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阅读以下关于某省电子政务网络平台的叙述,回答问题1、问题2和问题3。
【说明】
 某省准备建立电子政务网络平台,实现全省上下各级部门之间的信息交换和资源共享。遵照《国家信息化领导小组关于推进国家电子政务网络建设的意见》的要求,电子政务网络分为电子政务外网和电子政务内网,该省即将建设的网络平台被定性为“非涉密”的电子政务外网。在第一期工程中,主要建设覆盖省直部门和各地市州的电子政务外网省级部分。电子政务外网是办公自动化、会议通知、行政审批、电子监察等跨部门应用系统的运行网络,还是一个网络承载平台,可以承载各类VPN。例如,在当前的省级外网平台建设中,外网平台就需要承载两个VPN:(1)互连各个部门的国库支付VPN;(2)互连各个部门的视频监控VPN。

【问题1】(6分)
电子政务外网承载VPN,可以采用L2TP、IPSec、MPLS VPN三类技术,请对三种技术建设VPN进行比较,比较内容如表1-1所示。


【问题2】(6分)

各地市州、各省直部门在接入电子政务外网平台时,需要配置接入路由器、防火墙、前置服务器,请考虑如下连接要求,并添加相应的连接线路或设备,给出接入电子政务外网的设备连接图。
(1)部门网络与电子政务外网之间为逻辑隔离;
(2)部门应用系统主动把数据推送至前置服务器,数据中心在进行数据获取时,不允许进入部门网络;
(3)在调试防火墙的各类过滤规则时,不会对电子政务外网的路由造成影响;
(4)可根据用户负载的需要,随时添置前置服务器。
【问题3】(13分)
如图1-1所示,省级电子政务外网平台承载了两个VPN,分别为国库支付VPN和视频监控VPN。请从以下方面描述电子政务外网PE路由器上的MPLS VPN配置内容:
· VPN接口配置
· PE-CE配置
· OSPF配置
· MPLS配置

 图1-1  电子政务外网承载VPN示意图

参考答案:

【问题1】(6分)


【问题2】(6分)

画图要点:
接入路由器直接连接电子政务外网;
防火墙直接连接单位内部网络;
防火墙与接入路由器直接相连;
防火墙的DMZ口添置一台DMZ交换机;
前置服务器与DMZ交换机直接相连。 
【问题3】(13分)
(1)VPN接口配置
将相应的接口加入VPN实例中;
进入接口配置模式,配置接口的IP地址。
(2)PE-CE配置
启用路由协议BGP,并设置自治区号;
在BGP的IPV4 VRF实例地址簇中引入路由信息;
建立IPV4 VRF实例的邻居关系,激活并传递VRF路由;
在BGP中引入直连路由。
(3)OSPF配置
启用OSPF路由协议;
配置路由区域及网络地址信息。
(4)MPLS配置
配置MPLS的LSR ID标识;
启用路由器的MPLS LDP标签协议;
在网络接口上启用MPLS LDP标签协议。

详细解析:

本题涉及MPLS技术、MPLS/VPN等领域的内容。
(1)问题1分析
VPN (Virtual Private Network,虚拟专用网)就是利用Internet或其他公共互联网络的基础设施建立专用数据传输通道,将远程的分支机构、移动办公人员等连接起来,实现不同网络的组件和资源之间的相互连接,是通过隧道技术在公共数据网络上虚拟出一条点到点的专线技术。
在虚拟专用网中,任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路,而是利用某种公众网的资源动态组成的。
VPN主要采用四项技术来保证安全,这四项技术分别为隧道技术(Tunneling)、加解密技术(Encryption & Decryption)、密钥管理技术(Key Management)、认证技术(Authentication)。
隧道技术就是利用隧道协议对隧道两端的数据进行封装,利用一种协议来传输另外一种协议的技术,共涉及三种协议,包括:乘客协议、隧道协议和承载协议,隧道协议可以分别是第二层或第三层隧道协议。第二层隧道协议是先把各种网络协议封装到PPP中,再把整个数据包装入隧道协议中;这种双层封装方法形成的数据包靠第二层协议进行传输;第二层隧道协议有L2F、PPTP、L2TP等。第三层隧道协议则借助于网络层协议来进行封装,典型代表是IPSec;IPSec本身不是隧道协议,但由于其提供的认证、加密功能适用于建立VPN环境,它既能提供LAN间VPN,也能提供远程访问型VPN。而MPLS VPN则是一种借助于标签交换技术,利用公用MPLS基础设施实现多个用户网络承载,介于第二层和第三层之间的技术。
L2TP协议:
L2TP封装的乘客协议是位于第二层的PPP协议,如下图所示。

L2TP在数据传输过程中,并没有对数据进行加密。
IPSec协议:
IPSec只能工作在IP层,要求乘客协议和承载协议都是IP协议,如图所示。

IPSec在传输数据过程中,可以对被封装的数据包进行加密和摘要等,以进一步提高数据传输的安全性。
MPLS VPN:
MPLS VPN技术借助于一个公用的MPLS域,在入口边缘路由器为每个包加上MPLS标签,核心路由器根据标签值进行转发,出口边缘路由器再去掉标签,恢复原来的IP包,如下图所示。

