【ルータ応用】解除困難！パケットフィルタでYouTube動画だけ非表示にする設定を公開してみた

この記事は、WiFiルーターに搭載された機能である「パケットフィルター」を利用して、YouTube動画だけをスマートフォンに表示させない方法を説明したものです。パケットフィルターは、ごく一部のWiFiルーターにしか搭載されていませんが、特定のインターネット通信を遮断することができます。子どもが、だらだらと動画を観て時間を消費してしまう状況を改善し、健全な成長を促進します。

YouTubeは、Googleが提供するの動画共有サービスです。ユーザーは、動画コンテンツをアップロードして他のユーザーと共有することができます。以前に紹介した方法は、Google社が持っている全IPアドレスとの通信を遮断するため、YouTubeだけではなく、GメールやGoogleマップも見えなくなってしまいます。さらには、Google社が開発したOSであるAndroidを搭載したスマートフォンやタブレットは、ちゃんと動作できず、おかしな動作を繰り返してしまいました。このような状態では困ります。

そこで、手探りではありますが、ひとまず、YouTubeだけ閲覧できない（ぽい）パケットフィルタの設定が完成したので紹介させていただきます。今のところ、GメールもGoogleマップが正常に動作し、Andoroid端末もちゃんと動作することを確認しています。

なお、ご自宅でCATV網を使用されている場合、ファイアウォールでNATして、送信元のIPアドレスをGoogle社のIPアドレスから変更していることがあり、この設定では動作しないことがあります。光回線を使っておられる場合は、おそらく、この設定でOKです。

動作にはパケットフィルタが動作するWiFiルータが必要です。パケットフィルタが搭載されたバッファロー AirStationシリーズか、NEC Atermシリーズに限定されます。のんびり理系おじさんは、ビットマスクでIPアドレスを指定し、高速な処理ができるNEC Atermシリーズを使うことを推奨します。

下記のメーカは、パケットフィルタ機能があるWiFiルータを発売しています。

パケットフィルタの動作概要

Googleの提供するサービスのうち、YouTube動画だけ見えないようにすることなんて無理なんぢゃないの？ってみなさん疑問になるでしょう。実は、WiFiルータに搭載された「パケットフィルタ」という機能を使えば、特定のIPアドレスを持つ通信だけ制限することが可能です。もちろん、サーバから送られてくる動画配信データ自体を廃棄するので、この方法は、LineなどのSNSアプリに搭載されたアプリ内ブラウザからも、YouTubeを呼び出して見ることもできません。IPアドレスを指定してレイヤ３の通信機能は、WiFiルーターで実現できるインターネット通信制限機能の中でも、群を抜いて強力な機能です。

窓口サーバのIPアドレス確認

まず、最初にnslookupコマンドを使ってGoogleが使っているdrive.google.comやplay.google.comといったドメイン名のIPアドレスを調べます。実際に調べてみると分かると思いますが、Googleのサービスは、定期的にIPアドレスが変更になることが分かります。例えば、google driveで使用していたIPアドレスが、google playのIPアドレスが変わるといった状況です。

数分後

google driveやgoogle playといったサービスを提供するサーバのIPアドレスが、コロコロ変わってしまったらパケットフィルターで制限できない！と思うかも知れません。しかし、慌てなくても大丈夫です。窓口を引き受けるサーバが変わっただけで、実際にサービス提供するサーバは変わっていません。googleの場合、google driveやgoogle play、YouTubeといったサービス提供するサーバは、別にあるようです。

もちろん、この窓口サーバへアクセスできなくなってしまうと、google driveやgoogle playといったサービスを提供するサーバまで辿り着くことができなくなってしまいます。そこで、窓口サーバで使っているIPアドレスは、WiFiルータを通過させる必要があります。これを地道に調べていきます。私が調べたところ、下記のIPアドレスが、Google社のサービス窓口として使われているようでした。これらは、WiFiルータを通過するよう設定しましょう。

動画配信サーバの仕組み

次にYouTube動画の配信について考える必要あります。あれだけ大量の映像データを配信するとなると、ハードディスクやシリコンディスクの容量も莫大になります。また、同時に映像配信するためには、ネットワーク回線が太くないとボトルネックになってしまいます。

結果として、ストリーミング配信には、数百台、数千台の膨大なサーバが必要となり、台数分のIPアドレスも必要です。ただし、YouTubeに使っているIPアドレスを世間に周知すると、そのIPアドレスに対して嫌がらせするサイバー攻撃も考えられます。

数百台のサーバを世界各地にあるいくつかのデータセンターから、ストリーミング配信をサーバを構築します。しかし、IPアドレスをバラバラにしすぎてしまうと、今度は、メンテナンスや障害発生時に時間を要します。

