インターネット

INTERNET

公開：2024-09-03

PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet)とは

PPPoEはPoint-to-Point Protocol over Ethernetの略称で、インターネット接続で使用されるプロトコルの一種です。PPPoEは、PPPをEthernetフレーム内にカプセル化することで、PPPの機能をEthernet上で実現します。

PPPoEは、主にADSLやFTTHなどのブロードバンド接続で使用されており、ユーザー認証や暗号化などの機能を提供します。PPPoEを使用することで、ユーザーはISPに対して認証を行い、インターネットに接続することができるのです。

PPPoEの特徴として、セッション管理機能が挙げられます。PPPoEでは、ユーザーがインターネットに接続するたびにセッションが確立され、接続が終了するとセッションが切断されます。このセッション管理により、ユーザーの接続状況を把握することが可能となります。

また、PPPoEは、PPPの機能を継承しているため、PPPで使用される認証プロトコルであるPAPやCHAPをサポートしています。これにより、ユーザー認証の強化やセキュリティの向上が図られます。

PPPoEは、現在でも多くのインターネット接続で使用されており、ブロードバンド接続における重要なプロトコルの一つとなっています。PPPoEを理解することは、ネットワークエンジニアにとって必須の知識と言えるでしょう。

PPPoEのセッション管理機能

PPPoEのセッション管理機能に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• PPPoEセッションの確立プロセス
• PPPoEセッションの切断プロセス
• PPPoEセッションの状態管理

PPPoEセッションの確立プロセス

PPPoEセッションの確立プロセスは、ユーザー認証が成功した後に行われます。まず、PPPoEクライアントがPADI(PPPoE Active Discovery Initiation)パケットをブロードキャストし、PPPoEサーバーを探索します。

PPPoEサーバーは、PADIパケットを受信すると、PADOパケットを返送します。PADOパケットには、サーバーの情報が含まれています。PPPoEクライアントは、PADOパケットを受信すると、PADRパケットを送信し、セッションの確立を要求するのです。

PPPoEサーバーは、PADRパケットを受信すると、セッションIDを割り当て、PPPoEセッションを確立します。これにより、PPPoEクライアントとPPPoEサーバー間で、PPPフレームの送受信が可能になります。

PPPoEセッションの切断プロセス

PPPoEセッションの切断プロセスは、ユーザーがインターネット接続を終了する際に行われます。PPPoEクライアントは、PADT(PPPoE Active Discovery Terminate)パケットをPPPoEサーバーに送信し、セッションの切断を要求します。

PPPoEサーバーは、PADTパケットを受信すると、セッションを切断し、割り当てていたセッションIDを解放します。これにより、PPPoEクライアントとPPPoEサーバー間のPPPフレームの送受信が停止されるのです。

PPPoEセッションの切断は、ユーザーが意図的に行う場合だけでなく、ネットワーク障害などによって予期せず発生する場合もあります。その際は、PPPoEサーバーがセッションを切断し、再接続が必要になります。

PPPoEセッションの状態管理

PPPoEセッションの状態管理は、PPPoEサーバーによって行われます。PPPoEサーバーは、確立されたセッションの情報を管理し、セッションの状態を把握しています。

PPPoEサーバーは、セッションごとにセッションIDを割り当て、セッションの状態を管理します。セッションの状態には、確立中、接続中、切断中などがあります。PPPoEサーバーは、これらの状態を管理することで、セッションの異常を検知したり、課金情報を生成したりすることができるのです。

また、PPPoEサーバーは、セッションのタイムアウト時間を設定することで、一定時間通信がない場合にセッションを切断することができます。これにより、不要なセッションを削除し、システムリソースの効率的な利用が可能となります。

PPPoEの認証機能

PPPoEの認証機能に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• PAPによるPPPoE認証
• CHAPによるPPPoE認証
• MS-CHAPによるPPPoE認証

PAPによるPPPoE認証

PAP(Password Authentication Protocol)は、PPPで使用される認証プロトコルの一つで、PPPoEでもサポートされています。PAPは、ユーザー名とパスワードをクリアテキストで送信するシンプルな認証方式です。

PAPによるPPPoE認証では、PPPoEクライアントがユーザー名とパスワードをPAP認証パケットに含めて送信します。PPPoEサーバーは、受信したユーザー名とパスワードを認証サーバーに照会し、認証結果をPPPoEクライアントに返送するのです。

PAPは、簡単に実装できる反面、パスワードがクリアテキストで送信されるため、セキュリティ面では脆弱です。そのため、PAPは、セキュリティ要件が高くない環境で使用されることが多いでしょう。

