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仮想スイッチング HUB と仮想 LAN カード

SoftEther では、一般的な LAN カードやスイッチング HUB をソフトウェア的にエミュレートし仮想 HUB と仮想 LAN カードを作成できます。仮想 HUB と仮想 LAN カードの間で通信を行うことにより、まるで本当の LAN に接続しているかのように通信することができます。

SoftEther による仮想ネットワーク

SoftEther は仮想スイッチング HUB と仮想 LAN カードをソフトウェア的にエミュレーションすることにより、仮想ネットワークを構成することができるソフトウェアです。したがって、SoftEther で最も重要となるコンポーネントは、「仮想 HUB」と「仮想 LAN カード」の 2 つです。このページでは、仮想 HUB と仮想 LAN カードによる仮想ネットワークの動作原理について解説します。

	仮想 HUB については、詳しくはこちらをご覧ください。
	仮想 LAN カードについては、詳しくはこちらをご覧ください。

一般的な LAN (Ethernet) について

まず、従来から利用されている、普通の 100Base-TX Ethernet LAN について解説します。

通常の LAN では、下の図のようにスイッチング HUB (またはリピータ HUB) を中心としたスター型ネットワークが構成されており、ネットワークに参加する複数台のコンピュータは HUB との間を LAN ケーブルで接続されています。この LAN ケーブルの上を、Ethernet フレーム (MAC フレーム) と呼ばれるパケットが電気的信号によって送受信されており、その結果 1 つのスイッチング HUB に接続されたコンピュータ同士は Ethernet の規格に従って自由に通信することができるようになっています。

上記のような LAN で重要となるハードウェア デバイスは 2 つあります。それは、スイッチング HUB と LAN カードです。

	<-通信-> (電気信号)
スイッチング HUB		LAN カード

100Base-TX Ethernet ネットワークでは、上図のように、スイッチング HUB と複数台のコンピュータにインストールされた LAN カードの間を LAN ケーブル (UTP ケーブル) によって媒介される電気信号によって、Ethernet フレームをやり取りしています。

SoftEther の基本的な動作原理は、スイッチング HUB と LAN カードの両方を仮想化して、その間の通信を既存の TCP/IP ネットワーク上で行うことにより、仮想ネットワークを構築するというものです。

物理的な LAN と SoftEther 仮想 LAN との比較

物理的な LAN (Ethernet) の概要は、前述の通りです。SoftEther は、このような Ethernet をソフトウェア的に仮想化することによって、VPN (仮想ネットワーク) を実現するためのソフトウェア システムです。

具体的には、スイッチング HUB を仮想化しエミュレーションする「SoftEther 仮想 HUB」と、仮想的な LAN カードとして動作するデバイスドライバである「SoftEther 仮想 LAN カード」の 2 つのコンポーネントによって構成される SoftEther 仮想ネットワークを構築するためのソフトウェアとなっています。

	<-通信-> (TCP/IPをベースとした SoftEther プロトコル)
SoftEther 仮想スイッチング HUB		SoftEther 仮想 LAN カード

SoftEther 仮想 HUB と SoftEther プロトコル

SoftEther 仮想 HUB は、仮想ネットワークの中心となるソフトウェアです。仮想 HUB を 1 台のコンピュータ上で稼動させておき、そのコンピュータに対してインターネットなどを経由して、離れた場所にある仮想 LAN カードを接続することにより、仮想 HUB と仮想 LAN カードが仮想の LAN ケーブルによって接続された状態となります。

SoftEther 仮想 HUB は、常に SoftEther 仮想ネットワークの中心となります。したがって、仮想 HUB に複数のコンピュータを接続し仮想ネットワークに参加させたい場合は、それぞれのコンピュータから TCP/IP 的にアクセス可能な場所に SoftEther 仮想 HUB をインストールしたコンピュータを稼動させておきます。

SoftEther 仮想 HUB と仮想 LAN カードとの間の通信は、「SoftEther プロトコル」によって行われます。つまり、SoftEther プロトコルは仮想 LAN 上における「仮想 LAN ケーブル」のような役割を果たし、HUB と LAN カードとの間で仮想 Ethernet フレーム パケットを送受信するために使用されます。

