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マルチノード高可用性における非対称トラフィックフローのサポート

概要

Junos OS リリース 23.4R1 以降、マルチノード高可用性の SRXシリーズ ファイアウォールは、非対称トラフィック フローをサポートします。

ステートフル サービスやディープパケットインスペクションを実行するためには、ファイアウォールが各フロー セッションの両方向を見る必要があります。

非対称トラフィックフローは、パケットフローが送信元ネットワークから宛先ネットワークに(ノード1を経由して)1つのパスを使用して通過し、(ノード2を使用して)異なるリターンパスを取る場合に発生します。この非対称フローは、トラフィックがレイヤー3ルーティングネットワークを通過するときに発生する可能性があります。

一般的な高可用性の導入では、ネットワークの両側に複数のルーターとスイッチがあります。ルーターは、ネクストホップパスを使用して各パケットフローを転送します。しかし、ルーターはリターントラフィックに同じパスを使用しない場合があります。マルチノード高可用性設定では、ルーターは現在のルーティングパスに基づいてパケットをファイアウォールに送信するため、トラフィックフローが非対称になる可能性があります

このようにトラフィック方向の処理が異なると、一部のパケットが一方または両方の高可用性ノードによって破棄される可能性があります。これは、どちらのノードもトラフィックフロー全体をキャプチャできず、不整合やパケットのドロップにつながる可能性があるためです。

非対称トラフィックフローを処理するには、マルチノード高可用性には、ICD(シャーシ間データパス)と呼ばれる追加のリンクが必要です。ICD は、2 つのノード間のトラフィックをルーティングできます。ICDにより、ノードは、非対称トラフィックフローを、フローに対するステートフルサービスの提供を最初に担当するピアノードにリダイレクトできます。

この機能により、非対称トラフィックフローと従来の(必須の)対称フローに対して、セキュリティチェック(3ウェイハンドシェイクやウィンドウスケールファクターを使用したシーケンスチェックなど)を確実に実行できるようになります。

マルチノード高可用性が非対称トラフィックフローをサポートする仕組み

非対称トラフィックフローをサポートなし

同じフローの双方向パケットは、図 1 に示すように、隣接するルーターまたはスイッチによって、マルチノード高可用性セットアップの異なるSRXシリーズデバイスに配信されます

図 1: 非対称トラフィック フローをサポートしないパケット フロー Packet Flow without Asymmetric Traffic Flow Support

ネットワーク B からネットワーク A へのアウトバウンド トラフィックはノード 1(SRX-01)を通過し、リターン トラフィック(インバウンド トラフィック)はネットワーク A からノード 2(SRX-02)を経由してネットワーク B にフローします。

この非対称トラフィックフローの場合、同じフローの双方向トラフィックに関する完全な状態情報がないため、SRXシリーズファイアウォール(この例ではSRX-02)はパケットを破棄します。

非対称トラフィックフローをサポート

非対称トラフィックフローをサポートするために、マルチノード高可用性はICD(シャーシ間データパス)を使用します。ICDは、高可用性設定の2台のSRXシリーズデバイス間で、非対称トラフィックフローのパケットを転送します。

図2:非対称トラフィックフローをサポートするパケットフロー Packet Flow with Asymmetric Traffic Flow Support

この場合、マルチノード高可用性システムは、ノード間に新しいルーティング可能なリンクを作成します。このルーティング可能なリンクにより、ノードは、フローのセキュリティ検査を実行できる元のノードに非対称フローを転送できます。つまり、ノード2(SRX-02)は、インバウンドトラフィックをネクストホップルーターではなく、ノード1(SRX-01)に転送します。SRXシリーズファイアウォールは、双方向フローのパケットのセキュリティ検査を行います。

シャーシ間データパス(ICD)の仕組み

マルチノード高可用性 ICD はデータ トラフィックを伝送し、データ フローをピア ノードに転送します。このリンクは、シャーシ間リンク(ICL)パケットを転送しません。

ワークフローには、次の手順が含まれます。

  1. マルチノード高可用性ノードがデータパケットを受信すると、ノード上で実行されているセキュリティサービスが、パケットをピアノードに転送するか、ローカルで処理するかを決定します。パケットを転送するかどうかは、次の条件によって異なります。
    • パケットのフロー セッション状態またはサービス タイプ
    • パケットのフローに関連付けられた SRG の状態
  2. ピア ノードが ICD を介して到達可能な場合、ノード上のセキュリティ サービスはノード間でパケットを送受信できます。
  3. ピアノードは、ICD を介して転送されたデータ パケットを受信すると、設定されたポリシーに基づいてセキュリティ インスペクションを実行します。

ノード間のパケット転送に ICD を使用するには、次のことを行う必要があります。

  • ICD をループバック インターフェイスに割り当て、もう一方のノードへのルーティング可能なパスを指定します。
  • ICD に複数の物理インターフェイスを割り当てることにより、ICD のパス ダイバーシティを確保し、最高の信頼性を実現します。

