Засоби побудови і конфігурації приватних віртуальних мереж

1.

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМ. І. СІКОРСЬКОГО”
ІНСТИТУТ АТОМНОЇ ТА ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГЕТИКИ
КАФЕДРА ЦИФРОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ В ЕНЕРГЕТИЦІ
СТУДЕНТ ГРУПИ ТР-91
ОЛЕШКО АНТОН ОЛЕГОВИЧ
КЕРІВНИК ПРОЄКТУ
ДОЦЕНТ КУБЛІЙ ЛАРИСА
ІВАНІВНА

2.

Побудова приватних віртуальних мереж та маршрутизація є актуальною та важливою темою в галузі
мережевих технологій. У сучасному світі, де організації все більше використовують хмарні рішення та
розподілені системи, забезпечення безпеки, конфіденційності та доступу до ресурсів стає пріоритетом.
Приватні віртуальні мережі надають засоби для ізоляції, контролю та захисту мережевого трафіку.
2

3.

М ЕТА
перенаправляти інтернет-зʼєднання через
сервери в різних точках світу з метою
приховати вашу реальну IP-адресу і
дозволити вам обійти блокування
З АВД АН Н Я
—
задача
розробки
приватної
віртуальної мережі;
— аналіз існуючих рішень;
— використані програмні розробки;
3

4.

Задача розробки приватної віртуальної мережі полягає в
створенні інфраструктури, що забезпечує ізоляцію та
безпеку мережевого трафіку для обмеженого кола
користувачів. Ця задача включає аналіз вимог, вибір
технологій, проектування мережі, реалізацію, тестування
та документування.
У процесі виконання цієї задачі необхідно зрозуміти
потреби та вимоги користувачів, вибрати відповідні
технології, спроектувати архітектуру мережі, створити
віртуальні машини або контейнери, налаштувати
мережеві параметри, встановити необхідне програмне
забезпечення, налаштувати мережеві інтерфейси та
маршрутизацію. Після реалізації мережі необхідно
провести тестування для перевірки функціональності та
безпеки, а також забезпечити документацію, яка
включатиме опис архітектури, конфігураційні файли та
деталі реалізації. Схематично система ВПН виглядає так:
4

5.

Завершальним етапом є впровадження розробленої приватної віртуальної мережі в робоче
середовище, а також забезпечення підтримки та моніторингу її роботи.
Процес впровадження розробленої приватної віртуальної мережі у робоче середовище передбачає
кілька ключових кроків.
По-перше, необхідно забезпечити наявність відповідних серверів та мережевого обладнання, які
будуть використовуватися для розгортання мережі. Це можуть бути фізичні сервери або віртуальні
машини, які працюватимуть під управлінням підходящої операційної системи.
По-друге, потрібно налаштувати мережеві параметри, такі як IP-адреси, підмережі, маршрутизація та
файрвол. Важливо враховувати безпеку та правильність конфігурації, щоб забезпечити захист
мережі та даних.
По-третє, необхідно налаштувати VPN-сервер та VPN-клієнти для забезпечення безпечного
з'єднання та обміну даними між різними вузлами мережі. Це включає встановлення та конфігурацію
VPN-серверного програмного забезпечення, а також налаштування VPN-клієнтів на кожному
кінцевому пристрої.
По-четверте, після успішного налаштування мережі та VPN-з'єднання, важливо протестувати
систему на наявність будь-яких помилок або проблем. Це можна зробити шляхом виконання
різноманітних тестів, які включають перевірку з'єднання, швидкості передачі даних та стабільності
системи.
У результаті процесу впровадження розробленої приватної віртуальної мережі у робоче середовище
досягається функціональна та безпечна мережева інфраструктура, яка забезпечує захищений обмін
даними між вузлами мережі. Важливо враховувати особливості конкретного середовища та
дотримуватися кращих практик при впровадженні мережевих рішень.
5

6.

