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小型企业无线VPN解决方案

2009-05-26微型计算机评测室《微型计算机》2009年4月下

在上一期,针对没有分支机构的小型企业,我们根据不同的应用需求推荐了几套无线解决方案。随着公司业务的扩张,会不断成立驻外办事处或分公司,需要在总部网络与分部网络之间架起沟通的桥梁,让分部员工可以通过互联网访问企业内部网络的资料。对于这类正在向中型企业过渡的小型企业而言,什么样的无线解决方案才能实现快速灵活的无线网络部署、高安全性的内网访问和具有一定冗余的负载能力呢?本文不但会告诉你答案,并且还会手把手教你实施该方案。

兼顾需求与发展,为小型企业定制VPN解决方案

需求分析

进入成熟期的小型企业往往迈开了向外扩张的步伐,不断地在外地成立办事处或分公司。此时总部与分部之间需要传输、共享和备份内部的机密资料,因此在互联网上建立企业自己的VPN隧道,让分部可以通过这条隧道安全地访问总部的内部网就变得十分必要。

在企业内部,办公电脑(或者说员工)和各种服务器的数量随着业务的扩张而快速增长,仅仅依靠无线路由器或有线路由器的数据交换能力显然不够,必须配置交换机。

此外,为了让企业网络具有较高的弹性,能够自由调整网络结构和随意增减工位,提供随时随地的企业网络资源访问,提高办公的效率,还需要为整个企业的办公空间部署完全覆盖的无线网络。

解决方案

为了满足上述需求,小型企业无线VPN的网络拓扑结构中至少应包括VPN防火墙路由器、智能交换机和无线AP(即无线接入点)。企业也可以根据自己的实际情况在VPN防火墙路由器的后端增加专用网络管理设备、RADIUS认证服务器等。在VPN防火墙路由器的选择上,既要满足企业的现有需求,也要具有一定的冗余性能以适应企业未来的扩张需要。

在前端,与互联网相连的是VPN防火墙路由器。它必须支持IPSec VPN服务器功能,并且至少提供50条VPN隧道。IPSec VPN是用于驻外办事处或分公司与总部内部网之间的高安全性连接。另外,VPN防火墙路由器还应具有多种访问过滤、SPI防火墙、防止DOS(拒绝服务)攻击等功能,以减少来自外部和内部的安全威胁。


小型企业无线VPN的网络拓扑结构图

在数据交换部分,我们建议使用智能交换机。相比普通的非网管交换机,智能交换机支持基于Web的图形化管理和基于SNMP的网络管理标准协议,把网络管理员从复杂的CLI命令行、Telnet或本地控制台等传统管理方式中解放出来,可以更加轻松、高效地对交换机进行管理和维护,并且智能交换机的价格比非网管交换机也贵不了多少。更高端、功能全面但价格高昂的全网管交换机则不适合小型企业使用。在性能上,好使用支持线速转发的交换机,以便让内部网络在繁忙时也畅通无阻。

在网络布线方面,可以采用无线网络加上少量的布线,根据建筑结构布置无线AP以实现为移动用户提供网络服务,各种应用服务器(例如邮件服务器、打印机服务器等)和存储设备(例如
NAS、磁盘阵列等)则通过百兆或千兆有线网连接智能交换机。并且按照无线网络在同一区域多支持3个独立信道的原则(我国无线网络规定了13个信道,其中1、6、11三个信道独立,互不干扰),在每层楼按照蜂窝结构多布置3个无线AP,并且实现无缝漫游。同时再对无线AP设置
WPA2加密功能以保证无线网络的安全。

Tips:必须了解的交换机知识之一

常用单位:在交换机的参数指标中,常见的单位有Gbps 和Mpps。1Gbps就是每秒1Gigabit=1024Mbps=128MB/s,大家常说的千兆网卡的速度就是1Gbps。Mpps即“Million packetper
secend(百万包/秒)”,在交换机上指包转发率,转发1个64Byte包的实际开销为84Byte=672bit,因此换算下来,100Mbps=0.1488Mpps,1Gbps=1.488Mpps。

