Windows Vista のネットワーク テクノロジ

コンピューティングの 分野では、MicrosoftのWindows VistaとWindows Server 2008が2007/2008年に次世代TCP/IPスタック^[1]と呼ばれる新しいネットワークスタックを導入し、 以前のスタックをいくつかの点で改善しました。^{[2]このスタックには、} IPv6のネイティブ実装と、IPv4の完全なオーバーホールが含まれています。新しいTCP/IPスタックは、より動的な制御を可能にし、設定の変更後にコンピュータを再起動する必要のない、構成設定を保存する新しい方法を使用します。デュアルスタックモデルとして実装された新しいスタックは、強力なホストモデルに依存し、動的に挿入および削除できるより多くのモジュールコンポーネントを有効にするインフラストラクチャを備えています。

次世代 TCP/IP スタックは、ネットワーク ドライバー インターフェイス仕様(NDIS) ドライバーを介してNICに接続します。 に実装されているネットワーク スタックは、TCP/IP モデルのトランスポート層、ネットワーク層、およびデータ リンク層を実装します。トランスポート層には、 TCP、UDP、およびフォーマットされていない RAWプロトコルの実装が含まれます。ネットワーク層では、IPv4およびIPv6プロトコルがデュアル スタックアーキテクチャで実装されています。データ リンク層 (フレーミング層とも呼ばれる)は、 802.3、802.1、PPP、ループバック、およびトンネリング プロトコルを実装します。各層はWindows フィルタリング プラットフォーム(WFP) シムに対応でき、これにより、その層のパケットをイントロスペクトできるほか、WFP コールアウト API をホストできます。ネットワークAPI は、次の3 つのコンポーネントを介して公開されます。^[1]tcpip.sys

ウィンソック

ソケットとポートを使用してネットワーク通信を抽象化するユーザー モード API 。データグラムソケットはUDPに使用され、ストリーム ソケットはTCPに使用されます。Winsockはユーザー モード ライブラリですが、特定の機能を実装するために補助機能ドライバー(AFD) と呼ばれるカーネル モードドライバーを使用します。

Winsock カーネル (WSK)

Winsockと同じソケットとポートの抽象化を提供し、 I/O 要求パケットを使用した非同期 I/Oなどの他の機能も公開するカーネルモード API。

トランスポート ドライバー インターフェイス(TDI)

NetBIOSなどのレガシー プロトコルに使用できるカーネルモード API。TDI機能をネットワーク スタックにマップするためのTDXと呼ばれるコンポーネントが含まれています。

ネットワーク接続の構成、トラブルシューティング、および操作のためのユーザー インターフェイスも、以前のバージョンの Windows から大幅に変更されました。ユーザーは、新しい「ネットワークと共有センター」を使用して、ネットワーク接続の状態を確認し、構成のあらゆる側面にアクセスできます。通知領域 (システム トレイ) の 1 つのアイコンは、有線または無線を問わず、すべてのネットワーク アダプタを介した接続を表します。ネットワークは、 Windows XP の「マイ ネットワーク」に代わるネットワーク エクスプローラを使用して参照できます。ネットワーク エクスプローラの項目は、スキャナなどの共有デバイスやファイル共有にすることができます。ネットワーク ロケーション認識(NLA) サービスは、各ネットワークを一意に識別し、ネットワークの属性と接続タイプを公開して、アプリケーションが最適なネットワーク構成を判断できるようにします。ただし、アプリケーションは、ネットワーク接続の変更を認識し、それに応じて適応するために、NLA API を明示的に使用する必要があります。Windows Vista は、リンク層トポロジ検出(LLTD) プロトコルを使用して、ネットワーク マップとして、さまざまなデバイスがネットワーク経由でどのように接続されているかをグラフィカルに表示します。さらに、ネットワーク マップはLLTD を使用して接続情報とメディア タイプ (有線または無線) を判別し、マップがトポロジ的に正確になるようにします。ネットワーク トポロジを把握する機能は、ネットワークの問題を診断して解決したり、ネットワーク接続を介してコンテンツをストリーミングしたりするために重要です。どのデバイスでも LLTD を実装して、デバイスを表すアイコンとともにネットワーク マップに表示することができ、ユーザーはデバイスのユーザー インターフェイスにワンクリックでアクセスできます。LLTD が呼び出されると、 MAC アドレス、IPv4/IPv6 アドレス、信号強度など の静的または状態情報を含むデバイスに関するメタデータが提供されます。

Windows Vista は、接続先のネットワークをパブリック、プライベート、またはドメインに分類し、ネットワーク ロケーション認識を使用してネットワークの種類を切り替えます。ネットワークの種類によって、ファイアウォール ポリシーは異なります。パブリック ワイヤレス ネットワークなどのオープン ネットワークはパブリックに分類され、すべてのネットワーク設定の中で最も制限が厳しくなります。このモードでは、ネットワーク上の他のコンピュータは信頼されず、ファイルやプリンタの共有など、コンピュータへの外部アクセスは無効になります。ホーム ネットワークはプライベートに分類され、コンピュータ間でのファイル共有が可能になります。コンピュータがドメインに参加している場合、ネットワークはドメインネットワークに分類されます。このようなネットワークでは、ポリシーはドメイン コントローラによって設定されます。ネットワークに初めて接続すると、Windows Vista は正しいネットワークの種類を選択するように求めます。その後のネットワークへの接続では、サービスを使用して、どのネットワークが接続されているかに関する情報を取得し、接続されたネットワークのネットワーク構成に自動的に切り替えます。Windows Vista では、ネットワーク プロファイルの概念が導入されています。各ネットワークについて、システムはIP アドレス、DNS サーバー、プロキシ サーバー、およびネットワークに固有のその他のネットワーク機能をそのネットワークのプロファイルに保存します。そのため、その後そのネットワークに接続するときには、設定を再構成する必要はなく、プロファイルに保存されている設定が使用されます。モバイル マシンの場合、ネットワーク プロファイルは、使用可能なネットワークに基づいて自動的に選択されます。各プロファイルは、パブリック、プライベート、またはドメインネットワークの一部です。

