VPN 是什么:虚拟适配器、隧道和服务器

伊利亚·索科洛夫

阅读时间 10 分钟基础知识

VPN 的工作原理

VPN 是一种在普通互联网连接之上运行的专用网络。VPN 应用会在设备上创建虚拟网络适配器。进入这个适配器的所有流量都会加密,并发往所选国家或地区的服务器。服务器再把这些流量转发给网站。下文依次介绍应用、服务器,以及 VPN 能隐藏什么、改变不了什么。

应用会添加虚拟适配器

手机或笔记本电脑通常经由一个网络适配器发送流量,即 Wi-Fi 或移动数据的适配器。VPN 应用会再添加一个只存在于软件中的适配器。随后,应用要求系统把流量发往这个虚拟适配器。例如在 Android 上,这个适配器由应用自己创建。系统按照应用设定的规则把数据包发给它。

设备上的所有程序共用这个适配器。浏览器、即时通讯应用和后台更新的流量都会进入其中。应用从适配器读取每个数据包并加密。然后,应用通过实际的 Wi-Fi 或移动数据把数据包发送到服务器。这条从应用通往服务器的加密连接叫作隧道。

首次连接时,系统会要求授权。在电脑上,Ben's VPN 还可能要求管理员权限,用于安装虚拟适配器。这些提示只在首次连接时出现。之后,按一个按钮就能开启 VPN。

服务器用自己的 IP 地址发出请求

服务器解密每个数据包,再用自己的 IP 地址转发请求。网站的响应由服务器加密,经隧道传回。设备上的应用解密每个响应,然后交给发出请求的程序。

网站根据 IP 地址推测访问者的所在地。地理位置数据库记录着每个 IP 地址段所属的国家或地区,以及所在城市。开启 VPN 后,网站只能看到服务器的 IP 地址,看不到真实 IP 地址。如果人在芝加哥,却选择了荷兰的位置,搜索引擎可能会改用荷兰语。广告也可能开始显示阿姆斯特丹的商家。

有的服务可能需要知道访问者真实所在的国家或地区。如何把这类服务排除在隧道之外,见下文介绍 Ben's VPN 的一节。

HTTPS 加密内容,VPN 隐藏网站名称

如今,浏览器中的大多数网页都通过 HTTPS 加载。HTTPS 会加密浏览器与网站之间的连接,与是否开启 VPN 无关。Wi-Fi 的所有者和网络运营商都读不到网页文字、密码和消息。

不过,这两方依旧可以看到网站名称。为了查到网站的 IP 地址,设备会向 DNS 服务器发送查询。多数情况下,这个查询完全不加密。浏览器和操作系统都支持加密 DNS,但这项功能常常没有开启。此外,浏览器通常会在每个 HTTPS 连接开始时指明网站名称。这个名称写在名为 SNI 的字段里,在加密开始之前发出。因此,Wi-Fi 的所有者和网络运营商能看到访问了哪些网站,以及访问的时间。他们看不到在这些网站上做了什么。

开启 VPN 后,DNS 查询和网站名称都在隧道内传输。不自带加密的程序发出的流量也会进入隧道。在所在网络看来,这些都只是一条通往服务器的加密连接。

数据仅 HTTPSHTTPS 加 VPN
网页文字、密码、消息已加密已加密,到达 VPN 服务器之前还有第二层加密
网站名称所在网络可以看到所在网络看不到,VPN 服务器可以看到
真实 IP 地址网站可以看到网站看到服务器的 IP 地址
不加密的程序发出的流量沿途可以读取所在网络看不到,离开 VPN 服务器后可以读取

HTTPS 和 VPN 各自保护不同的数据,两者可以配合使用。设备与网站之间的任何一方都看不到 HTTPS 加密的内容,VPN 服务器也不例外。VPN 则让所在网络看不到这些网站的名称。

企业 VPN 连接办公室,个人 VPN 连接互联网

最早使用 VPN 的是企业,始于 20世纪90年代。IPsec 和 PPTP 协议都是在这十年间制定的。远程员工和分支机构借助这些协议,通过互联网接入办公室网络。“虚拟专用网络”这个名称就源于这种用途。这是建立在公共互联网之上的办公室专用网络。隧道的终点在办公室网络内部,那里有工作邮箱、共享文件夹和内部网站。谁可以连接,由企业决定。

个人 VPN 的工作方式相同,只是服务器背后没有专用网络。服务器仅负责从所选的国家或地区把流量转发到互联网。

第三种方式是在路由器上运行 VPN。这样,家庭网络中的每台设备都会使用隧道,包括无法运行应用的设备。路由器 VPN 页面介绍了如何把路由器连接到 Ben's VPN。

VPN 适用于 4 种情况

  • 别人管理的 Wi-Fi。在酒店、火车上或联合办公空间里,Wi-Fi 的所有者是谁并不清楚。网络会记录哪些内容,同样不得而知。开启 VPN 后,网络只能看到一条无法读取的加密连接。
  • 网站和应用遭到屏蔽。单个网络(例如候机厅的 Wi-Fi)可能屏蔽某个网站或应用。某国或某地区的所有网络运营商也可能将其屏蔽。使用 VPN 时,请求会从其他国家或地区进入互联网。本地的过滤系统看不出要访问的是哪个网站。如果 Telegram 无法连接,详见 Telegram VPN 页面。
  • 出国旅行。有些服务对国外 IP 地址区别对待,或者根本无法打开。选择本国或本地区的位置后,这些服务得到的是本地 IP 地址。
  • 从其他国家或地区查看。选择其他国家或地区的位置,就能像当地访问者那样看到自己的网站或广告。

