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red privada virtual

Descripción general de la conectividad VPN, que muestra las configuraciones de intranet sitio a sitio y trabajo remoto utilizadas conjuntamente. Una red privada virtual ( VPN ) ...

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Descripción general de la conectividad VPN, que muestra las configuraciones de intranet sitio a sitio y trabajo remoto utilizadas conjuntamente.

Una red privada virtual ( VPN ) es una red superpuesta que utiliza la virtualización de red para extender una red privada a través de una red pública, como Internet , mediante el uso de protocolos de cifrado y tunelización . [ 1 ] En una VPN, se utiliza un protocolo de tunelización para transferir mensajes de red de un host de red a otro.

Las VPN de host a red son comúnmente utilizadas por las organizaciones para permitir que los usuarios externos accedan de forma segura a una red de oficina a través de Internet. [ 2 ] [ 3 ] Las VPN de sitio a sitio conectan dos redes, como una red de oficina y un centro de datos. Las VPN proporcionadas por el proveedor aíslan partes de la infraestructura de red del proveedor en segmentos virtuales, de manera que el contenido de cada segmento sea privado con respecto a los demás. Los individuos también utilizan VPN para cifrar e intentar anonimizar su tráfico de red , y los servicios de VPN venden acceso a sus propias redes privadas.

Las VPN pueden mejorar la privacidad del usuario al impedir que el proveedor de servicios de internet (ISP) acceda a los datos privados que se intercambian a través de la VPN. Sin embargo, el proveedor de la VPN y el servicio en línea al que se accede mediante ella pueden tener visibilidad de las actividades del usuario. Mediante el cifrado , las VPN mejoran la confidencialidad y reducen el riesgo de ataques de interceptación de datos externos .

Fondo

Una red es un grupo de computadoras que se comunican entre sí, conocidas como hosts , y que transmiten datos a otros hosts mediante protocolos de comunicación , facilitados por el hardware de red . Dentro de una red informática, las computadoras se identifican mediante direcciones de red , que permiten a sistemas basados ​​en reglas, como el Protocolo de Internet (IP), localizar e identificar los hosts. Los hosts también pueden tener nombres de host , etiquetas fáciles de recordar para los nodos host , que rara vez se modifican después de su asignación inicial. El medio de transmisión que admite el intercambio de información incluye medios cableados como cables de cobre, fibras ópticas y medios inalámbricos de radiofrecuencia . La disposición de los hosts y el hardware dentro de una arquitectura de red se conoce como topología de red . [ 4 ] [ 5 ]

Además de los medios de transmisión físicos, las redes comprenden nodos de red como controladores de interfaz de red , repetidores , concentradores , puentes , conmutadores , enrutadores y módems :

  • El controlador de interfaz de red (NIC) es un componente de hardware que conecta el ordenador al medio de red . En las redes Ethernet, cada NIC tiene una dirección MAC (Control de Acceso al Medio) única , que normalmente se almacena en la memoria permanente del controlador.
  • Un repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal de red , la limpia del ruido innecesario y la regenera. La señal se retransmite con mayor potencia o al otro lado de la obstrucción para que pueda cubrir distancias más largas sin degradarse.
  • Un repetidor Ethernet con múltiples puertos se conoce como concentrador Ethernet . Además de reacondicionar y distribuir las señales de red, un concentrador ayuda con la detección de colisiones y el aislamiento de fallos en la red. Los concentradores y repetidores en las redes LAN han quedado prácticamente obsoletos debido a los conmutadores de red modernos.
  • A diferencia de los concentradores, que reenvían la comunicación a todos los puertos, los conmutadores de red reenvían las tramas únicamente a los puertos involucrados en la comunicación. Los conmutadores suelen tener numerosos puertos, lo que facilita una topología en estrella para los dispositivos y la conexión en cascada de conmutadores adicionales. Los puentes de red son análogos a un conmutador de dos puertos.
    • Los puentes y conmutadores operan en la capa de enlace de datos del modelo OSI y conectan el tráfico entre dos o más segmentos de red para formar una única red local. Ambos son dispositivos que reenvían tramas de datos entre puertos según la dirección MAC de destino en cada trama. La segmentación de la red mediante puentes y conmutadores ayuda a dividir una red grande y congestionada en una agregación de redes más pequeñas y eficientes.
  • Un enrutador es un dispositivo de interconexión de redes que reenvía paquetes entre redes procesando la información de direccionamiento o enrutamiento incluida en el paquete.
  • Los módems (modulador-demodulador) se utilizan para conectar nodos de red mediante cables que no fueron diseñados originalmente para el tráfico de redes digitales, o para redes inalámbricas.