Windows Vista のネットワーク スタックは、 IPv4とIPv6 の実装が共通のトランスポート層とフレーミング層を共有するデュアルインターネット プロトコル(IP) 層アーキテクチャをサポートしています。Windows Vista には、IPv4 と IPv6 の両方のプロパティを構成するためのGUIが用意されています。IPv6は、すべてのネットワーク コンポーネントとサービスでサポートされるようになりました。Windows Vista の DNS クライアントは、IPv6 トランスポートを使用できます。Windows Vista の Internet Explorer および WinINet を使用するその他のアプリケーション (Windows メール、ファイル共有) は、リテラル IPv6 アドレス ( RFC  2732) をサポートしています。Windows ファイアウォールと IPsec ポリシー スナップインは、許容される文字列として IPv6 アドレスをサポートしています。IPv6 モードでは、Windows Vista は、RFC 4795で説明されているように、リンク ローカル マルチキャスト名前解決(LLMNR) プロトコルを使用して、 DNS サーバーが実行されて いないネットワーク上のローカル ホストの名前を解決できます。このサービスは、中央管理サーバーのないネットワークや、アドホック ワイヤレス ネットワークに役立ちます。IPv6 は、PPPベースのダイヤルアップ接続やPPPoE接続でも使用できます。 Windows Vista は、IPv6 経由のファイル共有または DCOM のクライアント/サーバーとしても機能します。IPv6で使用できるDHCPv6のサポートも含まれています。完全なネイティブ IPv6 接続が利用できない場合でも、 Teredo トンネリングを使用して IPv6 を使用できます。これにより、ほとんどの IPv4 対称ネットワーク アドレス変換(NAT) も通過できます。MLDv2およびSSMプロトコルを介して、マルチキャストも完全にサポートされています。IPv6 インターフェイス ID は、NIC 製造元の既知の会社 ID に基づいて MAC アドレスが決定されるのを防ぐため、永続的に自動構成された IPv6 アドレスに対してランダムに生成されます。

ワイヤレス ネットワークのサポートは、 Native Wifiと呼ばれる新しい API セットとしてネットワーク スタック自体に組み込まれており、以前のバージョンの Windows の場合のように有線接続をエミュレートしません。これにより、より大きなフレーム サイズや最適化されたエラー回復手順などのワイヤレス固有の機能を実装できます。 Native Wifi は、Windows XP のWireless Zero Configurationに代わる Auto Configuration Module (ACM) によって公開されます。 ACM は拡張可能であるため、開発者は追加のワイヤレス機能 (自動ワイヤレス ローミングなど) を組み込み、組み込みのフレームワークに影響を与えることなく自動構成と接続ロジックをオーバーライドできます。 範囲内のワイヤレス ネットワークを見つけて、どのネットワークがオープンでどのネットワークがクローズされているかを判断することが容易になります。 名前 ( SSID ) をアドバタイズしない非表示のワイヤレス ネットワークのサポートが向上しました。 802.11i などの新しいワイヤレス標準のサポートが改善され、ワイヤレス ネットワークのセキュリティが向上しました。EAP - TLSはデフォルトの認証モードです。接続は、ワイヤレス アクセス ポイントでサポートされている最も安全な接続レベルで行われます。WPA2 はアドホック モードでも使用できます。 Windows Vista には、接続を失うことなくユーザーがアクセス ポイント間を移動できる高速ローミングサービスも用意されています。新しいワイヤレス アクセス ポイントの事前認証を使用して、接続を維持できます。ワイヤレス ネットワークは、GUI 内の[ネットワークに接続] ダイアログボックスまたはシェルのnetsh wlanコマンドから管理されます。ワイヤレス ネットワークの設定は、グループ ポリシーを使用して構成することもできます。

Windows Vista では、ワイヤレス ネットワーク経由でドメインに参加する際のセキュリティが強化されています。シングル サインオンを使用すると、ワイヤレス ネットワークとネットワーク内に格納されているドメインの両方に同じ資格情報を使用して参加できます。この場合、ネットワークに参加するためのPEAP認証とドメインにログインするためのMS-CHAP v2認証の両方に同じRADIUSサーバーが使用されます。ワイヤレス クライアントでブートストラップ ワイヤレス プロファイルを作成することもできます。このプロファイルは、最初にコンピューターをワイヤレス ネットワークに対して認証し、ネットワークに参加します。この段階では、コンピューターはまだドメイン リソースにアクセスできません。コンピューターは、システムまたは USB サム ドライブに保存されているスクリプトを実行し、ドメインに対して認証します。認証は、ユーザー名とパスワードの組み合わせ、またはVeriSignなどの公開キー インフラストラクチャ(PKI) ベンダーのセキュリティ証明書を使用して行うことができます。

Windows Vista には、Wi-Fi Protected Setup標準でサポートされているいくつかの方法を使用してワイヤレス ネットワークをセットアップできるWindows Connect Now機能があります。ネイティブ コード API である Web Services for Devices (WSDAPI) を実装して、Devices Profile for Web Services (DPWS) をサポートするほか、 WCFのマネージ コード実装も実装しています。DPWS は、UPnP のようにデバイスの検出を簡単にし、それらのクライアントに利用可能なサービスを説明します。Function Discoveryは、アプリケーションとデバイス間の抽象化レイヤーとして機能する新しいテクノロジで、アプリケーションは、バスの種類や接続の性質ではなく、デバイスの機能を参照してデバイスを検出できます。プラグ アンド プレイ拡張機能 (PnP-X) を使用すると、ネットワークに接続されたデバイスを、物理的に接続された Windows 内のローカル デバイスとして表示できます。UPnPサポートも拡張され、 PnP -XおよびFunction Discoveryとの統合も含まれるようになりました。