MPLS标签位于二层和三层之间,其协议封装如下图所示。

(2)问题2分析
电子政务网络一般分为电子政务内网和电子政务外网,其中电子政务外网是一个非涉密性质的网络,可以借助于特定的安全手段,实现普通信息和敏感信息的传递,电子政务外网在实现部门和下级单位接入时,主要采用逻辑隔离方式接入,即指两个网络之间存在着受控的网络协议传递,信息借助于防火墙或者具有过滤功能的路由器实现交换的方式。
逻辑隔离接入方式适用于大多数部门,其内部网络为实现对内部信息与资源实施保护,在受控的情况下与外网进行连接。由于电子政务网络建设主要为政务信息资源目录体系、政务信息资源交换体系、各类电子政务应用系统提供运行和承载环境;在实现部门网络接入的同时,需要为信息和数据的交换提供有效的技术支撑;因此,部门网络借助于防火墙或路由器完成与电子政务外网主干的连接,通过受控的网络协议实现信息交换。
传统意义上的部门逻辑接入方式如下图所示。

为完成各部门网络接入电子政务外网平台,必须配置特定的网络接入设备,这些设备主要包括接入路由器、防火墙、前置服务器、DMZ交换机等。
接入路由器:接入路由器是实现单位接入的关键设备,通过运行路由算法,保持和外网平台的连通性。
前置服务器:前置服务器是完成单位内部网络和外网平台数据交换的关键设备,通过前置数据库、交换中间件等实现数据的交换。
防火墙:防火墙是完成逻辑隔离的关键设备,其强大的过滤机制、DMZ区域设置等技术,保证了外网平台与单位网络之间的受控信息传递。
DMZ交换机:DMZ交换机用于扩展防火墙的DMZ区域,实现多台服务器在防火墙DMZ区域的接入。
(3)问题3分析
MPLS最初是用来提高路由器的转发速度而提出的一个协议,MPLS协议的关键是引入了标签(Label )交换概念;标签是一种短的,易于处理的,不包含拓扑信息,只具有局部意义的信息内容。
在MPLS网络中,IP包在进入第一个MPLS设备时,MPLS边缘路由器分析IP包的内容并且为这些IP包选择合适的标签;以后所有MPLS网络中节点都是依据这个标签作为转发依据;当IP包最终离开MPLS网络时,标签被边缘路由器分离。
MPLS在逻辑上可以分为LER(Label Switching Edge Router)和LSR(Label Switching Router);其中LER是MPLS网络同其他网络的边缘设备,它提供流量分类和标签映射,标签移除的功能;而LSR是MPLS网络的核心交换机,它提供标签交换,标签分发的功能。
作为一种高效的IP骨干网技术平台,MPLS为实现VPN提供了一种灵活的并且具有可扩展性的技术基础,并且具有网络配置简单、动态发现相邻节点、直接利用现有路由协议、具有良好的可扩展性等特点。
为支持基于MPLS的VPN特性必须实现如下功能:
· LDP(Label Distribution Protocol)标签分布协议,是MPLS的信令协议,用以管理和分配标签;
· MPLS转发模块,根据报文上的标签和本地映射表进行二、三层间交换;
· MBGP和BGP扩展,用来传递VPN路由和承载VPN属性、QoS信息、标签等内容;
· 路由管理的VPN扩展,建立多路由表,用以支持VPN路由。
在MPLS VPN的连接模型中,网络由运营商的骨干网与用户的各个Site组成,所谓VPN就是对Site集合的划分,一个VPN就对应一个由若干Site组成的集合。而MPLS VPN网络中的路由设备,也相应分为三类:
CE(Custom Edge)——用户Site中直接与服务提供商相连的边缘设备;
PE(Provider Edge)——骨干网中的边缘设备,它直接与用户的CE相连;
P 路由器(Provider Router)——骨干网中不与CE直接相连的设备。
 MPLS VPN的组成原理:  
(1)MPLS VPN的网络构造由服务提供商来完成。在这种网络构造中,由服务提供商向用户提供VPN服务,用户感觉不到公共网络的存在,就好像拥有独立的网络资源一样。
(2)同样,对于服务提供商骨干网络内部的 P 路由器,也就是不与CE 直接相连的路由器而言,也不知道有VPN的存在,仅仅负责骨干网内部的数据传输。但其必须能够支持MPLS协议,并使能该协议。
(3)所有的VPN的构建、连接和管理工作都是在PE上进行的。PE位于服务提供商网络的边缘,从PE的角度来看,用户的一个连通的IP 系统被视为一个Site,每一个Site通过CE与PE相连,Site是构成VPN的基本单元。
(4)一个VPN是由多个Site组成的,一个Site也可以同时属于不同的VPN。属于同一个VPN的两个Site通过服务提供商的公共网络相连,VPN数据在公共网络上传播,必须要保证数据传输的私有性和安全性。也就是说,从属于某个VPN的Site发送出来的报文只能转发到同样属于这个VPN的Site里去,而不能被转发到其他Site中去。
(5)同时,任何两个没有共同的Site的VPN都可以使用重叠的地址空间,即在用户的私有网络中使用自己独立的地址空间,而不用考虑是否与其他VPN或公网的地址空间冲突。所有这些就都需要依赖于VRF(VPN Routing & Forwarding Instance)。

上一题