VPN 改变不了的 4 件事

  • 自己的账号。登录电子邮件或社交媒体账号后,服务就知道登录者是谁。选择其他国家或地区的位置,也改变不了这一点。
  • Cookie 和指纹。VPN 不会删除 Cookie 在浏览器中保存的标识符。浏览器还有由语言、屏幕尺寸和已安装字体构成的“指纹”。在 2010年的一项研究中,大多数受测浏览器的指纹都是独一无二的。换一个 IP 地址并不会改变指纹。
  • 网络钓鱼和恶意软件。VPN 无法阻止“支付一小笔派送费”之类的链接打开虚假页面。受感染的文件,开启 VPN 也照样受感染。
  • 信任。网络运营商以前能看到的网站名称,现在会经过 VPN 服务器。应选择值得托付这些数据的 VPN 服务商。

协议由 Ben's VPN 选择,3 项设置自行设定

协议决定流量在发往服务器途中呈现出什么特征。Ben's VPN 的 4 种协议是 VLESS + REALITY、XHTTP、Hysteria2 和 Shadowsocks。应用会选择在所在网络中可用的协议和路径。设置中没有切换协议的开关。为了保持连接稳定,必要时应用会开启多跳。开启多跳后,流量先经过第三国的中转服务器。应用基于 Jigsaw 团队开发的 Outline。

应用中有 3 项设置需要自己选择。

  • 位置。轻点“位置”,打开“改变国家”窗口,窗口中是可以搜索的位置列表。如果对国家或地区没有要求,轻点“最快的”。应用随后会选择附近的位置。
  • 隧道之外的流量。轻点“隧道”,打开“分割隧道”设置。在“手动”模式下,列出不经过隧道、直接访问的 IP 地址、子网和域名。Android 版还有“绕过 VPN 的应用”列表。
  • 多跳模式。这项设置位于应用的“账户” → “设置” → “多跳”。我们建议保持“自动”模式。

4 步完成首次连接

  1. 安装 Ben's VPN

    应用可在手机、平板电脑、电脑和电视上使用。各设备的版本见 Ben's VPN 全平台应用页面。

  2. 打开应用

    在手机、平板电脑或电脑上首次启动时,没有登录界面。应用会完成初始设置,并创建与这台设备绑定的访客账户。

  3. 用“连接”按钮开启 VPN

    没有订阅时,这个按钮会打开“购买 Ben's VPN”窗口。在这个窗口中选择套餐并付款。如果已有订阅,轻点窗口顶部的“登录账户”。

  4. 选择位置

    要连接特定的国家或地区,轻点“位置”,在列表中找到它。如果附近的任何位置都可以,轻点“最快的”。“更改位置时自动连接”复选框默认已勾选,因此 VPN 会立即连接到所选位置。

iPhone 上的 Ben's VPN 主界面,有服务器卡片和大号连接按钮
带有服务器卡片和大号 B 按钮的 Ben's VPN 主界面。

问题与解答

网络运营商能看出我在使用 VPN 吗?

网络运营商能看到设备与同一个 IP 地址长时间保持连接。访问过哪些网站,网络运营商已经无从得知。较老的协议可以通过数据包的特征识别出来。2022年,研究人员针对 OpenVPN 流量证明了这一点。在 Ben's VPN 中,VLESS + REALITY 把连接伪装成访问真实网站的 HTTPS 连接。

Wi-Fi 密码能像 VPN 一样保护我吗?

Wi-Fi 密码能阻止邻居接入网络。这个密码对网络运营商什么也隐藏不了。DNS 查询和网站名称仍会经过网络运营商的设备。如果不在意这一点,在家使用 VPN 主要是为了打开原本打不开的服务。

VPN 已经开启,网页却打不开,怎么办?

经由服务器的连接质量较差时,应用会显示“连接不佳”提示。轻点提示上的“解决问题”后,应用会建议更换位置。应用也可以查找可用服务器,最多用时 2 分钟。如果问题仍未解决,轻点“支持”打开聊天。客服 7×24 小时在线。

怎样在手机和笔记本电脑上使用同一份订阅?

访客账户只能在创建它的设备上使用。先在该设备上打开“账户” → “绑定电子邮件”。在第二台设备上轻点“连接”,然后在购买窗口中选择“登录账户”。可以通过绑定的电子邮件登录,也可以输入一次性代码。第一台设备会在“在另一设备上登录”中显示代码。代码共 8 位,3 分钟后过期。设备数量不限,平板电脑和电视也能使用这份订阅。

浏览器有无痕模式,为什么还要用 VPN?

无痕模式会在关闭窗口时删除浏览记录和 Cookie。网络运营商依然能看到网站名称,网站也依然能看到真实 IP 地址。VPN 在网络层工作,与无痕模式并不冲突。

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