SoftEther プロトコルは、TCP/IP を利用することができる環境で通信することができます。通信方法には、直接的な TCP/IP 接続方法の他に、HTTP Proxy サーバーを経由した接続方法、SSH サーバーを経由した接続方法、SOCKS サーバーを経由した接続方法を選択することができます。

SoftEther はこれらの柔軟な接続方法をネイティブでサポートしているため、ほとんどの企業ネットワークに導入されているファイアウォールや Proxy サーバー、NAT (IP マスカレード) などを簡単に通過して、外部にある SoftEther 仮想 HUB に接続することができるのです。一旦仮想 HUB への接続に成功すれば、後はどのような通信でも仮想ネットワーク内で自由に行うことができます。従って、SoftEther はファイアウォールなどのネットワーク障壁を回避した通信 に向いています。

SoftEther 仮想 HUB と仮想 LAN カードは、Windows 上のシステム コンポーネントとしてインストールされます。したがって、すべての通信アプリケーションは仮想 HUB や仮想 LAN カードの存在を全く意識することなく、仮想ネットワークを使用して通信することができます。

SoftEther は Windows システム サービスとして動作します。

SoftEther 仮想 LAN カード

SoftEther 仮想 LAN カードは、SoftEther 仮想ネットワークに参加したいコンピュータにインストールする仮想的な LAN カードのデバイスドライバ ソフトウェアです。SoftEther 仮想 HUB を「SoftEther サーバー」と呼ぶ場合、仮想 LAN カードは「SoftEther クライアント」になります。

仮想 LAN カードは Windows 2000、Windows XP、Windows Server 2003 で動作し、カーネル モードとユーザー モードの両方で稼動するプログラムです。OS やソフトウェアからは、SoftEther 仮想 LAN カードも、物理的な LAN カードと全く同一に認識されるハードウェア デバイスのように見えます。

したがって、すべてのネットワーク ソフトウェアは SoftEther を意識することなく、透過的に SoftEther ネットワークにアクセスし通信することが可能となります。

SoftEther 仮想 LAN カードは、Windows のデバイス ドライバとして動作しています。
そのため、OS やソフトウェアからは、物理的な LAN カードと全く同一に認識され、意識することなく透過的に通信可能です。

SoftEther 仮想 LAN カード デバイスは、カーネル モードで動作するデバイス ドライバとして実装されています。したがって、Windows の「デバイス マネージャ」上でも、一般の LAN カードと同様に表示されます。しかしながら、この LAN カードは完全にソフトウェアのみで構成された「仮想ネットワークアダプタ」です。Windows 上で動作する様々な通信ソフトウェアは、そのことを意識することなく通信できます。

Windows デバイス マネージャの画面

仮想 LAN と物理的な LAN との間のブリッジ接続

SoftEther の仮想 LAN は単独で利用することができますが、ブリッジ接続を行うことによって、さらに発展した利用ができます。
SoftEther 仮想 HUB は、一般的な Ethernet 規格に準拠したスイッチング HUB をエミュレーションしています。そのため、仮想 LAN と物理的な LAN との間をブリッジ接続することにより、仮想ネットワークと既存の物理的な LAN が、まるで 1 つの LAN であるかのように通信することができるようになります。

SoftEther の持つこの特徴により、仮想 LAN に参加するすべてのコンピュータに SoftEther 仮想 LAN カード ソフトウェアをインストールする必要が無くなります。既存のコンピュータに特別なソフトウェアを導入することなく、SoftEther 仮想 LAN に参加させることができるのです。したがって、SoftEther 仮想 LAN に接続することができるクライアントは、Windows に限定されません。Linux、FreeBSD、専用ハードウェア (家庭用ゲーム機など) で TCP/IP をサポートしているシステムすべてが SoftEther 仮想 LAN を利用することができるのです。

さらに詳しい情報

	仮想 HUB については、詳しくはこちらをご覧ください。
	仮想 LAN カードについては、詳しくはこちらをご覧ください。
	SoftEther プロトコルの仕様について
	SoftEther によるファイアウォールを越えた通信について
	SoftEther 仮想 LAN と物理的な LAN との間のブリッジ接続について
	SoftEther によって実現する色々なネットワークの接続方法について