ＨＤＬＣ、ＰＰＰ、ＰＰＰｏＥ
これらは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層での１対１（ピアツーピア）間の通信に関するプロトコルです。
ＩＳＰと接続するための代表的なプロトコルにＰＰＰがあります。
ＰＰＰは伝送制御手順のＨＤＬＣをベースにして、ＩＳＰとの交信に必要な機能を追加したものです。
ＰＰＰは公衆回線でのダイアルアップ接続を対象としたものですが、現在ではＬＡＮはイーサネット、インターネットとの接続はブロードバンドの常時接続が主流です。ＰＰＰをこの環境に合わせたプロトコルがＰＰＰｏＥです。
ＨＤＬＣ（ High-level Data Link Control ）
ＨＤＬＣは、データ通信で広く採用されている伝送制御手順です。全二重通信、パケット交換方式、コネクション方式、フレーム連続転送、ＣＲＣ誤り制御などの特徴があります。→参照：通信一般・通信技術
ＨＤＬＣは、上のような通信に不可欠な機能は持ちますが、ＰＰＰで示すような認証や圧縮などの機能を行うことはできません。そのため、ＨＤＬＣに独自の機能を個別に作成する必要がありました。
そのため、ＰＰＰの普及とともに、この用途での利用はなくなりました。
ＰＰＰ（Point to Point Protocol）
ＰＰＰは、ＨＤＬＣをベースにして、ＩＳＰのアクセスポイントに接続するときに必要な機能を追加したプロトコルです。電話回線やＩＳＤＮなどダイアルアップ接続を対象にしています。
ＰＰＰでは、ＨＤＬＣで個別に作成していた機能を標準化して、ＰＰＰフレームの「タイプ」で指定します。そして、それらを実現するソフトウェアのプロトコルが策定されています。
ＰＰＰの機能は、ＬＣＰとＮＣＰに大別されます。
ＰＰＰの処理手順は、次のようになります。
・ＬＣＰによるデータリンク（ＰＰＰリンク）の確立
・ＬＣＰでの各種機能（認証など）の処理
・ＮＣＰによる通信の確立
ＬＣＰ（Link Control Protocol）
リンク確立、維持、切断の処理をします。それ以外に次のようなオプション機能があります。
- 認証機能（ＰＡＰ、ＣＨＡＰ）
ＩＳＰとの契約時に登録したユーザＩＤとパスワードは、利用者側のパソコンやルータに設定されています（設定方法は後述します）。ＩＰＳ側のサーバは、認証を行い正規の利用者であれば、パソコンとサーバの間でデータリンクを確立します。
ＰＡＰ（Password Authentication Protocol）とＣＨＡＰ（Challenge Handshake Authentication Protocol）は、ユーザＩＤとパスワードを送信・認証のプロトコルです。ＰＡＰではユーザＩＤとパスワードを平文のまま、ＣＨＡＰはチャレンジ・レスポンス方式を採用して，パスワードそのものを経路上に流さない工夫がされています。 - 圧縮・展開機能
フレームを圧縮すれば伝送時間が短縮されます。その方法は多様ですが、ＰＰＰではStackerやPredictorなどのロスレス圧縮アルゴリズムを採用しています。これらの方式では、元のビット ストリームが正確に再生され、内容の損失や劣化は生じない特徴があります。 - マルチリンク機能
複数のＰＰＰリンクを束ねて仮想的な1つのリンクにする技術のことです。帯域幅が大きく使えるので高速伝送ができます。この機能はダイアルアップ回線で用いられ、ＰＰＰｏＥでは使えません。
ＮＣＰ（Network Control Protocol）
上位のネットワーク層のプロトコルを指定します。通常はＩＰですので、ＩＰＣＰ（ Internet Protocol Control Protocol）を指定します。
インターネットを利用するには、ＩＰアドレスが必要です。ＩＰＣＰにより、ＩＳＰから一時的なＩＰアドレスが利用者側の機器に与えられます。
ＰＰＰｏＥ（ＰＰＰ over Ethernet）
個人宅からインターネットに接続する場合、ＰＰＰが公衆回線を対象にしているのに対して、ＰＰＰｏＥはイーサネットからブロードバンド回線に常時接続している環境を対象にします。
利用者側にルーターやアダプタなどの通信機器を設置する必要があります。
ＩＰｏＥ（IP over Ethernet）
個人宅からインターネットに接続する場合、企業内のＬＡＮなどと同じやり方で直接インターネットに接続する方式です。次世代インターネット接続環境として注目されています。
最初からイーサネットを用いる前提で設計されており、専用の通信機器を必要とせず、回線接続でのＩＤやパスワードが不要で、
ＶＮＥ（仮想通信提供事業者）を介してシンプルにインターネットに接続できます。
