VPNとホストの実行環境を統合するパーソナルネットワーク光来健一* 廣津登志夫* 佐藤孝治* 明石修* 福田健介* 菅原俊治* 千葉滋** *ＮＴＴ未来ねっと研究所 **東京工業大学複数のネットワークの同時利用  VPNの普及  管理者によるLAN間接続だけでなく、ユーザによるリモートアクセスに     IPsec road warrior、ssh port forwarding 仮想的なLANに見せかけるインターネット上で情報の漏洩を防ぐ複数のネットワークを使う機会が増加  LANと複数のVPN 複数のネットワークを扱うホストの問題  名前空間の衝突  172.16.0.1 組織1 各ネットワークのIPアドレスやホスト名が重なるかも VPN1  172.16.0.1 組織2 VPN2 VPNからの情報漏洩  他のネットワークに機密情報が流れるかもしれない  ホスト上のプロセスやファイルシステムを介してインターネットネットワークの排他制御の必要性  従来のOSはネットワークを排他的に利用できなかった    名前空間が１つしか提供されていないプロセスには全てのネットワークが見える IPが重ならないように運用し、データの流れに注意を払う必要があった  LAN間接続のVPNではネットワークは１つだったので問題なかったパーソナルネットワーク  VPNとホストの実行環境を統合   プロセスとVPNを結びつける httpd 独立したネットワーク  独自の名前空間を持つ   popper ベースネットワークと同じIP アドレスも使える VPN メーラ情報の流れを制限できる  機密情報を外に漏らさないブラウザポートスペースプロセス  VPN毎に分離された実行環境    ネットワークとファイルシステムの空間を分離ユーザプログラムはファイルシステムそのまま動かせる transport IP IPsec link transport IP IPsec link VPN1 継承継承   親の実行環境の一部を利用できるユーザが作り易くなる transport IP link ホスト VPN2 ルート・ポートスペースベースネットワークネットワーク空間の多重化  ポートスペースは以下の空間を独自管理  ネットワークインタフェース空間   IPsec空間   IPの設定とルーティングテーブルトランスポート空間  ソケット TCP UDP ICMP VPNの設定 IP空間   VPNの出入り口ポートへのソケットのバインド IP IPsecポリシー IPsec SA gif0 gif1 lo0 他のホストのポートスペースへネットワークサービスの継承  親ポートスペースで提供されているサービスを継承  サービスの上書き、隠蔽もできる子ポートスペース IPsec ポート80 リクエスト転送ポート80 親ポートスペースウェブサーバファイルシステム空間の多重化  ポートスペース毎に独自のファイルシステムを提供   プロセスは他のポートスペースのファイルシステムにアクセスできないファイルシステムの継承   親ポートスペースのファイルシステムを参照変更は子ポートスペースのファイルシステムへパーソナルネットワークの例 httpd 継承継承 popper httpd 自分用のウェブサーバが使えるパーソナルネットワーク安全にメールを読むためのパーソナルネットワーク継承ポートスペース間の通信クライアントプロセス IP ルーティングテーブルパーソナルネットワークにおける次のホストを検索サーバプロセス配送先のソケットを選択 IPsec通信路の有無を検索 PCBリスト SPD IP IPsec IP ベースネットワークにおける次のホストを検索 SPI-ポートスペースハッシュテーブル IPsecトンネルルーティングテーブル IP カーネル IP SPI ポートスペースを選択パーソナルネットワークの作成： unite  自分のホストにリモートホストを結合自分のホスト unite リモートホスト racoon racoon 子ポートスペース 500→500 1026→1026 NPTテーブル united NPTテーブルルート・ポートスペースネットワーク・ポート・トランスレーション（NPT）親ポートスペースの通信路を使って通信親子間でポート番号をつけかえるパーソナルネットワークへの参加： reunite  パーソナルネットワークに外部から加わる自分のホスト reunite racoon パーソナルネットワーク内のホスト racoon united united ルート・ポートスペースアップコール認証カーネル実装  ポートスペースをFreeBSD 4.7に実装  ネットワーク空間の多重化   ネットワークに関するデータベースをポートスペース毎に管理ファイルシステムの多重化   継承なし：chrootをベース継承あり：unionファイルシステムをベース実験  ポートスペースのオーバヘッドを調べた  ベンチマークプログラム： netperf、ab     ベースネットワーク＋IPsec パーソナルネットワークパーソナルネットワーク＋継承実験環境    PC（PentiumIII-S 1.4GHz） 2台 100baseTのイーサネットで接続 IPsecの暗号化と認証はなし実験結果：netperf 往復のレイテンシ（μsec）スループット（Mbps） 140 96 135 94 130 92 125 90 120 88 TCP UDP ベースネットワーク+IPsec パーソナルネットワークパーソナルネットワーク+継承 1.5%のレイテンシ増大 TCP UDP ベースネットワーク+IPsec パーソナルネットワークパーソナルネットワーク+継承 0.1%のスループット低下実験結果：ab リクエスト/秒 thttpdの性能の変化 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000   1 2 3 4 5 6 7 8 並行度ベースネットワーク+IPsec パーソナルネットワークパーソナルネットワーク+継承並行度1では性能低下は1.1% 並行度が増すと性能低下は3.9%に関連研究：仮想OS  jail、VMware  既存の環境の上に仮想的な環境を作る    既存の環境の名前空間を汚染する既存の環境からアクセスできるネットワーク・スタックの仮想化 [Zec’02]  ポートスペースのネットワーク多重化と同じ  継承はないネットワークからは複数のホストに見える関連研究：仮想ネットワーク  仮想インターネット [Touch et al.’02]    パーソナルVPN [宇崎ら’02]   仮想ネットワーク毎にホストに実行環境を作る実行環境の間でルーティング特定のユーザからのみ利用できるVPNを作れるようにする VNAP [廣津ら’00]  VLANによって通信を分類し、ホストの特定の実行環境と結びつけるまとめと今後の課題  パーソナルネットワークを提案した  VPNとホストの実行環境（ポートスペース）を統合する    名前空間の衝突を防ぐ情報の流れを制御する今後の課題   パーソナルネットワーク間の情報のやりとりパーソナルネットワーク毎のQoS パーソナルネットワークの構築における制約  チャイニーズウォール・モデルを採用  パーソナルネットワークに１つの組織の情報しか含まれないようにする  サービスを継承した時、サーバプロセスを介して情報が漏れる危険性があるため NTT NTT 継承 ○○大学 NTT サーバプロセス