Comunicación de red

Un protocolo de comunicación es un conjunto de reglas para intercambiar información a través de una red. Los protocolos de comunicación tienen diversas características, como ser orientados a la conexión o sin conexión , o utilizar conmutación de circuitos o de paquetes .

En una pila de protocolos , a menudo construida según el modelo OSI , las funciones de comunicación se dividen en capas de protocolo, donde cada capa aprovecha los servicios de la capa inferior hasta que la capa más baja controla el hardware que envía información a través del medio. El uso de capas de protocolo es omnipresente en el campo de las redes informáticas. Un ejemplo importante de pila de protocolos es HTTP , el protocolo de la World Wide Web . HTTP se ejecuta sobre TCP sobre IP, los protocolos de Internet, que a su vez se ejecutan sobre IEEE 802.11 , el protocolo Wi-Fi. Esta pila se utiliza entre un enrutador inalámbrico y una computadora personal al acceder a la web.

La mayoría de las redes informáticas modernas utilizan protocolos basados ​​en la transmisión por paquetes . Un paquete de red es una unidad de datos formateada que se transmite a través de una red de conmutación de paquetes . Los paquetes constan de dos tipos de datos: información de control y datos de usuario (carga útil). La información de control proporciona los datos que la red necesita para entregar los datos de usuario, como las direcciones de red de origen y destino , los códigos de detección de errores y la información de secuenciación. Normalmente, la información de control se encuentra en las cabeceras y las colas de los paquetes , con los datos de carga útil intercalados.

El conjunto de protocolos de Internet , también llamado TCP/IP, es la base de todas las redes modernas y el conjunto de protocolos que definen Internet. Ofrece servicios con y sin conexión a través de una red inherentemente poco fiable que se recorre mediante la transmisión de datagramas utilizando el protocolo de Internet (IP). En esencia, el conjunto de protocolos define las especificaciones de direccionamiento, identificación y enrutamiento para el Protocolo de Internet versión 4 (IPv4) y para IPv6 , la siguiente generación del protocolo con una capacidad de direccionamiento mucho mayor. [ 6 ]

Seguridad

Las VPN no hacen que los usuarios conectados sean anónimos ni imposibles de identificar ante el proveedor de red no confiable, como un proveedor de servicios de Internet (ISP). Sin embargo, las VPN pueden mejorar la privacidad del usuario al impedir que un ISP acceda a los datos privados intercambiados a través de la VPN. Mediante el cifrado , las VPN mejoran la confidencialidad y reducen el riesgo de ataques de interceptación de datos . Los paquetes de datos que viajan a través de una VPN también pueden protegerse mediante la prevención de manipulaciones a través de un código de autenticación de mensajes , lo que impide que el mensaje sea alterado o manipulado sin ser rechazado, mejorando así la integridad de los datos .

Existen otras implementaciones para garantizar la autenticación de las partes que se conectan. Los puntos finales del túnel se pueden autenticar de varias maneras durante el inicio del acceso VPN, como mediante la inclusión en la lista blanca de la dirección IP del punto final . La autenticación también puede ocurrir después de que los túneles ya estén activos, por ejemplo, con un portal cautivo web . Las VPN de acceso remoto también pueden usar contraseñas , datos biométricos , autenticación de dos factores u otros métodos criptográficos . Las VPN de sitio a sitio suelen usar contraseñas ( claves precompartidas ) o certificados digitales .

