IPSec是什么？
你有没有想过，当你在家连上公司内网处理文件时，数据是怎么不被外人看到的？其实背后很可能就是IPSec在默默工作。IPSec全称是Internet Protocol Security，它不是某个软件，而是一套运行在网络层的安全协议集合，专门用来保护IP通信的安全。
简单来说，IPSec就像是给网络数据包穿上了一层防弹衣，不管它走的是公共网络还是私人线路，都能保证内容不被偷看、不被篡改。
IPSec的工作模式
它主要有两种工作模式：传输模式和隧道模式。
传输模式只保护数据本身，原始的IP头保持不变，适合两台主机之间直接通信。比如你的电脑和服务器之间的加密对话。
隧道模式则是把整个原始IP包都封装起来，再套上新的IP头。这就像把一封信放进一个带地址的信封里寄出去，常用于站点到站点的VPN连接，比如分公司和总部之间的网络打通。
举个生活中的例子
想象你要寄一份机密合同。传输模式就像你在合同上加个密码锁，信封上的地址谁都能看；而隧道模式是你把合同连同原信封一起塞进另一个信封，新信封写上快递员能懂的地址。显然，后者更隐蔽也更安全。
核心协议：AH与ESP
IPSec靠两个主要协议干活：AH（认证头）和ESP（封装安全载荷）。
AH只负责验证数据是否被改动，提供完整性保护，但不加密，也就是说别人能看到内容，但改一个字马上就能发现。
ESP就厉害了，既能加密数据，也能做身份验证。大多数实际应用中都用ESP，毕竟谁也不想自己的聊天记录被看见，哪怕不能改。
密钥管理与IKE协议
加密需要密钥，但总不能手动每台设备都设一样的密码吧？这时候就得靠IKE（Internet Key Exchange）协议来自动协商密钥。
IKE分两个阶段：第一阶段建立安全通道，双方互相认证；第二阶段在这个安全通道里协商真正用来加密数据的密钥。整个过程就像两个人先确认彼此身份，再约定一套只有他们懂的暗号。
<!-- 一个典型的IPSec配置片段示例 -->
<ipsec>
<connection name="office-to-branch">
<mode>tunnel</mode>
<local-ip>192.168.1.1</local-ip>
<remote-ip>203.0.113.5</remote-ip>
<authentication-method>pre-shared-key</authentication-method>
<encryption-algorithm>aes-256</encryption-algorithm>
<hash-algorithm>sha256</hash-algorithm>
</connection>
</ipsec>常见应用场景
企业用IPSec最多的就是搭建VPN。比如你出差在外，通过公司发的客户端连上内网，访问内部系统，背后的加密机制往往就是IPSec。
还有像路由器之间建立安全通道、云服务器和本地数据中心互通，也都依赖它。可以说，只要涉及跨公网的安全通信，IPSec几乎无处不在。
优缺点一览
优点很明显：在IP层实现，对上层应用透明，不需要改程序就能加密；支持多种加密算法，灵活性高；标准化程度好，不同厂商设备容易互通。
缺点也有：配置相对复杂，尤其是多节点场景下；在NAT环境下可能出问题，需要额外支持如NAT-T；性能消耗比普通通信高，特别是开启强加密时。
不过这些问题都有成熟的解决方案，所以它依然是企业级安全通信的主流选择之一。