wakamonog meeting 10
インターネットの仕組みって
どうなっているの?
古河ネットワークソリューション株式会社
神谷 尚秀
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wakamonog meeting 10
発表全体の流れ
インターネットの概要と BGP
古河ネットワークソリューション株式会社 神谷 尚秀
ISP で用いられている技術とネットワーク
竹田 龍馬
コンテンツ事業者のネットワーク
グリー株式会社 吉浜 丈広
バックボーン運用と設計の話
さくらインターネット株式会社 山口 勝司
質問・まとめ
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wakamonog meeting 10
インターネットの概要と BGP
3
wakamonog meeting 10
自己紹介
名前
神谷 尚秀
所属
古河ネットワークソリューション株式会社 ビジネス推進部
業務
2012 年入社
2015 年までルータのソフト開発に従事
現在は最新の通信技術の調査、マーケティング、技術営業等に従事
する何でも屋さん
コミュニティ活動
wakamonog committee
JANOG committee
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wakamonog meeting 10
インターネットとは
TCP/IP プロトコルを基盤としてネットワークが相互に接続されてできたネットワーク
個々のネットワークはそれぞれのポリシーに基づいて管理・運用されている。このネッ
トワーク (事業者) 単位を Autonomous System (AS) という
アクセス網 ISP
携帯電話
事業者
ケーブル
TV
大規模 ISP
データ
センタ
事業者
コンテンツ
配信代行
事業者
コンテンツ
事業者
(CSP)
コンテンツ
事業者
コンテンツ
事業者
相互接続
(IX)
相互接続
(IX)
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wakamonog meeting 10
インターネットの通信例
各ネットワークはルータで接続されている
各ルータは IP パケットをホップバイホップで目的地まで転送する
ルータは IP パケットを転送するため、目的地の Prefix と次ホップ (ルータ) を示す
Nexthop の対応情報を経路情報としてを保持している
経路情報はルーティングプロトコルなどにより制御される
アクセス網 ISP
大規模 ISP
CSP
6
ルータ
ルータ
ルータ ルータ-B ルータ-C
ルータ
ルータ
ルータ-A
宛先 Prefix Nexthop
CSP ルータ-A
CSP ルータ-B
宛先 Prefix Nexthop
CSP ルータ-C
wakamonog meeting 10
ルーティングプロトコルの種類
EGP (Exterior Gateway Protocol)
AS 間で使用されるルーティングプロトコル
インターネット上の目的地に達するために、自 AS 内のどの出口か
ら出ればいいかを解決
IGP (Interior Gateway Protocol)
AS 内部で使用されるルーティングプロトコル
EGP で解決される自 AS 内の出口にどうやったら到達するかを解決
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アクセス網 ISP
大規模 ISP
CSPルータ
ルータ
ルータ ルータ ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
EGP で制御IGP で制御
wakamonog meeting 10
ルーティングプロトコルの種類
(cont d)
EGP の例: BGP
インターネット上の全ての経路情報 (フルルート) を
扱う
経路制御の処理を軽くして、膨大な経路数に対応
ポリシーに基づいて AS 間の経路制御が可能
IGP の例: OSPF
各ルータがネットワーク構成を把握
障害をいち早く通知、迂回
8
本発表は BGP にフォーカス
wakamonog meeting 10
BGP 概要
パスベクタ型のルーティングプロトコル
Prefix とパス属性を合わせた BGP 経路情報を交換
パス属性には、経路がどのような AS を経由している
か、経路の優先度がいくらか等の情報が入っている
Prefix とパス属性を用いて、AS 間の経路制御を自 AS のポ
リシーに従って行なう
ポリシーは、AS 間のトラフィックの制御方針などを示す
BGP ピア先の AS 番号によって組織内の BGP ピア (iBGP) か、
組織外の BGP ピア (eBGP) かを識別し、異なった動作をする
簡易な経路制御の処理により、スケーラビリティがある
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wakamonog meeting 10
BGP テーブル
BGP の基本動作
10
BGP
スピーカ A
BGP
スピーカ A
BGP
スピーカ A
BGP
スピーカ A
BGP
スピーカ B
BGP
スピーカ B
BGP
スピーカ B
BGP
スピーカ B
BGP
スピーカ C
TCP セッション確立
BGP ピア確立
経路情報のやり取り
Prefix + パス属性
経路交換終了
BGP ピア維持 ベストパスを広告
経路テーブル
BGP制御の流れ
BGP を設定したルータ (BGP スピーカ) 間の経路交換の流れ
ピア先からの BGP
経路情報を格納①
②
③
④
ピア A 以外からの
BGP 経路情報も含めて
ベストパス選択を実行
wakamonog meeting 10
BGP ピアの種類
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RT RT RT
RTRTRTRTRT
RT
RTRT RT
RT
eBGP
iBGP
AS 2 AS 1
AS 4 AS 3
eBGP
組織外 (他 AS) に属する BGP スピーカ間の BGP ピア
他 AS の BGP スピーカと BGP 経路情報をやり取り
iBGP
組織内 (自 AS) に属する BGP スピーカ間の BGP ピア
eBGP で得た他 AS の経路情報を自 AS 内の BGP スピーカとやり取り
IGP
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パス属性による AS 間の経路制御
AS1 を中心に考えた時の AS 間の経路制御