Tunelización dividida

El túnel dividido permite a un usuario acceder a distintos dominios de seguridad simultáneamente, utilizando la misma conexión de red o conexiones diferentes. [ 7 ] Este estado de conexión se suele facilitar mediante el uso simultáneo de un controlador de interfaz de red LAN (NIC), una NIC de radio, una NIC de LAN inalámbrica y una aplicación de software cliente de red privada virtual. El túnel dividido se configura con mayor frecuencia mediante un cliente VPN de acceso remoto, que permite al usuario conectarse simultáneamente a una red inalámbrica cercana, a recursos de una red corporativa externa y a sitios web a través de Internet.

No todas las VPN permiten el túnel dividido. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Las ventajas del túnel dividido incluyen aliviar los cuellos de botella , conservar el ancho de banda (ya que el tráfico de Internet no tiene que pasar por el servidor VPN) y permitir que un usuario no tenga que conectarse y desconectarse continuamente cuando accede a recursos de forma remota. Las desventajas incluyen fugas de DNS y la posible elusión de la seguridad a nivel de puerta de enlace que podría estar implementada dentro de la infraestructura de la empresa. [ 11 ] Los proveedores de servicios de Internet a menudo utilizan el túnel dividido para implementarlo con fines de secuestro de DNS . 

Clasificación

Árbol de clasificación de VPN basado primero en la topología y luego en la tecnología utilizada.

Topología

Una configuración de host a red es análoga a la conexión de uno o más ordenadores a una red a la que no pueden conectarse directamente. Este tipo de extensión proporciona acceso a la red de área local de una ubicación remota o a cualquier red empresarial más amplia, como una intranet . Cada ordenador se encarga de activar su propio túnel hacia la red a la que desea conectarse. La red conectada solo conoce un único host remoto para cada túnel. Esto puede utilizarse para trabajadores remotos o para permitir que las personas accedan a los recursos privados de su hogar o empresa sin exponerlos en Internet.

Una configuración de sitio a sitio conecta dos redes. Esta configuración expande una red a través de ubicaciones geográficamente dispares. El túnel se realiza únicamente entre dispositivos de puerta de enlace ubicados en cada ubicación de la red. Estos dispositivos luego ponen el túnel a disposición de otros hosts de la red local que buscan llegar a cualquier host en el otro lado. Esto es útil para mantener los sitios conectados entre sí de manera estable, como las redes de oficina a su sede central o centro de datos. En este caso, cualquier lado puede configurarse para iniciar la comunicación siempre que sepa cómo llegar al otro. En el contexto de las configuraciones de sitio a sitio, los términos intranet y extranet se utilizan para describir dos casos de uso diferentes. [ 12 ] Una VPN de sitio a sitio de intranet describe una configuración donde los sitios conectados por la VPN pertenecen a la misma organización, mientras que una VPN de sitio a sitio de extranet une sitios que pertenecen a múltiples organizaciones.

Una limitación de las VPN tradicionales es que son conexiones punto a punto y no suelen admitir dominios de difusión . Por lo tanto, la comunicación, el software y las redes que se basan en la capa 2 y los paquetes de difusión (como NetBIOS utilizado en las redes de Windows ) pueden no ser totalmente compatibles como en una red de área local . Las variantes de VPN, como el Servicio de LAN virtual privada (VPLS) y los protocolos de tunelización de capa 2, están diseñadas para superar esta limitación. [ 13 ]

Redes de entrega seguras y confiables

Las VPN de confianza no utilizan tunelización criptográfica; en su lugar, se basan en la seguridad de la red de un único proveedor para proteger el tráfico. [ 14 ] La conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) suele superponerse a las VPN de confianza, a menudo con control de calidad de servicio sobre una red de entrega de confianza. Una VPN segura confía en la red de entrega subyacente o aplica la seguridad mediante un mecanismo interno. A menos que la red de entrega de confianza opere solo entre sitios físicamente seguros, tanto los modelos de confianza como los seguros requieren un mecanismo de autenticación para que los usuarios accedan a la VPN.

