先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「先生、AWS VPNのトンネルってよく聞くんですけど、実際にはどんな仕組みなんですか？」

先生

「トンネルというのは、安全にデータを通すための仮想的な道のことですよ。AWS VPNではIPSec（アイピーセック）やIKE（アイケーイー）という仕組みを使って、その道を作っています。」

生徒

「なるほど！でもIPSecとかIKEって難しそうですね…」

先生

「大丈夫です。今回は、初心者向けに分かりやすくAWS VPNのトンネル設定と、IPSec・IKEの役割について説明していきますよ。」

1. AWS VPNのトンネルとは？

AWS VPN（エーダブリューエスブイピーエヌ）では、オンプレミス（オンプレミスは自社のネットワーク）とAWSクラウドの間に、安全な通信経路をつくるために「トンネル」を使用します。トンネルとは、インターネット上に仮想的な道を作り、その中を暗号化されたデータが通る仕組みのことです。

このトンネルを実現するために使われる技術が、IPSec（アイピーセック）とIKE（アイケーイー）です。AWSのSite-to-Site VPNでは、これらの技術を利用して、インターネットを経由しながらも、安全な接続を提供します。

2. IPSecとは何か？

IPSecは、読み方はIPSec（アイピーセック）で、「Internet Protocol Security（インターネットプロトコルセキュリティ）」の略語です。これは、データの改ざんや盗聴を防ぐために、通信内容を暗号化し、送信者と受信者の間で安全にやり取りできるようにする仕組みです。

IPSecは、データをカプセル化（カプセルカ）して転送し、データの正当性や整合性を検証します。つまり、インターネットを使っていても、第三者に内容が漏れないように守ってくれる役割を担っています。

3. IKEとは何か？

IKEは、読み方はIKE（アイケーイー）で、「Internet Key Exchange（インターネットキーエクスチェンジ）」の略語です。これは、IPSecでデータを安全に暗号化するために必要な「鍵（カギ）」を、安全に交換するためのプロトコル（通信手順）です。

鍵は、暗号化されたデータを正しく読み取るために必要な情報です。IKEは、通信を開始するときにお互いの機器がこの鍵を安全にやり取りし、その後IPSecを使って暗号化通信を開始します。

4. IKEのバージョン（IKEv1とIKEv2）

AWS VPNでは、IKEにはバージョン1（IKEv1）とバージョン2（IKEv2）の2つがあります。

IKEv1：古くから使われているバージョンで、互換性が高いですが、やや複雑です。
IKEv2：よりシンプルで効率的な接続が可能になった新しいバージョンです。

AWSでは、IKEv2の利用が推奨されており、オンプレミス側のルーターがIKEv2に対応していれば、設定もスムーズになります。

5. トンネル設定で確認すべき項目

AWS Site-to-Site VPNを設定する際には、以下のトンネル関連パラメータを確認・設定する必要があります。

トンネルの外部IPアドレス：AWS側のVPNゲートウェイが使用するIPアドレス
プレシェアードキー（Pre-Shared Key）：VPNの認証に使われる共通鍵
トンネル内のIP範囲（Inside CIDR）：VPNトンネル内で使うIPアドレス範囲
ルーティング方式：静的ルーティングかBGP（ビージーピー）を利用するか
IKEバージョン：IKEv1またはIKEv2を選択

これらは、AWS側からPDFまたはテキスト形式で提供される設定ファイルに含まれています。オンプレミス側ルーターに正確に設定することで、トンネルが確立され、安全な通信が可能になります。

6. トンネルは2本構成で冗長化されている

AWS Site-to-Site VPNでは、トンネルは通常2本提供されます。これにより、一方のトンネルが切断された場合でも、もう一方が自動的に接続を維持し、通信が止まらないようになっています。これを冗長化（ジョウチョウカ）構成といいます。

企業の重要なシステムにおいては、常に通信を安定させることが求められるため、このようなトンネルの冗長化が標準で組み込まれているのは非常に安心です。

7. 雑学：IPSecとIKEの誕生と進化

IPSecとIKEは、1990年代後半から企業ネットワークにおいて利用され始めた技術です。当初は専用の高価な装置が必要でしたが、現在ではAWSのようなクラウドサービスを使えば、数クリックでこれらの高度なセキュリティ機能を利用できるようになりました。

