VPN技術在高速公路網絡建設中的應用

王紹軍 楊曉玲

摘? ?要：高速公路是我國重要的交通基礎設施。近年來隨著經濟發展的步伐加快，高速公路事業也發展迅速，高速公路的路網規模和復雜程度也大大增加。高速公路網絡建設有利于提高高速公路的運行質量和服務水平，有助于更好的發揮高速公路運行的社會和經濟效益，所以一直備受交通主管部門的重視。VPN技術因其節約成本、提高效率且安全性能較高等優勢在高速公路的網絡建設中有良好的應用前景。本文探討了VPN技術的技術優勢及其在高速公路的網絡建設中的應用。

關鍵詞：VPN技術? 高速公路? 網絡建設

1? VPN技術

VPN（Virtual Private Network）即虛擬專用網絡，是指依靠Internet服務提供商ISP和網絡服務提供商NSP在公共網絡中建立的虛擬專用通信網絡[1]。VPN通過利用Internet或其他公共互聯網絡的基礎設施為其用戶創建隧道，并為用戶提供與專用網絡一樣安全可靠的技術和功能保障。由于使用VPN技術建設廣域網絡不需要建立專用連接，只需要支付本地的接入費用即可達到相同的通信效果，所以可以大大減少網絡建設和管理的成本。而且VPN網絡在連接分支結構時可大大減少對遠程鏈路的安裝、配置和管理任務，簡化了用戶廣域網的設計，減少了建立連接所需接口，簡化了相關認證和授權的設備等[2]。另外，VPN通過多種方式增加了網絡的安全性能，如為遠端用戶的接入提供了嚴格身份驗證和認證機制，采用隧道技術及相關隧道協議、數據安全協議等，以滿足用戶數據的加密和安全性要求[3]。同時，由于VPN嚴格的身份驗證和權限控制機制，在用戶與合作伙伴進行資源和數據共享時，可使雙方的安全接入操作簡單方便。正是由于VPN技術的諸多優勢，使其在多個領域內應用廣泛[4]。

2? 高速公路網絡建設需求

現代社會經濟發展的過程中，交通基礎設施的作用極為重要。高速公路最為交通運輸、信息傳播的主要途徑之一，大大推動了我國地區間的經濟和文化交流。近年來， 隨著我國社會經濟的飛速發展，高速公路作為基建施工發展中的主要項目，其發展速度也十分迅速。隨著高速公路的建設工作的不斷推進，目前我國高速公路建設的總長度已經超過了14.3萬km，高速公路的路網規模和復雜程度也大大增加。為了提高高速公路的運行效率、提高服務質量，促進高速公路的管理現代化，如何利用信息技術改善交通秩序，如何優化高速公路的網絡建設一直備受交通主管部門的重視。

高速公路的建設項目通常規模較大、周期較長，涉及到的單位、部門工作人員較多，相關程序較復雜，需要溝通交流的信息繁多復雜，對信息處理的要求很高。而且在高速公路的管理過程中，各個管理處、站點和收費站、中心站之間有大量的數據和文件溝通。所以在高速公路的建設和管理上都需要一種成本較低、效率更高且較安全的信息傳遞方式[5]。隨著近年來網絡技術和信息化的不斷發展，互聯網技術在高速公路的建設和管理中得到廣泛的應用，為建立安全、經濟、可靠而且高效的專用網絡提供了基礎。如果高速公路的廣域網絡采用專線網絡建設，需要在基層單位之間鋪設線路，不僅費用較高而且維護困難。而VPN技術無需購買大量專用設備、只需利用現有的寬帶網絡資源即可實現數據資源共享、遠程管理等功能，憑借其降低成本、可擴展、方便管理維護等優勢成為高速公路信息化管理的更優方案。

