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公開：2024-08-12

L3VPN(Layer 3 Virtual Private Network)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

L3VPN(Layer 3 Virtual Private Network)とは

L3VPNとはLayer 3 Virtual Private Networkの略称で、IPベースのVPNサービスの一種です。L3VPNは、企業や組織のネットワークを仮想的に構築し、異なる拠点間でセキュアな通信を実現するソリューションとして広く利用されています。

L3VPNでは、カスタマーエッジ(CE)ルーターとプロバイダーエッジ(PE)ルーター間で、BGP(Border Gateway Protocol)を使用して経路情報を交換します。この経路情報に基づいて、PEルーター間でMPLS(Multi-Protocol Label Switching)ラベルを使用したトンネルが構築され、カスタマーのトラフィックが転送されます。

L3VPNの主な特徴は、カスタマーごとに独立したルーティングテーブルを維持できることです。これにより、異なるカスタマー間でIPアドレスの重複を許容しつつ、セキュアな通信環境を提供することが可能になります。

また、L3VPNはマルチプロトコルに対応しているため、IPv4だけでなくIPv6やマルチキャストなどのプロトコルも利用できます。さらに、QoS(Quality of Service)による帯域制御や優先制御にも対応しており、高品質な通信サービスを提供することができます。

L3VPNは、企業のWAN接続やインターネットVPN、クラウドサービスへの接続など、様々な用途で活用されています。ネットワーク管理者は、L3VPNを導入することで、拠点間の通信を効率的かつセキュアに構築し、ビジネスの生産性向上に寄与することができるのです。

L3VPNの基本アーキテクチャと構成要素

L3VPNに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• L3VPNのネットワーク構成とコンポーネント
• L3VPNにおけるルーティングとフォワーディング
• L3VPNのアドレス空間とVRF

L3VPNのネットワーク構成とコンポーネント

L3VPNのネットワークは、カスタマーエッジ(CE)ルーター、プロバイダーエッジ(PE)ルーター、プロバイダー(P)ルーターで構成されます。CEルーターはカスタマーのネットワークに設置され、PEルーターはサービスプロバイダーのネットワークに設置されます。

PEルーターは、カスタマーごとに独立したルーティングテーブル(VRF: Virtual Routing and Forwarding)を管理し、BGPを使用してカスタマー間の経路情報を交換します。Pルーターは、PEルーター間のMPLSラベルスイッチングを担当し、カスタマートラフィックを転送します。

また、L3VPNではRD(Route Distinguisher)とRT(Route Target)という概念が導入されています。RDはVPNv4アドレスを一意に識別するために使用され、RTはVRF間の経路のインポートとエクスポートを制御するために使用されます。

L3VPNにおけるルーティングとフォワーディング

L3VPNでは、PEルーター間でBGPを使用して経路情報を交換します。具体的には、MP-BGP(Multi-Protocol BGP)拡張を使用して、VPNv4アドレスファミリーの経路情報を交換します。

PEルーターは、受信したBGP経路をVRFに導入し、適切なラベル情報を付加してMPLSネットワーク上でカスタマートラフィックを転送します。MPLSラベルは、PEルーター間のトンネルを識別し、カスタマートラフィックを適切なVRFに振り分けるために使用されます。

また、L3VPNではPE-CEルーティングプロトコルとしてBGP、OSPF、RIPなどを使用できます。これらのプロトコルを使用して、CEルーターとPEルーター間で経路情報を交換し、カスタマーネットワークとL3VPNを統合します。

L3VPNのアドレス空間とVRF

L3VPNでは、カスタマーごとに独立したアドレス空間を持つことができます。これは、VRFによって実現されます。VRFは、カスタマーごとに独立したルーティングテーブルとフォワーディングテーブルを管理し、アドレスの重複を許容します。

VRFには、RDが割り当てられます。RDは、グローバルに一意なVPNv4アドレスを作成するために使用されます。VPNv4アドレスは、RDとIPv4アドレスの組み合わせで表現され、BGPを介してPEルーター間で交換されます。

また、VRF間の経路のインポートとエクスポートは、RTによって制御されます。RTは、VRFに割り当てられ、BGP経路のインポートとエクスポートのためのフィルタリング条件として使用されます。これにより、必要な経路だけを適切なVRFに導入することができます。

L3VPNによるセキュアな拠点間通信の実現

L3VPNに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• L3VPNのトンネリングとデータ暗号化
• L3VPNにおけるカスタマー間の分離と機密性
• L3VPNを使用した拠点間通信の事例

