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インターネット層

索引 インターネット層

インターネット層とはインターネット・プロトコル・スイートにおける、インターネットワーキング手法、プロトコル、そして仕様をまとめたものである。インターネット層は、送信元ホストからネットワーク境界を越えてデータグラム(パケット)を転送するために使われる。さらに必要な場合にはこの目的のためにInternet Protocolによって定義されたIPアドレスで送信先ホストを指定することもできる。インターネット層という名前はインターネット(ここでは固有名詞としてのインターネットのことではなく、「相互ネットワーク」という意味の一般名詞を指す)を形成したり、インターネットワーキングを容易にする機能に由来する。インターネットワーキングとはゲートウェイを通じて複数のネットワークを互いに接続する概念である インターネット層のプロトコルはIPベースのパケットを使用する。インターネット層には、ローカルネットワーク・トポロジーなどのローカルノード間のリンク状態維持の目的にかなう、ローカル(オンリンク)ネットワークノード間の通信を定義するプロトコルは含まれないため、リンクのタイプに特有のパケット構造をベースとしたプロトコルを使用することが多い。このようなプロトコルはリンク層に属する。 インターネット層において共通の設計側面は、である。つまり「受け入れるものは自由に、送るものは慎重に」という設計である。このため、無作法に振る舞うホストは他の多くのユーザーに対してインターネットサービスを提供しない可能性がある。.

31 関係: ARPANETマルチキャストチェックサムネットワーク層ネットワーク・トポロジーリンク層ルーティングトランスポート層データグラムホスト (ネットワーク)インターネットインターネットワーキングインターネット・プロトコル・スイートエンドツーエンド原理ゲートウェイスケーラビリティ固有名詞鍵 (暗号)開放型システム間相互接続Internet Control Message ProtocolInternet Engineering Task ForceInternet Group Management ProtocolInternet ProtocolIPフラグメンテーションIPアドレスIPsecIPv4IPv6Maximum Transmission UnitTransmission Control ProtocolVirtual Private Network

ARPANET

ARPANET(アーパネット、Advanced Research Projects Agency NETwork、高等研究計画局ネットワーク)は、世界で初めて運用されたパケット通信コンピュータネットワークであり、インターネットの起源でもある。アメリカ国防総省の高等研究計画局(略称ARPA、後にDARPA)が資金を提供し、いくつかの大学と研究機関でプロジェクトが行われた。ARPANETのパケット交換はイギリスの科学者ドナルド・デービスとリンカーン研究所のローレンス・ロバーツの設計に基づいていた。.

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マルチキャスト

マルチキャスト (multicast) とは、コンピュータネットワークにおいて、決められた特定の複数のネットワーク端末(ノード)に対して、同時にパケット(データ)を送信すること。 一対多で通信を行う場合、配信事業者にとってユニキャストを使用するよりもネットワーク負荷を軽減することが出来るため、情報配信などで使用される。インターネット・プロトコル・スイートでは、主にTCPを用いるユニキャストと異なり、マルチキャストはUDPを使用するため、信頼性が求められる情報通信には向かない。また、マルチキャストを行い、対応するサーバのみが返事をすることによりサービス可能な資源(オブジェクト)の位置を特定出来る。 マルチキャストのパケットの宛先IPアドレスはクラスDが用いられる。 同じく複数のネットワーク端末(ノード)に対して、同時にパケット(データ)を送信する「ブロードキャスト」は不特定多数の端末に送信する違いがある。 また、IPマルチキャストとは、受信者が複数いる場合の"1対多"のデータ通信の際に、経路の共通部分では1つのパケットのみを転送し、経路が分かれるときにそのパケットをコピーすることで効率的に通信できる経路制御方式のことを言う。.

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チェックサム

チェックサム (Check Sum)とは誤り検出符号の一種である。符号値そのものを指すこともある。他の誤り検出符号と比べて信頼性は低いが、それでも単純計算で99.5%以上(1オクテットのチェックサムの場合255/256、2オクテットなら65535/65536)の検出率がある上にアルゴリズムが簡単であることから、簡易な誤り検出に用いられる。 また、誤り検出その他データの検証のための符号として広く使われてきた経緯から、俗に誤り検出符号自体の代名詞としても用いられる場合がある。例えばCRCの符号値やMD5のハッシュ値を、それぞれ「CRCチェックサム」「MD5チェックサム」と呼ぶことがある。これらはアルゴリズムが異なりsumでもないため「チェックサム」と呼ぶことは、語義的には正確ではないものの、「(チェックサムよりも)信頼性の高い誤り検出符号」程度の意味で使われる。.