用語の説明
これらの用語は通信一般で用いる用語ですが、以下の理解のために掲げておきます。
- ネゴシエーション
- 二者間で接続の開始や通信方法の確認などについて情報を交換し、決定する過程のことです。
- セッション
- セッションとは，セッション層の用語で、通信の開始から終了までを管理する一つの単位です。
例えば、クライアントとサーバの間で暗号通信を行うとき、暗号化のプロトコルについてネゴシエーションして合意する必要があります。その合意がセッションで、合意が成立した状態を、セッションの確立といいます。
クライアントとサーバの間でセッションが確立した段階で，ＨＴＴＰやＳＭＴＰなどの通信に使うアプリケーションを用いたデータ転送が可能になります。 - コネクション
- コネクションは、トランスポート層、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）での用語で、セッションでデータ転送を行うための論理的な回線のことです。
暗号通信でいえば、コネクションを使えば、データを送信するたびにセッションの確立をしなくても暗号通信ができます。
コネクションはセッションによって管理されます。すなわち、一つのコネクションに複数のセッションを適用することはできませんが、一つのセッションに複数のコネクションが存在する場合もあります。
ＰＰＰｏＥでの接続順序
ＰＰＰｏＥの通信は、
・Discoveryステージ：ＰＰＰｏＥで追加した操作
・PPPセッションステージ：ＰＰＰでの操作（上述と同じ）
に分かれます
ここでは、利用者側のＬＡＮの出口であるブロードバンドルータをクライアント、ＩＰＳ側のＰＰＰｏＥアクセスサーバをサーバということにします。
（Ｄ）はDiscoveryステージ、（Ｐ）はPPPセッションステージを示します。
矢印は発信元、受信先の関係を示します。
- １（Ｄ）クライアント→サーバ ＰＡＤＩ（Initiation）
サーバを検索するフレームをブロードキャスト - ２（Ｄ）クライアント←サーバ ＰＡＤＯ（Offer）
該当サーバから確認応答（ＭＡＣアドレスをクライアントに通知 - ３（Ｄ）クライアント→サーバ ＰＡＤＲ（Request）
サーバにセッション開始要求 - ４（Ｄ）クライアント←サーバ ＰＡＤＩ（Initiation）
開始承諾。セッションＩＤをクライアントを通知 - ５（Ｐ）クライアント←→サーバ ＬＣＰネゴシエーション
ＰＰＰセッションの確立開始 - ６（Ｐ）クライアント←→サーバ 認証
認証（ＰＡＰ、ＣＨＡＰ） - ７（Ｐ）クライアント←→サーバ ＮＣＰネゴシエーション
ＩＰアドレスの通知 - ８（－）クライアント←→サーバ ＰＰＰによる通信
ＰＰＰセッションの確立開始 - ９（Ｄ）クライアント←→サーバ ＰＡＤＴ（Terminate）
通信終了（クライアント、サーバどちらからも要求できる
ＰＰＰｏＥの設定
ＰＰＰｏＥを使うには、ユーザＩＤとパスワードその他のオプション情報を、利用者が自分のルータやパソコンに設定しておく必要があります。接続時にＰＰＰやＰＰＰｏＥの機能により自動的に認証されます。設定方法はＰＰＰもＰＰＰｏＥもほぼ同じです。
設定は、次の二つに分かれます。どちらもパソコンのブラウザから設定できます。ルータで設定してあるのに、パソコンにも設定しようとすると、設定ができなかったり、接続できなくなったりすることがあります。ルータに設定すると決めておくのが適切でしょう。
- ルータに設定する
ルータに設定すれば、パソコンが何台あっても、ルータにつなぐだけでインターネットが使えます。同時利用もできます。現在では、宅内でもＬＡＮにしていることが多いので、ルータに設定するのが適切です。 - 個々のパソコンに設定する
パソコンが１台のときは、ルータを設置せず、パソコンをＡＤＳＬモデムやＯＮＵに直接接続していることがあります。このときはパソコンに設定します。 移動先でモバイルパソコンからインターネットを利用することもあります。そのときもパソコンに設定しておいたほうが便利な場合もあります。でも通常はホットスポットでWi-Fi接続するか、携帯Wi-Fiルータを介して利用するでしょうから、パソコンに設定する効果は限定的です。
関連事項
マルチセッション（Multisession）
ＰＰＰｏＥで使うことが多く、ＰＰＰｏＥマルチセッションともいいます。 同時に複数のＩＳＰに接続できる機能です。
シングルセッションとマルチセッション
通常は一つのＩＳＰ（Ａ）と契約をして、そのＩＳＰと接続したときに一つのセッションが確立して、一つのＩＰアドレスが与えられ、それを用いてインターネットを利用します。