L3VPNのトンネリングとデータ暗号化

L3VPNでは、PEルーター間でMPLSラベルを使用したトンネリングが行われます。このトンネリングにより、カスタマートラフィックはサービスプロバイダーのネットワーク上で安全に転送されます。

さらに、L3VPNではデータ暗号化オプションを利用することができます。IPsecやMACsecなどの暗号化技術を組み合わせることで、トンネル内のデータを暗号化し、よりセキュアな通信環境を実現できます。

暗号化オプションを使用する場合、PEルーター間でセキュリティアソシエーション(SA)を確立し、暗号化アルゴリズムや鍵交換方式などのセキュリティパラメータを設定します。これにより、転送されるデータの機密性と完全性が保護されます。

L3VPNにおけるカスタマー間の分離と機密性

L3VPNでは、カスタマーごとに独立したVRFを使用することで、カスタマー間の分離を実現しています。異なるカスタマーのトラフィックは、別々のVRFに割り当てられ、相互に干渉することはありません。

また、VRFとRTの組み合わせにより、カスタマー間の経路の分離も実現されます。RTを適切に設定することで、特定のカスタマーの経路だけをVRFにインポートし、他のカスタマーの経路を排除することができます。

さらに、L3VPNではカスタマートラフィックがMPLSネットワーク上でラベルスイッチングされるため、カスタマーのデータがサービスプロバイダーのネットワーク上で盗聴されるリスクが低減されます。これにより、高い機密性が確保されます。

L3VPNを使用した拠点間通信の事例

L3VPNは、企業の拠点間通信に広く利用されています。例えば、本社と支社、データセンターとクラウドサービスなどの間で、セキュアな通信環境を構築するために活用されます。

具体的な事例として、グローバルに展開する企業がL3VPNを使用して、世界各地の拠点をつないでいるケースがあります。L3VPNにより、各拠点のネットワークを仮想的に統合し、セキュアな通信を実現しています。

また、クラウドサービスへの接続にもL3VPNが活用されています。企業のオンプレミス環境とクラウドサービスをL3VPNで接続することで、セキュアでシームレスなハイブリッドクラウド環境を構築できます。

L3VPNの導入とネットワーク設計における留意点

L3VPNに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• L3VPNの導入プロセスと要件定義
• L3VPNのネットワーク設計とベストプラクティス
• L3VPNの運用と管理における注意点

L3VPNの導入プロセスと要件定義

L3VPNを導入する際には、まず要件定義が重要です。企業のビジネス要件や技術的要件を明確にし、L3VPNの適用範囲や必要な機能を特定する必要があります。

要件定義では、接続する拠点数、必要な帯域幅、セキュリティ要件、QoS要件などを明確にします。また、既存のネットワークとの統合方法や移行計画も検討する必要があります。

要件定義が完了したら、サービスプロバイダーの選定とネットワーク設計に進みます。サービスプロバイダーは、要件に適したL3VPNサービスを提供できる能力と実績を持つことが重要です。

L3VPNのネットワーク設計とベストプラクティス

L3VPNのネットワーク設計では、拠点間の接続トポロジー、VRFの設計、ルーティングの設計、セキュリティの設計などを行います。設計には、ベストプラクティスを参考にすることが推奨されます。

VRFの設計では、カスタマーごとに適切なVRFを割り当て、RDとRTを適切に設定する必要があります。ルーティングの設計では、PE-CEルーティングプロトコルの選択、BGPの設定、ルートリフレクタの配置などを検討します。

セキュリティの設計では、暗号化オプションの使用、アクセス制御リストの設定、DoS攻撃対策などを考慮します。また、QoSの設計では、トラフィッククラスの定義、帯域の割り当て、優先制御の設定などを行います。

L3VPNの運用と管理における注意点

L3VPNの運用と管理では、ネットワークの可視性と制御が重要です。ネットワーク管理システムを使用して、L3VPNの状態を監視し、パフォーマンスや障害を迅速に検出する必要があります。

また、設定変更や機器の追加・削除など、L3VPNの変更管理プロセスを確立することが重要です。変更による影響を最小限に抑えるために、適切な変更管理手順を定義し、実施する必要があります。

さらに、L3VPNの運用では、セキュリティ監視と対応も欠かせません。不正アクセスや攻撃の兆候を早期に検知し、適切な対策を講じる必要があります。また、定期的なセキュリティ評価と脆弱性管理も重要です。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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