結果、このデータセンターからは、この範囲のIPアドレスでストリーミング配信をするといったように、データセンターの場所ごとにIPアドレスの範囲を決めているはずです。

パケットキャプチャでIPアドレスを確認してみると、いくつかのIPアドレス範囲から配信されていることを確認できました。ここでは具体的なIPアドレスの範囲を説明するのをやめておきますが、IPアドレスの範囲で指定するんだなと思っておいてください。

Googleサービスの調査

Googleが提供するサービスはいろいろあります。WebブラウザのGoogle Chrome、地図を提供するGoogle マップ、GメールにGoogle ドライブなど様々です。これらのサービスにできるだけ影響を与えないようにしなくてはなりません。さきほどと同様にnslookupコマンドを使って、窓口となっているサーバを確認したところ、次のようなIPアドレスが使われていました。Googleのポータルサイト、Gメールやshoppingは独自のIPアドレスでした。YouTubeは窓口サーバと独自のIPアドレスを併用しているようです。

グローバルIPアドレスの範囲

これまでの調査で、窓口サーバとしてドメインで使用しているIPアドレスが分かったので、Google社のグルーバルIPアドレスの範囲を知ることができます。ドメインIPアドレスサーチで、出てきたIPアドレスの範囲を確認します。

nslookupコマンドを使ってIPアドレスの範囲を調べると下記のようなイラストになります。オレンジ色の部分は、窓口サーバで利用しているので、WiFiルータを通過するよう設定する必要があります。

WiFiルータへ設定する前に行うこと

nsllokupコマンドでgoogleが提供するサービスの一通りのIPアドレス情報が集まったので、早速、WiFiルータの設定内容を決めていきましょう。その前に、WiFiルータを経由する全端末をIPv4動作させる必要があります。

WiFiルータをIPv4で動作させる

WiFiルータに接続する端末が、IPv6で動作しないようにWiFiルータの設定を行います。これができていないと通信制限ができません。

NEC Aterm WR9500Nの場合、トップページから、基本設定を選び、その中の基本設定から、動作モードをローカルルータとして、IPv6ブリッジ（パススルー）を使用するのチェックを外します。この設定だけで、WiFiルータへ接続する端末はIPv4で接続されます。

ＷiFiルータをIPv6で動作させると、端末もIPv6で接続するため、ルーティングによる各種通信制限機能も動作しません。よって、WiFiルータのIPv4動作は必須です。NEC以外のWiFiルータでも、同様ですので、IPv6ブリッジやIPv6パススルーという設定を探してオフにしてください。

WiFiルータのIPv4動作確認

設定ひとつで、本当にWiFiルーターに接続する端末がIPv4動作になると不安になる方もいるでしょう。そこで、WiFiルーターに接続するパソコンやスマートフォンが、本当にIPv4で動作しているか確認しましょう。まず、「コントロールパネル」を開き、「ネットワークと共有センター」を選びます。左の一覧から、「アダプターの設定の変更」をクリックして、設定を変更したいイーサネットを選択します。下図のようにIPv4とIPv6の両方にチェックを入れます。

次に、パソコンをWiFiルータに接続します。WiFiルーターが自動的にIPアドレスを割り当てるDNSサーバ動作確認なので、有線で接続するパソコンがない場合はスマートフォンで無線接続しても構いません。

接続できたら、コマンドプロンプトから「ipconfig /all」と打ち込みます。うまく設定できた場合は、DNSサーバはIPv4アドレスだけが表示されます。下のように、IPv4のアドレスだけがでるようなら設定はＯＫです。

設定を失敗した場合は、DNSサーバはIPv6とIPv4の両方が表示されます。この状態だと、IPv6のDNSサーバが使用されてしまうので制限できません。WiFiルータのIPv6ブリッジ（パススルー）設定を見直してください。

これらが確認できれば、WiFiルータはIPv4で動作するようになっています。

キャプチャソフトの導入

Google社のサービスで使っているIPアドレスをもっと調べるために、パソコンにWireSharkのインストールします。

WireSharkは通信に使っているパケットを見るアプリです。このアプリを使って、Googleの各種サービスを動作させた時に、どんなIPアドレスを使って通信しているか確認ができます。WireSharkですが、窓の森あたりからダウンロードしてインストールしてください。無料で使えます。