ICL および ICD のインタフェースの計画

マルチノード高可用性構成では、非対称トラフィックフローに対応するために、ICLおよびICD物理インターフェイスがアクティブで動作している必要があります。ICLおよびICDインターフェイスは、高可用性セットアップのノード間の通信を容易にし、そのステータスはパケット処理に影響を与えます。どちらかのインターフェイスが機能していない場合、非対称トラフィックフローのサポートに影響します。したがって、最適なネットワークパフォーマンスを得るには、これらのインターフェイスが適切に機能することを確認することが重要です。

ICL に複数の物理インターフェイスが接続されていて、パケットの処理にアクティブに使用されているこれらのインターフェイスの 1 つに障害が発生した場合、データ フローは ICL に関連付けられている別の使用可能な物理インターフェイスを使用するように切り替わります。ICLに関連するすべての物理インターフェイスがダウンすると、SRXシリーズファイアウォールはICL接続を失います。この場合、SRXシリーズノードはRTOメッセージを交換できず、非対称トラフィックフローをサポートすることもできません。

マルチノード高可用性セットアップの ICL と ICD で、異なるループバック インターフェイスを使用します。

ノードは、静的または動的ルーティングプロトコル(例:BGP)を介して、ピアノードのICDのIPアドレスに到達するためのルートを学習します。マルチノード高可用性セットアップでは、各SRXシリーズファイアウォールの既存のルーティング機能を活用してパケットをルーティングします。

非対称トラフィックに影響する ICL と ICD の状態

表 1 は、ノード間の BFD の状態が、ICL と ICD の両方に割り当てられた物理インターフェイスにどのように依存するかを示しています。

表 1:非対称トラフィック フローのサポートに影響する ICL と ICD の状態
ICLの ICD(除度回路) 非対称トラフィックフローのサービス
物理インターフェイス BFD 状態 物理インターフェイス BFD 状態

マルチノード高可用性における非対称トラフィックフローサポートの設定

このトピックでは、マルチノード高可用性ソリューションに導入されたSRXシリーズファイアウォールの非対称トラフィックフローサポートを設定する方法を理解できます。この例では、SRXシリーズファイアウォールが両側のルーターに接続されている場合(レイヤー3導入)のアクティブ/バックアップモードでの設定について説明します。

Junos OS リリース 23.4R1 では、非対称トラフィック フローをサポートする新機能が導入されています。非対称ルーティングとは、一方向のパケットのパスが送信元パスと異なるシナリオのことです。

一般的な高可用性の導入では、ネットワークの両側に複数のルーターとスイッチがあります。ルーターは、ネクストホップパスを使用して各パケットフローを転送します。しかし、ルーターはリターントラフィックに同じパスを使用しない場合があります。マルチノード高可用性設定では、ルーターは現在のルーティングパスに基づいてパケットをファイアウォールに送信するため、トラフィックフローが非対称になる可能性があります

非対称トラフィックフローを処理するために、マルチノード高可用性インフラストラクチャは、シャーシ間データパス(ICD)と呼ばれる新しいリンクを採用しています。ICD には、2 つのノード間でトラフィックを転送する機能があります。これにより、ノードは、非対称トラフィックフローを、これらのフローに対するステートフルサービスの提供を最初に担当するピアノードにリダイレクトできます。

この設定例に従って、マルチノード高可用性を設定し、非対称ルーティングをサポートし、デバイスの設定を検証します。

先端:
表 2: 時間の見積もり

読書の時間

15分未満です。

設定時間

1時間もかかりません。

前提条件の例

表 3 は、構成をサポートするハードウェアおよびソフトウェア コンポーネントの一覧です。

表 3: 要件

サポートされているハードウェア

  • SPC3、IOC3、IOC4、SCB3、SCB4、RE3を備えたSRX5800、SRX5600、SRX5400

  • SRX4600、SRX4200、SRX4100、SRX2300、SRX1600、SRX1500

サポートされているソフトウェア

Junos OS リリース 23.4R1

ライセンス要件

マルチノード高可用性を設定するのに別途ライセンスは必要ありません。ライセンスは各SRXシリーズに固有であり、マルチノード高可用性セットアップのノード間で共有することはできません。そのため、両方のノードで同一のライセンスを使用する必要があります。

この例では、Junos OS リリース 23.4R1 でサポートされている 2 つの SRXシリーズ ファイアウォールと、アップストリームとダウンストリーム ルーターとして 2 つの Juniper Networks(R) MX960 ユニバーサルルーティングプラットフォームを使用しました。

