PPTP / L2F / L2TP

　◆　トンネリングプロトコルについて

　インターネット上のIPネットワークで使用されている「IP」には、PPPのような認証機能はありません。
　一方、「PPP」はWANのシリアル回線のように、2点間がポイントツーポイント接続されている回線
　でしか利用できません。ではどのようにFlet's IP網で、PPPoEのPPP認証を行っているのでしょうか。

　それは、PPPフレームをIPデータグラムに埋め込み、「カプセル化」して送信を行い、認証サーバーの
　受信側でカプセル化解除を行うことにより実現しています。このようにある通信プロトコル上で異なる
　通信プロトコルを透過的に伝送することをトンネリングと言います。PPPはL2のデータリンク層である
　ことから、この場合はレイヤ2トンネリングと言われます。L2トンネリングの種類には以下があります。

L2トンネリング プロトコル	L2トンネリングプロトコルの開発元	L2のカプセル化対象	暗号化サポート
PPTP	Microsoft, 3Com, Lucentの開発したプロトコル	PPP	MPPE
L2F	Ciscoの開発したプロトコル	PPP	×
L2TP	IETF標準化（RFC2661）- PPTPとL2Fの統合	PPP	×

　L2F、L2TPなどのL2トンネリングプロトコルには暗号化機能がないことから、暗号化をさせるために
　L3トンネリングプロトコルである「IPsec」を併用します。また、L2Fにおけるカプセル化にはL2Fの
　ヘッダーを使用しますし、L2TPにおけるカプセル化にはL2TPヘッダーを使用しますが、PPTPの場合
　ややこしいことに、カプセル化にGREヘッダーを使用します。以降で詳細を分かりやすく説明します。
　※　Flet's IP網では「L2TP」が使用されているのですが、違いが分かるように「PPTP」「L2F」についても解説していきます。

　◆　PPTP（Point to Point Tunneling Protocol）

　PPTPでは、発信元のVPN機器をPAC（PPTP Access Concentrator）と定義して、受信側のVPN機器を
　PNS（PPTP Network Server）と定義しています。PPTPでは、このPACとPNSとの間で、セッション
　及びトンネルを確立して通信を開始することになります。PPTPの実装 ＝ Microsoftネットワーキングと
　位置づけられていることもあり、PACとなる実際のVPN機器はユーザが使用するWindows OS等であり
　PNSとなる実際のVPN機器はWindows Serverが該当します。

PPTPにおけるPACとPNSの通信手順（Windowsの場合）
1.　PPP or PPPoE 接続	PPP（ダイヤルアップ、ISDN接続）またはPPPoE（ADSL/FTTH）接続により 　グローバルIPを取得しインターネット接続を行う。= PNSへのIP到達性の確立
2.　トンネルの確立 1	PACからPNSへ制御コネクションを確立する。コネクション確立のために 　TCPを使用してPAC（送信元ポート番号任意）からPNS（宛先ポート番号1723）
3.　トンネルの確立 2	先に確立したTCPコネクションを使いPPPフレームを送受信するための 　PPTPトンネルを確立する。このPPTPトンネルはGREによるカプセル化を意味する。
4.　セッションの確立	PPTPトンネルの確立後、PPPセッションを開始してユーザ認証、IPの付与を受ける。
5.　実際の通信 （IPデータグラム送受信）	PACであるWindowsクライアントと、PNS配下の社内ネットワークとで通信開始。

　※　PPTPのカプセル化のレイヤ2の対象はあくまでも「PPP」であり、PPTPはPPPの拡張にすぎません。
　※　L2F、L2TPなどは暗号化機能はありませんが、PPTPについては、MS-CHAPv2とMPPEによる暗号化機能があります。


　　

　◆　L2F（Layer 2 Forwarding）

　L2FはPPTPと同様に、PPPヘッダーまでがカプセル化の対象となりレイヤー2で動作するプロトコルです。
　PPTPはトンネル確立のための制御コネクションにTCP、PPPフレームのカプセル化にGREを使用しますが
　L2Fはトンネル確立のための制御コネクションとカプセル化の両方にUDP（port 1701）を使用します。
　現在ではL2Fが使用されることはほぼなく、L2FとPPTPを組み合わせたL2TPを使用するのが一般的です。


　　　




　◆　L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol）

　L2TPはPPTPとL2Fのトンネリングプロトコルの仕様を統合してIETFにより標準化されたプロトコルです。
　L2TPはPPTPのトンネル制御とL2Fのフレーム構造に似た方式を採用しています。PPTPでVPNトンネルを
　構築する際に定義していた発信側となるPACは、L2TPではLAC（L2TP Access Concentrator）と定義し
　受信側となるPNSは、L2TPではLNS（L2TP Network Server）と定義しており、このLACとLNSとの間で
　VPNトンネルを構築します。トンネルとセッションの確立のためにL2F同様にUDP（1701）を使用します。


　　　


　また、PPTPでは1つのVPNトンネルで1つのユーザセッションしかやり取りできませんでしたがL2TPでは
　1つのVPNトンネルで複数のユーザセッションをやりとりできることからFlet's網などで採用されています。
　LACとLNSがパスワードを共有（Shared Secret）していれば、L2TPではVPNトンネルの認証もできます。



　◆　Layer2トンネリングプロトコル比較表

L2トンネリングプロトコル	カプセル化	VPNトンネルの 発信側/受信側	トンネル認証	1つのVPN トンネル
PPTP	GREを使用	PAC/PNS	×	1つのセッション
L2F	L2F/UDP（1701）を使用	NAS/HG	×	複数のセッション
L2TP	L2TP/UDP（1701）を使用	LAC/LNS	○	複数のセッション

　※　L2TPで使用されるカプセル化は、UDP（ポート番号1701）だけでなく、L2TP/IP、L2TP/ATMでも可能です。


　◆　主なVPNプロトコルの比較表

VPN プロトコル	何のプロトコル上で 伝送できるか	何のプロトコルを 伝送できるか	マルチキャスト 伝送は可能か	データ暗号化 完全性保障	ポピュラーな ソリューション
IPsec	IP	L3（IP）	×	○ IPsecのみでOK	IPユニキャストの トンネリング
GRE	IP	L3（IP、IPX、etc）	○	× 代替案：GRE/IPsec	ルーティングプロトコル のトンネリング
L2TP	UDP/IP、IP、ATM	L2（PPP） L3（IP、IPX、etc）	○	× 代替案：L2TP/IPsec	PPPの延長とした 認証ネットワーキング