AS3 へのトラフィックは AS2 or AS5 どちらに流すか
AS8 へのトラフィックは AS6 or AS7 どちらに流すか
AS9 からのトラフィックはどちらの回線から流して欲しいか
12
AS2 AS5
AS3 AS4
AS1 AS8
AS7
AS6
AS9
AS_PATH 属性
で制御
LOCAL_PREF 属性
で制御
MED 属性
で制御
wakamonog meeting 10
パス属性を用いた経路制御
(AS_PATH 属性)
AS_PATH 属性
経路情報が通過してきた AS を示す
AS_PATH のリストが短い経路ほど優先度が高い
13
AS3
198.51.100.0/24
AS4
AS5AS2
AS_PATH = AS2 AS3
AS_PATH = AS3
prefix AS_PATH
198.51.100.0/24 AS5 AS4 AS3
◎ 198.51.100.0/24 AS2 AS3
AS1
AS_PATH = AS3 AS_PATH = AS3 AS4
AS_PATH = AS5 AS4 AS3
: BGP を使った経路情報の流れ
: AS1 から AS3 へのトラフィック
wakamonog meeting 10
パス属性を用いた経路制御
(LOCAL_PREF 属性)
LOCAL_PREF (local preference) 属性
自 AS から出て行くトラヒック制御に利用
値が大きい経路ほど優先度が高い
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prefix AS_PATH LOCAL_PREF
198.51.100.0/24 AS6 AS8 90
◎ 198.51.100.0/24 AS7 AS8 100
AS1
AS6
AS7
AS8
198.51.100.0/24
LOCAL_PREF = 90
LOCAL_PREF = 100
AS1 のルータ-A, B で AS6 及び AS7 から流れてきた経路に LOCAL_PREF 属性を設定
ルータ-A
ルータ-B
: BGP を使った経路情報の流れ
: AS1 から AS8 へのトラフィック
wakamonog meeting 10
パス属性を用いた経路制御
(MED 属性)
MULTI_EXIT_DISCRIMINATOR (MED) 属性
ある AS 間で複数の接続点があるときの経路制御に利用
値が小さい経路ほど優先度が高い
15
AS1
198.51.100.0/24
AS1 の出口で AS9 向けに経路を広告するときに MED を設定
prefix next hop MED
198.51.100.0/24 ルータ A 200
◎ 198.51.100.0/24 ルータ B 100
AS9
BGP での経路情報
MED 100
ルータ C
ルータ D
ルータ A
ルータ B
BGP での経路情報
MED 200
: BGP を使った経路情報の流れ
: AS9 から AS1 へのトラフィック
wakamonog meeting 10
まとめ
インターネットは TCP/IP プロトコルを基盤としてネットワーク
が相互に接続されてできたネットワーク
各事業者のネットワーク (AS) はルータで接続されており、ルー
ティングプロトコルによりそれぞれのポリシーに応じた経路制御
を行う
ルーティングプロトコルには IGP (OSPF など)、EGP (BGP な
ど) がある
BGP はパスベクタ型のルーティングプロトコルで、Prefix とパ
ス属性を合わせた BGP 経路情報を交換することで、ポリシーに
従った経路制御を実現している
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Reference
インターネットルーティング入門
https://www.amazon.co.jp/インターネットルーティ
ング入門-第3版-ネットワーキング入門-友近-剛史/
dp/4798134813
インターネットの舞台裏
https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/
ss-56728468
入門書には載っていないルーティング Tips
https://www.janog.gr.jp/meeting/janog34/doc/
janog34-routing-kojima-1.pdf
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wakamonog meeting 10
Appendix
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wakamonog meeting 10
インターネットを構成する事業者
Ref: https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save
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wakamonog meeting 10
インターネットを構成する事業者
Ref: https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save
20
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インターネットを構成する事業者
Ref: https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save
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インターネットを構成する事業者
Ref: https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save
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インターネットを構成する事業者
Ref: https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save
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インターネットを構成する事業者
Ref: https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save
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wakamonog10 インターネットの仕組みってどうなってるの?

