red privada virtual

Una red privada virtual ( VPN ) es un mecanismo para crear una conexión segura entre un dispositivo informático y una red informática , o entre dos redes, utilizando un medio de comunicación inseguro como la Internet pública . ^[1]

Una VPN puede extender el acceso a una red privada (una que no permite o restringe el acceso público) a usuarios que no tienen acceso directo a ella, como una red de oficina que permite el acceso seguro desde fuera del sitio a través de Internet. ^[2]

Los beneficios de una VPN incluyen seguridad, costos reducidos para líneas de comunicación dedicadas y mayor flexibilidad para los trabajadores remotos . ^[3]

Una VPN se crea estableciendo una conexión virtual punto a punto mediante el uso de protocolos de túnel sobre redes existentes. Una VPN disponible en la Internet pública puede proporcionar algunos de los beneficios ^{[ ejemplo necesario ]} de una red de área amplia (WAN) privada. ^[4]

Tipos

Las redes privadas virtuales se pueden clasificar en varias categorías:

Acceso remoto: Una configuración de host a red es análoga a conectar una computadora a una red de área local. Este tipo proporciona acceso a una red ^{[ jerga ]} empresarial , como una intranet . Esto puede emplearse para trabajadores remotos o para permitir que un trabajador móvil acceda a las herramientas necesarias sin exponerlas a la Internet pública.

Sitio a Sitio: Una configuración de sitio a sitio conecta dos redes. Esta configuración expande una red a través de oficinas geográficamente dispares o conecta un grupo de oficinas a una instalación de centro de datos. El enlace de interconexión puede funcionar a través de una red intermedia diferente, como dos redes IPv6 conectadas a través de una red IPv4 . ^[5]

Sitio a sitio basado en extranet: En el contexto de las configuraciones de sitio a sitio, los términos intranet y extranet se utilizan para describir dos casos de uso diferentes. ^[6] Una VPN de sitio a sitio de intranet describe una configuración en la que los sitios conectados por la VPN pertenecen a la misma organización, mientras que una VPN de sitio a sitio de extranet une sitios que pertenecen a varias organizaciones.

Normalmente, las personas interactúan con VPN de acceso remoto, mientras que las empresas tienden a utilizar conexiones de sitio a sitio para escenarios de empresa a empresa , computación en la nube y sucursales . Sin embargo, estas tecnologías no son mutuamente excluyentes y, en una red empresarial significativamente compleja, pueden combinarse para permitir el acceso remoto a recursos ubicados en cualquier sitio determinado, como un sistema de pedidos que reside en un centro de datos.

Los sistemas VPN también pueden clasificarse por:

El protocolo de tunelización utilizado para canalizar el tráfico.
La ubicación del punto de terminación del túnel, por ejemplo, en el borde del cliente o en el borde del proveedor de red.
el tipo de topología de las conexiones, como de sitio a sitio o de red a red
los niveles de seguridad proporcionados
la capa OSI que presentan a la red de conexión, como circuitos de Capa 2 o conectividad de red de Capa 3
el número de conexiones simultáneas

Mecanismos de seguridad

Las VPN no pueden hacer que las conexiones en línea sean completamente anónimas, pero pueden aumentar la privacidad y la seguridad al cifrar todas las comunicaciones entre ubicaciones remotas a través de la Internet abierta. Para evitar la divulgación de información privada o el rastreo de datos , las VPN generalmente solo permiten acceso remoto autenticado utilizando ^{[ se necesita aclaración ]} protocolos de túnel y técnicas de cifrado seguras .

El modelo de seguridad VPN proporciona:

Confidencialidad tal que incluso si el tráfico de la red se rastrea a nivel de paquete (ver rastreador de red o inspección profunda de paquetes ), un atacante solo vería datos cifrados , no los datos sin procesar.
autenticación del remitente para evitar que usuarios no autorizados accedan a la VPN
Integridad del mensaje para detectar y rechazar cualquier caso de manipulación de los mensajes transmitidos.

