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摘要：文章在阐述VPDN工作原理的基础上，分析了无线VPDN接入方案中的L2TP隧道技术和安全保障措施，并对无线VPDN接入方案的优势和劣势进行了论述。
关键词：VPDN 无线接入 3G L2TP
1 概述
从目前通信市场上的热点产品来看，移动数据业务已经成为市场发展的主流和焦点。未来的市场将是一个移动互联网主宰的市场，移动终端无线上网将远远超过传统的有线上网方式。对于通信运营商而言，如何做好移动数据业务，将是在激烈的市场竞争中赢得优势地位的关键。无线VPDN业务是发展行业应用客户的重要业务产品，无线VPDN接入方案是运行维护人员做好技术支撑的重要课题。
2 VPDN介绍
VPDN（Virtual Private Dial Network，虚拟私有拨号网）是指在公共互联网络中，用通信运营商提供的拨号功能及接入网网络，实现虚拟的用户专用通信网络。VPDN采用加密通信协议，为企业建立安全的通信专网。异地机构、出差人员可由公共网络，通过加密隧道实现与企业内部局域网之间的连接，公共网络上的非VPDN用户则无法享受这种通信服务。
隧道技术是VPDN的优势，用户的数据在隧道中封装后进行传输。在起始设备与互联网的连接设备上，用户数据按照标准封装为一种特殊的传输数据格式。在企业内部网络与互联网的接口处，用户数据经过解封装的过程还原成具体的内容信息。被封装的数据信息，在互联网上传送时所经过的逻辑路径称之为隧道技术。隧道技术中的通信协议是确保用户信息封装、传送、解封装的关键，目前主要分为PPTP、L2F、L2TP三种，其中L2TP的使用最广泛。
3 无线VPDN接入方案介绍
3.1 无线VPDN接入方案 无线VPDN接入方案，是基于3G无线网络高速数据带宽，利用二层隧道技术专门针对特定行业用户，实现客户虚拟网络与公众互联网的隔离，实现远程内部网络访问的通信服务。该实现方案简化了传输节点，提供了最优路由，为用户提供了安全、高速、优质的网络接入解决方案，从而满足移动办公、移动数据采集、无线数据传输等多种不同通信服务的需求。根据用户需求的差异，无线VPDN接入方案，可分为人机通信（P2M，People to Machine）、物物通信（M2M，Machine to Machine）两大类应用。人机通信包括移动办公、移动商务、移动执法等应用；物物通信包括移动POS、ATM等金融终端，交通、环保、气象等行业的数据实时采集和监控。中国联通的WCDMA网络，在无线传输带宽和速率上具有独特的优势，无线VPDN接入产品在市场推广中得到广泛的认可。
3.2 L2TP协议 L2TP协议结合了L2F协议和PPTP协议的优点，成为无线VPDN接入方案中主要采用的方案标准。它能够在PPP链路层提供通道（Tunnel）传输，实现不同设备之间在二层链路的端点之间实现信息交互。在L2TP协议中对LAC（L2TP Access Concentrator，访问集中器）、LNS（L2TP Network Server，网络服务器）进行了特别的规定。LNS作为L2TP隧道的一侧端点，是对端LAC设备进行隧道PPP会话的逻辑终止端点。LAC位于拨号用户和LNS设备之间，它一方面利用L2TP协议在设备之间建立隧道，另一方面利用PPP链路与拨号用户进行数据传输。L2TP数据包分为两类：一类是控制信息，用于建立、保持、拆除隧道和呼叫，通过可靠的信道控制策略保证数据信息的传递，另一类是数据信息，当在传输过程中发生帧丢失现象时，不会发生数据包的重传。L2TP的控制信息与数据信息被封装在同一个PPP帧中进行传送，每一个控制信息都有相应的序列号，确保控制信息在控制信道中高速、可靠的传递。L2TP协议二重认证的机制、隧道加密功能、资源动态分配提升了安全性能，可以根据资费、需求的不同提供分级服务。
3.3 安全防护措施 无线VPDN接入方案具有信道加密、信源加密、身份认证、系统保护等信息防护措施机制。随着移动网络由2G网络向3G网络的发展，无线带宽资源更加充足，安全防护措施更加完善。安全防护措施主要体现在以下几个方面：
