Fortinet社製 FortiGate-100D UTMアプライアンス ベンチマークテスト

Fortinet 社製
UTM アプライアンス
ベンチマークテストレポート
DUT(テスト対象装置: Device Under Test)
Fortinet 社製 FortiGate-100D
2015/06/03
SEC-00011
2015/06/03
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目次
■ベンチマークテストの内容.................................................................................. 3
■DUT(テスト対象装置: Device Under Test) .................................................... 3
■本資料作成のために用いた測定器 ...................................................................... 3
■テストトラフィックについて................................................................................... 3
■ベンチマークテスト項目と説明 ............................................................................ 3
■本資料での専門用語 .................................................................................... 4
■本資料でのテストに関する諸元 .......................................................................... 6
1.テスト時の FortiGate-100D および Avalanche C100 の構成(基本の物理構成) ....... 6
2.テスト時の FortiGate-100D および Avalanche C100 の構成(論理構成) ............... 7
3.FortiGate-100D の MIB .......................................................................... 7
4. その他の Avalanche C100 の設定 ................................................................ 8
■テスト結果 ................................................................................................. 9
1. 単位時間あたりの新規 TCP コネクション確立数の調査 ............................................ 9
2. 最大アプリケーションスループットの調査 .............................................................. 9
■ベンチマークテスト機材 .................................................................................. 10
■リファレンス ............................................................................................... 10
■FortiGate-100D 0S 設定 ........................................................................... 11
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中規模エンタープライズ向け UTM アプライアンスベンチマークテストレポート
■ベンチマークテストの内容
アプリケーショントラフィックをテスト対象機器に印加し、新規コネクション数、スループットテスト性能を測
定する。あわせてテスト対象機器の CPU とメモリについての情報を取得し、比較検討する。
■DUT(テスト対象装置: Device Under Test)
・Fortinet 社製
FortiGate-100D
・製品 URL: http://www.fortinet.co.jp/products/fortigate/100D.html
・Version:FG100D-5.00-FW-build305
■本資料作成のために用いた測定器
・Spirent Communications 社製 Spirent Avalanche C100
・Version 4.46
■使用ポート
クライアント群
:1000BASE-T(1 ポート)
サーバ群
:1000BASE-T(1 ポート)
■テストトラフィックについて
疑似クライアントに接続されているポートをクライアント群ネットワーク、疑似 Web サーバに接続されてい
るポートをサーバ群のネットワークとして使用する。各アプリケーションの TCP コネクションはクライアント群ネッ
トワーク上の擬似クライアントから開始する。なお、本ドキュメント中では FTP による試験が含まれるが、パ
ッシブモードでないデータ転送用コネクション(本ドキュメント中ではアクティブモードと呼んでいる)を用いると
きには、例外的にサーバから SYN(コネクション確立要求)が送信される。
Avalanche(疑似クライアント、疑似サーバ)による負荷量の設定は、アプリケーションをシナリオに沿
って実施する仮想的なユーザの数に基づいて行った。仮想ユーザによるトラフィックを徐々に増加させ、持
続的に処理可能と考えられ、またエラーなどが出ない負荷のときの数値を測定値として採用した。仮想ユ
