OpenVPN:虚拟专用通道-中文百科频道

简介

OpenVPN 是一个基于 OpenSSL 库的应用层 VPN 实现。和传统 VPN 相比，它的优点是简单易用。

OpenVPN允许参与建立VPN的单点使用共享金钥，电子证书，或者用户名/密码来进行身份验证。它大量使用了OpenSSL加密库中的SSLv3/TLSv1 协议函式库。OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Mac OS X与Windows 2000/XP/Vista上运行，并包含了许多安全性的功能。它并不是一个基于Web的VPN软件，也不与IPsec及其他VPN软件包兼容。

OpenVPN2.0后引入了用户名/口令组合的身份验证方式，它可以省略客户端证书，但是仍有一份服务器证书需要被用作加密。 OpenVPN所有的通信都基于一个单一的IP端口，默认且推荐使用UDP协议通讯，同时TCP也被支持。OpenVPN连接能通过大多数的代理服务器，并且能够在NAT的环境中很好地工作。

服务端具有向客户端“推送”某些网络配置信息的功能，这些信息包括：IP地址、路由设置等。OpenVPN提供了两种虚拟网络接口：通用Tun/Tap驱动，通过它们，可以建立三层IP隧道，或者虚拟二层以太网，后者可以传送任何类型的二层以太网络数据。传送的数据可通过LZO算法压缩。在选择协议时候，需要注意2个加密隧道之间的网络状况，如有高延迟或者丢包较多的情况下，请选择TCP协议作为底层协议，UDP协议由于存在无连接和重传机制，导致要隧道上层的协议进行重传，效率非常低下。

openvpn是vpn的一个具体实现，它穿透能力强，是所有vpn产品中的佼佼者，不但性能优越，而且是开源软件，可以免费使用，也可以二次开发，提供了多种平台的安装版本。此外，它还提供了多种客户端(包括window、linux、mac以及各种移动设备的客户端安装包)。

解析

该软件最早由James Yonan编写。OpenVPN允许参与建立VPN的单点使用预设的私钥，第三方证书，或者用户名/密码来进行身份验证。它大量使用了OpenSSL加密库，以及SSLv3/TLSv1协议。

OpenVPN能在Linux、xBSD、Mac OS X与Windows2000/XP上运行。它并不是一个基于Web的VPN软件，也不与IPsec及其他VPN软件包兼容。

原理

OpenVpn的技术核心是虚拟网卡，其次是SSL协议实现，由于SSL协议在其它的词条中介绍的比较清楚了，这里重点对虚拟网卡及其在OpenVpn的中的工作机理进行介绍：

虚拟网卡是使用网络底层编程技术实现的一个驱动软件，安装后在主机上多出现一个网卡，可以像其它网卡一样进行配置。服务程序可以在应用层打开虚拟网卡，如果应用软件（如IE）向虚拟网卡发送数据，则服务程序可以读取到该数据，如果服务程序写合适的数据到虚拟网卡，应用软件也可以接收得到。虚拟网卡在很多的操作系统下都有相应的实现，这也是OpenVpn能够跨平台一个很重要的理由。

在OpenVpn中，如果用户访问一个远程的虚拟地址（属于虚拟网卡配用的地址系列，区别于真实地址），则操作系统会通过路由机制将数据包（TUN模式）或数据帧（TAP模式）发送到虚拟网卡上，服务程序接收该数据并进行相应的处理后，通过SOCKET从外网上发送出去，远程服务程序通过SOCKET从外网上接收数据，并进行相应的处理后，发送给虚拟网卡，则应用软件可以接收到，完成了一个单向传输的过程，反之亦然。

VPN的英文全称是“Virtual Private Network”，即虚拟专用网络，顾名思义，我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密通讯协议，在连接于Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专用的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正地去铺设光缆之类的物理线路（图1）。而且相对Internet这个全球性和开放性的、不可管理的国际互联网络，VPN最大的优势在于企业用户拥有高度控制性，尤其是基于安全基础上的控制。一个内部VPN能使企业对所有的安全认证、网络系统以及网络访问情况进行控制，建立端到端的安全架构，集成和协调现有的内部安全技术。

加密

OpenVPN使用OpenSSL库加密数据与控制信息：它使用了OpenSSL的加密以及验证功能，意味着，它能够使用任何OpenSSL支持的算法。它提供了可选的数据包HMAC功能以提高连接的安全性。此外，OpenSSL的硬件加速也能提高它的性能。

验证

OpenVPN提供了多种身份验证方式，

用以确认参与连接双方的身份，包括：预享私钥，第三方证书以及用户名/密码组合。预享密钥最为简单，但同时它只能用于建立点对点的VPN；基于PKI的第三方证书提供了最完善的功能，但是需要额外的精力去维护一个PKI证书体系。

OpenVPN2.0后引入了用户名/口令组合的身份验证方式，它可以省略客户端证书，但是仍有一份服务器证书需要被用作加密。

网络

OpenVPN所有的通信都基于一个单一的IP端口，默认且推荐使用UDP协议通讯，同时TCP也被支持。OpenVPN连接能通过大多数的代理服务器，并且能够在NAT的环境中很好地工作。服务端具有向客户端“推送”某些网络配置信息的功能，这些信息包括：IP地址、路由设置等。

OpenVPN提供了两种虚拟网络接口：通用Tun/Tap驱动，通过它们，可以建立三层IP隧道，或者虚拟二层以太网，后者可以传送任何类型的二层以太网络数据。传送的数据可通过LZO算法压缩。IANA（Internet Assigned Numbers Authority）指定给OpenVPN的官方端口为1194。OpenVPN 2.0以后版本每个进程可以同时管理数个并发的隧道。

OpenVPN使用通用网络协议（TCP与UDP）的特点使它成为IPsec等协议的理想替代，尤其是在ISP（Internet service provider）过滤某些特定VPN协议的情况下。

在选择协议时候，需要注意2个加密隧道之间的网络状况，如有高延迟或者丢包较多的情况下，请选择TCP协议作为底层协议，UDP协议由于存在无连接和重传机制，导致要隧道上层的协议进行重传，效率非常低下。