多重密钥匹配：用户侧设备接入到WCDMA网络后，有一个注册协商的过程。在这个过程中，通信运营商对接入设备的UIM卡进行身份密钥确认。在身份确认的鉴权过程中，双方协商通讯加密的密钥，并在通信过程中对数据信息进行加密防护。此外，在对数据加密完成之后还会附加上校验码，对方在收到加密信息和校验码后，核对校验码并重新计算，并据此判断数据信息是否在传输过程中被篡改。
接入访问控制：通信运营商在LAC设备上绑定了用户账号与IMSI标识，确保账号不会被盗用。因此，即便用户通过其它UIM卡利用正确的账号进行拨号，所以也无法使用业务。此外，LAC设备还可以设定用户的网络访问权限，通过参数配置限定用户只访问专用网络，而不能访问互联网。
信息数据加密：无线网络的码资源加密，3G网络优于2G网络。此外，在用户侧与核心侧的设备之间，可以采用IPSec VPN实现端到端的加密保护。IPSec VPN需要协商双方针对数据层面提供完整的加密密钥，更稳固的密钥机制保证了接入设备和LNS之间的信息安全。
4 无线VPDN接入方案优劣势分析
4.1 无线VPDN接入方案的优势 无线VPDN接入方案相对于传统的有线传输接入方式，具有灵活方便、工程期短、成本低廉的特点。随着移动网络由2G网络向3G网络的发展，不仅在无线带宽资源上更加充足，而且安全防护措施也更加完善。其主要优势表现在以下几个方面：
传统接入方式的补充。在线路资源不能敷设到区域，可以通过无线网络信号提供无线VPDN接入。经过无线资源参数的调整，降低建筑物、自然气候等因素的影响，从而满足数据传输需求。 冗余备份线路的补充。备份线路的储备，是用户普遍的要求。在许多重要行业通常采用双线路、双路由的接入方式。无线VPDN接入方案不用比传统的物理线路备份那样简单、灵活，能够节省大量安装与维护的费用，是备份线路的最佳选择。
灵活的协议转换。部分特定的移动终端具备一定的路由功能，能够实现对TCP/IP上层协议的支持，能够通过串口等方式接入的非IP应用，可以平滑地接入IP应用。在银行行业的应用中，能够轻松实现无线POS机与后台系统的IP应用对接，方案的开发难度小、维护费用低，在无线POS机的接入市场中常常被采用。
4.2 无线VPDN接入方案的不足 随着无线VPDN接入方案在各行各业中日益广泛的应用，其独特的业务优势已得到广泛的认可。但是随着技术的发展、用户通信需求的提高，该接入方案的局限性也逐渐呈现出来。
无法绑定设备物理属性。在固网的互联网中，将IP地址能够与网卡MAC地址绑定，可以对登录设备的物理特性进行控制。如何将移动终端的MAC地址、用户账号、UIM卡的IMSI标识、固定IP地址等多种限定性元素系统捆绑，从而提供更高的安全级别，是方案优化时需要考虑的问题。
无法保证优质的传输带宽。无线网络的质量，常常受到楼宇阻挡、天气变化等因素的影响。在一些较恶劣的环境下，无线数据的传输带宽可能无法保证。此外，3G网络覆盖与市场发展之间的差距、网络资源调配与网络优化的能力，都是影响业务的因素。如何保证高质量的数据传送也是必须面对的问题。
业务漫游费用较高。无线数据的流量收费，是以地市级行政区域为界，离开归属地的业务使用要收漫游费。漫游资费目前还相对较高，超出了部分用户的心理预期。用户常常因为固有的使用习惯，在漫游地区产生了高昂的流量费，引发了业务使用的纠纷。
5 小结
无线VPDN的接入方案打破传统VPDN的限制，通过移动终端用户不受地点的限制，借助移动网络能够随时随地、方便灵活的实现企业内部网的访问。这种技术实现方案虽然已经广泛的应用于各行各业，但是仍需要专业技术人士不断进行研究和优化。
参考文献：
[1]徐益强.基于3G的无线VPDN业务网的设计与实现[J].环境监控与预警，2010（05）.
[2]黄浩，谢冬青.L2TP下可信的VPN方案设计与实现[J].计算机工程，2006（20）.
[3]许晶.IPSec中密钥交换协议的研究与实现[D].哈尔滨理工大学，2007.