Windows Vista のネットワーク スタックでは、ワイヤレス ネットワークなどのパケット損失が多い環境を使用する場合に、パケット損失からの回復を高速化することでスループットを向上させるパフォーマンス最適化もいくつか使用されています。Windows Vista では、NewReno ( RFC  2582) アルゴリズムが使用されています。このアルゴリズムでは、送信側が部分的な確認応答 (受信側から受信したデータの一部のみの確認応答) を受け取った場合に再試行しながら、より多くのデータを送信できます。また、選択的確認応答 ( SACK ) を使用して、送信したデータの一部が正しく受信されなかった場合に再送するデータの量を減らし、Forward RTO-Recovery (F-RTO) を使用して、ラウンド トリップ時間が長くなった場合に TCP セグメントの不要な再送を防止します。また、 IPv4 と IPv6 の両方で近隣ノードのアクセス可能性を追跡する近隣ノード到達不能検出機能も含まれています。これにより、近隣ノードに障害が発生した場合でも、より高速なエラー回復が可能になります。 Windows Vista で導入されたNDIS 6.0 は、IPv6 トラフィックのオフロードと IPv6 のチェックサム計算、NDIS ミニポートの複雑さの軽減による管理性、スケーラビリティ、パフォーマンスの向上、および軽量フィルター ドライバー(LWF) の記述モデルの簡素化をサポートしています。LWF ドライバーは、NDIS 中間ドライバーとミニポート ドライバーの組み合わせで、別のプロトコルとミニポートを記述する必要がなくなり、バイパス モードを使用して選択した制御パスとデータ パスのみを検査できます。TCP /IPスタックは、以前に検出された使用不可のゲートウェイを介して TCP トラフィックの送信を定期的に試行することで、デフォルト ゲートウェイの変更に対するフェールバック サポートも提供します。これにより、サブネット上のプライマリ デフォルト ゲートウェイを介してトラフィックを送信することで、スループットを高速化できます。

ネットワーク スループットの向上を目的としたもう 1 つの重要な変更は、TCP受信ウィンドウの自動サイズ変更です。受信ウィンドウ ( RWIN ) は、ホストが受信する準備ができているデータの量を指定し、使用可能なバッファ スペースなどによって制限されます。言い換えると、これは、未処理データに対する確認応答が必要になる前にリモート送信機が送信できるデータ量の尺度です。受信ウィンドウが小さすぎると、リモート送信機は、より多くのデータを送信するための十分な帯域幅があるにもかかわらず、送信できる未処理データの量の限界に達していることに頻繁に気付きます。これにより、リンクが不完全に利用されます。したがって、このような状況では、より大きなRWINサイズを使用するとスループットが向上します。自動調整 RWIN は、リンクの帯域幅で許容される限りスループット レートを高く保とうとします。受信ウィンドウの自動調整機能は、TCP 接続の帯域幅と遅延を継続的に個別に監視し、各接続の受信ウィンドウを最適化します。高帯域幅 (~5 Mbit/s+) または高遅延(>10 ms) の状況では、ウィンドウ サイズが大きくなります。

従来の TCP 実装では、 TCP スロー スタートアルゴリズムを使用して、受信側 (または中間ノード) を詰まらせることなくどのくらいの速度で送信できるかを検出します。簡単に言うと、少数のパケットを送信することで、送信を低速で開始するように指定します。この数は輻輳ウィンドウによって制御されます。輻輳ウィンドウは、送信されたが受信側から受信確認がまだ受信されていない未処理のパケットの数を指定します。確認が受信されると、輻輳ウィンドウが拡張され、確認が到着しなくなるまで、一度に 1 つの TCP セグメントが拡張されます。その後、送信者は、その瞬間の輻輳ウィンドウ サイズではネットワークが輻輳していると想定します。ただし、高帯域幅のネットワークでは、輻輳が停止することなく、かなり大きな輻輳ウィンドウを維持できます。スロー スタート アルゴリズムでは、そのしきい値に達するまでにかなりの時間がかかる可能性があり、ネットワークがかなり長い間十分に活用されないままになります。

