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VPN の種類と仕組み（IPSec / SSL / OpenVPN）

NW(CCNA)
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VPN（Virtual Private Network：仮想専用線）は、インターネットなどの公衆ネットワークを通じて、安全にデータをやり取りするための技術です。 企業ネットワークの拠点間接続や、テレワークでの社内接続など、現代のIT環境では欠かせない仕組みです。 本記事では、VPNの基本原理と代表的な3種類の方式（IPSec / SSL / OpenVPN）をわかりやすく解説します。

目次

1. VPNとは？基本の仕組み

VPNは「離れた拠点同士をあたかも同じLANのように通信できるようにする技術」です。 暗号化・認証・トンネリング（tunneling）という3つの要素で通信を保護します。

■ VPNの基本構成イメージ


[拠点A PC] ─── VPNトンネル ─── [拠点Bサーバ]
      ↓ 暗号化通信         ↓ 復号・アクセス
  • 暗号化： 通信データを第三者に読まれないように保護
  • 認証： 接続する相手が正しいことを確認
  • トンネリング： 通常のIP通信をVPN用のカプセルに包んで送信

2. VPNの種類と分類

VPNは大きく分けると「レイヤー2VPN」と「レイヤー3VPN」があり、さらに「IPSec」「SSL」「OpenVPN」などの方式に分かれます。

分類方式主な用途
レイヤー3VPNIPSec VPN拠点間通信・企業ネットワーク間接続
レイヤー7（アプリ層）VPNSSL VPN / OpenVPNリモートアクセス・個人利用

3. IPSec VPN の仕組み

IPSec（IP Security）は、OSI参照モデルの第3層（ネットワーク層）で動作するVPN方式です。 IPパケットそのものを暗号化し、拠点間の安全な通信を実現します。

■ 主なプロトコル

  • AH（Authentication Header）： 改ざん防止と認証
  • ESP（Encapsulating Security Payload）： データ暗号化と認証

■ 動作モード

モード説明
トランスポートモードIPヘッダを残し、データ部分のみ暗号化（エンドツーエンド通信向け）
トンネルモードIPパケット全体を暗号化して新しいIPヘッダを付与（拠点間通信向け）

■ IPSecの接続イメージ


[拠点Aルータ] ──(暗号化トンネル：IPSec)── [拠点Bルータ]

■ 特徴

  • 高いセキュリティ（レイヤ3で完全暗号化）
  • 拠点間VPNに最適
  • 設定がやや複雑（IKEポリシー、鍵交換設定など）

例：Ciscoルータでの簡易設定（概略）
crypto isakmp policy 10
 authentication pre-share
 encryption aes
 hash sha256
 group 14
crypto isakmp key cisco123 address 203.0.113.2
crypto ipsec transform-set TRANSFORM esp-aes esp-sha-hmac
crypto map VPN-MAP 10 ipsec-isakmp
 set peer 203.0.113.2
 set transform-set TRANSFORM
 match address 100
interface GigabitEthernet0/0
 crypto map VPN-MAP

4. SSL VPN の仕組み

SSL VPNは、Webブラウザを使って接続するVPN方式です。HTTPS通信（TCP/443）を利用するため、ファイアウォールを越えやすく、テレワークなどの個人リモートアクセスに最適です。

■ 特徴

  • SSL/TLS暗号化（Webブラウザ通信ベース）
  • 専用クライアントなしでも利用可能
  • アプリ単位の通信制御が可能（例：特定サーバへのみアクセス）
  • 速度よりも利便性を重視

■ 接続イメージ


ユーザPC ─HTTPS─> SSL VPNゲートウェイ ─→ 社内ネットワーク

■ 主な利用シーン

  • リモートワーク接続（ノートPC・スマホ）
  • ブラウザ経由で社内ポータルに接続

5. OpenVPN の仕組み

OpenVPNは、オープンソースのSSL/TLSベースのVPNソフトウェアです。 Windows・macOS・Linuxなど、さまざまなOSで利用でき、柔軟な設定が可能です。

■ 特徴

  • SSL/TLS暗号化を使用
  • UDP/TCPどちらも利用可能
  • 証明書ベースで安全に認証
  • 商用環境でも個人利用でも人気

■ サーバ側設定例（/etc/openvpn/server.conf）


port 1194
proto udp
dev tun
ca ca.crt
cert server.crt
key server.key
dh dh.pem
server 10.8.0.0 255.255.255.0
keepalive 10 120
cipher AES-256-GCM
user nobody
group nogroup
persist-key
persist-tun

OpenVPNは設定が柔軟で、SSL VPNよりも高機能な制御（ルーティング制御・アクセス制御）が可能です。

6. VPN方式の比較まとめ

項目IPSec VPNSSL VPNOpenVPN
層ネットワーク層（L3）アプリケーション層（L7）アプリケーション層（L7）
暗号化プロトコルESP / AHSSL / TLSSSL / TLS
用途拠点間通信リモートアクセス汎用VPN（拠点間・個人）
特徴高速・高セキュリティ設定容易・ブラウザ接続可柔軟・オープンソース

7. まとめ

  • VPNは暗号化・認証・トンネリングにより安全な通信を実現する技術
  • IPSecは拠点間VPN、SSL/OpenVPNはリモートアクセスに向く
  • 利用環境（企業ネットワーク／在宅勤務）に応じて方式を選択することが重要

VPNの理解はCCNAや実務でも重要な基礎知識です。各方式の動作層や特徴を整理しておくことで、ネットワーク設計力が大きく向上します。

NW(CCNA)
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