IPsec操作
IPsec中需要两种类型的数据包编码(DPE)：身份验证标头(AH)和封装安全负载(ESP)DPE。这些编码为数据提供网络级安全性，AH提供数据包的真实性和完整性，通过密钥散列函数(也称为MAC(消息验证代码))可以进行验证，此标题还禁止修改，并可选择提供反重放安全性。
AH可以在多个主机，多个网关或多个主机和网关之间建立安全性，所有这些都实现了AH ，ESP标头提供加密，数据封装和数据机密性。通过对称密钥提供数据机密性。
IPsec操作
IPsec的一个重要部分是安全关联(SA)，SA使用AH和ESP中携带的SPI编号来指示哪个SA用于数据包，还包括IP目标地址以指示端点：这可以是防火墙，路由器或用户。
安全关联数据库(SAD)用于存储所有使用的SA，SAD使用安全策略来指示路由器应该对数据包执行的操作，三个例子包括完全丢弃数据包，仅丢弃SA，或替换不同的SA。正在使用的所有安全策略都存储在安全策略数据库中。
IPsec的缺点
在某些情况下，不可以进行直接的端到端通信(即传输模式)。举一个简单示例，其中H1和H2是一个直接隧道上的两个主机，H1使用防火墙称为FW1。
在大型分布式系统或域间环境中，多样化的区域安全策略实施可能会给端到端通信带来严重的问题。在上面的示例中，假设FW1需要检查流量内容以进行检测，并且在FW1设置策略以拒绝所有加密流量以强制执行其内容检查要求。
然而，H1和H2构建直接隧道而不了解防火墙及其策略规则的存在。因此，所有流量将被FW1丢弃，该场景显示每个策略满足其相应的要求，而所有策略一起可能导致冲突。
IPSec安全网关的使用场合和作用
IPSec对终端用户来说是透明的，因此无需对用户进行安全培训，同时也无需对用户发放或撤销密钥材料。
IPSec除了支持终端用户、保护系统和网络外，还在网络互联所需的路由结构中起着重要的作用。IPSec能保证：路由通告(新路由器用于向外界通告自己)来自一个被授权的路由器;邻居通告(路由器用于建立或维护与其他路由域中路由器的邻居关系)来自一个授权的路由器;重新定向的消息来自于数据包上次到达的路由器;路由的更新。
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