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ネットワーク層

ネットワーク層(ネットワークそう、network layer)は、OSI参照モデルにおける7階層の内の下から第3層の事である。TCP/IP参照モデルにおける4階層に対応付ける場合は、下から第2層のインターネット層に割り当てる。.

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ネットワーク・トポロジー

ネットワーク・トポロジー は、コンピュータネットワークのトポロジー。数学的にはグラフ理論の応用として研究されている。一般的には、ネットワーク上のノード(英: node、「節点」あるいは「頂点」を意味し、具体的にはコンピュータやネットワーク機器など端末のこと)と、ネットワークの経路(エッジ、英: edge、「枝」や「辺」を意味する)との相関をダイアグラムで抽象化した概念のことである。 「ネットワーク構成」や「網構成」とも言う。論理的な意味のほか、物理的な実装形態でも用いられ、例えばFTTHの幹線網の網構成)も同様にネットワーク構成と言う場合がある。.

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リンク層

リンク層とはインターネット・プロトコル・スイートにおける一番下の層である。なおインターネット・プロトコル・スイートは一般的に、インターネットのネットワークアーキテクチャであるTCP/IPとして知られている。リンク層は RFC 1122 と RFC 1123 に記述されており、ホストが物理的に接続されているリンクにしか作用しないメソッドや通信プロトコルをまとめたものである。リンクとは、ネットワークにホストやノードを相互接続するために使用される、物理的かつ論理的なネットワークの構成要素である。リンクプロトコルとはLANやWAN接続において、隣接するネットワークノード間にしか作用しないメソッドや規格の一式である。 TCP/IPとOSIでは層の分け方が異なるにもかかわらず、リンク層はOSI参照モデルのデータリンク層(レイヤ2)と物理層(レイヤ1)とを組み合わせたものとして説明されることもある。しかしながら、TCP/IPにおける層は操作する範囲(アプリケーション、ホストツーホスト、ネットワーク、リンク)の説明であり、プロシージャ、データセマンティクス、またはネットワーク技術を操作するための詳細な規定ではない。 RFC 1122では、イーサネットやIEEE 802などのLANプロトコルや、PPPなどのフレーミングプロトコルがリンク層に属していることを例示している.

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ルーティング

ルーティングあるいは経路制御(けいろせいぎょ)とは、データを目的地まで送信するために、コンピュータネットワーク上のデータ配送経路を決定する制御の事である。.

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トランスポート層

トランスポート層(トランスポートそう Transport layer)とは、コンピュータと電気通信では、TCP/IP参照モデルにおけるの4階層の内の第3層の事である。上位のアプリケーション層からのサービス要求に応じ、また下位のインターネット層に対してサービス要求を行う。 トランスポート層はOSI参照モデルにおける7階層の内の第4層の名前でもある。上位のセッション層からのサービス要求に応じ、また下位のネットワーク層に対してサービス要求を行う。 トランスポート層の定義はそれら2モデルで僅かに異なる。この記事では主としてTCP/IPモデルについて言及する。OSI参照モデルでのトランスポート層の定義も参照の事。.

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データグラム

データグラム(英語: datagram)は、配送成功・到達時間・到達順序がネットワークサービスによって保証されることがないパケット交換網における基本転送単位である。.

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ホスト (ネットワーク)

ネットワークホスト()(単にホストとも)は、コンピュータネットワークに接続されたコンピュータもしくはその他のデバイス。ネットワークホストはネットワーク上のユーザや他のノードに対して、データベース、各種サービス、アプリケーションを提供する。ネットワークホストとは、ネットワーク層(OSI参照モデルの第3層)のホストアドレスを割り振られたネットワークノードである。 インターネット・プロトコル・スイートを用いたネットワークに接続するコンピュータは、「IPホスト」と呼ばれることもある。特に、インターネットに接続しているコンピュータは「インターネットホスト」「インターネットノード」と呼ばれる。インターネットホストとその他のIPホストは、そのネットワーク・インターフェースに一つ以上のIPアドレスが割り振られる。このアドレスの設定は、システム管理者が手動で、あるいはDHCPサーバで自動的に、あるいはステートレスアドレス自動設定で行われる。 各ネットワークホストは物理的なネットワークノード(いわゆるネットワークデバイス)であるが、全ての物理的なネットワークノードがホストであるとは限らない。モデム、ハブ、スイッチングハブのようなネットワークデバイスは(システム管理用の例外を除けば)ホストアドレスを持たず、ネットワークホストとはみなされない。ネットワークプリンタやルーターは、IPアドレスを持つものの一般用途のコンピュータではないため、ホストとみなされないことがある。 クライアントサーバモデルで使われるネットワークホストは、サーバかクライアントに分類される。ピア・ツー・ピアで使われるネットワークホストは、それぞれ同等の方法でリソースを共有・使用する。.