[4]韦余红.无线POS机数据传输安全控制策略研究[J].通信技术，2009（02）.
关键词：VPDN 无线接入 3G L2TP
1 概述
从目前通信市场上的热点产品来看，移动数据业务已经成为市场发展的主流和焦点。未来的市场将是一个移动互联网主宰的市场，移动终端无线上网将远远超过传统的有线上网方式。对于通信运营商而言，如何做好移动数据业务，将是在激烈的市场竞争中赢得优势地位的关键。无线VPDN业务是发展行业应用客户的重要业务产品，无线VPDN接入方案是运行维护人员做好技术支撑的重要课题。
2 VPDN介绍
VPDN（Virtual Private Dial Network，虚拟私有拨号网）是指在公共互联网络中，用通信运营商提供的拨号功能及接入网网络，实现虚拟的用户专用通信网络。VPDN采用加密通信协议，为企业建立安全的通信专网。异地机构、出差人员可由公共网络，通过加密隧道实现与企业内部局域网之间的连接，公共网络上的非VPDN用户则无法享受这种通信服务。
隧道技术是VPDN的优势，用户的数据在隧道中封装后进行传输。在起始设备与互联网的连接设备上，用户数据按照标准封装为一种特殊的传输数据格式。在企业内部网络与互联网的接口处，用户数据经过解封装的过程还原成具体的内容信息。被封装的数据信息，在互联网上传送时所经过的逻辑路径称之为隧道技术。隧道技术中的通信协议是确保用户信息封装、传送、解封装的关键，目前主要分为PPTP、L2F、L2TP三种，其中L2TP的使用最广泛。
3 无线VPDN接入方案介绍
3.1 无线VPDN接入方案 无线VPDN接入方案，是基于3G无线网络高速数据带宽，利用二层隧道技术专门针对特定行业用户，实现客户虚拟网络与公众互联网的隔离，实现远程内部网络访问的通信服务。该实现方案简化了传输节点，提供了最优路由，为用户提供了安全、高速、优质的网络接入解决方案，从而满足移动办公、移动数据采集、无线数据传输等多种不同通信服务的需求。根据用户需求的差异，无线VPDN接入方案，可分为人机通信（P2M，People to Machine）、物物通信（M2M，Machine to Machine）两大类应用。人机通信包括移动办公、移动商务、移动执法等应用；物物通信包括移动POS、ATM等金融终端，交通、环保、气象等行业的数据实时采集和监控。中国联通的WCDMA网络，在无线传输带宽和速率上具有独特的优势，无线VPDN接入产品在市场推广中得到广泛的认可。
3.2 L2TP协议 L2TP协议结合了L2F协议和PPTP协议的优点，成为无线VPDN接入方案中主要采用的方案标准。它能够在PPP链路层提供通道（Tunnel）传输，实现不同设备之间在二层链路的端点之间实现信息交互。在L2TP协议中对LAC（L2TP Access Concentrator，访问集中器）、LNS（L2TP Network Server，网络服务器）进行了特别的规定。LNS作为L2TP隧道的一侧端点，是对端LAC设备进行隧道PPP会话的逻辑终止端点。LAC位于拨号用户和LNS设备之间，它一方面利用L2TP协议在设备之间建立隧道，另一方面利用PPP链路与拨号用户进行数据传输。L2TP数据包分为两类：一类是控制信息，用于建立、保持、拆除隧道和呼叫，通过可靠的信道控制策略保证数据信息的传递，另一类是数据信息，当在传输过程中发生帧丢失现象时，不会发生数据包的重传。L2TP的控制信息与数据信息被封装在同一个PPP帧中进行传送，每一个控制信息都有相应的序列号，确保控制信息在控制信道中高速、可靠的传递。L2TP协议二重认证的机制、隧道加密功能、资源动态分配提升了安全性能，可以根据资费、需求的不同提供分级服务。
3.3 安全防护措施 无线VPDN接入方案具有信道加密、信源加密、身份认证、系统保护等信息防护措施机制。随着移动网络由2G网络向3G网络的发展，无线带宽资源更加充足，安全防护措施更加完善。安全防护措施主要体现在以下几个方面：
