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異なるアドレス空間をまたがる DPRP の検討

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Academic year: 2021

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(1)

異なるアドレス空間をまたがる DPRP の検討

後藤 裕司*, 鈴木 秀和, 渡邊 晃(名城大学)

Researches on extended Dynamic Process Resolution Protocol for different types of address areas Yuji Goto, Hidekazu Suzuki, Akira Watanabe (Meijo University)

1 11

1....はじはじはじはじめにめにめにめに

近年増加傾向にあるイントラネット内部の犯罪に対する セキュリティ対策が重視されている.既存技術の一つとし

てIPsecが考えられるが,頻繁にシステム構成が変わるよう

な環境では設定情報の変更作業が大きく,イントラネット 内ではほとんど利用されていない.そこで我々は柔軟なネ ットワーク構成に対応できシステム構成の変化を動的に管 理するためにDPRP(Dynamic Process Resolution Protocol)[1]

を提案してきた.DPRPは通信に先立って通信経路上に存在 するGE(Grouping Element)の情報を交換することで動的 に動作処理情報を生成することができる.しかし,既存の DPRPはNAT(Network Address Translation)に対応していな いため異なるアドレス空間をまたがる通信環境では利用す ることができない.本稿では、プライベートアドレス空間 からグローバルアドレス空間への通信における NAT 越え DPRPについて検討した.

2 22

2....既存既存既存既存のののの DPRP DPRP DPRP DPRP とそのとそのとその課題とその課題課題課題

図 1 を用いてシステム構成ついて説明する.GES とは DPRP に対応した装置で,GES1 はグローバルアドレス,

GES2はプライベートアドレスを持つ装置である.また経路 上には必ず NAT が存在する.DPRP では DDE(Detect Destination End GE),RGI(Report GE Information),MPIT

(Make Process Information Table),CDN(Complete DPRP Negotiation)と呼ぶ4つの制御パケットを用いて動作処理情 報の決定をしてPIT(Process Information Table)を生成する.

端末は通信パケットを送受信時に PIT の内容に従ってパケ ットの処理を行う.該当する PIT が存在しない場合はパケ ットを一時的に待避してDPRPによりPITを生成する.DDE にはコネクション識別情報CID(Connection Identification)

が含まれており,NATが介在しない場合にはDDEを受信し たGEはCIDに含まれる送信元IPアドレスをRGIの宛先と して返信する.以降,このCIDをもとにしてMPITにより PITが生成される.上記のような動作原理から図1のように NATが介在する構成では,RGIの宛先がプライベートアド レスになってしまい,送信することができない.またグロ ーバルアドレス空間側の端末ではCIDにより伝えられたプ ライベートアドレスを用いて PIT を生成してしまうため,

NATでアドレス変換されたパケットに関するPITが存在し ないという問題が発生する.

3 33

3...NAT.NATNATNAT 越越越越ええええ DPRPDPRPDPRPDPRP のののの検討検討検討検討

図1に改良後のDPRPのシーケンスを示す.RGIの宛先 がプライベートアドレスになる問題を解決するためにNAT はDDEが通過するときにNATを通過したという情報をパ ケット内に記述する.DDEを受信したGES1はその情報を 読み取るとRGIの宛先をDDEの送信元であるNATに変更 する.これにより,RGIはNATを通過してプライベート空 間のGES2に到達することができる.次にNATはMPITを 受信後に通信用のNAPTテーブルを強制的に生成し,MPIT の内容を変換後のアドレスとポート番号に書き換える.こ れにより,GES1はNATとの間でPITを生成する.以上の 改良によりNATを超えたDPRPを行うことが実行すること が可能になる.

4....むむむむすびすびすびすび

本稿ではDPRPがNATを超えるために必要な改良点につ いて検討した.今後は改良版 DPRPの動作確認を行う.ま た逆方向の通信となるグローバルアドレス空間からプライ ベートアドレス空間への DPRPについて検討を行い,双方 向のNAT越えが可能なDPRPの実現を目指す.

