VPN技术在高速公路网络建设中的应用
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作者:王绍军 杨晓玲
摘 要：高速公路是我国重要的交通基础设施。近年来随着经济发展的步伐加快，高速公路事业也发展迅速，高速公路的路网规模和复杂程度也大大增加。高速公路网络建设有利于提高高速公路的运行质量和服务水平，有助于更好的发挥高速公路运行的社会和经济效益，所以一直备受交通主管部门的重视。VPN技术因其节约成本、提高效率且安全性能较高等优势在高速公路的网络建设中有良好的应用前景。本文探讨了VPN技术的技术优势及其在高速公路的网络建设中的应用。
关键词：VPN技术 高速公路 网络建设
1 VPN技术
VPN（Virtual Private Network）即虚拟专用网络，是指依靠Internet服务提供商ISP和网络服务提供商NSP在公共网络中建立的虚拟专用通信网络[1]。VPN通过利用Internet或其他公共互联网络的基础设施为其用户创建隧道，并为用户提供与专用网络一样安全可靠的技术和功能保障。由于使用VPN技术建设广域网络不需要建立专用连接，只需要支付本地的接入费用即可达到相同的通信效果，所以可以大大减少网络建设和管理的成本。而且VPN网絡在连接分支结构时可大大减少对远程链路的安装、配置和管理任务，简化了用户广域网的设计，减少了建立连接所需接口，简化了相关认证和授权的设备等[2]。另外，VPN通过多种方式增加了网络的安全性能，如为远端用户的接入提供了严格身份验证和认证机制，采用隧道技术及相关隧道协议、数据安全协议等，以满足用户数据的加密和安全性要求[3]。同时，由于VPN严格的身份验证和权限控制机制，在用户与合作伙伴进行资源和数据共享时，可使双方的安全接入操作简单方便。正是由于VPN技术的诸多优势，使其在多个领域内应用广泛[4]。
2 高速公路网络建设需求
现代社会经济发展的过程中，交通基础设施的作用极为重要。高速公路最为交通运输、信息传播的主要途径之一，大大推动了我国地区间的经济和文化交流。近年来， 随着我国社会经济的飞速发展，高速公路作为基建施工发展中的主要项目，其发展速度也十分迅速。随着高速公路的建设工作的不断推进，目前我国高速公路建设的总长度已经超过了14.3万km，高速公路的路网规模和复杂程度也大大增加。为了提高高速公路的运行效率、提高服务质量，促进高速公路的管理现代化，如何利用信息技术改善交通秩序，如何优化高速公路的网络建设一直备受交通主管部门的重视。
高速公路的建设项目通常规模较大、周期较长，涉及到的单位、部门工作人员较多，相关程序较复杂，需要沟通交流的信息繁多复杂，对信息处理的要求很高。而且在高速公路的管理过程中，各个管理处、站点和收费站、中心站之间有大量的数据和文件沟通。所以在高速公路的建设和管理上都需要一种成本较低、效率更高且较安全的信息传递方式[5]。随着近年来网络技术和信息化的不断发展，互联网技术在高速公路的建设和管理中得到广泛的应用，为建立安全、经济、可靠而且高效的专用网络提供了基础。如果高速公路的广域网络采用专线网络建设，需要在基层单位之间铺设线路，不仅费用较高而且维护困难。而VPN技术无需购买大量专用设备、只需利用现有的宽带网络资源即可实现数据资源共享、远程管理等功能，凭借其降低成本、可扩展、方便管理维护等优势成为高速公路信息化管理的更优方案。
3 VPN在高速公路中的应用
高速公路广域网的建设是以高速公路管理中心为中心节点，其下属管理站点为二级节点，利用VPN技术构建一个能够覆盖管理中心及个下属管理站点的管理网络，从而实现数据、文件和其他信息的传输，并为高速公路各管理部门的协同办公等业务系统的运行提供稳定、安全的网络平台。下属管理站点可利用VPN技术与设备实现与管理中心进行安全、稳定的信息沟通，还可以实现移动用户严格受控的远程系统接入。
以山东省某高速公路管理处为例，其中心下属有多个管理站点，包括收费站、路政管理处和养护部门等，所有的下属站点均需要与中心联网才能完成高速公路的运营和维护管理工作。但是管理中心所在地无法实现专线联网，所以构建VPN网络是最好的解决方案。高速公路管理中心以光纤的方式接入Internet，在其局域网中安装VPN路由器并以此为网络中心节点。管理处下属站点可通过ADSL宽带的方式接入互联网，并且在下属站点和管理处中心之间建立IPSEC隧道，在各局域网内分别安装一台VPN路由器。各移动终端可通过采用PPTP或L2TP协议上网接入管理中心，或通过CDMA/GPRS等无线移动的方式接入，实现远程实时办公，为高速公路相关管理人员对内部数据进行查询等提供了方便。VPN各个网络节点通过依托当地的ISP服务商，可在公共网络上建立一个稳定的内部专用网络，有助于提高高速公路建设和管理部门的信息和数据沟通效率，满足现代高速公路建设和管理要求。
正是由于VPN技术基于公共网络的内部网络，所以对VPN网络的安全性提出了更高的要求，而近年来VPN相关的技术和设备发展的越来越成熟。其中技术较成熟且应用较广泛的开放性IP开放性标准是IPSec。IPSec是一组基于网络层的，应用密码学的安全通信协议族，在IPV4和IPV6环境中为网络层流量提供灵活的安全服务，通过采用高强度加密算法和动态密钥交换机制，可满足VPN网络在公共网络中安全传输数据的要求。同时加强访问权限的控制，即特定的数据资源只能开放给特定的用户，并采用特定主机绑定或硬件身份验证机制可进一步减少数据外泄的隐患。所以，VPN网络目前已能较好的满足高速公路广域网中信息和数据的安全要求。
通过组建VPN网络，可实现管理中心与其下属管理站点之间的网络互连，为各级数据和信息的汇总和统一管理提供了一个安全高效的工作平台。同时，通过VPN技术组建的内部专用网络具有办公自动化的功能，可实现办公数据和文件的及时传达，提高工作效率。另外，通过扩展移动终端的接入，可方便高速公路管理和工作人员及时查阅资料，实现远程登陆和办公。最后，通过VPN网络可进一步拓展机电设备结合，增加远程监控等其他功能。
4 结语
综上所述，通过将VPN技术应用于高速公路的网络建设中，不仅有助于提高高速公路建设和管理部门的信息和数据沟通效率、降低施工和维护成本，而且可大大提高信息处理和人员工作的效率，大大提高了高速公路项目和部门管理的信息化水平，促进我国的交通信息化进程。随着我国信息技术的快速发展，计算机相关技术继续广泛的应用于基础设施建设中，从而进一步加快我国经济建设的步伐。
参考文献
[1] 魏广科.VPN技术及其应用的研究[J].计算机工程与设计，2005，26（3）：714-715，724.
[2] 李彦新.虚拟专用网（VPN）技术及其应用[J].交通与计算机，2004，22（4）：71-73.
[3] 郝辉，钱华林.VPN及其隧道技术研究[J].微电子学与计算机，2004，21（11）：47-51.
[4] 张丽娜，张谦.VPN的应用现状与前景[J].科技信息，2013（10）：287.
[5] 郑阳平，牟学鹏.VPN技术在高速公路建设中的应用研究[J].互联网天地，2014（5）：73-77.
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