Tips:必须了解的交换机知识之二

背板带宽:交换机的背板带宽,是指交换机接口处理器或接口卡和数据总线之间的大数据吞吐量,这和处理器的前端总线带宽的概念很相似。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力,单位为Gbps,也叫交换带宽,一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高,所能处理数据的能力就越强,但同时价格也越高。

第一步:设置VPN防火墙路由器

企业用户按照网络拓扑结构图连接好各个设备后,还需要对设备的访问控制、VPN接入、限速和安全加密等功能进行设置,这样才能让整个企业无线办公网络运行起来。首先我们需要对VPN防火墙路由器进行设置,其中基础的互联网连接请参考4月上的《小型企业高速无线解决方案》,设置方法是类似的。

排除异己——MAC地址过滤

如何拒绝陌生的电脑接入企业网络?很简单,每张网卡访问网络时都必须提供MAC地址,使用MAC地址过滤功能,把企业全部办公电脑、服务器的MAC地址添加到允许访问的列表中,并禁止其它MAC地址的访问。这样就只有企业内部的设备可以访问网络,其它的电脑则被阻挡在外(图1~3)。

在浏览器中登录VPN防火墙路由器的Web管理界面后,点击“Security”、“Address Filter”,在“Do you want to enable Source MAC Address Filtering?”下方选择“Yes”开启MAC地址过滤功能,并在“Policy for MAC Addresses listed below:”右侧的下拉菜单中选择“Permit and Block the rest”。

点击Windows操作系统的开始菜单,选择“附件”、“命令提示符”,在DOS窗口中输入“
ipconfig/all”并回车,可以看到电脑的MAC地址。

接着在下方的“ MAC Address”地址栏中依次输入企业每台电脑的MAC地址(如“00-03-25-
5A-45-0B”)并点击右侧的“add”按键。后点击“Apply”,这样就只有MAC地址在该列表中的电脑才能访问企业网络。

避免IP地址冲突,防止ARP病毒——IP/MAC地址绑定

在企业网络中,由于各种原因造成IP地址冲突的情况时有发生;并且ARP病毒肆虐,伪装成
DNS服务器导致电脑无法正常访问互联网。企业用户可以使用IP/MAC地址绑定功能来解决这些让网管头痛的问题。将企业所有的网络设备进行IP/MAC地址绑定之后,IP地址和MAC地址会一一对应,就不会再发生IP地址冲突,或者ARP病毒窃取IP地址、假冒DNS服务器的情况了(图4~5)。

点击“Network Configuration”、“LAN Setting”、“LAN Groups”,点击“select all”选中所有已发现的PC设备,然后点“save binding”即可将IP地址和MAC地址绑定起来。如果需要自定义IP地址和MAC地址的对应关系,在该界面下方的“Add Known PCs and Devices:”中填写IP地址和MAC地址,点击“add”按键即可。

在“Security”、“Address Filter”、“IP/MAC Binding”中可以查看已经绑定的IP/MAC地址,同时也可以在此添加绑定列表。

禁止部分电脑访问互联网——访问控制列表

MAC地址过滤和IP/MAC地址绑定主要用来加强内网安全,而控制企业员工对互联网的访问则要使用访问控制列表(ACL)。例如禁止财务部门、R&D部门的电脑访问互联网,减少这些电脑中毒的危险,避免机密资料泄露(图6~7)。

选择“Secur ity”、“Firewall”、“LAN WAN Rules”,一般来说企业的办公电脑只有少数不允许访问互联网、只准访问内网,因此在“Default Outbound Policy”缺省出站规则中选择“Allow
Always”允许访问,然后在“Outbound Service”中点击“add”按键。

在“Service Name”中选择“Any”,“Filter”选择“Block Always”,在“LAN User”中输入禁止访问互联网的电脑的IP地址(如192.168.1.2),“WAN User”填写路由器WAN接口的IP地址(如1.1.1.1)即可。这样,所有在“LAN User”中输入了IP地址的企业办公电脑都不能访问互联网。

Tips:必须了解的交换机知识之三

线速转发:线速转发是衡量交换机转发能力的一个标准,达到该标准的交换机可以支持所有端口同时全速转发数据,实现“无阻塞”设计。为了达到该标准,交换机的总数据交换能力必须大于所有端口的带宽总和的2倍(全双工)。