文献

[1] 鈴木 秀和:フレキシブルプライベートネットワークに

おける動的処理解決プロトコルDPRPの仕組み、第26 回 CSEC研究発表会,July 2004

図1 プライベート空間からグローバル空間へのDPRP

(2)

異なるアドレス空間を跨る

異なるアドレス空間を跨る DPRP DPRP の検討 の検討

Researches on extended Dynamic Process Resolution Protocol for different types of address areas

名城大学 名城大学 理工学部 理工学部

後藤 後藤 裕司 裕司 鈴木 鈴木 秀和 秀和 渡邊 渡邊 晃 晃

(3)

研究背景 研究背景

ユビキタスネットワークでは ユビキタスネットワークでは

安全な通信 安全な通信

自由に移動しながら通信 自由に移動しながら通信

どんな環境からでもアクセス どんな環境からでもアクセス

フレキシブルプライベートネットワーク

FPNFlexible Private Network

(4)

FPN FPN Flexible Private Network Flexible Private Network ) )

柔軟かつセキュアなグループ通信を可能とするネットワーク

位置透過性

移動透過性

アドレス空間透過性

システム構成が変化してもシステム情報が維 持される

通信中に移動しても通信が継続される

GA(グローバルアドレス)空間とPA(プライ ベートアドレス)空間を意識せず通信できる

zPA空間→GA空間 zGA 空間→ PA 空間 同一グループのメンバ間の通信は暗号化

Internet

今回は位置透過性とアドレス空間透過性

の実現方法について発表

(5)

DPRP DPRP Dynamic Process Resolution Protocol Dynamic Process Resolution Protocol ) )

GES1 IP:PA1

GES2 IP:PA3 GEN

IP:PA2

DDE

RGI MPIT

CDN

TCP通信

¾ 通信に先立って DPRP Negotiation を開始

¾4 つの DPRP 制御パケットで動作処理情報 テーブル PIT ( Process information Table ) を作成

PA3→PA1

PIT 登録

¾DDEでCID(Connection ID)を報告

¾CID の送信元 IP に対して RGI を応答

¾MPIT 通過時に PIT を生成

¾CDN で DPRP Negotiation の完了を通知 PA3ÙPA1

暗号化 / 復号

PA3ÙPA1 中継

PA3ÙPA1

暗号化 / 復号 CID (Connection ID)

送信元IP:ポート → 宛先IP:ポート プロトコル

動作処理情報テーブル( PIT )

CID ,動作処理情報など

(6)

FPN FPN の適 の適 用 用 範囲 範囲

Home network

Internet

NAT

¾ 既存の DPRP は位置透過性にのみ対応

¾ アドレス空間透過性に対応していない

¾ インターネットとホームネットワークでグルーピングしたい

¾ アドレス空間が異なっている

DPRP をアドレス空間透過性に対応させる必要がある

(7)

DDE DDE に対する に対する RGI RGI の応答 の応答

PA 空間から GA 空間への DPRP

GES1 IP:GA1

GNAT IP:GA2

GES2 IP:PA1

DDE

RGI

private address area

CID

PA1:X→GA1:Y TCP

PA1→GA1

GA空間側の端末:GES1 PA 空間側の端末: GES2

GEN に NAT 機能を追加: GNAT

1. トリガーとなるパケットから CID 取得 2. DDE を GES 2から GES 1に送信 3. GES1 が DDE を受信

4. DDE に含まれる CID の送信元 IP を RGI の宛先 IP とする

RGI の宛先 IPPA のため RGI

を送信することができない

(8)

PIT PIT の考え方 の考え方

イントラネット内

PIT

IP アドレス / ポート番号 のペアに対する動作

を規定したもの GES1

IP:PA1

GES2 IP:PA3 GEN

IP:PA2

PA3ÙPA1 暗号化 / 復号

PA3ÙPA1 中継

PA3ÙPA1 暗号化 / 復号

GES1 IP:GA1

GNAT IP:GA2

GES2 IP:PA1 経路上にNAT Private address area

GES1 は GNAT が通信相手に見える

→ GES1 は GES2 が見えない

GES2はGES1が通信相手に見える

(9)