新しい TCP/IP スタックは、ネットワーク輻輳によるスループットの低下を可能な限り低く抑えるために、明示的輻輳通知(ECN) もサポートしています。ECN がないと、バッファがいっぱいになると、一部のルータによって TCP メッセージ セグメントがドロップされます。ホストは、パケットがドロップされ始めるまで、輻輳が発生していることを通知されません。送信側は、セグメントが宛先に到達しなかったことを検出しますが、輻輳しているルータからのフィードバックがないため、送信速度をどの程度下げる必要があるかの情報がありません。標準の TCP 実装では、受信側からの確認応答を待ってタイムアウトすると、このドロップを検出します。次に、送信側は、輻輳ウィンドウのサイズを縮小します。輻輳ウィンドウは、一度に転送されるデータ量の制限です。複数のパケットがドロップされると、輻輳ウィンドウが TCP の最大セグメント サイズにリセットされ、TCP スロー スタートが発生することもあります。指数バックオフと加算のみの増加によって、安定したネットワーク動作が生成され、ルータが輻輳から回復できるようになります。ただし、パケットのドロップは、ドロップが認識されて再送信されるまでに時間がかかるため、ストリーミング メディアなどの時間に敏感なストリームに顕著な影響を及ぼします。ECN サポートを有効にすると、ルータはデータ パケットに 2 つのビットを設定し、受信側に輻輳が発生している (ただし、まだ完全には詰まっていない) ことを示します。受信側は、ルータが輻輳に直面していることを送信側に知らせ、送信側は送信速度をいくらか下げます。ルータがまだ輻輳している場合は、ビットを再度設定し、最終的に送信側はさらに速度を落とします。この方法の利点は、ルータがパケットをドロップするほどいっぱいにならないため、送信側は送信速度を大幅に下げて時間に敏感なストリームに深刻な遅延を引き起こす必要がなく、帯域幅が極端に不足するリスクもありません。ECN がない場合、ルータがホストに何かを通知できる唯一の方法は、パケットをドロップすることです。ECN は、パケットがドロップされるのではなくマークされる点を除けば、ランダム早期ドロップに似ています。唯一の注意点は、送信側と受信側の両方、およびすべての中間ルーターが ECN 対応でなければならないことです。途中のルーターは、ECN マークの付いたパケットを無効と見なしてドロップすることで、ECN の使用を阻止できます (または、より一般的には、ECN フラグが設定された接続セットアップ パケットをドロップするネットワーク機器が原因で、接続セットアップ全体が失敗します)。ECN を認識しないルーターは、通常どおりパケットをドロップできますが、インターネットには ECN に敵対的なネットワーク機器もいくつかあります。このため、ECN はデフォルトで無効になっています。コマンドを使用して有効にすることができます。^[3]netsh interface tcp set global ecncapability=enabled

以前のバージョンの Windows では、1 つのネットワーク インターフェイスを介してデータを受信または転送するために必要なすべての処理は、マルチ プロセッサ システムであっても、1 つのプロセッサによって実行されていました。サポートされているネットワーク インターフェイス アダプタを使用すると、Windows Vista は、ネットワーク通信におけるトラフィック処理のジョブを複数のプロセッサに分散できます。この機能は、受信側スケーリングと呼ばれます。Windows Vista は、特定のハードウェア アクセラレーションされた TCP/IP 関連機能を備えたTCP オフロード エンジンを備えたネットワーク カードもサポートしています。Windows Vista は、 TCP Chimney オフロードシステムを使用して、TCP で必要なフレーミング、ルーティング、エラー訂正、確認応答、再送信のジョブをそのようなカードにオフロードします。ただし、アプリケーションの互換性のために、TCP データ転送機能のみが NIC にオフロードされ、TCP 接続のセットアップはオフロードされません。これにより、CPU の負荷がいくらか軽減されます。IPv4 と IPv6 の両方のトラフィック処理をオフロードできます。Windows Vista は NetDMA もサポートしています。NetDMA は DMA エンジンを使用して、ネットワーク カードのデータ バッファーとアプリケーション バッファー間でデータを移動する手間からプロセッサを解放します。Intel I/O アクセラレーションなどの特定のハードウェア DMA アーキテクチャを有効にする必要があります。

複合TCPは、すべてのアプリケーションでネットワークパフォーマンスを向上させることを目的とした、修正されたTCP輻輳回避アルゴリズムです。Windows VistaのService Pack 1以前のバージョンではデフォルトで有効になっていませんが、SP1およびWindows Server 2008では有効になっています。これは、 TCP VegasおよびTCP New Renoから借用した、輻輳ウィンドウを変更する別のアルゴリズムを使用します。受信確認ごとに、輻輳ウィンドウをより積極的に増加させるため、ピークスループットに非常に早く到達し、全体的なスループットが向上します。^[4]

Windows Vista のネットワーク スタックには、ネットワーク トラフィックの優先順位付けを行うための、ポリシー ベースの統合されたサービス品質(QoS) 機能が含まれています。サービス品質を使用すると、特定のアプリケーションまたはユーザーが使用できる帯域幅を調整して、それらのユーザーによるネットワーク使用を管理できます。また、リアルタイム会議アプリケーションなどの優先度の高いアプリケーションの実行中に、他のアプリケーションによる帯域幅の使用を制限して、必要な帯域幅を確保することもできます。トラフィック調整を使用すると、大量のデータ転送操作によって使用可能な帯域幅がすべて使用されるのを防ぐこともできます。QoS ポリシーは、アプリケーションの実行可能ファイル名、フォルダー パス、送信元と送信先の IPv4 または IPv6 アドレス、送信元と送信先の TCP または UDP ポート、またはポートの範囲によって制限できます。Windows Vista では、ネットワーク レイヤーで任意のアプリケーションに QoS ポリシーを適用できるため、QoS API を使用するアプリケーションを QoS 対応に書き直す必要がありません。 QoSポリシーは、マシンごとに設定することも、Active Directory グループポリシーオブジェクトによって設定することもできます。これにより、Active Directoryコンテナ（ドメイン、サイト、または組織単位）^[5]に接続されているすべてのWindows Vistaクライアントがポリシー設定を適用するようになります。

Windows Vista は、Wi-Fi Alliance認定のワイヤレス ネットワークにおける QoS 用のワイヤレス マルチメディア(WMM) プロファイル クラスをサポートしています。BG (バックグラウンド データ用)、BE (ベスト エフォート非リアルタイム データ用)、VI (リアルタイム ビデオ用)、VO (リアルタイム音声データ用)。^[6]ワイヤレス アクセス ポイントとワイヤレス NIC の両方が WMM プロファイルをサポートしている場合、Windows Vista は送信されたデータに対して優先的な処理を提供できます。