Tipos

VPN móvil

Las redes privadas virtuales móviles se utilizan en entornos donde un extremo de la VPN no está fijo a una única dirección IP , sino que se desplaza a través de diversas redes, como redes de datos de operadores de telefonía móvil o entre múltiples puntos de acceso Wi-Fi, sin interrumpir la sesión segura de la VPN ni perder las sesiones de las aplicaciones. [ 15 ] Las VPN móviles se utilizan ampliamente en seguridad pública, donde proporcionan a los agentes del orden acceso a aplicaciones como el despacho asistido por ordenador y bases de datos criminales, [ 16 ] y en otras organizaciones con requisitos similares, como la gestión de servicios de campo y la atención médica. [ 17 ]

DMVPN

La red privada virtual multipunto dinámica (DMVPN) [ 18 ] es una forma de túnel dinámico de una red privada virtual compatible con enrutadores basados ​​en Cisco IOS , enrutadores Huawei AR G3 [ 19 ] y sistemas operativos tipo Unix .

DMVPN ofrece la capacidad de crear una red VPN de malla dinámica sin necesidad de preconfigurar estáticamente todos los posibles pares de punto final del túnel, como los pares IPsec e ISAKMP . [ 20 ] DMVPN se configura inicialmente para construir una red de concentrador y radios mediante la configuración estática de los concentradores (cabeceras VPN) en los radios; no se requiere ningún cambio en la configuración del concentrador para aceptar nuevos radios. Utilizando esta red inicial de concentrador y radios, los túneles entre los radios se construyen dinámicamente bajo demanda sin configuración adicional en los concentradores ni en los radios. Esta capacidad de malla dinámica elimina la necesidad de sobrecargar el concentrador para enrutar datos entre las redes de radios.

EVPN

Ethernet VPN (EVPN) es una tecnología para transportar tráfico Ethernet de la capa 2 del modelo OSI como una red privada virtual utilizando protocolos de red de área amplia . Las tecnologías EVPN incluyen Ethernet sobre conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) y Ethernet sobre LAN virtual extensible . [ 21 ] [ 22 ]

VPN MPLS

El enrutamiento multiprotocolo (MPLS) es una técnica de enrutamiento en redes de telecomunicaciones que dirige datos de un nodo a otro basándose en etiquetas en lugar de direcciones de red. [ 23 ] Mientras que las direcciones de red identifican los puntos finales , las etiquetas MPLS identifican las rutas establecidas entre los puntos finales. MPLS puede encapsular paquetes de varios protocolos de red .

En la práctica, MPLS se utiliza principalmente para reenviar unidades de datos del protocolo IP y tráfico Ethernet de servicio de LAN privada virtual . Las principales aplicaciones de MPLS son la ingeniería de tráfico de telecomunicaciones y las VPN MPLS . MPLS funciona en conjunto con IP y sus protocolos de enrutamiento, generalmente protocolos de puerta de enlace interior (IGP), y admite la creación de redes virtuales dinámicas y transparentes con soporte para ingeniería de tráfico, la capacidad de transportar VPN de capa 2 con espacios de direcciones superpuestos y pseudocables de capa 2 que pueden transportar una variedad de cargas útiles de transporte ( IPv4 , IPv6 , ATM, Frame Relay, etc.). [ 24 ] [ 25 ]

VPLS

El servicio de LAN virtual privada (VPLS) es una tecnología de red privada virtual que proporciona comunicación multipunto a multipunto basada en Ethernet sobre redes IP o MPLS . Permite que sitios geográficamente dispersos compartan un dominio de difusión Ethernet conectando sitios (incluidos servidores y clientes) a través de pseudocables . [ 26 ] Las tecnologías que se pueden utilizar como pseudocables pueden ser Ethernet sobre MPLS , L2TPv3 o incluso GRE . Existen dos RFC de la IETF (RFC 4761 y RFC 4762) que describen el establecimiento de VPLS. A diferencia de L2TPv3, que solo permite túneles punto a punto de la capa 2 del modelo OSI , VPLS permite conectividad de cualquier a cualquier (multipunto). [ 27 ] [ 28 ]

PPVPN

Una VPN proporcionada por el proveedor (PPVPN) es una red privada virtual (VPN) implementada por un proveedor de servicios de conectividad o una gran empresa en una red que operan por su cuenta, a diferencia de una "VPN proporcionada por el cliente", donde la VPN es implementada por el cliente que adquiere el servicio de conectividad, además de las especificaciones técnicas del proveedor.