АНА ЛІЗ ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ
На сьогоднішній день існує широкий вибір рішень у галузі
віртуальних приватних мереж (ВПН). Один з найпопулярніших
інструментів -
OpenVPN, відкритий програмний продукт, який
пропонує надійне шифрування даних та підтримку різних протоколів.
Інший варіант - IPsec, протокол безпеки для мережевих тунелів, який
забезпечує аутентифікацію та шифрування на рівні IP-пакетів. Також
варто відзначити WireGuard, новітню технологію ВПН, яка пропонує
простоту встановлення та високу швидкість передачі даних. Крім
цього, комерційні рішення, такі як Cisco AnyConnect та Juniper Pulse
Secure, надають розширені функціональні можливості та підтримку
корпоративних середовищ. Однак, при виборі рішення ВПН слід
враховувати
такі
фактори,
як
безпека,
сумісність
з
різними
платформами, легкість використання та можливість масштабування.
6

7.

АНА ЛІЗ ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ
інтерфейс
підключення до
профілю
Висновок після
підключення
Висновок після
підключення 2
7

8.

В Н У Т Р І Ш Н Є Я Д Р О П Р И В АТ Н И Х В І Р Т УА Л Ь Н И Х М Е Р Е Ж Т А О С
Операційна система Linux має вбудовані
функціональні можливості мережевого стеку, які
дозволяють налаштовувати віртуальні мережі,
маршрутизацію та безпеку. Вона підтримує різні
VPN-протоколи, такі як OpenVPN, IPSec,
WireGuard, що дозволяє вибрати найбільш
підходящий протокол для потреб конкретного
VPN-сервісу. Структурно операційна система має
такий вигляд:
8

9.

ВИКОРИСТАНІ ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ
За допомогою Bash та Shell скриптів можна зручно
створювати, конфігурувати та керувати
конфігураційними файлами, налаштовувати мережеві
інтерфейси, встановлювати маршрути та правила
файрволу. Такі скрипти дають можливість швидко
розгортати та керувати впн-інфраструктурою з
мінімальними зусиллями. Проте, програмування на
мові Bash та Shell може містити складнощі для
спеціалістів, що лише почали його опановувати, тому
що стандартний інтерфейс де працюють з кодом
виглядає приблизно так:
9

10.

ВИКОРИСТАННЯ МОДЕЛ І OSI
Використання моделі OSI (Open
Systems Interconnection) є важливою
складовою в розробці та розгортанні
системи приватної віртуальної мережі.
Модель OSI пропонує стандартний
набір протоколів та інтерфейсів, які
дозволяють розподілити
функціональність мережевого стеку на
окремі рівні. Модель можна
представити у наступному вигляді:
Використання моделі OSI у даній роботі допомагає забезпечити
стандартизований підхід до розробки та налаштування рішення
приватної віртуальної мережі. Кожен рівень моделі OSI відповідає
конкретним функціям та протоколам, що дозволяє розбити систему на
окремі компоненти та забезпечити їх взаємодію.
10

11.

У процесі дослідження було підтверджено, що приватні віртуальні мережі є потужним інструментом для
забезпечення безпеки та конфіденційності мережевих комунікацій. Їх використання дозволяє ізолювати та
контролювати доступ до ресурсів, створюючи віртуальне середовище, яке недоступне зовнішнім загрозам.
Побудова приватних віртуальних мереж базується на принципах маршрутизації, які дозволяють ефективно
направляти мережевий трафік між вузлами мережі. Використання лоад-балансерів дозволяє розподілити
трафік між різними серверами, що підвищує продуктивність та надійність системи.
Процес розгортання приватної віртуальної мережі вимагає відповідного налаштування та управління. За
допомогою скриптів та коду, написаного на bash та shell, було реалізовано автоматизацію деяких процесів, що
спростило роботу з інфраструктурою та забезпечило її стабільну роботу.
11

12.

СТУДЕНТ ГРУПИ ТР-91
КЕРІВНИК ПРОЄКТУ
ОЛЕШКО АНТОН ОЛЕГОВИЧ
ДОЦЕНТ КУБЛІЙ ЛАРИСА
ІВАНІВНА