WireSharkを起動させると次のような画面がでてきるので、一番左端のサメのひれマークでキャプチャを開始し、赤い■でキャプチャを停止させます。

パケットフィルタの設定

さて、ここから本格的にWiFiルータに設定を入れていきます。

今までの情報をWiFiルータに設定

事前調査を元に、まずは、WiFiルータにパケットフィルタを設定します。もちろん、この状態では、Googleサービスの殆どがまともに動きません。

通過させるIPアドレス範囲拡大

次に、WireSharkを動作させた上で、ＧメールやGoogleマップを起動させてます。サービスに使っていると思われるIPアドレス範囲を広げていきます。この作業は、カット＆トライです。Google社のサービスで実際に使っていそうなIPアドレスを範囲指定していくと次のような状態になりました。オレンジの部分は通過させるIPアドレス範囲です。

ちなみに、IPアドレスの後に続く／○○は、ビットマスクといって、IPアドレスの範囲を示します。2進数を10進数に変換するなど、ここは、ちょっと難しいかも知れませんが、覚えてしまえば、さほど難しいわけではありません。

YouTubeのIPアドレスの廃棄

最後に、YouTube動画を選択して、WireSharkでキャプチャし、ストリーミング配信で使用していると思われるIPアドレスを見つけます。見つけたIPアドレスが、Google社のIPアドレスであるか確認し、グルーバルIPアドレスの範囲を調べます。ここでも、ドメインIPアドレスサーチを使います。

窓口サーバには、使用されていませんが、どうやら、YouTube配信は以下のIPアドレス範囲を使っているようです。

最終的なWiFiルータの設定例

これまで調べた情報を合わせたものが下記の設定になります。優先度が若い数字の方を優先させるよう設定してください。もしかすると、いくつかのGoogleサービスは使えなかったり、逆にYouTube動画で映像配信される可能性はありますが、だいたいは、目的の動きをしているかな～といった感じました。（動かないよ～というサービスがあればお知らせください）

NEC Aterm WR9500Nの設定画面は、こんな感じでした。設定をするのはLAN側の設定です。WAN側の設定は、いぢってはいけません。

パケットフィルタの動作確認

WiFiルータに設定を入れたら動作確認を行います。

YouTubeが映らないことを確認

さきほど説明した設定を入れれば、YouTube動画だけ閲覧できないようにはなります。いや、YouTubeにアクセスすると、サムネイル画像が表示され何も変わっていないように感じるかも知れません。そこで、動画を選択して閲覧してみてください。動画は再生できなくなっているはずです。

実際に動画を配信するサーバは、YouTubeのサムネイル画像を表示させるサーバと別なのでしょう。また、ストリーミング配信の動画データは、データ量が膨大で、ホイホイと引っ越しすることはできないはずです。皆さんのご家庭でも、この設定でうまくYouTubeを制限することができると思います。

組み合わせて使う通信制限

今回、説明したパケットフィルターの設定を入力すれば、WiFiルーターでYouTubeだけ見えなくすることができますが、スマホ依存になるのはYouTubeだけではありません。家庭用ルーターは、業務用ルーターと違ってフィルター登録数に限りがあります。そこで、「キッズタイマー」や「ゲストSSID」といったWiFiルーターが持つ別のインターネット利用制限と組み合わることが効果的です。

キッズタイマーの時間制限

「キッズタイマー」は、WiFiルーターに接続できる時間を端末ごとにスケジュール管理するものです。拒否型MACアドレスフィルターに時間管理を追加したものなので、最近のandroidやiosを搭載したスマートフォンやタブレットのように定期的にMACアドレスが変わってしまう端末には効果が無いという問題があります。効果があるのは中学生ぐらいまでになってしまいます。

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ゲストSSIDによる時間制限

「ゲストSSID」は、拒否型、もしくは、許可型のMACアドレスフィルターにカウントダウン管理を付けたものです。許可型のMACアドレスフィルタであれば、androidやiosを搭載したスマートフォンやタブレットにも対応することが可能です。「ゲストSSID」なら、高校生にも対応可能です。

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まとめと懸念事項

のんびり理系おじさんの家では、YouTubeだけ映らないようにすることができましたが、ネットワーク環境によってはうまくいかないかも知れません。アクセスが集中しない対策で地域のDNSサーバによって、IPアドレスが異なる場合もあります。例えば、東京と大阪では宛先が違うって事があるかも知れません。また、GoogleがDNSへ登録するIPアドレスを変更することもあります。その場合、ここの書かれた内容は通用しないと思います。

最後まで読んでいただき、まことにありがとうございました。のんびり理系おじさんは、読者の皆さまのお子様の成長を心よりお祈り申し上げます。どうしようもないとき、このページを参考にインターネット利用制限を行ってください。おじさんは、これからも、皆様の子育てのお役に立てる情報を発信していきます。