  • 1.
  • 2.
    wakamonog meeting 10 発表全体の流れ インターネットの概要とBGP 古河ネットワークソリューション株式会社 神谷 尚秀 ISP で用いられている技術とネットワーク 竹田 龍馬 コンテンツ事業者のネットワーク グリー株式会社 吉浜 丈広 バックボーン運用と設計の話 さくらインターネット株式会社 山口 勝司 質問・まとめ 2
  • 3.
  • 4.
    wakamonog meeting 10 自己紹介 名前 神谷尚秀 所属 古河ネットワークソリューション株式会社 ビジネス推進部 業務 2012 年入社 2015 年までルータのソフト開発に従事 現在は最新の通信技術の調査、マーケティング、技術営業等に従事 する何でも屋さん コミュニティ活動 wakamonog committee JANOG committee 4
  • 5.
    wakamonog meeting 10 インターネットとは TCP/IPプロトコルを基盤としてネットワークが相互に接続されてできたネットワーク 個々のネットワークはそれぞれのポリシーに基づいて管理・運用されている。このネッ トワーク (事業者) 単位を Autonomous System (AS) という アクセス網 ISP 携帯電話 事業者 ケーブル TV 大規模 ISP データ センタ 事業者 コンテンツ 配信代行 事業者 コンテンツ 事業者 (CSP) コンテンツ 事業者 コンテンツ 事業者 相互接続 (IX) 相互接続 (IX) 5
  • 6.
    wakamonog meeting 10 インターネットの通信例 各ネットワークはルータで接続されている 各ルータはIP パケットをホップバイホップで目的地まで転送する ルータは IP パケットを転送するため、目的地の Prefix と次ホップ (ルータ) を示す Nexthop の対応情報を経路情報としてを保持している 経路情報はルーティングプロトコルなどにより制御される アクセス網 ISP 大規模 ISP CSP 6 ルータ ルータ ルータ ルータ-B ルータ-C ルータ ルータ ルータ-A 宛先 Prefix Nexthop CSP ルータ-A CSP ルータ-B 宛先 Prefix Nexthop CSP ルータ-C
  • 7.
    wakamonog meeting 10 ルーティングプロトコルの種類 EGP(Exterior Gateway Protocol) AS 間で使用されるルーティングプロトコル インターネット上の目的地に達するために、自 AS 内のどの出口か ら出ればいいかを解決 IGP (Interior Gateway Protocol) AS 内部で使用されるルーティングプロトコル EGP で解決される自 AS 内の出口にどうやったら到達するかを解決 7 アクセス網 ISP 大規模 ISP CSPルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ EGP で制御IGP で制御
  • 8.
    wakamonog meeting 10 ルーティングプロトコルの種類 (contd) EGP の例: BGP インターネット上の全ての経路情報 (フルルート) を 扱う 経路制御の処理を軽くして、膨大な経路数に対応 ポリシーに基づいて AS 間の経路制御が可能 IGP の例: OSPF 各ルータがネットワーク構成を把握 障害をいち早く通知、迂回 8 本発表は BGP にフォーカス
  • 9.
    wakamonog meeting 10 BGP概要 パスベクタ型のルーティングプロトコル Prefix とパス属性を合わせた BGP 経路情報を交換 パス属性には、経路がどのような AS を経由している か、経路の優先度がいくらか等の情報が入っている Prefix とパス属性を用いて、AS 間の経路制御を自 AS のポ リシーに従って行なう ポリシーは、AS 間のトラフィックの制御方針などを示す BGP ピア先の AS 番号によって組織内の BGP ピア (iBGP) か、 組織外の BGP ピア (eBGP) かを識別し、異なった動作をする 簡易な経路制御の処理により、スケーラビリティがある 9
  • 10.
    wakamonog meeting 10 BGPテーブル BGP の基本動作 10 BGP スピーカ A BGP スピーカ A BGP スピーカ A BGP スピーカ A BGP スピーカ B BGP スピーカ B BGP スピーカ B BGP スピーカ B BGP スピーカ C TCP セッション確立 BGP ピア確立 経路情報のやり取り Prefix + パス属性 経路交換終了 BGP ピア維持 ベストパスを広告 経路テーブル BGP制御の流れ BGP を設定したルータ (BGP スピーカ) 間の経路交換の流れ ピア先からの BGP 経路情報を格納① ② ③ ④ ピア A 以外からの BGP 経路情報も含めて ベストパス選択を実行
  • 11.