解決方法 解決方法 1 1 : : NAT NAT 通過フラグの定義 通過フラグの定義

¾DDE に通過フラグを定義

¾RGI の宛先を GNAT に変更する

GES1 IP:GA1

GNAT の変更点 GNAT

IP:GA2

GES2 IP:PA1

DDE

private address area

DDE

NAT 通過フラグをオンにする

PA1→GA1 GES1 の処理

NAT 通過フラグがオンであった場合 RGI の宛先を PA1 ではなくパケットの 送信元の GA2 に変更

RGI RGI IP

GA1→GA2

RGI RGI IP

GA1→PA1

(10)

解決方法2:

解決方法2: NAT NAT を意識した を意識した PIT PIT の生成 の生成

GES1 IP:GA1

GES2 IP:PA1 GNAT

IP:GA2

GA2ÙGA1 暗号化 / 復号

GA2ÙGA1 中継

PA1ÙGA1 暗号化 / 復号 NAT テーブル

PA1ÙGA2 パケットの変化

PA1 → GA1 DATA GA2→GA1 DATA

GA1→PA1 GA1→GA2 DATA

DATA

暗号化

PA 空間から GA 空間への DPRP が可能

(11)

まとめ まとめ

異なるアドレス空間

異なるアドレス空間 をまたがる をまたがる DPRP DPRP の提案 の提案

既存 既存 DPRPの課題とその解決方法 DPRP の課題とその解決方法

PA PA 空間から 空間から GA GA 空間への 空間への DPRP DPRP が可能 が可能

今後の課題 今後の課題

実装 実装

GA空間から GA 空間から PA PA 空間へ 空間へ の の DPRP DPRP の検討 の検討

(12)

NAT NAT の の MPIT MPIT 受信時の処理 受信時の処理

IP TCP CID MPIT

IP CID

CID

PA1:X→GA1:Y TCP

CID

GA2:Z→GA1:Y TCP

MPIT

MPIT

IP CID

MPIT

PIT登録

GNAT IP:GA2

IP TCP CID

PIT

PA1→GA1

NAPTテーブル生成

I. CID を追加した MPIT を受信 II. CID を元に疑似パケットを作る III. NAPT テーブルを生成

IV. 変換後のアドレスとポート番号で CIDを作成

V. 変換後の CID を追加した MPIT を 新たに作成して送信

GA2→GA1

GA2ÙGA1 中継

PA1ÙGA2

NAPTテーブル

(13)

NATF NATF NAT NAT Free protocol Free protocol ) ) の概要 の概要

GES1 IP:GA1

GES2 IP:PA1 NATF BOX

IP:GA2 DDNS 問い合わせ

A + LIPレコード

NATF Negotiation ポート番号の交換

NAPT テーブル作成 ポート変換処理

通信

通信

PA1 : XÙGA2 : Z

NAPTテーブル

(14)

RGI RGI の宛先 の宛先

RGI の宛先がパケットの送信元であった場合

Terminal GEN1 GEN2 GEN3 GES

DATA

DATA DATA

DDE

RGI

GEN2 が再起動などをして PIT が消えたとすると,そこから DPRP Negotiation が始まる

エンドエンドの情報で PIT が作成できない

図 1 に改良後の DPRP のシーケンスを示す.RGI の宛先 がプライベートアドレスになる問題を解決するために NAT は DDE が通過するときに NAT を通過したという情報をパ ケット内に記述する.DDE を受信した GES1 はその情報を 読み取ると RGI の宛先を DDE の送信元である NAT に変更 する.これにより,RGI は NAT を通過してプライベート空 間の GES2 に到達することができる.次に NAT は MPIT を 受信後に通信用の NAPT テーブルを強制的に生成し,

参照

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