ーザによるシナリオは、その内容については後述する。
■ベンチマークテスト項目と説明
1.TCP 新規コネクション毎秒テスト
HTTP、SSL(HTTPS)の TCP の新規コネクションテストを行った。
HTTP、SSL のいずれも、1仮想ユーザあたりのシナリオは、コネクション確立後 GET メソッドをもちいて
index.html をサーバに要求し、これに対してサーバは 200 OK で応答、これをクライアントが受信すると
リセットをサーバに送信してコネクションを切断するというものである。サーバからのレスポンスに含まれるメッセ
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ージボディのサイズを、64bytes、512bytes、2kbytes、44kbytes、100kbytes、1Mbytes の 6
種類でテストを行った。
2.アプリケーションスループット性能
HTTP/SSL および FTP のアプリケーションのスループットテストを行った。
HTTP と SSL では、1仮想ユーザあたりのシナリオは、コネクション確立後 GET メソッドをもちいて
index.html をサーバに要求し、これに対してサーバは 200OK で応答、これを 50 回同一コネクション上
で繰り返したのちにクライアントがリセットをサーバに送信してコネクションを切断するというものである。サーバ
からのレスポンスに含まれるメッセージボディのサイズを、64bytes、512bytes、2kbytes、44kbytes、
100kbytes、1Mbytes6 種類でテストを行った。
FTP では、1 仮想ユーザあたりのシナリオは、ポート番号 21 番でコネクション確立・ログイン後 1 ファイル
をダウンロードしたのちに制御用のコネクションも閉じるというものである。コネクションの切断は、制御用、デ
ータ転送用のいずれも FIN を用いている。また、ファイルをダウンロードするコネクションはパッシブモードとアク
ティブモードのそれぞれでテストを実施した。ダウンロードするファイルのサイズは、10KiB、100KiB、1MiB、
10MiB の 4 種類でテストを行った。
※1KiB=1,024bytes、1MiB=1,048.576bytes
■本資料での専門用語
【TCP】
TCP は OSI 参照モデルのトランスポート層にあたる。TCP では各コンピュータ上で実行されている、アプ
リケーション間での通信方法を規定している。
【SSL】
Secure Sockets Layer。TCP/IP ネットワークでデータを暗号化して送受信するプロトコル(通信手
順)の一つであるが、本ドキュメント中では SSL≒HTTPS としている。
【TCP 新規コネクション】
TCP の通信ではデータ転送を行う前にコネクションの確立(3way ハンドシェイク)を行う。 この3ウェ
イハンドシェイクによって発生する新規のコネクションの確立を TCP 新規コネクションとする。
【CPS】
1秒あたりに確立された新規 TCP コネクション数。
【トランザクション】
本資料でのトランザクションとは、HTTP および SSL(HTTPS)については擬似クライアントから生成さ
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れる HTTP のリクエストメッセージの実行とその応答のペアである。HTTP1.1 persistence 機能では1
つの TCP のコネクション上で複数のトランザクション(HTTP リクエスト)を実現しているためトランザクショ
ン数≠コネクション数となることが多い。
【TPS】
1秒あたりに成立したトランザクション数。
【スループット】
本資料中では、単位時間あたりに Avalanche のクライアントポートが受信したパケットの総オクテット数
の総和。TCP ヘッダ等のオーバーヘッドはスループットに含まれる。
【KiB】
2 進接頭辞の KiB(キビバイト)では 210=1,024 バイトを意味している。
【MiB】
2 進接頭辞の MiB(メビバイト)では 220=1,048,576 バイトを意味している。
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■本資料でのテストに関する諸元
1.テスト時の FortiGate-100D および Avalanche C100 の構成(基本の物理構成)
今回のテストで用いた測定器は、Spirent Communications 社製 Avalanche C100 である。図に
示すように 1000Base-T を 2 ポート用い、サーバ疑似用に 1 ポート、クライアント疑似用に 1 ポート設
定し、FortiGate-100D と接続した。Avalanche による負荷試験と並行して FortiGate-100D の
CPU およびメモリの情報取得ができるように、Avalanche のコンソール用 PC は Avalanche および
FortiGate-100D のマネジメントポートと通信できるようにした。CPU およびメモリの使用率の情報は、
SNMP を用いて取得した。本ドキュメント中で用いられる測定値は、前述の CPU およびメモリの使用率を
除き、Avalanche のクライアント群を疑似するポートから得ている。
コンソールとしてAvalancheによるテストをコン
トロールしつつ、SNMPでFortiGate-100DのCPU
およびメモリの使用状態のデータを取得した
Mgmt
FortiGate-100D
Port2
WAN1
クライアントを疑
似するポート
1Gbps×1
サーバを疑似
するポート
1Gbps×1
エ ミ ュ レートされた
クライア ント
クライアント群
Avalanche
エ ミ ュ レートされた
サーバ
サーバ
Mgmt
テスト時の FortiGate-100D および Avalanche C100 の構成
(物理構成)
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2.テスト時の FortiGate-100D および Avalanche C100 の構成(論理構成)
