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WANとVPN

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離れた拠点をつなぐWAN!コストとセキュリティのバランスが大事だよ!VPNは暗号化トンネルで安全に通信する仕組み!

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WANとVPN

簡単にいうと

離れた拠点をつなぐWAN!コストとセキュリティのバランスが大事だよ!VPNは暗号化トンネルで安全に通信する仕組み!

① 専用線

専用線とは、通信事業者から借り受ける1対1接続の回線です。自社の拠点間を結ぶ専用の通信路が物理的に確保されるため、他のユーザーと回線を共有しません。

専用線の特徴を整理しましょう。

  • 高いセキュリティ: 回線を占有するため盗聴リスクが低い
  • 安定した帯域: 他ユーザーの影響を受けず一定の通信速度を保証
  • 高コスト: 距離に応じた月額費用が発生し、費用が非常に高い
  • 1対1接続: 拠点AとBを直接結ぶ。3拠点以上の接続には複数本の専用線が必要

金融機関のオンラインシステムや基幹業務システムなど、通信の安定性とセキュリティが最優先される場面で採用されます。ただし、コストが非常に高いため、近年ではVPNへの移行が進んでいます。

② VPN(Virtual Private Network)

VPNは、インターネットや通信事業者のIP網などの共用ネットワーク上に仮想的な専用線を構築する技術です。物理的な専用線を引く必要がないため、低コストでセキュアな拠点間通信を実現します。

VPNの基盤となる3つの技術を見てみましょう。

トンネリング

送信元から送信先までの間に、仮想的なトンネル(専用通信路)を作り出す技術です。公衆ネットワーク上を流れるデータが、あたかも専用の管(トンネル)の中を通っているかのように扱われ、外部からはデータの中身が見えなくなります。

カプセル化

元のデータパケットを別のプロトコルのパケットで包み込む(カプセルに入れる)技術です。手紙を封筒に入れるように、元のデータをVPNプロトコルのヘッダで覆うことで、元のデータ形式を隠蔽し、トンネル内での安全な伝送を可能にします。

暗号化

トンネル内を流れるデータそのものを暗号化することで、万が一データが傍受されても内容を読み取られないようにする技術です。代表的な暗号化プロトコルとしてIPsec(IP Security)があり、IPパケット単位で暗号化・認証を行います。

この3つの技術(トンネリング+カプセル化+暗号化)を組み合わせることで、公衆ネットワーク上に安全な仮想専用線が実現されます。

③ インターネットVPN vs IP-VPN

VPNには大きく2種類あり、利用するネットワーク基盤によって分類されます。

項目インターネットVPNIP-VPN
利用回線インターネット(公衆回線)通信事業者の閉域IP網
コスト安い(インターネット料金のみ)高い(閉域網の利用料)
セキュリティ暗号化で確保するが盗聴リスクはゼロではない高い(閉域網で外部接触なし)
通信品質インターネットの混雑状況に依存(変動あり)安定(帯域保証が可能)
導入の容易さ既存のインターネット回線を活用可能通信事業者との契約が必要
暗号化IPsecなどで暗号化が必須閉域網のため暗号化は必須ではない
適した場面中小企業、リモートワーク大企業の拠点間接続、基幹業務

インターネットVPNは、既存のインターネット接続を利用するため導入が容易でコストが低い反面、インターネットの混雑(遅延やパケットロス)の影響を受けます。暗号化は必須であり、IPsecやSSL/TLSなどのプロトコルで通信を保護します。

IP-VPNは、通信事業者が提供する閉域IP網(インターネットとは物理的に分離されたネットワーク)を利用します。外部のユーザーがこのネットワークにアクセスすることはできないため、セキュリティが高く、帯域保証による安定した通信品質が得られます。そのぶんコストは高くなります。

④ データ回線終端装置

WANの回線をLANに接続するためには、信号を変換する終端装置が必要です。

DSU(Digital Service Unit)

デジタル専用線やISDN回線で使用される装置です。通信事業者の回線から送られてくるデジタル信号を、LAN側の機器が扱える形式のデジタル信号に変換します。信号の電圧レベルやタイミングの調整を行う役割を担います。

ONU(Optical Network Unit)

光回線(光ファイバ)で使用される装置です。光ファイバを通じて送られてくる光信号を、LAN側の機器が扱える電気信号に変換します。家庭用光回線では「光回線終端装置」や「ホームゲートウェイ」として提供されることが多いです。

装置変換内容利用回線
DSUデジタル信号の形式変換(通信事業者形式→LAN形式)デジタル専用線・ISDN
ONU光信号⇔電気信号の変換光ファイバ回線(FTTH)

なお、アナログ回線で使用されるモデムは、アナログ信号⇔デジタル信号の相互変換を行う装置で、DSUやONUとは変換の方向性が異なります。

具体例

VPNの仕組みを、手紙の郵送に例えてみましょう。

通常のインターネット通信は「はがき」で手紙を送るようなものです。配達途中に誰でも内容を読むことができてしまいます。

VPN通信は「厳重に封印された封筒(暗号化)に入れ、専用のパイプ(トンネリング)を通して送る」ようなものです。さらに封筒の上に別の宛名ラベル(カプセル化)を貼ることで、中身の本当の宛先すら外部からは分かりません。

インターネットVPNは「一般道路(インターネット)に仮設のパイプを通す」イメージです。コストは安いですが、道路が混雑すると配達も遅れることがあります。

IP-VPNは「通信事業者が管理する専用の高速道路を走る」イメージです。一般道路の渋滞に巻き込まれることがなく、安定して配達できますが、高速道路の利用料(回線費用)が別途かかります。

専用線はさらに「自分専用の道路を建設する」ようなもので、最も安全で安定しますが、建設費・維持費が非常に高額になります。

2つのLANをインターネット経由でVPNトンネルで接続する概念図

VPNトンネリングの仕組み

試験のポイント

  • 要は「VPN=暗号化+トンネリングで仮想専用線を構築
  • インターネットVPN=低コスト低セキュリティ、IP-VPN=高コスト高セキュリティ」
  • VPNの3要素(トンネリング・カプセル化・暗号化)の違いを説明できるようにする
  • DSU=デジタル信号変換、ONU=光信号変換の違いも出題される

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