【応用情報 対策】VPNプロトコルの階層を完全整理！(IPsec, L2TP, TLS)

今回は、添付の応用情報技術者試験の過去問（令和7年春期 問43）を題材に、IPsec, L2TP, TLSそれぞれのプロトコルがOSI参照モデルのどこに位置するのか、覚えられる方法を解説します。

問題

VPNで使用されるプロトコルである IPsec, L2TP, TLS の, OSI 基本参照モデルにおける相対的な位置関係はどれか。

結論：正解は「ウ (C)」

	A（ア）	B（イ）	C (ウ)	D（エ）
上位層 (アプリケーション層)	IPsec	TLS	TLS	IPsec
中間層	L2TP	IPsec	L2TP	TLS
下位層 (物理層)	TLS	L2TP	IPsec	L2TP

まず正解から。正しい階層の並びは、選択肢ウ (C)です。
上（高レイヤ）から順に、

1. TLS (トランスポート層)
2. IPsec (ネットワーク層)
3. L2TP (データリンク層)
   となります。

なぜこの順番になるのか、各プロトコルの「名前」と「役割」に注目して見ていきましょう。

L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol)

• ヒント: 名前に「Layer 2（第2層）」と入っています。
• 階層: データリンク層 (第2層)
• 役割:
  その名の通り、第2層のフレーム（PPPフレームなど）を、そっくりそのままIPパケットで包み込んで（カプセル化して）、ネットワークの向こう側まで「トンネル」を掘って運ぶプロトコルです。
  拠点Aと拠点Bを、まるで1本の長いLANケーブル（第2層のリンク）で直接つないだかのように見せかける技術です。
• 弱点:
  L2TP自体には暗号化の機能がありません。あくまで「トンネルを掘る」だけです。

IPsec (IP Security)

• ヒント: 名前に「IP」と入っています。
• 階層: ネットワーク層 (第3層)
• 役割:
  その名の通り、IPパケット（第3層）をまるごと暗号化したり、改ざんされていないか認証したりするためのプロトコルです。
  OSやアプリケーションからは見えない「ネットワークの土管」自体をセキュアにするイメージで、非常に強力です。
• 使われ方:
  L2TPの「暗号化がない」という弱点を補うために、「L2TP/IPsec」という形で組み合わせて使われることが非常に多いです。L2TPで仮想的なケーブルを繋ぎ、そのケーブル（が通るIPパケット）をIPsecで暗号化する、という2段構えです。

TLS (Transport Layer Security)

• ヒント: 名前に「Transport Layer（第4層）」と入っています。
• 階層: トランスポート層 (第4層) （※より厳密には、第4層のTCPの上で動作し、第5層セッション層に近い役割を持ちます）
• 役割:
  みなさんご存知の https:// (HTTPS) の「S」の部分です。
  アプリケーション間の通信（例えば、あなたのWebブラウザとWebサーバの間の通信）を暗号化します。
  VPNの文脈では、Webブラウザさえあれば特別なソフトなしでVPN接続できる「SSL-VPN」（TLSはSSLの後継規格）として使われます。
• 立ち位置:
  IPsecが「ネットワーク全体」を暗号化するのに対し、TLSは「特定のアプリケーション通信」を暗号化するイメージです。

まとめ：階層を整理しよう

OSI参照モデルは、上（高レイヤ）に行くほどアプリケーションに近くなります。

• 第4層 トランスポート層 ← TLS (アプリケーション間の通信を暗号化)
• 第3層 ネットワーク層 ← IPsec (IPパケットを暗号化)
• 第2層 データリンク層 ← L2TP (L2フレームを運ぶトンネル)

この「上からTLS → IPsec → L2TP」という並びになっているのが、選択肢ウ (C)の図です。

プロトコル	動作階層	名前のヒントと覚え方
TLS	第4層 (トランスポート層)	https:// でおなじみ。アプリ間の通信を守る。
IPsec	第3層 (ネットワーク層)	「IP」パケットを守る。
L2TP	第2層 (データリンク層)	「Layer 2」のトンネルを掘る。