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Site-to-Site IPsec VPNs

Site-to-Site-VPNs werden verwendet, um Netzwerke über ein anderes, nicht vertrauenswürdiges Netzwerk wie das Internet zu verbinden. In einem Site-to-Site-VPN senden und empfangen die End-Hosts normalen unverschlüsselten TCP/IP-Verkehr über ein VPN-Endgerät. Das VPN-Abschlussgerät wird normalerweise als VPN-Gateway bezeichnet. Ein VPN-Gateway-Gerät könnte ein Router oder eine Firewall sein.

Das VPN-Gateway kapselt und verschlüsselt den ausgehenden Datenverkehr für den gesamten Verkehr von einem bestimmten Standort. Anschließend sendet es den Datenverkehr durch einen VPN-Tunnel über das Internet zu einem VPN-Gateway am Zielstandort. Beim Empfang entfernt das empfangende VPN-Gateway die Header, entschlüsselt den Inhalt und leitet das Paket an den Zielhost innerhalb seines privaten Netzwerks weiter.

Site-to-Site-VPNs werden in der Regel mit IP-Sicherheit (IPsec) erstellt und gesichert.

GRE over IPsec

Generic Routing Encapsulation (GRE) ist ein nicht sicheres Site-to-Site VPN-Tunneling-Protokoll. Es kann verschiedene Netzwerkschichtprotokolle kapseln. Es unterstützt auch Multicast- und Broadcast-Verkehr, was erforderlich sein kann, wenn die Organisation Routing-Protokolle für den Betrieb über ein VPN benötigt. GRE unterstützt jedoch standardmäßig keine Verschlüsselung und bietet daher keinen sicheren VPN-Tunnel.

Ein Standard-IPsec-VPN (Nicht-GRE) kann nur sichere Tunnel für Unicast-Verkehr erstellen. Daher werden Routing-Protokolle keine Routing-Informationen über ein IPsec-VPN austauschen.

Um dieses Problem zu lösen, können Sie den Verkehr des Routing-Protokolls mit einem GRE-Paket einkapseln und dann das GRE-Paket in ein IPsec-Paket einkapseln, um es sicher an das Ziel-VPN-Gateway weiterzuleiten.

Die zur Beschreibung der Einkapselung von GRE über einen IPsec-Tunnel verwendeten Begriffe sind Passagierprotokoll, Trägerprotokoll und Transportprotokoll.

• Passagierprotokoll - Dies ist das ursprüngliche Paket, das von GRE gekapselt werden soll. Es könnte ein IPv4- oder IPv6-Paket, ein Routing-Update und mehr sein.
• Trägerprotokoll - GRE ist das Trägerprotokoll, das das ursprüngliche Passagierpaket einkapselt.
• Transportprotokoll - Dies ist das Protokoll, das tatsächlich zur Weiterleitung des Pakets verwendet wird. Dies kann IPv4 oder IPv6 sein.

Beispielsweise möchten eine Topologie, eine Zweigstelle und ein Hauptquartier OSPF-Routing-Informationen über ein IPsec-VPN austauschen. IPsec unterstützt jedoch keinen Multicast-Verkehr. Daher wird GRE über IPsec verwendet, um den Routing-Protokollverkehr über das IPsec-VPN zu unterstützen. Konkret würden die OSPF-Pakete (d.h. das Passagierprotokoll) durch GRE (d.h. das Trägerprotokoll) eingekapselt und anschließend in einem IPsec-VPN-Tunnel eingekapselt werden.

Eine Topologie, ein Branch-Router und ein HQ-Router tauschen daher OSPF-Routing-Informationen über ein IPsec-VPN aus. Ein Switch ist mit dem Branch-Router verbunden und derBranch-Router ist über das Internet über einen IPsec-VPN-GRE-Tunnel mit dem HQ-Router verbunden. Der HQ-Router ist mit einem Switch und der Switch ist mit einem E-Mail-Server verbunden.

Um das ganze Geschehen und die Komplexität dieses Vorgangs zu erfassen, empfiehlt es sich Wireshark zu benutzen, um den Netzwerkverkehr nachzuverfolgen und zu verstehen. 