多重密钥匹配：用户侧设备接入到WCDMA网络后，有一个注册协商的过程。在这个过程中，通信运营商对接入设备的UIM卡进行身份密钥确认。在身份确认的鉴权过程中，双方协商通讯加密的密钥，并在通信过程中对数据信息进行加密防护。此外，在对数据加密完成之后还会附加上校验码，对方在收到加密信息和校验码后，核对校验码并重新计算，并据此判断数据信息是否在传输过程中被篡改。
接入访问控制：通信运营商在LAC设备上绑定了用户账号与IMSI标识，确保账号不会被盗用。因此，即便用户通过其它UIM卡利用正确的账号进行拨号，所以也无法使用业务。此外，LAC设备还可以设定用户的网络访问权限，通过参数配置限定用户只访问专用网络，而不能访问互联网。
信息数据加密：无线网络的码资源加密，3G网络优于2G网络。此外，在用户侧与核心侧的设备之间，可以采用IPSec VPN实现端到端的加密保护。IPSec VPN需要协商双方针对数据层面提供完整的加密密钥，更稳固的密钥机制保证了接入设备和LNS之间的信息安全。
4 无线VPDN接入方案优劣势分析
4.1 无线VPDN接入方案的优势 无线VPDN接入方案相对于传统的有线传输接入方式，具有灵活方便、工程期短、成本低廉的特点。随着移动网络由2G网络向3G网络的发展，不仅在无线带宽资源上更加充足，而且安全防护措施也更加完善。其主要优势表现在以下几个方面：
传统接入方式的补充。在线路资源不能敷设到区域，可以通过无线网络信号提供无线VPDN接入。经过无线资源参数的调整，降低建筑物、自然气候等因素的影响，从而满足数据传输需求。 冗余备份线路的补充。备份线路的储备，是用户普遍的要求。在许多重要行业通常采用双线路、双路由的接入方式。无线VPDN接入方案不用比传统的物理线路备份那样简单、灵活，能够节省大量安装与维护的费用，是备份线路的最佳选择。
灵活的协议转换。部分特定的移动终端具备一定的路由功能，能够实现对TCP/IP上层协议的支持，能够通过串口等方式接入的非IP应用，可以平滑地接入IP应用。在银行行业的应用中，能够轻松实现无线POS机与后台系统的IP应用对接，方案的开发难度小、维护费用低，在无线POS机的接入市场中常常被采用。
4.2 无线VPDN接入方案的不足 随着无线VPDN接入方案在各行各业中日益广泛的应用，其独特的业务优势已得到广泛的认可。但是随着技术的发展、用户通信需求的提高，该接入方案的局限性也逐渐呈现出来。
无法绑定设备物理属性。在固网的互联网中，将IP地址能够与网卡MAC地址绑定，可以对登录设备的物理特性进行控制。如何将移动终端的MAC地址、用户账号、UIM卡的IMSI标识、固定IP地址等多种限定性元素系统捆绑，从而提供更高的安全级别，是方案优化时需要考虑的问题。
无法保证优质的传输带宽。无线网络的质量，常常受到楼宇阻挡、天气变化等因素的影响。在一些较恶劣的环境下，无线数据的传输带宽可能无法保证。此外，3G网络覆盖与市场发展之间的差距、网络资源调配与网络优化的能力，都是影响业务的因素。如何保证高质量的数据传送也是必须面对的问题。
业务漫游费用较高。无线数据的流量收费，是以地市级行政区域为界，离开归属地的业务使用要收漫游费。漫游资费目前还相对较高，超出了部分用户的心理预期。用户常常因为固有的使用习惯，在漫游地区产生了高昂的流量费，引发了业务使用的纠纷。
5 小结
无线VPDN的接入方案打破传统VPDN的限制，通过移动终端用户不受地点的限制，借助移动网络能够随时随地、方便灵活的实现企业内部网的访问。这种技术实现方案虽然已经广泛的应用于各行各业，但是仍需要专业技术人士不断进行研究和优化。
参考文献：
[1]徐益强.基于3G的无线VPDN业务网的设计与实现[J].环境监控与预警，2010（05）.
[2]黄浩，谢冬青.L2TP下可信的VPN方案设计与实现[J].计算机工程，2006（20）.
[3]许晶.IPSec中密钥交换协议的研究与实现[D].哈尔滨理工大学，2007.
[4]韦余红.无线POS机数据传输安全控制策略研究[J].通信技术，2009（02）.