Protocolos

Las fases del ciclo de vida de un túnel IPSec en una red privada virtual

Una red privada virtual se basa en un protocolo de tunelización y puede combinarse con otros protocolos de red o de aplicación para proporcionar seguridad y capacidades adicionales.

IPSec (1996)

El Protocolo de Seguridad de Internet (IPsec) es un protocolo de seguridad basado en estándares, desarrollado inicialmente por el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) para IPv6 , y era obligatorio en todas las implementaciones de IPv6 que cumplían con los estándares antes de que el RFC 6434 lo convirtiera solo en una recomendación. [ 29 ] También se utiliza ampliamente con IPv4 .

El diseño de IPSec cumple con la mayoría de los objetivos de seguridad: disponibilidad, integridad y confidencialidad . IPSec utiliza cifrado, encapsulando un paquete IP dentro de un paquete IPSec. La desencapsulación se produce al final del túnel, donde el paquete IP original se descifra y se reenvía a su destino previsto. IPSec también suele ser compatible con aceleradores de hardware de red, [ 30 ] lo que hace que las VPN IPSec sean deseables para escenarios de bajo consumo, como las configuraciones de VPN de acceso remoto siempre activas. [ 31 ] [ 32 ]

Los túneles IPsec se establecen mediante el protocolo de Intercambio de Claves de Internet (IKE). Los túneles IPsec creados con la versión 1 de IKE (también conocidos como túneles IKEv1 o simplemente "túneles IPsec") se pueden usar solos para proporcionar VPN, pero a menudo se combinan con el Protocolo de Túnel de Capa 2 (L2TP) para reutilizar las implementaciones existentes relacionadas con L2TP y obtener funciones de autenticación más flexibles (por ejemplo, Xauth ).

IKE versión 2, creado por Microsoft y Cisco, puede utilizarse de forma independiente para proporcionar funcionalidad VPN IPsec. Sus principales ventajas son la compatibilidad nativa con la autenticación mediante el Protocolo de Autenticación Extensible (EAP) y la posibilidad de restablecer el túnel sin interrupciones cuando cambia la dirección IP del host asociado, algo habitual en dispositivos móviles en itinerancia, tanto en redes 3G como 4G LTE .

TLS/SSL (1999)

El protocolo Transport Layer Security (SSL/TLS) puede encapsular el tráfico de toda una red (como ocurre en los proyectos OpenVPN y SoftEther VPN [ 33 ] ) o proteger una conexión individual. Varios proveedores ofrecen capacidades de VPN de acceso remoto mediante TLS. Una VPN basada en TLS puede conectarse desde ubicaciones donde se admite la navegación web TLS habitual ( HTTPS ) sin necesidad de configuración adicional.

OpenSSH (1999)

OpenSSH ofrece tunelización VPN (distinta del reenvío de puertos ) para proteger las conexiones remotas a una red, los enlaces entre redes y los sistemas remotos. El servidor OpenSSH proporciona un número limitado de túneles simultáneos. La función VPN en sí no admite autenticación personal. [ 34 ] SSH se usa con mayor frecuencia para conectarse remotamente a máquinas o redes en lugar de una conexión VPN de sitio a sitio.

OpenVPN (2001)

OpenVPN es un protocolo VPN gratuito y de código abierto basado en el protocolo TLS. Admite confidencialidad directa perfecta y la mayoría de los conjuntos de cifrado seguros modernos, como AES , Serpent , TwoFish , etc. Actualmente, OpenVPN Inc., una organización sin ánimo de lucro que proporciona tecnologías VPN seguras, se encarga de su desarrollo y actualización.

SSTP (2007)

El Protocolo de Túnel de Socket Seguro (SSTP) es una forma de túnel VPN que proporciona un mecanismo para transportar tráfico del Protocolo Punto a Punto (PPP) a través de un canal SSL/TLS .