Dynamische Mehrpunkt-VPNs

Site-to-Site-IPsec-VPNs und GRE über IPsec sind ausreichend, wenn es nur wenige Standorte gibt, die sicher miteinander verbunden werden können. Sie sind jedoch nicht ausreichend, wenn das Unternehmen viele weitere Standorte hinzufügt. Dies liegt daran, dass jeder Standort statische Konfigurationen zu allen anderen Standorten oder zu einem zentralen Standort erfordern würde.

Dynamic Multipoint VPN (DMVPN) ist eine Softwarelösung von Cisco für den Aufbau mehrerer VPNs auf einfache, dynamische und skalierbare Weise. Wie andere VPN-Typen basiert DMVPN auf IPsec, um einen sicheren Transport über öffentliche Netzwerke, wie z. B. das Internet, zu gewährleisten.

DMVPN vereinfacht die Konfiguration des VPN-Tunnels und bietet eine flexible Möglichkeit, einen zentralen Standort mit Zweigstellen zu verbinden. Es verwendet eine Hub-and-Spoke-Konfiguration zum Aufbau einer vollständigen Mesh-Topologie. Spoke-Standorte bauen sichere VPN-Tunnel mit dem Hub-Standort auf.

Virtuelle Private Netzwerke

Um den Netzwerkverkehr zwischen Standorten und Anwendern zu sichern, verwenden Organisationen virtuelle private Netzwerke (VPNs), um private End-to-End-Netzwerkverbindungen herzustellen. Ein VPN ist insofern virtuell, als dass es Informationen innerhalb eines privaten Netzwerks überträgt, diese Informationen jedoch tatsächlich über ein öffentliches Netzwerk transportiert werden. Ein VPN ist insofern privat, als der Datenverkehr verschlüsselt wird, um die Daten während des Transports über das öffentliche Netzwerk vertraulich zu halten.

Der Tunnel ermöglicht entfernten Standorten und Benutzern den sicheren Zugriff auf die Netzwerkressourcen des Hauptstandorts.

Die ersten Arten von VPNs waren reine IP-Tunnel, die keine Authentifizierung oder Verschlüsselung der Daten beinhalteten. Zum Beispiel ist die Generic Routing Encapsulation (GRE) ein von Cisco entwickeltes Tunneling-Protokoll, das keine Verschlüsselungsdienste beinhaltet. Es wird zur Einkapselung von IPv4- und IPv6-Verkehr innerhalb eines IP-Tunnels verwendet, um eine virtuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung herzustellen.

VPN-Vorteile

Moderne VPNs unterstützen jetzt Verschlüsselungsfunktionen wie IPsec (Internet Protocol Security) und SSL (Secure Sockets Layer) VPNs, um den Netzwerkverkehr zwischen den Standorten zu sichern.

Die wichtigsten Vorteile von VPNs sind in der Tabelle aufgeführt:

Site-to-Site- und Remote-Zugriffs-VPNs

VPNs werden häufig in einer der folgenden Konfigurationen eingesetzt: Site-to-Site oder Remote-Zugriff.

Ein Site-to-Site-VPN entsteht, wenn VPN-Endgeräte, auch VPN-Gateways genannt, mit Informationen vorkonfiguriert werden, um einen sicheren Tunnel aufzubauen. Der VPN-Verkehr wird nur zwischen diesen Geräten verschlüsselt. Interne Hosts haben keine Kenntnis davon, dass ein VPN verwendet wird.

Ein Remote-Zugriffs-VPN wird dynamisch erstellt, um eine sichere Verbindung zwischen einem Client und einem VPN-Endgerät herzustellen. Ein Fernzugriffs-SSL-VPN wird beispielsweise verwendet, wenn Sie Ihre Bankinformationen online überprüfen.

VPN für Unternehmen und Dienstanbieter

Es gibt viele Optionen zur Sicherung des Unternehmensverkehrs. Diese Lösungen variieren je nachdem, wer das VPN verwaltet.