始める前に

利点

マルチノード高可用性のSRXシリーズファイアウォールは、非対称にルーティングされたパケットを効率的に処理します。このプロセスにより、これらのパケットのステートフルサービスの処理の信頼性と一貫性が保証され、全体的なパフォーマンスが向上し、パケット損失とネットワーク内の不整合が最小限に抑えられます。

もっと知る

マルチノードの高可用性

機能の概要

表 4 は、この例で展開される構成コンポーネントの簡単な概要を示しています。

表 4:構成コンポーネント

使用技術

  • 高可用性

  • ルーティングポリシー

  • ルーティングオプション

主な検証タスク

  1. セットアップ内の両方のノードで高可用性を確認します。

  2. マルチノード高可用性データプレーン統計を確認します。

トポロジー図

図 3 は、この例で使用されているトポロジーを示しています。

図 3:ICD(Interchassis Datapath)Multinode High Availability in Layer 3 Network with Interchassis Datapath (ICD)によるレイヤー3ネットワークにおけるマルチノードの高可用性

トポロジーに示すように、2つのSRXシリーズファイアウォールは、信頼側と信頼できない側で隣接するルーターに接続され、BGPネイバーシップを形成しています。

暗号化された論理シャーシ間リンク(ICL)は、ルーティングされたネットワークを介してノードを接続します。ノードは、ネットワーク経由でルーティング可能な IP アドレス (フローティング IP アドレス) を使用して相互に通信します。一般に、ICL接続を設定するには、SRXシリーズファイアウォールで集合型イーサネット(AE)または収益イーサネットポートを使用できます。この例では、ICL に GE ポートを使用しています。また、最大限のセグメンテーションを確保するために、ICLパスのルーティング インスタンスを設定しました。

2つの物理リンク(ICD)が2台のSRXシリーズファイアウォールを接続します。両方のノードの物理インターフェイスが MNHA ICD 接続を形成しています。この例では、2 つの専用収益インターフェイスを使用して ICD を設定します。

ループバック インターフェイスは、SRXシリーズとルーターで IP アドレスをホストするために使用されます。

一般的な高可用性の導入では、ネットワークのノースバウンド側とサウスバウンド側に複数のルーターとスイッチがあります。この例では、SRXシリーズファイアウォールの両側に2台のルーターを使用しています。

トポロジーの概要

この例では、SRXシリーズファイアウォール間の高可用性を確立し、非対称ルーティングサポートを処理するためのサポートを提供するためのICD(シャーシ間データパス)を確立します。

一般的な高可用性の導入では、ネットワークのノースバウンド側とサウスバウンド側に複数のルーターとスイッチがあります。この例では、SRXシリーズファイアウォールの両側に2台のルーターを使用しています。

表 5表 6 は、この例で使用されるインターフェイス設定の詳細を示しています。

表 5:セキュリティ デバイスのインターフェイスと IP アドレスの設定
デバイス インターフェイス ゾーン IP アドレス 構成対象
SRX-01 lo0 信託 10.1.100.1/32

ICDリンクを介してデータパケットを転送するために使用されるローカル転送アドレス。

ge-0/0/2 ICLゾーン 10.22.0.1/24 ICL(シャーシ間リンク)
ge-0/0/1 と ge-0/0/0 信託
  • 10.200.200.2/24
  • 10.100.100.2/24
2台のSRXシリーズファイアウォールを接続するシャーシ間データリンク
ge-0/0/4 信頼できない 10.4.0.1/24 R2 ルーターに接続
ge-0/0/3 信託 10.2.0.2/24 R1 ルーターに接続
SRX-02 lo0 信託 10.1.200.1/32

ICDリンクを介してデータパケットを転送するために使用されるローカル転送アドレス。

ge-0/0/2 ICLゾーン 10.22.0.2/24 ICL(シャーシ間リンク)
  • ge-0/0/0
  • ge-0/0/1
信託
  • 10.100.100.1/24
  • 10.200.200.1/24
シャーシ間データ リンク(ICD)
ge-0/0/3 信託 10.3.0.2/24 R1 ルーターに接続
ge-0/0/4 信頼できない 10.5.0.1/24 R2 ルーターに接続

ルーティング デバイスでのインターフェイスと IP アドレスの構成

表 6: ルーティング デバイスでのインターフェイスと IP アドレスの構成
デバイス インターフェイス IP アドレス 用に設定
R2の lo0 10.111.0.2/32 R2のループバックインターフェイスアドレス
ge-0/0/0 10.4.0.2/24 SRX-02 に接続
ge-0/0/1 10.5.0.2/24 SRX-01 に接続
ge-0/0/2 10.6.0.1/24 外部ネットワークへの接続
R1 lo0 10.111.0.1/32 R1のループバックインターフェイスアドレス
ge-0/0/0 10.2.0.1/24 SRX-01 に接続
ge-0/0/1 10.3.0.1/24 SRX-02 に接続
ge-0/0/2 10.1.0.1/24 内部ネットワークへの接続