Los protocolos VPN seguros incluyen lo siguiente:

La seguridad del protocolo de Internet ( IPsec ) fue desarrollada inicialmente por el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) para IPv6 y era necesaria en todas las implementaciones de IPv6 compatibles con los estándares antes de que RFC 6434 la convirtiera solo en una recomendación. ^[7] Este protocolo de seguridad basado en estándares también se usa ampliamente con IPv4 y el protocolo de túnel de capa 2 . Su diseño cumple con la mayoría de los objetivos de seguridad: disponibilidad, integridad y confidencialidad . IPsec utiliza cifrado, encapsulando un paquete IP dentro de un paquete IPsec. La desencapsulación ocurre al final del túnel, donde el paquete IP original se descifra y se reenvía a su destino previsto.
Transport Layer Security ( SSL/TLS ) puede canalizar el tráfico de una red completa (como lo hace en el proyecto OpenVPN y el proyecto SoftEther VPN ^[8] ) o proteger una conexión individual. Varios proveedores ofrecen capacidades VPN de acceso remoto a través de SSL. Una VPN SSL puede conectarse desde ubicaciones donde IPsec tiene problemas ^{[ se necesita aclaración ]} con la traducción de direcciones de red y las reglas de firewall.
Seguridad de la capa de transporte de datagramas ( DTLS ): se utiliza en Cisco AnyConnect VPN y OpenConnect VPN ^[9] para resolver los problemas que tiene TLS con la tunelización sobre TCP (SSL/TLS se basan en TCP y la tunelización de TCP sobre TCP puede provocar grandes retrasos y la conexión se cancela ^[10] ).
El cifrado punto a punto ( MPPE ) de Microsoft funciona con el protocolo de túnel punto a punto y en varias implementaciones compatibles en otras plataformas.
El Protocolo de túnel de socket seguro ( SSTP ) de Microsoft canaliza el tráfico del Protocolo punto a punto (PPP) o del Protocolo de túnel de capa 2 a través de un canal SSL/TLS (SSTP se introdujo en Windows Server 2008 y en Windows Vista Service Pack 1).
Red privada virtual de múltiples rutas (MPVPN). Ragula Systems Development Company posee la marca registrada "MPVPN". ^{[ ¿ importante? ]}^[11]
VPN Secure Shell (SSH): OpenSSH ofrece túneles VPN (distintos del reenvío de puertos ) para proteger conexiones remotas ^{[ ambiguas ]} a una red, enlaces entre redes y sistemas remotos. El servidor OpenSSH proporciona una cantidad limitada de túneles simultáneos. La función VPN en sí no admite la autenticación personal. ^[12] SSH se utiliza con mayor frecuencia para conectarse de forma remota a máquinas o redes en lugar de una conexión VPN de sitio a sitio.
WireGuard es un protocolo. En 2020, se agregó compatibilidad con WireGuard a los kernels de Linux ^[13] y Android ^[14] , lo que lo abrió a la adopción por parte de los proveedores de VPN. De forma predeterminada, WireGuard utiliza el protocolo Curve25519 para el intercambio de claves y ChaCha20-Poly1305 para el cifrado y la autenticación de mensajes, pero también incluye la capacidad de compartir previamente una clave simétrica entre el cliente y el servidor. ^[15]
La versión 2 de Internet Key Exchange fue creada por Microsoft y Cisco y se utiliza junto con IPSec para cifrado y autenticación. Su uso principal es en dispositivos móviles, ya sea en redes 3G o 4G LTE , ya que se reconecta automáticamente cuando se pierde la conexión.
OpenVPN es un protocolo VPN gratuito y de código abierto basado en el protocolo TLS. Admite secreto directo perfecto y la mayoría de los conjuntos de cifrado seguros más modernos, como AES , Serpent , TwoFish , etc. Actualmente ^{[ puede estar desactualizado a partir de marzo de 2023 ]} está siendo desarrollado y actualizado por OpenVPN Inc., una organización sin fines de lucro que brinda servicios seguros. Tecnologías VPN.
Crypto IP Encapsulation (CIPE) es una implementación VPN gratuita y de código abierto para tunelizar paquetes IPv4 a través de UDP mediante encapsulación . ^[16] CIPE fue desarrollado para sistemas operativos Linux por Olaf Titz, con un puerto para Windows implementado por Damion K. Wilson. ^[17] El desarrollo de CIPE finalizó en 2002. ^[18]