また、クラウド環境とオンプレミス環境をつなぐハイブリッド構成の需要が高まる中で、IPSec・IKEの知識はますます重要になっています。

まとめ

ここまで、AWS VPNにおけるトンネル設定の仕組みについて、IPSecとIKEを中心に初心者向けに解説してきました。AWS VPNは、オンプレミス環境とAWSクラウドを安全につなぐための重要なネットワーク機能であり、インターネットを経由しながらも、通信内容を暗号化して守れる点が大きな特徴です。

トンネルとは、単なる通信経路ではなく、「暗号化された安全な通り道」です。その中を通るデータはIPSecによって保護され、第三者による盗聴や改ざんを防ぎます。IPSecは通信そのものを守る役割を持ち、一方でIKEは、そのIPSec通信を始めるために必要な暗号鍵を安全に交換する役割を担っています。この二つが連携することで、AWS VPNの安全な通信が成り立っています。

特に初心者の方にとって重要なのは、「IPSecが暗号化」「IKEが鍵交換」という役割分担をイメージで理解することです。細かいアルゴリズムや暗号方式をすぐに覚える必要はなく、まずは通信がどのような流れで安全に始まるのかを把握することが大切です。AWSでは、この複雑な処理を裏側で自動的に行ってくれるため、利用者は設定項目を正しく合わせることに集中できます。

また、IKEにはIKEv1とIKEv2というバージョンがあり、現在ではIKEv2が推奨されています。設定がシンプルで安定性も高く、オンプレミス側のルーターやファイアウォールが対応していれば、積極的に選択したい方式です。AWS VPNでは、こうした選択肢も含めて設定ファイルとして提供されるため、それを元にオンプレミス機器へ設定を反映していきます。

トンネル設定で確認すべき項目としては、外部IPアドレス、プレシェアードキー、トンネル内IPアドレス範囲、ルーティング方式、IKEのバージョンなどがありました。どれか一つでも誤っているとトンネルは確立されません。そのため、AWSから提供される設定情報をそのまま正確に入力することが、安定したVPN接続への近道です。

さらに、AWS Site-to-Site VPNでは、トンネルが2本構成で提供される点も重要なポイントです。これは冗長化構成と呼ばれ、一方のトンネルに障害が発生しても、もう一方が通信を引き継ぐことで、業務への影響を最小限に抑えられます。特別な追加設定をしなくても、この冗長構成が標準で用意されているのは、AWS VPNの大きな安心材料と言えるでしょう。

以下は、AWS VPNのトンネル確立までの流れを、あらためて整理した簡単なイメージです。


オンプレミス機器とAWS VPNゲートウェイが接続開始
↓
IKEが動作して暗号鍵を安全に交換
↓
IPSecトンネルが確立
↓
暗号化されたデータ通信が開始

この流れを理解しておくことで、VPN接続がうまくいかない場合でも、「鍵交換の段階で止まっているのか」「トンネル自体が張れていないのか」といった切り分けがしやすくなります。AWS VPNはブラックボックスに見えがちですが、基本の仕組みを押さえておくことで、トラブル時にも落ち着いて対応できるようになります。

クラウドとオンプレミスをつなぐハイブリッド構成が当たり前になった現在、AWS VPNやIPSec、IKEの知識はインフラ運用において欠かせません。今回の内容をきっかけに、まずは「安全な通信がどのように作られているのか」を理解し、自信を持ってAWS VPNの設定や運用に取り組んでいきましょう。

先生と生徒の振り返り会話

生徒「AWS VPNのトンネルって、ただつながっているだけじゃなくて、IPSecとIKEが裏でしっかり働いているんですね。」

先生「その通りだよ。IPSecが通信を守って、IKEが安全に鍵を交換する。この役割分担を理解できれば十分だ。」

生徒「トンネルが2本ある理由も、冗長化のためだと分かって安心しました。」

先生「重要な通信を止めないための仕組みだね。AWS VPNは最初からその点を考慮して設計されている。」

生徒「設定項目は多いですが、AWSから出てくる情報を正確に入れればいいと分かったので、少し自信がつきました。」

先生「それで十分だよ。仕組みを理解しながら設定できれば、トラブル対応も怖くなくなる。」