Windows VistaにはqWave ( Quality Windows Audio/Video Experience )と呼ばれる特殊なQoS APIが含まれています^[7]。これは、オーディオやビデオストリームなどの時間依存のマルチメディアデータ用に事前構成されたサービス品質モジュールです。qWaveは、リアルタイムフロー(マルチメディアパケットなど)とベストエフォートフロー(ファイルのダウンロードや電子メールなど)に異なるパケット優先順位スキームを使用して、リアルタイムデータの遅延を可能な限り少なくし、他のデータパケットに高品質のチャネルを提供します。

qWave は、無線ネットワーク内でマルチメディア ネットワークのリアルタイム転送を保証することを目的としています。qWave は、複数の同時マルチメディアとデータ ストリームをサポートします。無線ネットワークの帯域幅は常に変動するため、qWave はRSVPが提供する帯域幅予約方式のみに依存してQoS 保証を提供するわけではありません。そのため、qWave は継続的な帯域幅監視を使用してサービス保証を実装します。^[7]

アプリケーションは、サービスを使用するためにqWave API を明示的に使用する必要があります。マルチメディア アプリケーションが qWave に新しいメディア ストリームを開始するように要求すると、qWave はRSVP を使用して帯域幅を予約しようとします。同時に、QoS プローブを使用して、ネットワークにストリームをサポートするのに十分な帯域幅があることを確認します。条件が満たされると、ストリームは許可され、他のアプリケーションがその帯域幅を消費しないように優先順位が付けられます。ただし、環境要因がワイヤレス信号の受信に影響を与える可能性があり、他のストリームが予約された帯域幅にアクセスできない場合でも、帯域幅が減少する可能性があります。このため、qWave は使用可能な帯域幅を継続的に監視し、帯域幅が減少するとアプリケーションに通知してフィードバック ループを作成し、ストリームを低い帯域幅の範囲に適応させることができます。使用可能な帯域幅が増えると、qWave は自動的にそれを予約し、アプリケーションに改善を通知します。^[7]

ネットワークの品質を調査するために、プローブ パケットがソースに送信され、そのパスの統計 (ラウンド トリップ時間、損失、遅延ジッターなど) が分析され、結果がキャッシュされます。プローブは、キャッシュを更新するために、特定の時間間隔で繰り返されます。ストリームが要求されるたびに、キャッシュが参照されます。qWave は、デバイス間でも複数の同時ストリームの作成をシリアル化するため、1 つのストリームに対して送信されたプローブが他のストリームに干渉されることはありません。qWave は、クライアント側のバッファーを使用して、ネットワークの最も遅い部分の範囲内で伝送速度を維持します。これにより、アクセス ポイント バッファーが圧倒されず、パケット損失が削減されます。^[7]

qWave は、マルチメディア ストリームのソースとシンク (クライアント) の両方が qWave に対応している場合に最もよく機能します。また、ワイヤレス アクセス ポイント(AP) は QoS 対応で、帯域幅の予約をサポートしている必要があります。QoS 対応 AP がなくても機能しますが、この場合、qWave は帯域幅を予約できないため、利用可能な帯域幅に基づいてストリームを適応させるにはアプリケーションに依存する必要があります。これは、ネットワークの状態だけでなく、ネットワーク内の他のデータにも影響されます。qWave は、Windows Rallyテクノロジの一部として他のデバイスでも利用できます。^[7]

ネットワーク経由でデータを転送する際のセキュリティを強化するために、Windows Vista では、データの難読化に使用される暗号化アルゴリズムが強化されています。256 ビット、384 ビット、512 ビットの楕円曲線 Diffie-Hellman (ECDH) アルゴリズムのサポート、および 128 ビット、192 ビット、256 ビットのAdvanced Encryption Standard (AES) のサポートが、ネットワーク スタック自体に含まれています。新しいWinsock API でSSL接続が直接サポートされているため、ソケット アプリケーションは、セキュリティで保護された接続をサポートするためにコードを追加しなくても、ネットワーク経由のトラフィックのセキュリティを直接制御できます (トラフィックのセキュリティ ポリシーと要件の提供、セキュリティ設定の照会など)。Windows Vista を実行するコンピューターは、Active Directoryドメイン内の論理的に分離されたネットワークの一部にすることができます。同じ論理ネットワーク パーティション内にあるコンピューターだけが、ドメイン内のリソースにアクセスできます。他のシステムが物理的に同じネットワーク上にある場合でも、同じ論理パーティション内にない限り、パーティション化されたリソースにアクセスすることはできません。システムは複数のネットワーク パーティションの一部である場合があります。

Windows Vistaには、802.1XやPPPなどの一般的に使用される保護されたネットワークアクセステクノロジの認証方法の拡張性を提供する拡張認証プロトコルホスト（EAPHost）フレームワークも含まれています。 ^[8]これにより、ネットワークベンダーはEAPメソッドと呼ばれる新しい認証方法を開発し、簡単にインストールできます。

新しいTCP/IPスイートに計画されていた「ルーティングコンパートメント」と呼ばれる機能は、ユーザーごとのルーティングテーブルを利用し、ユーザーのニーズに応じてネットワークを区画化し、あるセグメントのデータが別のセグメントに入らないようにする。ただし、この機能はWindows Vistaのリリース前に削除され、Windowsの将来のリリースに含まれる予定である。^[9]

Windows Vista では、ネットワーク アクセス保護(NAP)も導入されています。これは、ネットワークに接続するコンピュータが、ネットワーク管理者によって設定されたシステム正常性の必要なレベルに準拠していることを確認します。ネットワークで NAP が有効になっていると、Windows Vista コンピュータがネットワークに参加しようとすると、コンピュータがセキュリティ更新プログラム、ウイルス シグネチャ、およびネットワーク管理者によって指定されたIPsecおよび802.1x認証設定の構成などの他の要素について最新の状態であることが検証されます。基準が満たされた場合にのみ、ネットワークへの完全なアクセスが許可されます。基準が満たされない場合は、ネットワークへのアクセスが拒否されるか、特定のリソースへの制限付きアクセスのみが許可されます。オプションで、最新の更新プログラムを提供するサーバーへのアクセスを許可することもできます。更新プログラムがインストールされると、コンピュータはネットワークへのアクセスを許可されます。ただし、Windows Vista は NAP クライアント、つまり NAP 対応ネットワークに接続するクライアント コンピュータにしかなれません。正常性ポリシーおよび検証サーバーは、Windows Server 2008 を実行している必要があります。