VPNs können wie verwaltet und bereitgestellt werden:

• Enterprise/Unternehmens-VPNs - Von Unternehmen verwaltete VPNs sind eine gängige Lösung zur Sicherung des Unternehmensverkehrs über das Internet. Site-to-Site- und Fernzugriffs-VPNs werden vom Unternehmen unter Verwendung von IPsec- und SSL-VPNs erstellt und verwaltet.
• Service-Provider-VPNs - Service-Provider-verwaltete VPNs werden über das Provider-Netzwerk erstellt und verwaltet. Der Provider verwendet Multiprotocol Label Switching (MPLS) auf Layer 2 oder Layer 3, um sichere Kanäle zwischen den Standorten eines Unternehmens zu schaffen. MPLS ist eine Routing-Technologie, die der Provider verwendet, um virtuelle Pfade zwischen den Standorten zu erstellen. Dadurch wird der Datenverkehr von dem anderer Kunden effektiv getrennt. Andere Legacy-Lösungen umfassen Frame Relay und ATM-VPNs (Asynchronous Transfer Mode).

Hier sind die verschiedenen Arten von VPN-Bereitstellungen aufgelitstet, die von Unternehmen und Dienstanbietern verwaltet werden und die in diesem Artikel ausführlicher beschrieben werden.

Enterprise-Managed VPNs

Site-to-Site VPNs:

• IPsec-VPN
• GRE über IPsec
• Cisco Dynamic Multipoint Virtual Private Network (DMVPN)
• Virtuelle IPsec-Tunnel-Schnittstelle (VTI)

Remote Access VPNs:

• Client-basierte IPsec-VPN-Verbindung
• Clientlose SSL-Verbindung

Service Provider-Managed VPNs

• Layer 2 MPLS
• Layer 3 MPLS

Veraltete Lösungen:

• Frame Relay
• Asynchroner Übertragungsmodus (ATM)

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 In unserem Teil 1: "Was ist VPN und wofür wird es benötigt?" haben wir bereits erfahren wofür VPN benötigt wird. In dem zweiten Teil erfahren wir welche Vorteile eine VPN-Verbindung gegenüber einer normalen Verbindung zu einem Server hat. 

„Wer VPN benutzt, macht sich verdächtig um illegale Dinge im Word-Wide-Web zu erledigen“, denken vermutlich die meisten von Ihnen. Jedoch ist diese Annahme nicht korrekt. VPN dient nicht nur dazu da, um illegale Aktivitäten perfekt zu verschleiern, sondern dient in erster Linie dazu da um eine sichere und getunnelte Verbindung zu einem Server aufzubauen. Oft wird VPN im Zusammenhang mit Anonymität und Kriminalität erwähnt, da die Verbindung geographisch in verschiedenen Teilen der Welt kaskadiert werden kann um die Ursprungsanfrage, samt der IP-Adresse des Users zu anonymisieren. Es ist auch nicht zu leugnen, dass VPN auch für diese Zwecke genutzt werden kann, jedoch ist dies nicht der alleinige Grund für seine Popularität. So können mittels dieser Technik auf Werbung und Webseite, welche Schadsoftware verbreiten, blockiert werden. Es gibt somit viele gute Gründe warum einen VPN-Dienst in Anspruch genommen werden sollte, welche wir Ihnen in diesem Artikel näher erläutern. Wenn Sie Ihre Datenverbindung über ihr Mobiltelefon verbinden, dann müssen Sie darauf achten, dass Sie sich wirklich per W-LAN mit ihrem Netzwerk verbinden und nicht mittels Edge, 3g oder LTE, da diese nicht die Verbindung mit ihrem Router bzw. Modem aufbauen, sondern mit dem Funkmast. Hierbei werden andere Komponente von ihren Geräten angesprochen. Es ist im Prinzip daselbe, da Sie sich mit ihren Endgeräten mit einer Zwischenstelle verbinden und dann die Verbindung zum Internet hergestellt wird.

