VPNを実現するトンネリング「直接接続しているかのように通信が行えます」とは？


VPNを実現するトンネリングについて  
「トンネリングとはネットワークの中に別の通信路を設ける技術であり、その両端は直接接続しているかのように通信が行えます」(『ネットワークがよくわかる教科書』から抜粋)  
という説明をされることが多いと思います。  
この「直接接続しているかのように通信が行え」るというのは具体的にどういうことなのでしょうか？

wikipediaには

[https://ja.wikipedia.org/wiki/トンネリング](https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%B3%E3%83%8D%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0)

>
> トンネリングにより、複数の離れた場所にある[LAN](https://ja.wikipedia.org/wiki/Local_Area_Network)などの[私的なネットワーク](https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%97%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%99%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%82%AF)  
>  を仮想的に直結し、あたかも同一のネットワークであるかのように通信を行うことができる

と書いてあります。

トンネリングによって、「同一のネットワークであるかのように通信を行うことができる」ということはルーターを使ったルーティングがいらないという意味なのでしょうか？まず公衆ネットワークを使用するのにルーティングがいらないなんてそんなこと可能なのでしょうか？ルーティングが不要ならなぜIPヘッダーでカプセル化する必要があるのかもわからないです。

また、こちらのサイトには  
<https://atmarkit.itmedia.co.jp/ait/articles/0303/21/news004_2.html>

>
> PPPのフレームをIPでカプセル化することで、IPネットワークであるインターネットを介したPPP接続が可能になる。これにより、PPPの持つ、ユーザー認証機能や、使用するプロトコル／アドレス／圧縮やエラー訂正の方法などをネゴシエートする機能を利用する2点間接続が実現される。

と書いてあります。  
直接つながっているかのような通信とはこのようにユーザー認証やエラー訂正のネゴシエーションができるということを言いたいのでしょうか？

それともデータの転送経路を暗号化することで、データを盗聴されることが(ほぼ？)なくなるので、あたかも公衆ネットワークを介さない同一ネットワーク内での通信かのようにセキュアな通信ができるみたいなニュアンスでしょうか？

chatGPTに聞いたのですが、ピンとくる説明がありませんでした、、  
繰り返しになりますが、「直接つながっているかのような通信」とは具体的にどういうことなのか教えていただきたいです。




ハブを一つ用意します。そこにPCを繋ぎます。別のポートにはサーバーを繋ぎます。適切にIPアドレスが設定されていれば、このPCはサーバーに通信できるようになります。

[code]

    PC ---- HUB ---- Server
    
[/code]

このような場合、「PCはハブに直接接続している」と言えます。これを、物理的にも論理的にもとても離れていても「PCはハブに直接接続している」かのようにみせるのがVPNのトンネリングです。

VPNといっても色んな構成があります。ですので、一つの絵で全てのパターンを示すことはできません。下は、一つの構成例です。

[code]

     [ I N T E R N E T ]
       |            |
    Broadband     Router
     router         |
       |         Firewall
       |            |
       PC ≈≈≈≈≈ VPN Machine ---- HUB ---- Server
    
[/code]

自宅PCから会社のVPN装置にVPNで接続して社内のサーバーに接続するというパターンを考えてみましょう。上の図の`---`は物理的な接続です。PCとVPN装置は物理的には直接繋がっておらず、インターネットを経由して多くの機器を経て接続されています。ここにVPNの機能を用いると、あたかも、PCとVPN装置が直接繋がっているようになります。`≈≈≈`のことです。これが、トンネリングです。

VPNの種類や設定によって異なりますが、VPN装置自体が内部にHUBやルーターのような物を持っていて、それらにPCが接続していると言う場合もあれば、あたかもHUBに直接PCが繋がっているようになっている場合もあります。重要なのはPCから見て、直接HUBに繋がっているように見えると言うことです。よくあるVPNであれば、VPNに接続したときは、そのネットワーク用のNICが認識され、そこにその先に繋ぐためのIPアドレスが設定されます。そして、OSからは、HUBに直接繋いだときと同じ通信ができると言うことです。

また、上の図はPCがVPN装置へ接続するというものですが、他にもVPN装置同士がトンネリングを行って、ネットワークを橋渡しをすると言うのもあります。例えば、通信事業者が提供するVPNサービスによっては、通信事業者が用意する終端装置自体が既にVPNで繋がっているというのもあります。

[code]

     [ I N T E R N E T ]
       |            |
    ONU/VPN ≈≈≈≈ ONU/VPN
       |            |
      L3SW     　  L3SW
       |            |
    PCs,SVs      PCs,SVs
    
[/code]

ONU/VPNは通信事業者が用意する終端装置で、複数の機器から構成されている場合もあります。インターネットを経由している通信であるにも関わらず、内部からはダークファイバーなどの専用線を用いて接続した場合と同じとみなすことができます。

* * *

上の各図は例であり、例外はたくさんありますので、ご注意ください。なお、トンネリングは必ずしも暗号化されているとも限りませんし、安全性も接続によって様々です。トンネルはあるが、そのトンネルが安全か、どのような仕組みかというのは、個々のVPNによって異なるため、具体的な構成が無いと、詳しく語れないかと思います。