IPsec 構成は、矛盾するルールを防止し、認証ファイアウォールとともに簡素化された構成を提供するために、高度なセキュリティスナップインとnetsh advfirewallコマンドライン ツールを備えた Windows ファイアウォールに完全に統合されました。ドメイン、パブリック、プライベート プロファイル、送信元および送信先 IP アドレス、IP アドレス範囲、送信元および送信先 TCP および UDP ポート、すべてのポートまたは複数のポート、特定の種類のインターフェイス、種類およびコード別の ICMP および ICMPv6 トラフィック、サービス、エッジ トラバーサル、IPsec 保護状態、およびActive Directoryアカウントに基づく指定されたユーザーとコンピューターなど、高度なファイアウォール フィルタリング ルール (例外) と IPsec ポリシーを設定できます。

Windows Vista より前では、多くのシナリオで IPsec ポリシー構成を設定および維持するには、保護用の一連のルールとトラフィック免除用の別の一連のルールを設定する必要がありました。Windows Vista の IPsec ノードは、保護された通信を同時にネゴシエートしながら通信し、応答を受信して​​ネゴシエーションが完了すると、後続の通信が保護されます。これにより、IPsec をサポートしていない、またはサポートできないホストのセットに対して免除用の IPsec フィルターを設定する必要がなくなり、必須の保護された受信開始通信とオプションの送信通信を設定できます。また、IPsec を使用すると、ドメイン コントローラーとメンバー コンピューター間のトラフィックをセキュリティで保護しながら、ドメイン参加やその他の通信タイプに対してクリア テキストを許可できます。NTLM v2 を使用し、ドメイン コントローラーとメンバー コンピューターの両方がそれぞれ Windows Server 2008 と Windows Vista を実行している場合は、IPsec で保護されたドメイン参加が許可されます。

IPsec は、IPv6、AuthIP (2 回目の認証が可能)、正常性証明書による認証のためのNAPとの統合、失敗した IPsec ネゴシエーションに対するネットワーク診断フレームワークのサポート、新しい IPsec パフォーマンス カウンター、クラスター ノード障害の検出の改善、セキュリティ アソシエーションの再ネゴシエーションの高速化を完全にサポートしています。メイン モード ネゴシエーション用の強力なアルゴリズム (より強力な DH アルゴリズムと Suite B) と、データの整合性と暗号化 (CBC を使用した AES、AES-GMAC、SHA-256、AES-GCM) がサポートされています。

ネットワークの問題を診断するユーザーを支援する機能は、主要な新しいネットワーク機能になると予想されています。TCP管理情報ベース(MIB)-II のサポートや、システム イベントのログ記録とトレースの向上など、有線および無線ネットワークの両方のランタイム診断が広範にサポートされています。Vista TCP/IP スタックは、TCP の拡張パフォーマンス統計を定義し、ネットワーク パフォーマンスのボトルネックの原因を突き止めるのに役立つ ESTATS もサポートしています。Windows Vista は、IP アドレスの誤り、DNS およびデフォルト ゲートウェイの設定の誤り、ゲートウェイの障害、使用中またはブロックされているポート、受信側の準備ができていない、DHCP サービスが実行されていない、NetBIOS over TCP/IP の名前解決の障害など、ネットワーク伝送障害のほとんどの原因をユーザーに通知できます。伝送エラーも徹底的にログに記録されるため、これを分析してエラーの原因をより適切に特定できます。Windows Vista は、ユニバーサル プラグ アンド プレイなどのテクノロジを使用して、ホスト コンピュータが属するネットワーク トポロジをより適切に認識します。この新しいネットワーク認識テクノロジにより、Windows Vista は、ネットワークの問題の修正をユーザーに支援したり、認識されたネットワーク構成のグラフィカル ビューを提供したりできます。

Windows Vista ネットワーク スタックには、Windows フィルタリング プラットフォーム^[10]が含まれており、外部アプリケーションがネットワーク サブシステムのパケット処理パイプラインにアクセスしてフックすることができます。WFP を使用すると、TCP/IP プロトコル スタックの複数の層で、受信パケットと送信パケットをフィルタリング、分析、または変更できます。WFP には組み込みのフィルタリング エンジンがあるため、アプリケーションはカスタム エンジンを作成する必要はなく、エンジンが使用するカスタム ロジックを提供するだけで済みます。WFP には、フィルタ要求を実装する基本フィルタリング エンジンが含まれています。次に、パケットは汎用フィルタリング エンジンを使用して処理されます。汎用フィルタリング エンジンには、カスタム処理ロジックを提供するアプリケーションをフックできるコールアウト モジュールも含まれています。WFP は、マルウェアのパケット検査、ファイアウォールなどでの選択的なパケット制限、カスタム暗号化システムの提供などに使用できます。最初のリリースでは、WFP はメモリ リークや競合状態などのバグに悩まされていました。^[11]

Windows VistaのWindowsファイアウォールはWFPを通じて実装されています。[ 12 ^]