Sie müssen wissen, dass die Verbindung aller ihre Geräte mit ihrem Router, in einem eigenständigen Netzwerk sind. Ihre Geräte sind also in einem geschlossenen oder auch fachlich gesagt, in einem lokalen Netzwerk. Diese Geräte können untereinander kommunizieren. So ist es beispielsweise möglich, dass Sie mit ihrem Smartphone oder allen ihren Computern, welche im privaten Netzwerk sind, auch gemeinsam drucken oder scannen können. Sie müssen bewusst sein, dass sie untereinander nicht nur diese Dienste teilen können, sondern auch auf gemeinsam geteilte Ordner etc. Wenn Sie sich mit einem Endgerät z.B. mit ihrem Drucker Zuhause verbinden, dann stellt Ihr Computer erst eine Verbindung zum Router her und von dort aus wird dann mit dem Drucker direkt kommuniziert. Sie sprechen also nicht die Geräte über das Internet an, sondern innerhalb ihres lokalen Netzwerkes. Dieses Netzwerk mit ihrem Router fungiert als autonomes Netzwerk.

Es ist deshalb wichtig, dass Sie dieses Netzwerk auch nicht zugänglich für andere machen, indem Sie jedem ihr W-LAN Passwort geben. Durch die Weitergabe ihres W-LAN Passworts, können beispielsweise ihre komplette Kommunikation zwischen ihren Geräten und dem Router z.B. mit WireShark abgehört werden.

In ihrem privaten bzw. lokalen Netzwerk erhalten Sie von ihrem Router standardmäßig eine interne IP-Adresse. Diese IP-Adresse ist zu unterscheiden, mit dem, welches Sie von ihrem Internet-Anbieter erhalten. Die interne IP-Adresse ist nur gültig in ihrem eigenen lokalen Netzwerk und nicht sichtbar, wenn Sie im Internet sind. Sobald Sie zum Beispiel sich mit einer Webseite verbinden, dann wird ihre öffentliche IP-Adresse übermittelt, welche von ihrem Internet-Anbieter (Internet-Service-Provider) zugewiesen worden ist. Die unterscheidet sich aber komplett von ihrer IP-Adresse in ihrem privaten Netzwerk. Es sind also zwei paar Stiefel und darf nicht verwechselt werden, da es komplett zwei verschiedene Netze (privat und öffentlich) sind.

Diese öffentliche IP-Adresse ist meistens 24 Stunden gültig und Sie erhalten danach eine neue Adresse. So wird es auch für alle anderen im Internet schwierig, den eigentlichen Anschlussinhaber durch die IP-Adresse zu ermitteln, solange keine Straftat begangen - und diese Zeitnah gemeldet wurde. Die öffentliche IP-Adresse zum jeweiligen Anschlussinhaber wird nämlich nur für einen begrenzten Zeitraum gespeichert und protokolliert, sodass eine Strafanzeige rechtzeitig erfolgen muss.

Eine VPN-Verbindung ermöglicht Ihnen virtuell ein lokales bzw. privates Netzwerk zu erstellen. Damit genießen Sie die gleichen Vorteile eines privaten Netzwerks, ohne physisch wirklich anwesend zu sein. So lässt sich auch die Begrifflichkeit „virtual“ in dem Wort VPN erklären. Sie können also ein Büro jeweils am Standort Berlin und München haben. Mit VPN, können Sie dann diese zwei privaten Netzwerke mit VPN verkoppeln und sind dann im gleichen Netzwerk. Die Flexibilität dieser Technik, eröffnet Ihnen neue und mehrere Möglichkeiten, z.B. sich mit mehreren Standorten über die Ferne über das Internet, abgesichert zu verbinden, egal wo Sie sich im momentan auf der Welt befinden. Die Distanz ist hierbei komplett irrelevant und macht sich, wenn überhaupt an der Geschwindigkeit bemerkbar, wenn an dem Empfangsort (VPN-Server) die Upload-Bandbreite das Maximum erreicht hat und die physikalischen Gegebenheiten keine höhere Bandbreite zulässt. Sie können also eine permanente und stabile VPN-Verbindung zwischen den beiden Standorten konfigurieren. Die Verbindung kann so, von einem Ende der Welt zur anderen verlaufen, ohne das Sie Angst haben müssen gläsern zu sein.

