PPP（Point-to-Point Protocol）プロトコルについて調べてみた

はじめに

仕事でしばしば目にする言葉だったが、あまり理解していなかったため調べてみた。

概要

• 2点間を接続して通信を行うためのプロトコル。
• RFC1661で定義されている。
• OSI参照モデルの2層(データリンク層)に該当する。

構成

• 以下2つのプロトコルから構成されている。
  • LCP (Link Control Protocol)
    • 接続の確立や認証、切断などの通信制御を行う。認証手順にはPAPやCHAPが用いられる。
  • NCP（Network Control Protocol）
    • ネットワーク層の通信環境を整える役割を持つ。ネットワーク層のプロトコルが何かによって、NCPに該当するプロトコルは異なる（NCPというプロトコルがあるわけではない）。
      1. IPv4の場合：IPCP（Internet Protocol Control Protocol）
      2. IPv6の場合：IPV6CP（IPv6 Control Protocol）

認証機能について

LCPプロトコルのオプション機能を用いて認証を行う。
認証で用いるプロトコルは以下2つ。

1. PAP
   パスワードを平文のまま回線上に流す。
2. CHAP
   パスワードを直接回線には流さず、チャレンジ（乱数）とレスポンス（乱数とパスワードから得たハッシュ値）をやり取りする。

PPPoE（Point to Point Protocol over Ethernet）

PPPプロトコルをイーサネット（有線LAN規格）でも使用できるように拡張したもの。

IPoE（IP over Ethernet）

PPPoEよりも現在主流となっている方式。PPPoEがPPPをイーサネットに対応づける目的で作られた一方、IPoEはイーサネットでの使用を前提として作られた背景の違いがある。

PPPoEとの違いは以下

1. 網終端装置経由で回線に接続しない
   • PPPoEは網終端装置という装置経由で回線に接続しているため、ここがボトルネックになり通信に遅れがでる場合がある。
   • IPoEでは通信容量の大きいゲートウェイルーター経由で回線に接続することができ、そのような遅延が起こらない。
     ⇒通信が比較的早く安定しやすい
2. IPv6に対応する通信先にのみ接続可能
   • IPoEはIPv6にしか対応していない。そのためIPv4で通信する場合はPPPoEを使うことになる。IPv6は普及しきっていないため、まだまだIPoEも浸透していない。
   • 上記欠点を克服した「IPv4 over IPv6」という方式もある。PPPoEの技術をベースに網終端装置を迂回して回線に接続するというもの。また、IPv4をIPv6に変換するため、IPv4も使用可能。
     
     画像は株式会社NTTPCコミュニケーションズのコラムから引用

参考にしたWebサイト

1. https://milestone-of-se.nesuke.com/nw-basic/ppppppoe/ppp-summary/
2. https://xtech.nikkei.com/it/article/COLUMN/20060424/236003/
3. https://note.com/shinya_matsui/n/n2a45f98c75f2
4. https://biz.biglobe.ne.jp/column/hikari_pppoe.html#:~:text=PPPoE(%E3%83%94%E3%83%BC%E3%83%94%E3%83%BC%E3%83%94%E3%83%BC%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%82%A4%E3%83%BC)%E3%81%A8,%E3%81%AE%E3%81%93%E3%81%A8%E3%82%92%E8%A1%A8%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82
5. https://www.nttpc.co.jp/column/network/pppoe_ipoe.html