Windows Vista には、新しい API とプロトコルの導入により、重要なピアツーピアサポートが含まれています。ピア名解決プロトコル(PNRP v2) の新しいバージョン、および一連のピア分散ルーティング テーブル、ピア グラフ作成、ピア グループ化、ピア命名、およびピア ID 管理 API が導入されています。新しいピアツーピア サブシステムを使用して連絡先を作成および管理できます。サーバーレス プレゼンスにより、ユーザーはリアルタイムのプレゼンス情報を管理し、サブネットまたはインターネット上の他の登録済みユーザーのプレゼンスを追跡できます。新しいPeople Near Meサービスにより、同じサブネット上の連絡先の検出と管理が可能になり、Windows 連絡先を使用して連絡先情報を管理および保存できます。新しい機能により、ピアは集中サーバーを使用せずに他のピアにアプリケーション招待を送信できます (アドホック コラボレーションもサポートされています)。Windowsミーティング スペースは、このようなアプリケーションの例です。

PNRP では、グラフと呼ばれるオーバーレイ ネットワークを作成することもできます。オーバーレイ ネットワーク内の各ピアは、グラフ内のノードに対応します。グラフ内のすべてのノードは、ネットワーク全体の機能に責任を負う簿記情報を共有します。たとえば、分散リソース管理ネットワークでは、どのノードがどのリソースを共有する必要があるかなどです。このような情報は、レコードとして共有され、グラフ内のすべてのピアにフラッディングされます。各ピアは、レコードをローカル データベースに格納します。レコードは、ヘッダーと本体で構成されます。本体には、API を使用しているアプリケーションに固有のデータが含まれます。ヘッダーには、作成者とバージョン情報に加えて、 XML を使用してシリアル化された名前と値のペアとして本体のデータを表すメタデータが含まれます。また、高速検索のために、本体データのインデックスを含めることもできます。ノードは、グラフ全体と共有する必要のない通信のために、他のノードに直接接続することもできます。API では、グラフ内のすべてのノードまたはノードのサブセットで構成される、グループと呼ばれる安全なオーバーレイ ネットワークを作成することもできます。グループはグラフとは異なり、複数のアプリケーションで共有できます。グループ内のすべてのピアは、一意の名前で識別可能で、PNRPを使用して登録され、グループメンバー証明書（GMC）と呼ばれるデジタル署名証明書を持っている必要があります。交換されるすべてのレコードはデジタル署名されています。ピアはグループに招待される必要があります。招待には、グループに参加できるようにするGMCが含まれています。^[13]

新しいWindows インターネット コンピュータ名( WICN ) ピア ネットワーク機能により、IPv6 接続のマシンはカスタムまたは一意のドメイン名を取得できます。コンピュータがインターネットに接続されている場合、ユーザーは、ドメイン名を登録したり、動的 DNS を構成したりすることなく、コンソール コマンドからコンピュータのセキュリティ保護されたホスト名またはセキュリティ保護されていないホスト名を指定できます。WICN は、IP アドレスまたは DNS 名を受け入れるすべてのアプリケーションで使用できます。PNRP は、すべてのドメイン名解決をピアツーピア レベルで実行します。

Windows Vista で計画されていたもう 1 つの機能は、Castle と呼ばれる新しいドメインのようなネットワーク設定を提供することでしたが、リリースには採用されませんでした。Castle により、ネットワーク上のすべてのメンバーに対して、中央サーバーを必要とせずに、ユーザー認証を提供する識別サービスが利用可能になります。これにより、ユーザーの資格情報がピアツーピア ネットワーク全体に伝播され、ホーム ネットワークに適したものになります。

People Near Me (旧称People Nearby ) は、同じサブネットに接続しているユーザー間のコミュニケーションとコラボレーションを簡素化するために設計されたピアツーピア サービスです。^[14] People Near Me は、Windows ミーティング スペースでコラボレーションと連絡先の検出に使用されます。^[15] People Near Me は、 2004 年のWindows ハードウェア エンジニアリング カンファレンスで明らかにされたように、Microsoft のモバイル プラットフォーム戦略の一部としてリストされました。 ^{[16] [17]} People Near Me は、Windows 連絡先を使用して連絡先情報を管理します。既定では、ユーザーは同じサブネットに接続しているすべてのユーザーから招待を受け取ることができますが、ユーザーは別のユーザーを信頼できる連絡先として指定して、インターネットを介したコラボレーションを可能にし、セキュリティを強化し、これらの連絡先の存在を確認することができます。^{[18] [19]}

Windows Vista の新しいバックグラウンド インテリジェント転送サービス(BITS) 3.0 には、ドメイン内でのピアツーピア ファイル転送をサポートする近隣キャストという新しい機能があります。これによりピア キャッシュが容易になり、ユーザーは同じサブネット上のピアからコンテンツ ( WSUS更新など) をダウンロードして提供したり、ファイルがダウンロードされたときに通知を受け取ったり、ダウンロード中に一時ファイルにアクセスしたり、HTTP リダイレクトを制御したりできます。これにより、ネットワークの帯域幅が節約され、サーバーのパフォーマンス負荷が軽減されます。また、BITS 3.0 はインターネット ゲートウェイ デバイス プロトコルカウンターを使用して、使用可能な帯域幅をより正確に計算します。