構成

手記:

DUTの構成例については、以下を参照してください。

Junos IKEパッケージは、マルチノード高可用性構成用のSRXシリーズファイアウォールに必要です。このパッケージは、SRXシリーズファイアウォールのデフォルトパッケージまたはオプションパッケージとして利用できます。詳細については 、Junos IKEパッケージのサポート を参照してください。

パッケージがSRXシリーズファイアウォールにデフォルトでインストールされていない場合は、 request system software add optional://junos-ike.tgz を使用してインストールします。ICL 暗号化には、この手順が必要です。

  1. インターフェイスを設定します。
    1. トラストネットワークへの接続に使用するインターフェイスを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
    2. 信頼できないネットワークの接続に使用するインターフェイスを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
    3. ICLのインターフェイスを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
    4. ICDのインターフェイスを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
    5. ループバックインターフェイスを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
  2. セキュリティ ゾーンを設定し、ゾーンにインターフェイスを割り当て、セキュリティ ゾーンで許可されるシステム サービスを指定します
    1. trustゾーンを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
    2. untrustゾーンを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
    3. ICLゾーンを設定します。
      SRX-01
      SRX-02
  3. マルチノード高可用性ローカルノードを設定します。
    1. ローカルノードを設定します。
      SRX-01

      ローカル転送 IP として IP アドレス 10.1.100.1 を使用します。このIPアドレスは、ループバックインターフェイスのIPアドレスです。

      SRX-02
    2. ピアノードを設定します。
      SRX-01

      ICLを使用してピアノードとの通信には、ge-0/0/2インターフェイスを使用します。IP アドレス 10.1.200.1 をピア転送 IP として使用しています。この IP アドレスは、ピア ノード上のループバック インターフェイスの IP アドレスです。

      SRX-02
    3. SRG0を設定します。
      SRX-01
      SRX-02
    4. SRG 1を設定します。
      SRX-01
      SRX-02
      手記:policy-optionsステートメントで、route-existsポリシーとともにアクティブな信号ルートを指定する必要があります。 if-route-exists条件で active-signal-routeを設定すると、HA モジュールがこのルートをルーティングテーブルに追加します。
  4. ルーティングオプションの設定
    SRX-01
    SRX-02
  5. ポリシーオプションを設定します。
    SRX-01
    SRX-02
  6. ICL を介してノード間の高可用性トラフィック フローを保護するためのオプションを指定します。
    SRX-01およびSRX-02
    1. PKI オプションを設定します。
    2. インターネット鍵交換(IKE)設定を定義します。IKE 構成では、セキュアな接続の確立に使用するアルゴリズムとキーを定義します。
    3. IPsecプロポーザルプロトコルと暗号化アルゴリズム
  7. セキュリティポリシー を設定します。
    SRX-01 および SRX-02
    先端:

    この例に示されているセキュリティポリシーは、デモンストレーションのみを目的としています。ネットワークのニーズに応じてセキュリティポリシーを設定する必要があります。セキュリティ ポリシーで、信頼できるアプリケーション、ユーザー、およびデバイスのみを許可していることを確認します。

  8. BFD ピアリング セッション オプションを設定し、活性検出タイマーを指定します。
    (SRX-01)

    SRX-02

検証

次の表示コマンドを使用して、この例の機能を確認します。

表7:検証タスク
コマンド 検証タスク
show chassis high availability information(シャーシの高可用性に関する情報を示す)

マルチノード高可用性の詳細(ステータスを含む)を表示します。

show chassis high-availability data-plane statistics

ICD データパケット統計情報を表示します。

マルチノード高可用性の詳細を確認する

目的

セキュリティデバイスで構成されているマルチノード高可用性設定の詳細を表示および確認します。

アクション

動作モードから、次のコマンドを実行します。

SRX-01

SRX-02

意味

コマンド出力から次の詳細を確認します。

  • IPアドレスやIDなどのローカルノードとピアノードの詳細。

  • フィールド Peer ICD Conn State: UP は、ICDリンクが確立され、動作していることを示します。

ICDデータパケット統計の確認

目的

ICDが動作しており、ノード間のデータパケットの転送を容易にしているかどうかを確認します。

アクション

動作モードから、次のコマンドを実行します。

意味

フィールド ICD Data は、ICDがマルチノード高可用性セットアップで非対称トラフィックフローをルーティングしていることを示しています。

すべてのデバイスでコマンドを設定

すべてのデバイスでコマンド出力を設定します。

SRX-01(ノード1)

SRX-02(ノード2)

ルーター-1

ルーター-2

show configuration 出力

設定モードから、 show high availability、、 show security zonesshow interfacesを入力して設定を確認します。出力結果に意図した設定内容が表示されない場合は、この例の設定手順を繰り返して設定を修正します。

SRX-01(ノード1)

SRX-02(ノード2)