他のＩＳＰ（Ｂ）とも契約して、同様のサービスを受けることができますが、同時にＡとＢの両方にセッションを確立することはできません。Ａのセッションを切ってから、手動でＢのセッションを立ち上げる必要があります。
（Ｂは必ずしも他ＩＳＰではなく、Ａのサービス情報サイトの場合もありますが、ここでは省略します。）
このような環境をシングルセッションといいます。
それに対して、マルチセッションでは、同時にＡとＢに接続できる仕組みです。マルチセッションの個数は、提供内容、契約内容により異なりますが、最大５程度で個人用では２が多いようです。
マルチセッションの仕組み
- 利用者側には複数設定できる機能をもつＤＣＥ（データ回線終端装置、ＯＮＵなど）が必要です（多様な構築形態があります）。
- ＤＣＥからＰＰＰｏＥアクセスサーバまでのアクセス回線は複数のＰＰＰｏＥ接続が可能な回線が必要です。
- ＰＰＰｏＥフレームのヘッダには、相手のＩＳＰの情報が入っています。ＰＰＰｏＥアクセスサーバは、それにより、ＡまたはＢへ接続します。
このような仕組みなので、マルチセッションを行うにはキャリアとＩＳＰの両方に対してマルチセッション契約を行うことになります。
そのため、東西ＮＴＴなどキャリアと主となるＩＳＰ（Ａ）をもつ事業者が有利です。フレッツなどではＰＰＰｏＥマルチセッション機能を標準機能としてもっています。
マルチセッションの利点
個人・家庭用に限定します。利点としては次のことがあげられます。
- 障害時の予備
ＩＳＰ側の障害あるいは工事などのとき、他方のＩＳＰで代替できます。
どのＩＳＰと契約してもアクセス回線が同じなので、通信速度は同じですが、混雑時の緩和対策として帯域制限をかけることがあります。そのときの予備になります。 - 用途による使い分け
メールアドレスは、契約するＩＳＰからドメイン名が決まっているアドレスを与えられます。ビジネスとプライベートで異なるドメイン（ＩＳＰ）のメールアドレスが必要なことがあります。
ＩＳＰは、単にインターネットに接続するだけでなく、多様な付帯サービス（ＳＮＳやレンタルサーバなど）があります。その良いとこどりをすることができます。
反面、マルチセッションでは、ＩＳＰごとに利用料金が発生しますし、その環境設定は素人には面倒です（初期設定は契約業者が設定してくれますが）。さらに、上記の利点も代替手段が存在します。
そのため、マルチセッションは個人よりもビジネス環境で使われるのが通常です。
マルチホーミング（Multihoming）
マルチホーミングは、同一宛先に複数の経路を設定し、負荷を分散させて高速伝送したり、回線トラブルに対応する機能です。
マルチホーミングの目的と用途
複数のＩＳＰと契約して、複数のＩＰアドレスでインターネットに接続するのはマルチセッションと似ていますが、マルチホーミングは、異なるＩＳＰから異なる経路により同じ宛先と接続することが目的で、主にバックボーン回線に注目した技術です。
複数のＩＳＰを利用すれば複数の経路で伝送できるので、伝送時間が短くなるのは当然ですが、それ以外にも伝送時間の短縮に役立ちます。
一般的に送信先との間に、ルータなどの転送機器が少ないこと、その間が高速な回線であることが、伝送効率を高めますが、それらはＩＳＰがどのような回線を利用しているかにより異なりますし、状況により変化します。
そのため、そのときどきに合わせて負荷分散すれば、最適な伝送が得られます。
マルチホーミングは、次のようなときに用いられます。
- 少数の送信先との大量送受信
事業所間や関係会社など、非常に大量な情報を頻繁に伝送する場合、伝送時間の短縮と障害時の対策などに効果的です。 - 不特定送信先への大量送信
Ｗｅｂサイトが利用者からのダウンロード要求に応えるような場合です。多数に送信するためには、一つの送信時間を短くする必要があるだけでなく、送信先の場所が多様なので、経路を柔軟に選択する必要があります。
マルチホーミングの仕組み
ＡＳとは、ＩＳＰが属する地域あるいは回線網のグループで、全世界で一意の番号が付けられいます。
ＡＳ間を結ぶ経路制御をＢＧＰといい、その回線ＩＸでは、ＡＳ番号をＩＰアドレスのようにして、受信先のＩＰＳがいるＡＳを特定します。
また、負荷分散にはロードバランサ機能をもちいます。
リンクアグリゲーション（Link Aggregation）
直訳すれば「回線の集約化」ですが、マルチホーミングと同じような目的の方式です。その違いは、リンクアグリゲーションは１社のＩＳＰを複数回線の契約をすることです。
運用は便利ですが、ＩＳＰに障害が発生した場合、回線はすべて利用できなくなるリスクがあります。