Windows Vista の HTTP カーネル モード ドライバーであるHttp.sys が強化され、サーバー側の認証、ログ記録、IDN ホスト名、イベント トレース、およびnetsh httpと新しいパフォーマンス カウンターによる管理性の向上がサポートされるようになりました。HTTPおよび FTP のプロトコル ハンドラーであるWinINet はIPv6 リテラル アドレスを処理し、Gzip および deflate 解凍のサポートによりコンテンツ エンコードのパフォーマンスが向上し、国際化ドメイン名のサポートとイベント トレースが実現しました。サーバー ベースのアプリケーションとサービス用のクライアント API であるWinHTTP は、 IPv6、AutoProxy、HTTP/1.1チャンク転送エンコード、大容量データのアップロード、SSL およびクライアント証明書、サーバーおよびプロキシ認証、リダイレクトとキープアライブ接続の自動処理、およびキープアライブ (持続的) 接続とセッション クッキーのサポートを含む HTTP/1.0 プロトコルをサポートしています。Winsockは新しい API とイベント トレースのサポートで更新されました。Winsock レイヤード サービス プロバイダーのサポートは、インストールと削除のログ記録、LSP を確実にインストールするための新しい API、LSP を確実に削除するためのコマンド、LSP を分類してシステムの重要なサービスの処理パスからほとんどの LSP を削除する機能、およびネットワーク診断フレームワークのサポートによって強化されました。

Winsockカーネル (WSK) は、トランスポートに依存しない新しいカーネル モード ネットワーク プログラミング インターフェイス (NPI) であり、TDIクライアント開発者に、ユーザー モードWinsockでサポートされているものと同様のソケットのようなプログラミング モデルを提供します。ソケット、作成、バインド、接続、受け入れ、送信、受信など、ソケットプログラミングの概念のほとんどはユーザー モード Winsock と同じですが、 Winsock カーネルは、パフォーマンスを向上させるためにIRPとイベント コールバックを使用する非同期 I/Oなどの独自の特徴を持つまったく新しいプログラミング インターフェイスです。TDIは、下位互換性のために Windows Vista でサポートされています。

Windows Vistaでは、サーバーメッセージブロック（SMB）プロトコルの新しいバージョンが導入されました。^[20]パフォーマンスの向上と追加機能の追加のために、いくつかの変更が加えられています。Windows Vista以降のオペレーティングシステムは、Windows Vista以降を実行している他のマシンと通信するときにSMB 2.0を使用します。SMB 1.0は、以前のバージョンのWindowsまたはSambaへの接続に引き続き使用されます。Samba 3.6にはSMB 2.0のサポートも含まれています。^[21]

Remote Differential Compression (RDC) は、クライアント サーバー同期プロトコルであり、圧縮技術を使用してネットワーク経由で送信されるデータの量を最小限に抑え、リモート ソースとデータを同期できます。オンザフライでファイル間の差分のみを計算して転送することで、ファイルを同期します。したがって、RDC は、個別に更新されたファイルの効率的な同期、ネットワーク帯域幅が小さい場合、またはファイルが大きいがファイル間の違いが小さいシナリオに適しています。

Windows XP で導入されたBluetoothデバイスコントロール パネル アプレットはタブ付きウィンドウで、 [デバイス]タブにペアリングされたデバイスが表示されました。このタブでデバイスを選択すると、デバイス カテゴリ、最終接続時刻、MAC アドレス、および選択したデバイスの接続の種類が表示されました。デバイスは常にカテゴリ (電話やモデムなど) 別にグループ化されていました。Windows Vista では、Bluetooth デバイスはWindows シェル自体の一部です (以前の[デバイス]タブは不要になったため使用できなくなりました)。Windows Vista では、ユーザーは Bluetooth デバイスをプロパティ別にフィルター処理、グループ化、および並べ替えたり、デバイス アイコンを拡大縮小したり、接続済みまたはペアリングされたデバイスを検索したりできるようになりました。Bluetooth デバイスに導入された新しいプロパティには、[認証済み]、[使用中の接続]、[検出方法]、 [暗号化] 、 [ペアリング済み] 、および[バージョン]があります。ユーザーはこれらのプロパティに基づいてデバイスをグループ化、並べ替え、検索することができ、すべてのプロパティが新しい詳細ウィンドウに表示されます。

Windows Vista の Bluetooth スタックは、より多くのハードウェア ID のサポート、EDR パフォーマンスの向上、Wi-Fi 共存のためのアダプティブ周波数ホッピング、オーディオ プロファイルに必要な同期接続指向 (SCO) プロトコルのサポートなど、改善されています。 ^[22] Windows Vista の Bluetooth スタックは、ユーザー モード プログラミング インターフェイスの他にカーネル モード デバイスドライバー インターフェイスもサポートしており、これによりサード パーティは SCO、SDP、L2CAP などの追加の Bluetooth プロファイルのサポートを追加できます。これは Windows XP Service Pack 2 の組み込み Bluetooth スタックにはなかったため、追加のプロファイル サポートのためにサード パーティ スタックに完全に置き換える必要がありました。また、仮想 COM ポートの他にソケットを使用した RFCOMM サポートも提供します。^[23] Windows Vista Feature Pack for Wireless と呼ばれる KB942567 は、Bluetooth 2.1+EDR サポートと、自己給電式 Bluetooth モジュールの S3 または S4 からのリモート ウェイク アップ サポートを追加します。^[22]この機能パックは当初 OEM のみが利用可能でしたが、最終的には Windows Vista Service Pack 2 に含まれました。

• Windows Vista以降では、PPTP でのPEAPの使用がサポートされています。サポートされる認証メカニズムは、PEAPv0/EAP-MSCHAPv2 (パスワード) と PEAP-TLS (スマートカードと証明書) です。
• Windows Vista Service Pack 1 で導入されたSecure Socket Tunneling Protocol (SSTP) は、 SSL 3.0 チャネルを介してPPPまたはL2TPトラフィックを転送するメカニズムを提供するVPNトンネルの一種です。SSL は、キー ネゴシエーション、暗号化、およびトラフィック整合性チェックによるトランスポート レベルのセキュリティを提供します

• Windows Vista によるエンタープライズ ネットワーキング
• Windows Vista でワイヤレス ネットワークに接続する
• Windows Server 2008 および Windows Vista のポリシーベースの QoS アーキテクチャ
• Windows コア ネットワーキング