この記事の要点

PPPoE (PPP over Ethernet) = PPP（電話線時代のダイヤルアップ用プロトコル）をイーサネット上で動かす仕組み 日本のフレッツ網経由の ISP 接続で長年使われてきた。ISP が払い出す ID/パスワードで認証 2 段階の動作: ① Discovery (PADI/PADO/PADR/PADS) で接続先決定 → ② Session (PPP) でデータ送受信 MTU は 1492 が一般的。Ethernet 1500 から PPPoE ヘッダ 8 バイトを引いた値 IPoE (IPv4 over IPv6 / v6 プラス等) への移行が進む。混雑時間帯の遅延を回避できる

PPPoE とは

PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet) は RFC 2516 で定義された、PPP プロトコルを Ethernet フレーム上で運ぶカプセル化方式です。元々の PPP は電話回線・ISDN・専用線向けに設計されたものですが、ADSL / 光ファイバ時代に「ユーザ認証・IP アドレス払い出し」の仕組みとして再利用されました。

日本では NTT 東日本/西日本のフレッツ網を経由して ISP に接続する標準的な方式として広く使われています。

PPPoE が必要な背景

必要な機能	素の Ethernet	PPP	PPPoE
ユーザ認証 (PAP/CHAP)	無し	あり	あり
動的 IP アドレス払い出し	DHCP 別途	IPCP	IPCP
セッション管理 (切断・接続)	無し	あり	あり
イーサ媒体で動く	○	×	○

動作フェーズ: Discovery と Session

[Discovery フェーズ] - 接続相手 (アクセスコンセントレータ) を探す
  Client                    BAS/AC (ISP 側)
    │ ── PADI (broadcast) ──→            ① 接続要求
    │ ←── PADO ──                       ② 応答 (利用可能なサーバ広告)
    │ ── PADR ──→                       ③ サーバ選択
    │ ←── PADS ──                       ④ Session ID 割当て
    │
[Session フェーズ] - PPP で通信
    │ ←── LCP Configure ──→             ⑤ リンク確立
    │ ←── 認証 (PAP/CHAP) ──→            ⑥ ID/Pass 検証
    │ ←── IPCP ──→                      ⑦ IP アドレス払い出し
    │ ←──── データ送受信 ────→           ⑧ 通常の IP 通信
    │
    │ ── PADT ──→                       ⑨ 終了 (切断)

PADI = PPPoE Active Discovery Initiation
PADO = PPPoE Active Discovery Offer
PADR = PPPoE Active Discovery Request
PADS = PPPoE Active Discovery Session-confirmation
PADT = PPPoE Active Discovery Terminate

MTU 1492 の謎

Ethernet の MTU は標準で 1500 バイトですが、PPPoE 環境では1492 バイトがよく使われます。これは以下のオーバーヘッドのためです:

[Ethernet フレーム ペイロード 1500]
+--------------------------------+
| PPPoE Header (6 bytes)         |  <- バージョン/タイプ/コード/セッションID/長さ
| PPP   Header (2 bytes)         |  <- プロトコル番号
| IP payload (max 1492 bytes)    |  <- ★ アプリのデータはここまで
+--------------------------------+

合計オーバーヘッド: 8 bytes
PPPoE 上の MTU = 1500 - 8 = 1492

これより大きな IP パケットを送ると、フラグメンテーション or DF=1 なら破棄
→ HTTPS が一部のサイトで「読み込みが途中で止まる」原因に

MSS Clamping (MSS の調整)

TCP の MSS (Maximum Segment Size) は MTU - 40 (IP 20 + TCP 20) で計算され、通常 1460。PPPoE では 1452（= 1492 - 40）に調整する必要があります。ルータ側で自動調整する機能が MSS Clamping:

! Cisco IOS でのインターフェース設定例
interface Dialer1
 mtu 1492
 ip tcp adjust-mss 1452       ← MSS Clamping

! Linux iptables
iptables -t mangle -A FORWARD -p tcp --tcp-flags SYN,RST SYN \
    -j TCPMSS --clamp-mss-to-pmtu

IPoE / IPv4 over IPv6 への移行

日本では夜間の 網終端装置 (NTE) 混雑により PPPoE 接続が遅くなる問題があり、近年はIPoE 方式（IPv6 ネイティブで IPv4 を内包する方式: v6 プラス、transix、IPv6 オプション など）への移行が推進されています:

項目	PPPoE	IPoE (v6 プラス等)
認証	ID/Pass による PPP 認証	回線情報で自動認証
終端装置	NTE (網終端装置) を経由	NTE をバイパス
混雑時の速度	遅くなりがち	安定
固定 IP	ISP プラン次第で可能	原則 動的 (オプションで可)
対応ルータ	ほぼ全機種	v6 プラス対応など制限あり
ポート開放	自由	共有 IP の制約あり

OS / ルータ別の PPPoE 設定

Linux (rp-pppoe)

# Debian/Ubuntu
sudo apt install pppoeconf
sudo pppoeconf                       # 対話的に設定

# 直接設定ファイル (/etc/ppp/peers/dsl-provider)
plugin rp-pppoe.so
nic-eth0                              # WAN 側 NIC
user "user@isp.example.jp"
password "your_password"
mtu 1492
mru 1492
defaultroute
persist
maxfail 0

# 接続
sudo pon dsl-provider
# 切断
sudo poff

Windows 10/11

1. 設定 → ネットワークとインターネット → ダイヤルアップ
2. 「新しい接続を設定する」
3. 「インターネットに接続します」 → 「ブロードバンド (PPPoE)」
4. ユーザー名 / パスワード / 接続名を入力
5. 接続

! 既存接続の MTU 変更 (管理者 PowerShell)
netsh interface ipv4 show subinterfaces
netsh interface ipv4 set subinterface "接続名" mtu=1454 store=persistent

家庭用ルータ (例: NEC Aterm)

1. http://aterm.me/ にアクセス
2. 「動作モード」を「PPPoE ルータ」に変更
3. 「PPPoE 接続設定」
   - 接続先名: ISP 名
   - ユーザー ID: xxxxxx@isp.example.jp
   - パスワード: ********
4. MTU 値: 1454 (一部 ISP) または 1492
5. 保存して再起動

PPP 認証方式: PAP と CHAP

方式	仕組み	セキュリティ
PAP (Password Authentication Protocol)	ID/Pass を平文で送る	低 (盗聴で漏洩)
CHAP (Challenge Handshake AP)	チャレンジ文字列に対するMD5 ハッシュで応答	高 (パスワード自体は流れない)
MS-CHAP v2	CHAP を強化、相互認証	高

現代の ISP はほぼ CHAP / MS-CHAP v2 を使います。物理層が暗号化されていない PPPoE では PAP は避けるべきです。

FAQ

Q: 接続できるが特定サイトだけ開けない
A: MTU/MSS のミスマッチが原因。MTU を 1492 → 1454 や 1438 に下げる、または MSS Clamping を有効化する。

Q: 認証エラー (Authentication failed) が出る
A: ID の @isp.example.jp 部分（レルム）を含めて入力しているか確認。ISP によって不要な場合もある。

Q: PPPoE は IPv6 では使う？
A: 規格上は PPPoEv6 (PPP の IPv6CP) もあるが、現在は IPoE / DHCPv6-PD の方が一般的。