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Dann sind Sie mit uns als IT Service in München in besten Händen. Wir bieten Ihnen eine umfassende IT-Betreuung zum Thema VPN und Sicherheit im Netz an. Wir erledigen für Sie den kompletten Prozess von der Planung bis hin zur Einrichtungn ihres eigenen VPN-Netzwerks. Vielleicht aber möchten Sie auch nur Unterstützung zu diesem Thema haben, wie Sie sich via VPN in andere Unternehmensnetzwerke einloggen können, da Sie mit Unternehmen kooperieren. Egal ob Sie VPN für private Zwecke nutzen möchten oder für den Business-Bereich, mit uns sind Sie gut beraten. Rufen Sie uns einfach unter der Rufnummer 0176 / 75 19 18 18 an und vereinbaren Sie unverbindlich einen Termin! 

VPN-Verbindungen sind keineswegs eine neue Erfindung, aber gerade jetzt beginnen sie in der breiten Öffentlichkeit mehr und mehr an Bedeutung zu gewinnen, obwohl die Technik in vielen Bereichen Anwendung findet. Häufig hat man Berührungspunkte mit diesem Thema im Geschäftsumfeld. Dabei steht VPN nicht nur für Sicherheit und für Verschlüsselung. Die Technik wird zwar häufig hierfür verwendet, aber in diesem Artikel erläutern wir Ihnen wie die Technik funktioniert und warum sie sich hervorragend zur Anonymisierung eignet. Durch die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten, sind auch die Einsatzmöglichkeiten hierfür auch ziemlich groß und bei vielen beliebt.

Was genau ist VPN?

Beginnen wir mit den Grundlagen von VPN. Die Wortkombination bedeutet Virtual Private Network. Daraus kann abgeleitet werden, worum es ungefähr geht. Beim VPN handelt es sich ins Deutsche übersetzt, also um ein virtuelles und privates Netzwerk. Anhand der Abkürzung kann man eher darauf Rückschlüsse ziehen, wofür es genau steht und was damit gemacht werden kann, gegenüber Begriffen wie z.B. DNS oder HTTPS.

Was ist ein privates Netzwerk?

Wie aus dem Wort VPN entnehmen zu ist, handelt es sich in erster Linie, wie bereits geschildert, um ein privates Netzwerk. So ein Netzwerk haben Sie auch bei sich Zuhause oder in der Firma. Jedes Gerät, welches Sie Zuhause oder im Office besitzen und mit dem Internet verbunden sind, gehören zum selben Netzwerk. Sprich, sie haben ein kleines Netzwerk bei sich Zuhause, wo die Geräte untereinander kommunizieren können, auch ohne Internet. Das gleiche lässt sich auch bei Firmen anwenden. Alle Computer (Clients) sind untereinander verbunden und ergeben so ein privates Netzwerk.

So erhalten beispielsweise Ihr Mobiltelefon, Tablet, Laptop, Konsolen oder ihre Smarthome-Geräte (IoT) immer eine private IP-Adresse, beginnend mit 192.168.XXX.XXX. Die Geräte verbinden sich mit Ihrem Standardgateway, welches Ihr Router ist. Das ist das erste Gerät, welches bei Ihnen nach der TAE Dose angesteckt ist (Bild TAE Dose). Der gängigsten Router-Hersteller sind AVM (FritzBox), Netgear, D-Link, TP-Link oder Speedport (Telekom) und EasyBox (Vodafone). Heutzutage handelt es sich jedoch nicht nur um einen einzelnen Router, sondern diese haben in der Regel auch ein Modem und ein Switch eingebaut. Die Endgeräte, welche bei Ihnen in Anwendung kommen, verbinden sich entweder über ein LAN-Kabel oder mittels W-LAN mit ihrem Router. Der Router wiederum routet die Signale an den Modem. Ihr Modem stellt dann die Verbindung mit ihrem Internet-Provider her. Alle Geräte, welche Sie mit LAN an ihrem Router angesteckt haben, werden mit dem integrierten Switch verbunden. Ein einzelnes Modem hat beispielsweise auch nur ein LAN Ein- bzw. Ausgang, deshalb ist ein Switch notwendig um mehrere Geräte miteinander mit einem Kabel zu verbinden.

Damit haben wir Anhand der Begrifflichkeit hervorragend die Grundlagen ebnen können. So und was kann man mit VPN denn nun machen?