VPN — 公衆網の上に自分専用のトンネルを掘る

上級の解説は準備中のため、上級の内容を表示しています。

概要 — まず全体をつかむ

中級ではトンネリング・暗号化・認証の3点と、2つの使い方・2つの方式を見ました。上級では、どの方式をなぜ選ぶか・境界型VPNの限界とZTNA・NATやMTUという実務の壁を掘り下げます。

詳細 — 1段階ずつ追う

トンネリング方式を選ぶ

「何で暗号化するか」は1つではありません。代表的な3方式は、守る層と使い所が違います。

  • IPsec-VPNIPsec でIPパケットのレベルを暗号化・認証する。拠点間の常時接続に強い。設定項目が多く運用は重め
  • WireGuard(※1)— 新しく軽量な方式。使う暗号を少数の現代的なものに絞り、コード量も設定も小さくした。鍵の対応だけで素早くトンネルが張れ、モバイルでも切れにくい
  • SSL/TLS-VPN — WebでおなじみのTLSを使う。ブラウザだけで使える手軽さが利点で、リモートアクセス向き

もう一つの設計軸が経路の切り分けです。

  • フルトンネル — 端末のすべての通信を出口経由にする。監視や制御はしやすいが、動画視聴まで社内を経由して遠回りになる
  • スプリットトンネル社内宛だけトンネルへ流し、一般サイトへは端末から直接出す。速いが、端末が社外と社内の両方に同時に足を置くため、そこが侵入経路になりうる
アニメーション『VPNの暗号トンネル(二重封筒)』を開く
VPN = 公衆網の上に掘る暗号トンネルインターネット(公衆網)= 誰でも通る公道送信側端末/拠点元パケットVPNゲートウェイ社内網の入口開封して復号暗号トンネル(自分専用の通り道)新しい宛先元パケット(暗号化)🔒新しい宛先元パケット(暗号化)🔒新しい宛先元パケット(暗号化)🔒🔒 外の機器や同じWi-Fiの人には「新しい宛先あての1個の荷物」にしか見えず、中身は読めない

登場人物メモ:

  • ※1 WireGuard — 少数の現代的な暗号方式に絞った軽量なVPN方式。暗号の中身は 暗号化のしくみ が土台
  • ※2 境界 — 「社内は安全・社外は危険」と内外を分ける考え方の線引き

境界型VPNからZTNAへ

従来のVPNは、いったんトンネルに入れば社内網へ広く入れてしまいます。境界(※2)に穴を一つ開け、その先は信頼する——この前提が弱点です。盗まれた1台の端末が、社内を横に動き回れてしまう。

  • ZTNA(ゼロトラストネットワークアクセス)は発想を変える。「ネットワークに入れる」のではなく、アプリ単位で、そのつど本人と端末を確かめて許可する
  • 利用者から見えるのは許可されたアプリだけで、社内網の全体像は見えない。だから一台が乗っ取られても被害が横に広がりにくい
  • VPNが「経路をつなぐ」のに対し、ZTNAは「認証 を通ったアクセスだけを、必要なアプリへ細く通す」

VPNが不要になるわけではなく、広く通す境界型から細く通すアプリ単位へ、という重心の移動です。

MTUとNAT越えの実務

カプセル化は「包む」ぶんだけパケットを大きくします。ここが実務でつまずく所です。

  • MTUとフラグメント(※)— 1パケットで送れる上限(MTU)を超えると分割(フラグメント)が起きる。分割は再組み立ての手間と欠落リスクを生み、体感速度を落とす。だからトンネル内のMTUを少し下げて、そもそも分割させない調整をする
  • NAT越え — 多くの端末はNATの内側にいる。IPsecのESPはポート番号を持たず、NAT機器が経路を管理しづらい。そこで NAT-TESPをUDP(ポート4500)でさらに包み、NATが扱える形にする。詳しくは IPsec のNATトラバーサル
  • 性能と運用 — 暗号化のCPU負荷、出口の集約による混雑、経路の遠回り。速度低下の多くはこの積み重ね。方式選び(軽量なWireGuardか等)とMTU調整、出口の分散で効いてくる
  • 層の理解が土台 — なぜ包むと大きくなり、どこで分割が起きるかは ネットワークの層 を押さえると腑に落ちる

登場人物メモ:

  • ※ MTU — 1つのパケットで運べるデータ量の上限。超えると分割が必要になる

理解度チェック

そのまま解けます(成績は保存されません)。無料アカウントを作ると、学習の記録と進捗の山登りが始まります。

1. スプリットトンネルの説明として正しいのは?

2. NATの内側にある端末からでもIPsec-VPNが張れるようにするNAT-Tの働きは?

3. WireGuardが「軽量」と言われる理由として正しいのは?

4. 従来の境界型VPNに対するZTNAの考え方として正しいのは?

5. フルトンネルの説明として正しいのは?

6. カプセル化によってパケットがMTUを超えると起きることとして正しいのは?

7. NAT-Tが、IPsecのESPをさらに包み直すのに使うUDPのポート番号は?

8. SSL/TLS-VPNが使う、Webでおなじみの暗号化プロトコルを英字3文字で何という?