Wireguard (2015)

WireGuard es un protocolo diseñado para ser más ligero que OpenVPN. [ 35 ] En 2020, se agregó soporte para WireGuard a los kernels de Linux [ 36 ] y Android [ 37 ] , lo que permitió su adopción por parte de los proveedores de VPN. Por defecto, WireGuard utiliza el protocolo Curve25519 para el intercambio de claves y ChaCha20-Poly1305 para el cifrado y la autenticación de mensajes, pero también incluye la capacidad de compartir previamente una clave simétrica entre el cliente y el servidor. [ 38 ]

Otro

Soporte nativo y de terceros

Los sistemas operativos de computadoras de escritorio, teléfonos inteligentes y otros dispositivos de usuario final generalmente admiten la configuración de VPN de acceso remoto desde sus herramientas gráficas o de línea de comandos . [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] Sin embargo, debido a la variedad de protocolos VPN, a menudo no estándar, existen muchas aplicaciones de terceros que implementan protocolos adicionales que aún no son compatibles o ya no son compatibles de forma nativa con el sistema operativo. Por ejemplo, Android carecía de compatibilidad nativa con IPsec IKEv2 hasta la versión 11, [ 51 ] y los usuarios necesitaban instalar aplicaciones de terceros para conectarse a ese tipo de VPN. Por el contrario, Windows no admite de forma nativa la configuración nativa de VPN de acceso remoto IPsec IKEv1 simple (comúnmente utilizada por las soluciones VPN de Cisco y Fritz!Box ).

Los dispositivos de red, como los cortafuegos, suelen incluir la funcionalidad de puerta de enlace VPN para el acceso remoto o para configuraciones de sitio a sitio. Sus interfaces de administración facilitan la configuración de redes privadas virtuales con una selección de protocolos compatibles. En algunos casos, como en los sistemas operativos de código abierto dedicados a cortafuegos y dispositivos de red (como OpenWrt , IPFire , PfSense u OPNsense ), es posible añadir compatibilidad con protocolos VPN adicionales mediante la instalación de componentes de software o aplicaciones de terceros.

Los dispositivos comerciales con funciones VPN basadas en plataformas de hardware o software propietarias suelen ser compatibles con un protocolo VPN uniforme en todos sus productos, pero no permiten personalizaciones fuera de los casos de uso que implementan. Esto suele ocurrir con los dispositivos que dependen de la aceleración por hardware de las VPN para proporcionar un mayor rendimiento o admitir un mayor número de usuarios conectados simultáneamente.

Sociedad y cultura

Usuarios individuales

Según una estimación de 2022, el 3 % de los internautas chinos usan VPN, en comparación con el 8,5 % de los estadounidenses. [ 52 ] [ 53 ] En China, las VPN se bloquean cada vez más y su uso no autorizado puede estar sujeto a multas y acciones legales. [ 52 ] Basándose en sus estimaciones de documentos gubernamentales filtrados, ChinaFile estimó en 2026 que la demanda de VPN en China era de un solo dígito bajo. También estimó que las aplicaciones extranjeras bloqueadas por el Gran Cortafuegos tienen un tráfico extremadamente bajo, particularmente en comparación con las aplicaciones nacionales; las cinco principales aplicaciones nacionales registraron un tráfico 1000 veces mayor que las cinco principales aplicaciones extranjeras. [ 54 ]

A partir de 2025Aproximadamente 1750 millones de personas usaban VPN. Se proyecta que para 2027 este mercado crecerá hasta alcanzar los 76 000 millones de dólares. [ 55 ]

En medio de las restricciones y bloqueos de Internet en Rusia, activistas de Internet crearon el proyecto Amnezia VPN en 2020 durante un hackatón sobre derechos digitales organizado por Roskomsvoboda . El servicio ganó popularidad entre los usuarios rusos al proporcionar acceso a recursos bloqueados, así como funciones destinadas a mejorar el anonimato y la resistencia al análisis de tráfico. [ 56 ] [ 57 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

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