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インターネット

インターネット(internet)は、インターネット・プロトコル・スイートを使用し、複数のコンピュータネットワークを相互接続した、グローバルな情報通信網のことである。 インターネットは、光ファイバーや無線を含む幅広い通信技術により結合された、地域からグローバルまでの範囲を持つ、個人・公共・教育機関・商用・政府などの各ネットワークから構成された「ネットワークのネットワーク」であり、ウェブのハイパーテキスト文書やアプリケーション、電子メール、音声通信、ファイル共有のピア・トゥ・ピアなどを含む、広範な情報とサービスの基盤となっている。.

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インターネットワーキング

インターネットワーキング(internetworking)とは、コンピュータネットワークをゲートウェイを使って他のネットワークと接続し、共通のルーティング情報を提供することで、ネットワーク間でのパケットのやりとりを可能にすることである。.

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インターネット・プロトコル・スイート

インターネット・プロトコル・スイート(Internet protocol suite)は、インターネットおよびインターネットに接続する大多数の商用ネットワークで利用できる通信規約(通信プロトコル)一式である。インターネット・プロトコル・スイートは、インターネットの黎明期に定義され、現在でも標準的に用いられている2つのプロトコル、Transmission Control Protocol (TCP) とInternet Protocol (IP) にちなんで、TCP/IPプロトコル・スイートとも呼ばれる。今日のIPネットワーキングは、1960年代と1970年代に発展し始めたLocal Area Network (LAN) とインターネットの開発が統合されたものである。それは1989年のティム・バーナーズ=リーによるWorld Wide Webの発明と共にコンピュータ及びコンピュータネットワークに革命をもたらした。 インターネット・プロトコル・スイート(類似した多くのプロトコル群)は、階層の一式として見ることができる。各層はデータ転送に伴い生じる一連の問題を解決し、下位層プロトコルのサービスを使用する上位層プロトコルに明確なサービスを提供する。上位層は利用者と論理的に近く、より理論的なデータを処理する。また最終的に物理的に転送できる形式へデータを変換するため、下位層プロトコルに依存する。そのデータ通信モデルは、TCP/IPモデル(TCP/IP参照モデル・DARPAモデル)と呼ばれ、4つの階層で構成している。この階層的な通信規約の設計をプロトコルスタックと呼ぶことがある。.

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エンドツーエンド原理

ンドツーエンド原理(End-to-End Principle)は、コンピュータネットワークの古典的設計原理でありピーター・J・デニングの「コンピューティングの大原則」の1つ、1981年に Jerome H. Saltzer、David P. Reed、デービッド・ダナ・クラークらの論文 End-to-end arguments in system design で初めてその概念が提唱された。通信プロトコルの操作は可能な限り通信システムの終端で行い、また制御対象のリソースになるべく近いところで行うべきであるというもの。.

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ゲートウェイ

ートウェイ は、コンピュータネットワークをプロトコルの異なるネットワークと接続するためのネットワークノードである。.

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スケーラビリティ

ーラビリティ(scalability)とは利用者や仕事の増大に適応できる能力・度合いのこと。電気通信やソフトウェア工学において、システムまたはネットワークまたはアルゴリズムの、持つべき望ましい特性の1つで、一種の拡張性である。より具体的には、小規模なシステムを大規模にする場合に、システム全体を交換する方法(建物で例えると大きな物件に引っ越すこと)では無く、リソース(特にハードウェア)の追加によって大規模なものへと透過的に規模拡張できる能力(建物で例えると、増築や別棟を建てること)はスケーラビリティの一種だといえる。リソースの量に比例して全体のスループットが向上するシステムはスケーラブルな(scalable)システムまたはスケーラビリティのあるシステムと呼ばれる。 システムの特性としてのスケーラビリティに一般的な定義を与えるのは難しい。具体的な事例においては、問題としている領域でスケーラビリティを確保するための条件を特定することが必要である。これはデータベース、ルータ、ネットワークなど情報工学の分野において非常に重要なことである。スケーラビリティは分散処理の'''透過性'''の概念と密接なつながりがある。 スケーラビリティの高さは様々な尺度で評価される。例として;規模透過性;位置透過性;異種透過性 がある。スケーラビリティについて議論する際には規模透過性のみを問題にすることも多い。 例えば、スケーラブルなデータベース管理システムではプロセッサやストレージを追加することでより多くのトランザクションを処理できるようにアップグレードでき、またアップグレードをシャットダウンなしに実行できる。 ルーティングプロトコルがネットワークの規模に関してスケーラブルであると言われるのは、Nをネットワーク内のノード数としたときに、各ノードに必要なルーティングテーブルのサイズが O(log N) に従って増大するときである。.

