IPv6 ネットワークにおける
エニーキャスト通信実現のための
プロトコル設計と実装
宮原研究室
土居 聡
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IPv4 から IPv6 へ
• アドレス空間の拡大
– 32 ビット → 128 ビット
• 新たな機能の追加
– セキュリティ
– リアルタイム通信
– 移動端末のサポート
アドレスタイプ アドレス設定の対象 通信形態
通信対象
ユニキャスト
ノード
1対1
1
マルチキャスト
グループ
1対多
多
エニーキャスト
機能 (サービス)
1対1
多 (その内の 1)
2
エニーキャストアドレス
• 機能(サービス)に対して割り当てられるアドレス
– 複数のインターフェースの集合を識別
– グループのうち「最適な」インターフェースに配送
• 「最適さ」は経路制御機構によって決められる
• ミラーサーバなどでの利用
Anycast
Membership
最適な 1 台に
自動的に配送
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エニーキャスト通信の性質
• 常に「最適な」ノードへとパケットを送信
– 送信した複数のパケットが同じノードに届くとは限らな
い
• 1 パケットのみの送信には利用できる
• 1つのノードとの接続を続けることはできない
• エニーキャスト通信への要求事項
– 複数のパケットにより通信する場合
– 最初の 1 パケットで最適なノードが選ばれた後は同じ
ノードと継続して通信を行いたい
既存の枠組みを変更する必要
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研究の目的
• 既存のアプリケーションを修正することなく
エニーキャスト通信を実現する
• ネットワークの状況に応じた動的な端末設
定を実現する
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Anycast Address Resolving
Protocol (AARP) の提案
•
•
エニーキャストアドレスを最適なノードを調べる
ためだけに利用し、実際の通信はユニキャスト
アドレスに対して行う
Anycast Address Resolving Protocol
–
エニーキャストアドレスを対応するユニキャストアド
レスへと変換するプロトコル
③ Unicast Address
②
① Anycast Address
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AARP の実装方法
• 2 つの方式
– Client initiate プローブパケット方式
• AARP をクライアント側で行う
– Server initiate piggyback 方式
• AARP をサーバ側で行う
• 中間ライブラリ (AARP ライブラリ) を作成し共有
ライブラリを置き換える
– 共有ライブラリのメカニズムを利用
– 既存のアプリケーションプログラムを修正することなく
アプリケーションの挙動を変えることができる
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Client initiate
プローブパケット方式
• クライアントがエニーキャストアドレス宛のプロー
ブパケットを送出し、端末からの応答を受信する
ことでユニキャストアドレスを取得する
① Aany 宛にプローブパケットを送信
② ユニキャストアドレス Xuni を返す
③ Xuni へ通信開始
Client
Server
Aany, Xuni
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Server initiate
piggyback 方式
• サーバからの通信パケット上に、エニーキ
ャストアドレスを付加(piggyback)させ、エ
ニーキャストアドレスとユニキャストアドレ
スを対応させる
① Aany に対して通信開始
② 最初の返信パケット Aany piggyback
Client
Cuni
③ 以降はCuni と Xuni との通信
Server
Aany, Xuni
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両方式の比較
プローブパケット方式
Piggyback 方式
問題点
プローブパケットによるトラヒッ アプリケーション層、トランス
クが発生し、ネットワーク資源 ポート層のすべてのプロトコ
を消費してしまう
ルを修正する必要がある
利点
実装が容易


トラヒック量はユニキャストと
同じ
Client initiate プローブパケット方式を採用
プローブパケット: ICMPv6 Echo Request/Reply
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ICMPv6 Echo Request/Reply
を用いたアドレス解決
• エニーキャストアドレス宛に Echo Request
を送出し、端末からの Echo Reply を受信
することでユニキャストアドレスを取得する
① Aany 宛に Echo Request を送信
② 送信元アドレス Xuni の Echo Reply
③ Xuni へ通信開始
Client
Destination
Aany, Xuni
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AARP ライブラリ
Client
AA query
Application
AARP Lib.
Socket
IPv6
Network I/F
AA
UA
Echo Request
to AA
AARP
UA reply
Server
Echo Reply
from UA
to UA
AA : Anycast Address
UA : Unicast Address
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提案方式の評価
• FreeBSD 4.4 – Release 上で実装評価
• TCP 通信の評価
– telnet, ftp によるエニーキャストアドレスを割り当てたノードとの通
信が実現できているかどうかの評価実験
• UDP 通信の評価
– DNS サーバにエニーキャストアドレスを割り当て、
/etc/resolve.conf にそのエニーキャストアドレスを設定し、ホスト名
解決が行われているかどうかの評価実験
エニーキャスト通信の実現性を確認
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まとめと今後の課題
• 本報告のまとめ
– エニーキャストアドレスの応用例と利用時の問題点に
関する考察
– エニーキャスト通信を実現するためのプロトコル設計
と実装および評価
• 今後の課題
– ICMPv6 Echo Request/Reply によるメッセージ量の把
握
– アドレス解決のキャッシングを行う場合のキャッシュの
保持時間の検討
– エニーキャストアドレスのための新たな経路制御機構
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