访问总部内网——VPN接入

驻外办事处或分公司要通过互联网访问企业总部的内网资料,可以建立安全的IPSec VPN隧道来实现,这也是VPN防火墙路由器重要的功能。当然,这只是VPN客户端到VPN网关的应用方式。除此之外,企业的VPN应用还包括总部和分部之间相互访问对方的内网(即VPN网关之间的互联),以及在外出差人员通过网络浏览器临时访问企业内网(即SSL VPN)等方式。这部分内容我们将在今后为大家详细介绍(图8~16)。

点击“VPN”、“VPN Wizard”,选择“VPN Client”,即VPN客户端到VPN网关的应用方式。再依次为该VPN隧道命名(如tunnelA)和设置密码(如123456789),点击“Apply”即可。

接着在“VPN”、“Policies”、“VPN Policies”,检查VPN隧道是否生效,以及设置是否正确。

再点击“VPN”、“Policies”、“IKE Policies”,可以看到路由器自动为刚刚建立的VPN隧道生成了对应的加密和认证策略。

接着安装各品牌专用的VPN客户端软件(Windows操作系统自带的VPN客户端软件不支持IPSec VPN)。运行专用的VPN客户端软件“Security Policy Editor”,在菜单栏选择“Edit”、“Add”、“Connection”会建立一个新的连接“New Connection”。

选中“New Connection”,在右侧的“ID”中选“IP Subnet”,在下方的“Subnet”中填写企业内网的子网号(如192.168.1.0),“Mask”中填写子网掩码“255.255.255.0”,“Protocol”选择“
All”,在“Use”左侧方框中打钩,下方的“ID”选“Any”,并填写WAN接口的IP地址(如1.1.1.1)。

展开“ New Connection”,选择“My Identity”,“Select”选择“None”,“ID”选“Domain
Name”,下方填写“fvx_remote.com”,其它默认,再点击右上角的“Pre-Shared Key”按键。

在弹出的“Pre-Shared Key”窗口中点击“Enter Key”,然后输入我们在建立VPN服务器时设置的密码“123456789”并点击“OK”。

在左边栏选择“Security Policies”,右侧选择“Aggressive Mode”,点击左上角的“保存”图标。再选择菜单栏的“File”、“Save”就完成了VPN客户端的配置。

后用右键点击任务栏右下角的VPN客户端图标,选择“Connect”、“My Connection/New
Connection”,当桌面右上角弹出“Successfully connected to My ConnectionNew connection”时就表示连接成功。此时用户就能像在内网中一样,通过互联网访问企业内网共享的文件资料了。

第二步:设置智能交换机

在完成VPN防火墙路由器的设置后,接下来就需要在智能交换机上将企业中不同部门的电脑隔离开来,例如将财务部、市场部、R&D等部门的电脑划分到不同的子网,提高企业机密的安全性,并不能影响电脑正常上网。同时网络管理员还可以针对交换机的端口带宽进行分配,防止少数员工占用大量带宽,影响其它员工的正常工作。

隔离不同的部门——VLAN

智能交换机和非网管交换机明显的区别在于,智能交换机支持Web管理方式,而非网管交换机只能用CLI命令进行管理。并且智能交换机一般提供了向导软件,可以在企业内网中搜索智能交换机,对其进行基础设置、密码更改、固件升级和Web管理的快捷方式。如果没有向导软件,网络管理员直接在浏览器中输入智能交换机的IP地址同样也可以进入其Web管理界面(图17~18)。

在智能交换机的Web管理界面中,选择“Bridge”、“VLAN”、“Port-Based VLAN”,在“
Name”输入VLAN的名称(如vlan2),“Group ID”输入新建VLAN的序号(如2),然后在下方的交换机图中把属于该VLAN的端口打钩,点击“OK”保存设置。重复该步骤建立全部所需的虚拟子网络。

后在“Bridge”、“Default Port VLAN & CoS”中,将所有属于各个VLAN的端口的PVID改为对应VLAN的序号(即建立VLAN时设置的VLAN ID)。点击“OK”就能对各个部门进行划分。