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固有名詞

固有名詞(こゆうめいし)とは、同種類の事物からそれ以外に存在しない一つを区別するために、それのみに与えられた名称を表す名詞のこと。国名、地名、人名、書名、曲名や映画のタイトルなどの作品名、グループ名、建築物名、ブランド名、天体名など。例えば、ロンドン、木星、太郎、日本、マイクロソフトなど。普通名詞とは区別される。英語などでは固有名詞の語頭は大文字で表記される。.

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鍵 (暗号)

暗号技術において、鍵(かぎ、key)とは、暗号アルゴリズムの手順を制御するためのデータである。 鍵は、同じ暗号方式を使用しながら利用者毎に暗号化の手順を異なるものにするために考え出されたものであるが、暗号だけではなく、デジタル署名やメッセージ認証コード(Keyed-hashなど)でも使用される。擬似乱数で用いられるシード(種)も鍵の一種である。 アルゴリズムが公開されている現代暗号においては、鍵が第三者に渡ることは、暗号文の秘匿性などが失われることを意味するので、鍵は非常に重要な役割を果たしている。.

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開放型システム間相互接続

開放型システム間相互接続(かいほうがたシステムかんそうごせつぞく、Open Systems Interconnection, OSI)は、国際標準化機構 (ISO) と ITU-T により1982年に策定が開始されたコンピュータネットワーク標準。.

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Internet Control Message Protocol

Internet Control Message Protocol(インターネット制御通知プロトコル、ICMP)とは、通信処理で使われるプロトコルのひとつで、Internet Protocolのデータグラム処理における誤りの通知や通信に関する情報の通知などのために使用される。ICMPに関するICMP通知は、通知が無限ループに陥るのを防ぐために送られない。 IPv4(Internet Protocol version 4)のための ICMP (ICMPv4) は RFC 792 によって規定され、IPv6(Internet Protocol version 6)のための ICMP (ICMPv6) は RFC 4443 によって規定されている。ICMP は TCP、UDP などと同様にInternet Protocolの上位のプロトコルであるが、Internet Protocolと同様のインターネット層のプロトコルであるかのような特別の処理をされる。 ICMPを利用しているツールにpingやtracerouteなどがある。.

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Internet Engineering Task Force

The Internet Engineering Task Force(IETF、インターネット技術タスクフォース) はインターネットで利用される技術の標準を策定する組織である。 極めてオープンな組織で、実際の作業を行っている作業部会 (Working group; WG) のメーリングリストに参加することで、誰でも議論に参加することが可能となっている。 通常はメーリングリスト上で議論が進むが、年に3回(2回はアメリカ国内、1回はそれ以外の国)会議が開催される。この会議も参加費を払うことでだれでも参加が可能である。日本国内では2002年に横浜(パシフィコ横浜)で開催され、2009年11月には広島で開催された。また、2015年11月に再び横浜で開催されることが決定している。会議では、最終的に何か決定を下さなければならない場合にハミング(鼻歌)による表決(ラフコンセンサス)を取るという特徴がある。 策定された標準仕様は最終的にはRFCなどとして発行する。.

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Internet Group Management Protocol

Internet Group Management Protocol (IGMP) とは、IPネットワーク上でマルチキャスト(特定の一対多または多対多通信)を行うために、マルチキャストに参加するホストのグループを設定し、ネットワークに通知するための通信プロトコルである。マルチキャストは、動画や音楽のストリーミングなど、同時に多数のホストへ同一のデータを送信するときに通信を効率化する技術である。 IGMPはIPv4ネットワーク向けのマルチキャストプロトコルであり、インターネット・プロトコル (IP) 上に直に実装されている。一方、IPv6では同様の役割を担うMulticast Listener Discovery (MLD) がICMPv6上に実装されている。.