Autenticación

Los puntos finales del túnel deben autenticarse antes de que se puedan establecer túneles VPN seguros. ^{[ cita necesaria ]} Las VPN de acceso remoto creadas por el usuario pueden utilizar contraseñas , datos biométricos , autenticación de dos factores u otros métodos criptográficos . Los túneles de red a red suelen utilizar contraseñas o certificados digitales . Dependiendo del protocolo VPN, pueden almacenar la clave para permitir que el túnel VPN se establezca automáticamente, sin intervención del administrador. Los paquetes de datos están protegidos a prueba de manipulaciones mediante un código de autenticación de mensajes (MAC), que evita que el mensaje sea alterado o manipulado sin ser rechazado debido a que el MAC no coincide con el paquete de datos alterado.

Enrutamiento

Los protocolos de túnel pueden operar en una topología de red punto a punto; sin embargo, en teoría, esto no se consideraría una VPN porque, por definición, se espera que una VPN admita conjuntos de nodos de red arbitrarios y cambiantes. Pero dado que la mayoría de las implementaciones de enrutadores admiten una interfaz de túnel virtual definida por software , las VPN proporcionadas por el cliente a menudo son simplemente túneles definidos ^[^ambiguos^] que ejecutan protocolos de enrutamiento convencionales.

Componentes básicos de VPN proporcionados por el proveedor

Dependiendo de si una VPN proporcionada por el proveedor (PPVPN) opera en la Capa 2 (L2) o en la Capa 3 (L3), los componentes básicos que se describen a continuación pueden ser solo L2, solo L3 o una combinación de ambos. La funcionalidad de conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) desdibuja la identidad L2-L3. ^[19]^{[ ¿ investigación original? ]}

RFC 4026 generalizó los siguientes términos para cubrir VPN MPLS L2 y VPN L3 ( BGP ), pero se introdujeron en RFC 2547. ^[20]^[21]

Dispositivos del cliente (C)

Un dispositivo que está dentro de la red de un cliente y no está conectado directamente a la red del proveedor de servicios. Los dispositivos C no conocen la VPN.

Dispositivo de borde del cliente (CE)

Un dispositivo en el borde de la red del cliente que proporciona acceso al PPVPN. A veces es sólo un punto de demarcación entre la responsabilidad del proveedor y del cliente. Otros proveedores permiten a los clientes configurarlo.

Dispositivo de borde del proveedor (PE)

Un dispositivo, o conjunto de dispositivos, en el borde de la red del proveedor que se conecta a las redes del cliente a través de dispositivos CE y presenta la vista del proveedor del sitio del cliente. Los PE conocen las VPN que se conectan a través de ellos y mantienen el estado de la VPN.

Dispositivo proveedor (P)

Un dispositivo que opera dentro de la red central del proveedor y no interactúa directamente con ningún punto final del cliente. Podría, por ejemplo, proporcionar enrutamiento para muchos túneles operados por proveedores que pertenecen a PPVPN de diferentes clientes. Si bien el dispositivo P es una parte clave de la implementación de PPVPN, no es compatible con VPN y no mantiene el estado de VPN. Su función principal es permitir al proveedor de servicios escalar sus ofertas de PPVPN, por ejemplo, actuando como un punto de agregación para múltiples PE. Las conexiones P-to-P, en esa función, suelen ser enlaces ópticos de alta capacidad entre las principales ubicaciones de los proveedores.

Servicios PPVPN visibles para el usuario

Servicios OSI Capa 2

VLAN

VLAN es una técnica de Capa 2 que permite la coexistencia de múltiples dominios de transmisión de redes de área local (LAN) interconectados a través de troncales utilizando el protocolo de troncales IEEE 802.1Q . Se han utilizado otros protocolos de enlace troncal, pero se han vuelto obsoletos, incluido Inter-Switch Link (ISL), IEEE 802.10 (originalmente un protocolo de seguridad, pero se introdujo un subconjunto para enlace troncal) y ATM LAN Emulación (LANE).