図 に 示 す よ う に 、 172.16.30.0/24 に 100 台 の ク ラ イ ア ン ト か ら な る ク ラ イ アン ト グ ル ー プ を
Avalanche 上に構成し、FortiGate-100D の Port2 に接続した。
サーバは、10.0.0.11 を構成し、FortiGate-100D の WAN1 に接続した。
Server
10.0.0.11 / 24
WAN1
10.0.0.2 / 24
FortiGate-100D
Port2
172.16.30.2 / 24
Client
Client
Client
172.16.30.101
~
172.16.30.200
Avalanche
テスト時の FortiGate-100D および Avalanche C100 の構成
(論理構成)
3.FortiGate-100D の MIB
FortiGate-100D の CPU とメモリの使用状況のデータを取得するため、Mgmt ポートから SNMP によ
り以下の MIB 情報を取得した。
Current CPU usage
.1.3.6.1.4.1.12356.101.4.1.3.0
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Current memory utilization
.1.3.6.1.4.1.12356.101.4.1.4.0
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4. その他の Avalanche C100 の設定
TCP パラメータ
本資料のために実施したテストでは、クライアント疑似およびサーバ疑似のいずれでも、Avalanche
C100 の TCP に関連するパラメータは、以下の通りとした。
MSS
1460bytes
Receive Window
32768bytes
ポートレ ンジ (クライアントのみ)
1024-65535
再送タイムアウト初期値
300ミリ秒
最大再送回数
5回
HTTP / HTTPS のパラメータ
本資料のために実施したテストでは、HTTP / HTTPS に関連するパラメータは、以下の通りとした。
HTTP / HTTPSのバージ ョン
HTTP 1.1
ポート番号
HTTP :80
HTTPS:443
サーバレ スポンスのメッセージ ボ
ディサイ ズ
64bytes、512bytes、2kbytes、44kbytes、
100kbytes、1Mbytes
コネクシ ョン クロ ーズ方式
クライ ア ン トからのReset
HTTPS のセキュリティ仕様
本資料を作成するために実施したテストでは、サーバ証明書のみ使用し HTTPS の通信を行った。
SSL/TLS のバージョンは TLSv1.2 で、用いた暗号化スイートは AES256-SHA1 である。
FTP のパラメータ
ポート番号
制御用コネクシ ョン :21
データ転送用コネクシ ョン (ア クテ ィブ モ ード):20
データ転送用コネクシ ョン (パッシ ブ モ ード):可変
ダウン ロードするファイ ル
のサイ ズ
10KiB、100KiB、1MiB、10MiBの4種類でテ ストを
行った。
※1KiB=1,024bytes、1MiB=1,048.576bytes
コネクシ ョン クロ ーズ方式
制御用及びデータ転送用コネ クシ ョン のいずれも
FINを 用いてクロ ーズ
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■テスト結果
1. 単位時間あたりの新規 TCP コネクション確立数の調査
1-1. HTTP
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1-2. HTTPS
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HTTP と HTTPS に対する DUT の挙動の違いについて
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2. 最大アプリケーションスループットの調査
2-1. HTTP
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2-2. HTTPS
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2-3. FTP
パッシブモード
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アクティブモード
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■ベンチマークテスト機材
本ベンチマークテストには下記の測定器を用いた。
●Spirent Communications 社アプリケーション・パフォーマンス/セキュリティ 試験ツール
Spirent Avalanche C100 Version 4.46
■リファレンス
http://tools.ietf.org/html/rfc3511
ファイアウォール パフォーマンス評価手法
Benchmarking Methodology for Firewall Performance
■テスト対象装置
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■FortiGate-100D 0S 設定
サンプルの設定ファイルは以下の URL よりダウンロード可能です。
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免責
本テストレポートは@benchmark 会員よりテスト申請を受けて株式会社東陽テクニカがテストを実施
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テスト環境の時の実測値を記載しており、DUT の性能を保証するものではありません。
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