CHAPによるPPPoE認証

CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)は、PAPと同様にPPPで使用される認証プロトコルで、PPPoEでもサポートされています。CHAPは、パスワードをハッシュ化して送信するため、PAPよりもセキュリティ面で優れています。

CHAPによるPPPoE認証では、PPPoEサーバーがチャレンジ(ランダムな数値)をPPPoEクライアントに送信します。PPPoEクライアントは、受信したチャレンジとパスワードを組み合わせてハッシュ値を計算し、レスポンスとしてPPPoEサーバーに返送します。

PPPoEサーバーは、PPPoEクライアントから受信したレスポンスと、自身で計算したハッシュ値を比較し、認証結果をPPPoEクライアントに返送します。CHAPは、パスワードをハッシュ化して送信するため、PAPよりもセキュリティ面で優れているのです。

MS-CHAPによるPPPoE認証

MS-CHAP(Microsoft Challenge Handshake Authentication Protocol)は、Microsoftが開発したCHAPの拡張版で、PPPoEでもサポートされています。MS-CHAPは、CHAPの脆弱性を改善し、セキュリティ面でさらに強化されています。

MS-CHAPによるPPPoE認証では、CHAPと同様に、PPPoEサーバーがチャレンジをPPPoEクライアントに送信します。PPPoEクライアントは、受信したチャレンジとパスワードを組み合わせてハッシュ値を計算し、レスポンスとしてPPPoEサーバーに返送するのです。

MS-CHAPでは、レスポンスの計算方法がCHAPとは異なり、より複雑な計算が行われます。また、MS-CHAPv2では、相互認証機能が追加され、PPPoEクライアントもPPPoEサーバーを認証することができます。これにより、中間者攻撃などのセキュリティ脅威に対する防御が強化されています。

PPPoEの適用場面

PPPoEの適用場面に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• ADSLにおけるPPPoEの利用
• FTTHにおけるPPPoEの利用
• 企業ネットワークにおけるPPPoEの利用

ADSLにおけるPPPoEの利用

ADSLは、電話線を利用したブロードバンド接続サービスで、日本では2000年代初頭から普及が進みました。ADSLでは、PPPoEが標準的なプロトコルとして使用されています。

ADSLにおけるPPPoEの利用では、ユーザー宅内のADSLモデムとISPのPPPoEサーバー間で、PPPoEセッションが確立されます。これにより、ユーザーはインターネットに接続することができます。ADSLモデムは、PPPoEクライアントとしての機能を持ち、ISPのPPPoEサーバーと通信を行うのです。

ADSLでは、電話線を利用するため、通信速度が距離に依存するという特性があります。そのため、ユーザー宅とISPの設備までの距離が長い場合、通信速度が低下する可能性があります。

FTTHにおけるPPPoEの利用

FTTHは、光ファイバーを利用したブロードバンド接続サービスで、ADSLの次世代技術として位置づけられています。FTTHでは、ADSLと同様に、PPPoEが標準的なプロトコルとして使用されています。

FTTHにおけるPPPoEの利用では、ユーザー宅内のONUと呼ばれる終端装置とISPのPPPoEサーバー間で、PPPoEセッションが確立されます。これにより、ユーザーはインターネットに接続することができます。ONUは、PPPoEクライアントとしての機能を持ち、ISPのPPPoEサーバーと通信を行うのです。

FTTHでは、光ファイバーを利用するため、通信速度が距離に依存しないという特性があります。そのため、ADSLと比較して、高速で安定した通信が可能となります。また、FTTHでは、上り方向の通信速度も高速化されており、対称型のサービスも提供されています。

企業ネットワークにおけるPPPoEの利用

PPPoEは、個人向けのブロードバンド接続だけでなく、企業ネットワークでも利用されています。企業ネットワークにおけるPPPoEの利用では、リモートアクセスVPNの構築などに用いられます。

リモートアクセスVPNでは、社外のリモートユーザーが企業ネットワークにアクセスする際に、PPPoEが使用されることがあります。リモートユーザーは、自宅などからインターネット経由でPPPoEセッションを確立し、企業ネットワークに接続します。この際、PPPoEによるユーザー認証が行われ、セキュアな通信が実現されるのです。

また、企業ネットワークでは、PPPoEを利用することで、ユーザー単位での認証や課金、帯域制御などが可能となります。これにより、ネットワークの利用状況を把握し、適切な運用管理を行うことができます。PPPoEは、企業ネットワークにおけるユーザー管理の手段としても重要な役割を果たしています。

参考サイト

1. Microsoft. https://www.microsoft.com/ja-jp

※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。

「インターネット」に関するコラム一覧「インターネット」に関するニュース一覧