エニーキャスト

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エニーキャスト: anycast)は、ルーティングトポロジーから見てデータを「最も近い」または「最もよい」あて先に送信するネットワークのアドレッシングルーティング手法である(anycast―どこかに送信)。

概要[編集]

この用語はユニキャストブロードキャストマルチキャストという用語と同列に使われる。

  • 「ユニキャスト」では、ネットワークアドレスとネットワーク端点に1対1の対応がある。各あて先アドレスは1つの受信端点を一意に識別する。
  • 「ブロードキャスト」と「マルチキャスト」では、ネットワークアドレスとネットワーク端点群に1対多の対応がある。各あて先アドレスは受信端点群をまとめて識別し、それぞれに情報が複製される形で届く。
  • 「エニーキャスト」でも、ネットワークアドレスとネットワーク端点群に1対多の対応がある。各あて先アドレスは受信端点群をまとめて識別するが、任意の時点ではその中の1つだけを選択し、情報をその端点だけに送られる。

インターネットでは、エニーキャストは一般にBGPを使って実装され、インターネット上の様々な場所から同じIPアドレス範囲を同時に告知する。すると、この範囲のアドレスをあて先とするパケットは、そのアドレスを告知した最も近い地点にルーティングされる。

かつては、エニーキャストはTCPのように状態を保持するコネクション型プロトコルよりもUDPをベースとするコネクションレス型プロトコルに適していた。しかし現在では、TCPによるエニーキャストを様々なケースで使っている。

TCPエニーキャストでは、最適なルートが時と共に変化すると、ある発信源について選択される受信側が変わることもあるが、その際に接続していた対話が突然途切れる。このような現象を一般に "pop switch" と呼ぶ。この対策として、ステートフルなプロトコルを必要に応じて修復できるようにするIPスタックの独自の改良も行われている。しかし、pop switch 対策技術を施さない場合は、GeoDNSのようなシステムがより適している。

このためエニーキャストは、複製されたデータへのアクセスなどステートレスなサービスの可用性強化や負荷分散の目的で一般に使用されている。そのようなサービスの代表としてDNSサービスがある。DNSは分散サービスであり、サーバは地理的に離れた複数の地点に分散配置されている。

DNSでの使用[編集]

いくつかのインターネット・ルートサーバは複数のホストのクラスタとして実装されており、エニーキャスト・アドレッシングを使っている。C, F, I, J, K, L, M のサーバ群が異なる大陸の複数の場所にあり、エニーキャスト型のアドレス告知による分散サービスを行っている。これにより、アメリカ合衆国外へのルートサーバの(名目だけでない)物理的な配備が加速された。RFC 3258 は、権威ある (authoritative) DNSサービスの提供にエニーキャストをどのように使うかを文書化したものである。AutonomicaCommunity DNSDNSMadeEasyDynect、EasyDNS、BlueCat Networks、Infoblox、Netriplex、Neustar Ultra Services(以前はUltraDNS)、Packet Clearing House といった多くの権威あるDNSサービスプロバイダが、クエリ性能と冗長性を向上させるためにIPエニーキャスト環境へ移行している。IPエニーキャスト・アドレッシングを使うことで、高度な回復力のあるDNSサービスを提供できる。DNS Advantage[1]OpenDNS[2]のような再帰DNSサービスも、負荷を分散させるためにエニーキャストを利用している。

IPv6移行での使用[編集]

IPv4からIPv6への移行において、IPv6ホストにIPv4互換性を提供するためにエニーキャスト・アドレッシングを利用することがある。これは 6to4 と呼ばれる手法で、IPアドレス 192.88.99.1 のデフォルトゲートウェイを使う(RFC 3068)。これを使うと複数のプロバイダが 6to4 ゲートウェイを実装でき、個々のホストは特定のプロバイダのゲートウェイアドレスを知る必要がない。

実装におけるセキュリティ[編集]

エニーキャストアドレスのパケットはルーティング情報を受信する中間のルーターで乗っ取ることが可能である。これは一見すると安全でないように思えるが、通常のIPパケットにも同じことが可能であり、安全性に違いはない。通常のIPルーティングと同様、ルート情報の伝播の注意深いフィルタリングが中間者攻撃ブラックホール攻撃を防ぐのに重要である。

信頼性[編集]

エニーキャストは一般に非常に信頼性が高く、自動フェイルオーバーを提供できる。エニーキャスト・アプリケーションはサーバ機能を外側からハートビート監視する機能を持つことが多く、サーバで障害が発生したとき経路告知を撤回する。場合によっては、OSPFや他のIGPプロトコル上でルーターにエニーキャストのプレフィックスを告知した実際のサーバがこれを行う。サーバが停止すると、ルーターは自動的にその告知を廃棄する。

ハートビート機能は重要である。何故なら、障害の発生したサーバの告知が継続した場合、そのサーバは付近のクライアントに対して「ブラックホール」として機能することになってしまうからである。ただしそのような事態が発生しても、そのサーバに近いクライアントでしか問題は発生せず、全体的な障害に陥ることはない。

DoS攻撃とエニーキャスト[編集]

エニーキャストはDDoS攻撃の効果を低減させることができる。トラフィックは最も近いノードにルーティングされ、攻撃者はそれを制御できないので、DDoS攻撃のトラフィックは発信地点に最も近いノード群に分散される。このため全ノードが影響されるようにはならない。これを理由としてエニーキャストを採用することもある。

ただし、分散型の攻撃に対するこの技法の効果には疑問もある。何故なら、(保守用の)各ノードのユニキャストアドレスは特にIPv6では容易に取得できるからである。RFC 2373 では「エニーキャストアドレスをIPv6パケットの発信元アドレスに使ってはならない」とある。したがって、エニーキャストアドレスにpingを行うと、最も近いノードのユニキャストアドレスが返ってくる(応答パケットの発信元アドレスとしてエニーキャストアドレスを使えないため)。すると、攻撃者はエニーキャストのアドレッシング機構を迂回して、世界中のどこからでも個別のノードに攻撃をしかけることができる。同じことはIPv4にもほぼ当てはまるが、全く同じではない[3]

ローカルノードとグローバルノード[編集]

エニーキャストをインターネットで実施する場合、ローカルノードとグローバルノードを区別することがある。ローカルノードは、直接のローカルなコミュニティに利点を提供することを意図している。ローカルノードの告知は no-export BGPコミュニティ属性を付与して行われ、告知はローカルの領域に限定される。すると、そのローカルな領域ではグローバルなノードよりもローカルなノードが優先的にルーティングされ、外部からはルーティングされないという状態にできる。

FおよびKのルートサーバは現在、ローカルノードとグローバルノードの構成で運用されている。

脚注・出典[編集]

外部リンク[編集]