3? VPN在高速公路中的應用

高速公路廣域網的建設是以高速公路管理中心為中心節點，其下屬管理站點為二級節點，利用VPN技術構建一個能夠覆蓋管理中心及個下屬管理站點的管理網絡，從而實現數據、文件和其他信息的傳輸，并為高速公路各管理部門的協同辦公等業務系統的運行提供穩定、安全的網絡平臺。下屬管理站點可利用VPN技術與設備實現與管理中心進行安全、穩定的信息溝通，還可以實現移動用戶嚴格受控的遠程系統接入。

以山東省某高速公路管理處為例，其中心下屬有多個管理站點，包括收費站、路政管理處和養護部門等，所有的下屬站點均需要與中心聯網才能完成高速公路的運營和維護管理工作。但是管理中心所在地無法實現專線聯網，所以構建VPN網絡是最好的解決方案。高速公路管理中心以光纖的方式接入Internet，在其局域網中安裝VPN路由器并以此為網絡中心節點。管理處下屬站點可通過ADSL寬帶的方式接入互聯網，并且在下屬站點和管理處中心之間建立IPSEC隧道，在各局域網內分別安裝一臺VPN路由器。各移動終端可通過采用PPTP或L2TP協議上網接入管理中心，或通過CDMA/GPRS等無線移動的方式接入，實現遠程實時辦公，為高速公路相關管理人員對內部數據進行查詢等提供了方便。VPN各個網絡節點通過依托當地的ISP服務商，可在公共網絡上建立一個穩定的內部專用網絡，有助于提高高速公路建設和管理部門的信息和數據溝通效率，滿足現代高速公路建設和管理要求。

正是由于VPN技術基于公共網絡的內部網絡，所以對VPN網絡的安全性提出了更高的要求，而近年來VPN相關的技術和設備發展的越來越成熟。其中技術較成熟且應用較廣泛的開放性IP開放性標準是IPSec。IPSec是一組基于網絡層的，應用密碼學的安全通信協議族，在IPV4和IPV6環境中為網絡層流量提供靈活的安全服務，通過采用高強度加密算法和動態密鑰交換機制，可滿足VPN網絡在公共網絡中安全傳輸數據的要求。同時加強訪問權限的控制，即特定的數據資源只能開放給特定的用戶，并采用特定主機綁定或硬件身份驗證機制可進一步減少數據外泄的隱患。所以，VPN網絡目前已能較好的滿足高速公路廣域網中信息和數據的安全要求。

通過組建VPN網絡，可實現管理中心與其下屬管理站點之間的網絡互連，為各級數據和信息的匯總和統一管理提供了一個安全高效的工作平臺。同時，通過VPN技術組建的內部專用網絡具有辦公自動化的功能，可實現辦公數據和文件的及時傳達，提高工作效率。另外，通過擴展移動終端的接入，可方便高速公路管理和工作人員及時查閱資料，實現遠程登陸和辦公。最后，通過VPN網絡可進一步拓展機電設備結合，增加遠程監控等其他功能。

4? 結語

綜上所述，通過將VPN技術應用于高速公路的網絡建設中，不僅有助于提高高速公路建設和管理部門的信息和數據溝通效率、降低施工和維護成本，而且可大大提高信息處理和人員工作的效率，大大提高了高速公路項目和部門管理的信息化水平，促進我國的交通信息化進程。隨著我國信息技術的快速發展，計算機相關技術繼續廣泛的應用于基礎設施建設中，從而進一步加快我國經濟建設的步伐。

參考文獻

[1] 魏廣科.VPN技術及其應用的研究[J].計算機工程與設計，2005，26（3）：714-715，724.

[2] 李彥新.虛擬專用網（VPN）技術及其應用[J].交通與計算機，2004，22（4）：71-73.

[3] 郝輝，錢華林.VPN及其隧道技術研究[J].微電子學與計算機，2004，21（11）：47-51.

[4] 張麗娜，張謙.VPN的應用現狀與前景[J].科技信息，2013（10）：287.

[5] 鄭陽平，牟學鵬.VPN技術在高速公路建設中的應用研究[J].互聯網天地，2014（5）：73-77.