Servicio de LAN privada virtual (VPLS)

Desarrolladas por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos , las VLAN permiten que múltiples LAN etiquetadas compartan enlaces troncales comunes. Las VLAN frecuentemente comprenden únicamente instalaciones propiedad del cliente. Mientras que VPLS, como se describe en la sección anterior (servicios OSI de Capa 1), admite la emulación de topologías punto a punto y punto a multipunto, el método analizado aquí extiende las tecnologías de Capa 2, como el enlace troncal LAN 802.1d y 802.1q para ejecutar a través de transportes como metro Ethernet .

Tal como se utiliza en este contexto, un VPLS es un PPVPN de Capa 2, que emula la funcionalidad completa de una LAN tradicional. Desde el punto de vista del usuario, un VPLS permite interconectar varios segmentos de LAN de una manera transparente para el usuario, haciendo que los segmentos de LAN separados se comporten como una única LAN. ^[22]

En un VPLS, la red del proveedor emula un puente de aprendizaje, que puede incluir el servicio VLAN de forma opcional.

Pseudo-cable (PW)

PW es similar a VPLS pero puede proporcionar diferentes protocolos L2 en ambos extremos. Normalmente, su interfaz es un protocolo WAN como el modo de transferencia asíncrono o Frame Relay . Por el contrario, cuando se pretende proporcionar la apariencia de una LAN contigua entre dos o más ubicaciones, sería apropiado el servicio de LAN privada virtual o IPLS.

Túnel Ethernet sobre IP

EtherIP ( RFC 3378) ^[23] es una especificación de protocolo de túnel Ethernet sobre IP. EtherIP sólo tiene un mecanismo de encapsulación de paquetes. No tiene protección de confidencialidad o integridad de mensajes. EtherIP se introdujo en la pila de red FreeBSD ^[24] y en el programa de servidor SoftEther VPN ^[25] .

Servicio tipo LAN solo IP (IPLS)

Los dispositivos CE, un subconjunto de VPLS, deben tener capacidades de Capa 3; el IPLS presenta paquetes en lugar de tramas. Puede ser compatible con IPv4 o IPv6.

Red privada virtual Ethernet (EVPN)

Ethernet VPN (EVPN) es una solución avanzada para proporcionar servicios Ethernet a través de redes IP-MPLS. A diferencia de las arquitecturas VPLS, EVPN permite el aprendizaje de MAC (y MAC,IP) basado en el plano de control en la red. Los PE que participan en las instancias de EVPN aprenden las rutas MAC (MAC,IP) del cliente en el plano de control utilizando el protocolo MP-BGP. El aprendizaje MAC del plano de control brinda una serie de beneficios que permiten a EVPN abordar las deficiencias de VPLS, incluida la compatibilidad con múltiples conexiones con equilibrio de carga por flujo y la evitación de inundaciones innecesarias en la red central MPLS a múltiples PE que participan en P2MP/MP2MP. L2VPN (en el caso, por ejemplo, de una consulta ARP). Está definido en RFC 7432.

Arquitecturas PPVPN OSI Capa 3

Esta sección analiza las arquitecturas principales para PPVPN, una en la que el PE elimina la ambigüedad de direcciones duplicadas en una única instancia de enrutamiento y la otra, enrutador virtual, en la que el PE contiene una instancia de enrutador virtual por VPN. El primer enfoque, y sus variantes, han atraído la mayor atención.

Uno de los desafíos de los PPVPN implica que diferentes clientes utilicen el mismo espacio de direcciones, especialmente el espacio de direcciones privadas IPv4. ^[26] El proveedor debe poder eliminar la ambigüedad de las direcciones superpuestas en los PPVPN de múltiples clientes.