合理分配带宽——端口限速

中小型企业经常饱受BT、蠕虫对局域网络的摧残,进行端口限速可以有效降低BT等P2P软件对网络的影响,合理规划网络带宽的使用,保证员工的正常工作。例如要对1号LAN接口进行限速,上传限速为2Mbps,下载限速为8Mbps(图19)。

在智能交换机的Web管理界面中,在“Bridge”、“Bandwidth Control”中,“Port”选“1”,将“Ingress Bandwidth Control”的“Control”改为“Enable”,“Limit Rate”设为2048(即2Mbps);将“Egress Bandwidth Control”的“Control”改为“Enable”,将“Limit Rate”设为8196(即8Mbps),后点击“OK”即可。

第三步:设置无线AP

在设置完路由和交换部分后,对于办公区域的无线覆盖还需要设置无线AP。这里重要的是为相邻区域的三个无线AP分配互不干扰的无线信道实现无线漫游,以及为无线网络进行高级别加密,提高无线网络的稳定性和安全性。

开启高级的WPA2安全加密

无线网络设备的安全加密级别从低到高有WEP、WPA和WPA2,为了大程度地保护企业无线网络的安全,网络管理员应该选择使用WPA2(图20)。

在无线AP的Web管理界面中选择“无线”、“界面”,在“认证方式”中选择“WPA-PSK/
WPA2-PSK”,“WPA加密”选“AES”,在“WPA金钥”中设置密码,点击“应用”保存。

错开无线信道,实现无缝漫游

由于三个无线AP均连接在智能交换机上,因此只要错开各自的无线信道,设置相同的SSID和安全加密级别、密码即可,不需要设置复杂的WDS桥接就能实现无缝漫游,用户可以随意移动而不掉线(图21)。

同样在“无线”、“界面”,将三个无线AP的SSID都设置成相同(如default),然后将“频道”分别设为“1”、“6”和“11”,加密设置也保持相同,后点击“保存”即可。

写在后

通过VPN防火墙路由器、智能交换机和无线AP的设置,网络管理员就能为企业建立一个灵活、安全和具有一定冗余性能的无线网络办公环境。本文提供的产品和设置方法适用于大多数具有分支机构的小型企业,但不同的企业在应用需求上差异很大,我们将在今后为大家一一分析。如果你在中小企业组网方面有成功经验,并愿意投稿,可以写信至fengl@cniti.cn。此外,你认为本文对你的学习和工作有无帮助,或有任何意见和建议,都可登录编辑的博客:blog.mcplive.cn/fl参与调查和讨论,我们期待你的参与。

NETGEAR FVS338

网件中国 010-82158080 www.netgear.com.cn 3800元

FVS338是一款多支持50个VPN隧道、具有8个百兆LAN口的VPN防火墙路由器。它的处理器频率为266MHz,内存和闪存容量分别为32MB和16MB,支持DES和3DES加密算法的IPSec VPN,还提供了NETGEAR VPN01L软件帮助用户快速设置VPN。

 接口

 100Mbps LAN×8
 100Mbps WAN×1
 串口×1

 防火墙

 SPI防火墙

 VPN

 50条IPSec VPN

 3DES吞吐量

 50Mbps

 并发连接数

 10 000

 NAT吞吐量

 92Mbps

 测试成绩

 NAT速率

 84.122Mbps

 百兆端口速率

 87.337Mbps

在安全方面,它具有SPI防火墙、网址过滤、ActiveX过滤、JAVA过滤、Cookie禁止、安全策略、日志和监控等功能。在管理上,FVS338支持Web管理、Telnet和远程管理,并提供了针对
SNMP网络管理标准协议优化的NETGEAR NMS100软件。

思科RV042

思科中国 800-810-5704 www.cisco.com.cn 1600元

思科RV042是一款支持50个VPN隧道的、具有4个百兆LAN口的VPN防火墙路由器。它大的特点是具有双WAN接口,小型企业用户既可以让第二条Internet连接作为备份链路以确保Internet连接不会中断;也可以同时使用两个不同的Internet连接,利用负载平衡以保障大带宽效率。

