什么是隧道？| 网络中的隧道_网络隧道

什么是隧道？

在物理世界中，隧道是一种跨越通常无法跨越的地形或边界的方法。同样，在网络中，隧道是一种使用网络不支持的协议在该网络中传输数据的方法。隧道的工作原理是对数据包进行封装：将数据包包装在其他数据包内。（数据包是小块的数据，可以在目的地重新组合成一个大文件）。

隧道技术经常用于虚拟专用网络 (VPN)。它还可以在网络之间建立高效和安全的连接，从而使用本不受支持的网络协议，并在某些情况下允许用户绕过防火墙。

数据包封装是如何运作的？

通过网络传输的数据被分成数据包。一个典型的数据包有两部分：标头，它指示数据包的目的地和它使用的协议，以及有效负载，它是数据包的实际内容。

封装的数据包本质上是另一个数据包内的数据包。在封装的数据包中，第一个数据包的标头和有效负载进入周围数据包的有效负载部分。原始数据包本身成为有效负载。

为什么封装有用？

所有数据包都使用网络协议（格式化数据的标准化方式）来到达目的地。但是，并非所有网络都支持所有协议。想象一家公司想建立一个广域网 (WAN) 连接办公室 A 和办公室 B。该公司使用 IPv6 协议，这是最新版本的互联网协议 (IP)，但是办公室 A 和办公室 B 之间有一段网络仅支持 IPv4。通过将 IPv6 数据包封装在 IPv4 数据包中，公司可以继续使用 IPv6，同时仍可在办公室之间直接发送数据。

封装对于加密的网络连接也很有用。加密是对数据进行扰乱的过程，只有使用保密的加密密钥才能解开；解开加密的过程被称为解密。如果一个数据包包括标头在内被完全加密，那么网络路由器就无法将数据包转发到它的目的地，因为它们没有密钥，看不到其标头。通过将加密的数据包包装在另一个未加密的数据包中，数据包可以像往常一样跨网络传输。

什么是 VPN 隧道？

VPN 是公共共享网络上的安全加密连接。隧道是 VPN 数据包到达其预期目的地（通常是专用网络）的过程。

许多 VPN 使用 IPsec 协议套件。IPsec 是一组在网络层的 IP 之上直接运行的协议。IPsec 隧道中的网络流量是完全加密的，但一旦到达网络或用户设备就会被解密。（IPsec 还有一种称为“传输模式”的模式，它不会创建隧道。）

另一个常用于 VPN 的协议是 Transport Layer Security (TLS)。该协议在 OSI 模型的第 6 层或第 7 层运行，具体取决于模型的解释方式。TLS 有时称为 SSL（安全套接字层），尽管 SSL 指的是不再使用的旧协议。

什么是拆分隧道？

通常，当用户将他们的设备连接到 VPN 时，他们的所有网络流量都会通过 VPN 隧道。拆分隧道允许一些流量离开 VPN 隧道。从本质上讲，拆分隧道允许用户设备同时连接到两个网络：一个公共网络和一个私有网络。

什么是 GRE 隧道？

通用路由封装 (GRE) 是几种隧道协议之一。GRE 将使用一种路由协议的数据包封装在使用另一种协议的数据包中。GRE 是一种跨网络建立直接点对点连接的方法，目的是简化不同网络之间的连接。

GRE 为每个数据包添加两个标头：GRE 标头和 IP 标头。GRE 标头指示封装数据包使用的协议类型。IP 标头封装原始数据包的 IP 标头和有效负载。只有 GRE 隧道两端的路由器才会引用原始的非 GRE IP 标头。

什么是 IP-in-IP？

IP-in-IP 是一种隧道协议，用于将 IP 数据包封装在其他 IP 数据包中。IP-in-IP 不加密数据包，也不用于 VPN。它的主要用途是设置通常不可用的网络路由。

什么是 SSH 隧道？

安全外壳 (SSH) 协议在客户端和服务器之间建立加密连接，也可用于建立安全隧道。SSH 在 OSI 模型的第 7 层（即应用程序层）运行。相比之下，IPsec、IP-in-IP 和 GRE 在网络层运行。

还有哪些其他的隧道协议？

除了 GRE、IPsec、IP-in-IP 和 SSH，其他隧道协议包括：

点对点隧道协议 (PPTP)

安全套接字隧道协议 (SSTP)

第二层隧道协议 (L2TP)

虚拟可扩展局域网 (VXLAN)

转自：https://www.cloudflare.com/zh-cn/learning/network-layer/what-is-tunneling/