BGP/MPLS PPVPN

En el método definido por RFC 2547, las extensiones BGP anuncian rutas en la familia de direcciones VPN IPv4, que tienen la forma de cadenas de 12 bytes, comenzando con un distintivo de ruta (RD) de 8 bytes y terminando con una dirección IPv4 de 4 bytes. . Los RD eliminan la ambigüedad de las direcciones duplicadas en el mismo PE. ^[^{cita necesaria}^]

Los PE comprenden la topología de cada VPN, que está interconectada con túneles MPLS directamente o mediante enrutadores P. En terminología MPLS, los enrutadores P son enrutadores de conmutación de etiquetas sin conocimiento de las VPN. ^{[ cita necesaria ]}

Enrutador virtual PPVPN

La arquitectura del enrutador virtual, ^[27]^[28] a diferencia de las técnicas BGP/MPLS, no requiere ninguna modificación de los protocolos de enrutamiento existentes, como BGP. Mediante el aprovisionamiento de dominios de enrutamiento lógicamente independientes, el cliente que opera una VPN es completamente responsable del espacio de direcciones. En los distintos túneles MPLS, los diferentes PPVPN están desambiguados por su etiqueta pero no necesitan distintivos de enrutamiento. ^{[ cita necesaria ]}

Túneles no cifrados

Algunas redes virtuales utilizan protocolos de túnel sin cifrado para proteger la privacidad de los datos. Si bien las VPN suelen brindar seguridad, una red superpuesta no cifrada no encaja dentro de la categorización segura o confiable. ^[29] Por ejemplo, un túnel configurado entre dos hosts con encapsulación de enrutamiento genérico (GRE) es una red privada virtual pero no es segura ni confiable. ^[30]^[31]

Los protocolos de túnel de texto sin formato nativo incluyen el protocolo de túnel de capa 2 (L2TP) cuando se configura sin IPsec y el protocolo de túnel punto a punto (PPTP) o el cifrado punto a punto de Microsoft (MPPE). ^[32]

Redes de entrega confiables

Las VPN confiables no utilizan túneles criptográficos; en cambio, dependen de la seguridad de la red de un único proveedor para proteger el tráfico. ^[33]

La conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) a menudo se superpone a las VPN, a menudo con control de calidad de servicio a través de una red de entrega confiable.
L2TP ^[34] , que es un reemplazo basado en estándares y un compromiso que toma las buenas características de cada uno, para dos protocolos VPN propietarios: Layer 2 Forwarding (L2F) de Cisco ^[35] (obsoleto a partir de 2009 ) y Point-to-Forwarding^[update] de Microsoft. Protocolo de túnel de puntos (PPTP) . ^[36]

Desde el punto de vista de la seguridad, una VPN debe confiar en la red de entrega subyacente o imponer la seguridad con un mecanismo en la propia VPN. A menos que la red de entrega confiable se ejecute únicamente entre sitios físicamente seguros, tanto el modelo confiable como el seguro necesitan un mecanismo de autenticación para que los usuarios obtengan acceso a la VPN. ^{[ cita necesaria ]}

VPN en entornos móviles

Las redes privadas virtuales móviles se utilizan en entornos donde un punto final de la VPN no está fijado a una única dirección IP , sino que se desplaza a través de varias redes, como redes de datos de operadores de telefonía celular o entre múltiples puntos de acceso Wi-Fi sin interrumpir la sesión VPN segura. o perder sesiones de solicitud. ^[37] Las VPN móviles se utilizan ampliamente en la seguridad pública , donde brindan a los agentes del orden acceso a aplicaciones como despacho asistido por computadora y bases de datos criminales, ^[38] y en otras organizaciones con requisitos similares, como la gestión de servicios de campo y la atención médica. ^[39]^{[ necesita cotización para verificar ]}

Limitaciones de red

Una limitación de las VPN tradicionales es que son conexiones punto a punto y no suelen soportar dominios de difusión ; por lo tanto, es posible que la comunicación, el software y las redes, que se basan en la capa 2 y en paquetes de difusión , como NetBIOS utilizado en las redes de Windows , no sean totalmente compatibles como en una red de área local . Las variantes de VPN, como el servicio de LAN privada virtual (VPLS) y los protocolos de túnel de capa 2, están diseñadas para superar esta limitación. ^[40]

Ver también

Referencias

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Otras lecturas

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