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Internet Protocol

Internet Protocol (インターネット・プロトコル、IP) とは、インターネット・プロトコル・スイートを使ったインターネットワークにおいてデータグラム(またはパケット)を中継するのに使われる主要な通信プロトコルである。 ネットワーク間のパケットの中継を担っており、インターネットの基礎部分となる重要な役割を持っている。 インターネット・プロトコル・スイートにおけるインターネット層の主たるプロトコルであり、送信元ホストから宛先ホストへIPアドレスに基づいてデータグラムを送付する役割を担っている。そのため、送付すべきデータをカプセル化したデータグラム構造が定義されている。また、送信元と宛先を示すのに使われるアドレッシング方法も定義されている。 OSI参照モデルのネットワーク層にほぼ対応する機能を持つ。歴史的には、ヴィントン・サーフとロバート・カーンが1974年に発表した Transmission Control Program のコネクションレスのデータグラムサービス部分がIPとなった。一方のコネクション指向の部分は Transmission Control Protocol (TCP) となった。そのため、インターネット・プロトコル・スイートをTCP/IPと呼ぶことが多い。 俗にIPアドレスを「IP」と呼ぶことがあるが、異なるものを指しており厳密には誤記・誤称である。 最初の主要バージョンが Internet Protocol Version 4 (IPv4) で、インターネットでも支配的に使われている。後継の Internet Protocol Version 6 (IPv6) も利用が拡大しつつある。.

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IPフラグメンテーション

IPフラグメンテーション(英: )とは、Internet Protocol (IP) におけるデータグラムの断片化であり、Maximum Transmission Unit (MTU) が通常のデータグラムのサイズより小さいリンク上でもパケットが転送できるようにする。.

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IPアドレス

IPアドレス(アイピーアドレス、Internet Protocol address)とは、IPにおいてパケットを送受信する機器を判別するための番号である。.

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IPsec

IPsec(Security Architecture for Internet Protocol、アイピーセック)は、 暗号技術を用いることで、IP パケット単位で改竄検知や秘匿機能を提供するプロトコルである。これによって、暗号化をサポートしていないトランスポート層やアプリケーションを用いても、通信路の途中で、通信内容を覗き見られたり改竄されることを防止できる。 IPsecは、IPv6では必須とされた時期があり、専用の拡張ヘッダが定義されている。一方、IPv4では、利用可能だが必須ではなく、IP ヘッダオプションを利用する。.

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IPv4

Internet Protocol version 4(インターネットプロトコルバージョン4)、IPv4(アイピーブイ4)は、Internet Protocolの一種で、OSI参照モデルにおいてネットワーク層に位置付けられるプロトコルである。 転送の単位であるパケットの経路選択と、その断片化と再構築を主な機能とする。TCP/IPの基本機能としてインターネットなどで世界中広く用いられている。.

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IPv6

IPv6ロゴ Internet Protocol Version 6(インターネット プロトコル バージョン6)、IPv6(アイピーブイ6、アイピーバージョン6)は、Internet Protocolの一種で、OSI参照モデルにおいてネットワーク層に位置付けられるプロトコルである。 現在主流のIPv4では使用可能なIPアドレスが約 232(約43億)個であったが、IPv6では約 2128(約340澗.

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Maximum Transmission Unit

Maximum Transmission Unit (MTU)は、ネットワークにおいて1回の転送(1フレーム)で送信できるデータの最大値を示す伝送単位のこと。 MTUの値は利用される通信メディアやカプセル化の有無などによって変わる。たとえばイーサネットでは最大1,500バイト(オクテット)がIP通信に利用できる。PPPoEを使うとカプセル化のために8バイトを使うため、1,492バイトとなる。WANではさらに別の制約が入る場合もあり、たとえばNTT東日本およびNTT西日本が提供するフレッツシリーズのIP網は1,454バイトとなっている。 MTUを超えた場合、断片化(フラグメンテーション、IPフラグメンテーション)して通信を行う。.

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Transmission Control Protocol

Transmission Control Protocol(トランスミッション コントロール プロトコル、TCP)は、伝送制御プロトコルといわれ、インターネット・プロトコル・スイートの中核プロトコルのひとつ。.

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Virtual Private Network

Virtual Private Network(バーチャル プライベート ネットワーク、VPN)は、インターネット(本来は公衆網である)に跨って、プライベートネットワークを拡張する技術、およびそのネットワークである。VPNによって、イントラネットなどのプライベートネットワークが、本来公的なネットワークであるインターネットに跨って、まるで各プライベートネットワーク間が専用線で接続されているかのような、機能的、セキュリティ的、管理上のポリシーの恩恵などが、管理者や利用者に対し実現される。 仮想プライベートネットワーク、仮想専用線とも呼ばれる。 VPNは2つの拠点間に、仮想的に「直接的な接続」を構築することで実現できる。専用線ではなくインターネットを経由しながら機密性を保つため、IPベースの通信の上に、専用の接続方法や暗号化を乗せている。また、近年はインターネットではなく少し広がりの小さい多数の加入者で帯域共用する閉域網を利用し、そのような接続を実現する技術、もしくは電気通信事業者のサービスもVPNと呼ばれている。後者を指して特にPPVPN(Provider Provisioned Virtual Private Networks)と呼ぶこともある。.

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