    wakamonog meeting 10 BGPピアの種類 11 RT RT RT RTRTRTRTRT RT RTRT RT RT eBGP iBGP AS 2 AS 1 AS 4 AS 3 eBGP 組織外 (他 AS) に属する BGP スピーカ間の BGP ピア 他 AS の BGP スピーカと BGP 経路情報をやり取り iBGP 組織内 (自 AS) に属する BGP スピーカ間の BGP ピア eBGP で得た他 AS の経路情報を自 AS 内の BGP スピーカとやり取り IGP
  • 12.
    wakamonog meeting 10 パス属性によるAS 間の経路制御 AS1 を中心に考えた時の AS 間の経路制御 AS3 へのトラフィックは AS2 or AS5 どちらに流すか AS8 へのトラフィックは AS6 or AS7 どちらに流すか AS9 からのトラフィックはどちらの回線から流して欲しいか 12 AS2 AS5 AS3 AS4 AS1 AS8 AS7 AS6 AS9 AS_PATH 属性 で制御 LOCAL_PREF 属性 で制御 MED 属性 で制御
  • 13.
    wakamonog meeting 10 パス属性を用いた経路制御 (AS_PATH属性) AS_PATH 属性 経路情報が通過してきた AS を示す AS_PATH のリストが短い経路ほど優先度が高い 13 AS3 198.51.100.0/24 AS4 AS5AS2 AS_PATH = AS2 AS3 AS_PATH = AS3 prefix AS_PATH 198.51.100.0/24 AS5 AS4 AS3 ◎ 198.51.100.0/24 AS2 AS3 AS1 AS_PATH = AS3 AS_PATH = AS3 AS4 AS_PATH = AS5 AS4 AS3 : BGP を使った経路情報の流れ : AS1 から AS3 へのトラフィック
  • 14.
    wakamonog meeting 10 パス属性を用いた経路制御 (LOCAL_PREF属性) LOCAL_PREF (local preference) 属性 自 AS から出て行くトラヒック制御に利用 値が大きい経路ほど優先度が高い 14 prefix AS_PATH LOCAL_PREF 198.51.100.0/24 AS6 AS8 90 ◎ 198.51.100.0/24 AS7 AS8 100 AS1 AS6 AS7 AS8 198.51.100.0/24 LOCAL_PREF = 90 LOCAL_PREF = 100 AS1 のルータ-A, B で AS6 及び AS7 から流れてきた経路に LOCAL_PREF 属性を設定 ルータ-A ルータ-B : BGP を使った経路情報の流れ : AS1 から AS8 へのトラフィック
  • 15.
    wakamonog meeting 10 パス属性を用いた経路制御 (MED属性) MULTI_EXIT_DISCRIMINATOR (MED) 属性 ある AS 間で複数の接続点があるときの経路制御に利用 値が小さい経路ほど優先度が高い 15 AS1 198.51.100.0/24 AS1 の出口で AS9 向けに経路を広告するときに MED を設定 prefix next hop MED 198.51.100.0/24 ルータ A 200 ◎ 198.51.100.0/24 ルータ B 100 AS9 BGP での経路情報 MED 100 ルータ C ルータ D ルータ A ルータ B BGP での経路情報 MED 200 : BGP を使った経路情報の流れ : AS9 から AS1 へのトラフィック
  • 16.
    wakamonog meeting 10 まとめ インターネットはTCP/IP プロトコルを基盤としてネットワーク が相互に接続されてできたネットワーク 各事業者のネットワーク (AS) はルータで接続されており、ルー ティングプロトコルによりそれぞれのポリシーに応じた経路制御 を行う ルーティングプロトコルには IGP (OSPF など)、EGP (BGP な ど) がある BGP はパスベクタ型のルーティングプロトコルで、Prefix とパ ス属性を合わせた BGP 経路情報を交換することで、ポリシーに 従った経路制御を実現している 16
  • 17.
  • 18.
  • 19.
    wakamonog meeting 10 インターネットを構成する事業者 Ref:https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save 19
  • 20.
    wakamonog meeting 10 インターネットを構成する事業者 Ref:https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save 20
  • 21.
    wakamonog meeting 10 インターネットを構成する事業者 Ref:https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save 21
  • 22.
    wakamonog meeting 10 インターネットを構成する事業者 Ref:https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save 22
  • 23.
    wakamonog meeting 10 インターネットを構成する事業者 Ref:https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save 23
  • 24.
    wakamonog meeting 10 インターネットを構成する事業者 Ref:https://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-56728468?from_action=save 24