 接口

 100Mbps LAN×4
 100Mbps WAN×1
 100Mbps WAN/DMZ×1

 防火墙

 SPI防火墙

 VPN

 50条IPSec VPN
 5个PPTP VPN客户端
 10个QuickVPN客户端

此外,第二个WAN接口还可以作为DMZ端口使用,提供无阻碍的互联网访问通道,便于建立网站或FTP服务器。它支持DES和3DES加密算法的IPSec VPN,具有IP过滤功能和SPI防火墙,还支持Web、SNMP和安装向导等管理方式,易于网络管理员进行配置和维护。

NETGEAR FS728TS

网件中国 010-82158080 www.netgear.com.cn 4800元

NETGEAR FS728TS智能交换机提供了24个百兆端口、4个千兆端口和2个小型可热插拔(
SFP)GBIC光纤模块插槽。它大可堆叠6台交换机,总共可提供192个百兆端口,并且所有堆叠单元可以通过单一IP地址管理,能够应对中小企业规模不断增长时网络扩容的需求。

 接口

 100Mbps×24
 1000Mbps×4
 SFP×2

 背板带宽

 12.8Gbps

 包转发率

 9.5Mpps

 MAC地址表

 8k

 测试成绩

 百兆端口速率

 94.703Mbps

 千兆端口速率

 947.251Mbps

安全性方面,FS728TS支持端口限速、端口和MAC地址绑定和第三层优先级别区分等高级安全功能,并且加入了802.1x端口认证技术,支持RADIUS认证服务器。在管理上,它不但支持SNMP v1/v2c/v3网络管理协议,还提供了NETGEAR NMS100网管软件,让网络管理员更加轻松地配置和维护交换机。

华硕GigaX1024i+

华硕中国 800-820-6655 www.asus.com.cn 6500元

华硕GigaX1024i+智能交换机提供了24个百兆端口、2个千兆端口和2个小型可热插拔(SFP)GBIC光纤模块插槽,高支持256组VLAN。在网络服务上,它支持端口的优先级控制,每个端口具有四个优先队列,它还支持网络流量控制和QoS,以保证网络顺畅。

 接口

 100Mbps×24
 1000Mbps×2
 SFP×2

 背板带宽

 20Gbps

 包转发率

 6.6Mpps

 MAC地址表

 8k

 测试成绩

 百兆端口速率

 94.477Mbps

 千兆端口速率

 946.884Mbps

安全方面,它支持802.1x端口认证技术,可让用户通过RADIUS认证服务器进行远程验证。在管理方面,GigaX1024i+支持SNMP v1/v2c/v3网络管理协议,也提供了Web图形管理界面。

华硕WL320gP

华硕中国 800-820-6655 www.asus.com.cn 6800元

华硕WL320gP支持IEEE802.11g无线网络标准和125Mbps 增强型速率,工作频段为2.4GHz,具有两根可拆卸的5dBi外置天线和20dBm高功率输出,还支持全面的WDS功能。

 无线网络标准

 IEEE 802.11g

 高传输速率

 125Mbps

 工作频段

 2.4~2.5GHz

 接口

 100Mbps×1

 天线增益

 5dBi

 大输出功率

 20dBm

它大的特点是支持多SSID和VLAN功能,可以在智能交换机VLAN的基础上,对无线网络用户进行更深入的细分。在安全和管理上,它同时支持WPA2安全加密和802.1x端口认证技术,支持端口、IP地址、协议和URL关键字过滤功能,以及SNMP 3.0网络管理协议。

NETGEAR WG302

网件中国 010-82158080 www.netgear.com.cn 2000元

NETGEAR WG302支持IEEE802.11g无线网络标准和108Mbps增强型速率,工作频段为2.4GHz,两根可拆卸的5dBi外置天线可以保证它在提供高速服务时具有更大的信号覆盖范围。

 无线网络标准

 IEEE 802.11g

 高传输速率

 108Mbps

 工作频段

 2.4~2.4835GHz

 接口

 100Mbps×1
 RS232C×1

 天线增益

 5dBi

 大输出功率

 19.8dBm

在安全上,它支持WPA2安全加密和802.1x端口认证技术,这种双向认证可以确保非企业
RADIUS服务器授权的客户端无法接入网络。它还支持多256个用户的访问控制列表和VPN穿透,以及WDS桥接和中继模式。同时它也提供了Web管理、控制接口、FTP远程配置和NMS100软件等多种管理方式。

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