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F5 BIG-IPによる CGNCAREER GRADE NAT) 紹介

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Page 1: F5 BIG-IPによる CGN CAREER GRADE NAT)紹介 · F5 BIG-IP による CGN ... Mobile Optimization (Flash networks) Traffic Steering IPv4 (Pri) Destination – IPv4 NAT44 Destination

F5 BIG-IPによるCGN(CAREER GRADE NAT) 紹介

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Version 11.3CGN リリース

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11.2以前のIPv4アドレス枯渇及びIPv6ソリューション• Translation

• NAT44, with simple iRule• NAT64 and DNS64• HSL engineによる高性能なログ出力

• Tunneling• IP in IP

• Dual Stack• HW, SWの制限なし

• IPv4 and IPv6 VS

• 22のサービスプロバイダでの利用実績

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NAT44を実施するiRuleの例~ユーザー単位のポートの利用制限~

iRule deterministic_snat_nat44ltm rule /Common/deterministic_snat_nat44 {when RULE_INIT {set static::count 0set static::ppu 2000

}when CLIENT_ACCEPTED {

set port_min [expr ([getfield [IP::client_addr] "." 4]%32)*$static::ppu + 1000]set port_max [expr $port_min + $static::ppu ‐ 1 ]set hint_ip 192.[getfield [IP::client_addr] "." 2].[expr ([getfield [IP::client_addr] "." 3]‐1)%4 +1].[expr ([getfield [IP::client_addr] "." 4]/32) +1]

# actual port used depends on hash of src_port and dst_port and tmmset real_port [TCP::unused_port [IP::local_addr] [TCP::local_port] $hint_ip [TCP::client_port] $port_min $port_max]

if { $real_port < $port_min || $real_port > $port_max } {incr static::countlog local0.alert "[format %15s:%‐5u [IP::client_addr] [TCP::client_port]] :¥[format %15s:%‐5u $hint_ip $real_port] :¥[format %5u‐%5u‐%5u $port_min $real_port $port_max] : Not Ok $static::count"

reject}

# don't perform suspended operation here (otherwise, there might be a race condition that other connection for the same tmm may use same port?)snat $hint_ip $real_port

forward}

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NAT44を実施するiRuleの例~ユーザー単位のポートの利用制限~

iRule deterministic_snat_nat44ltm rule /Common/deterministic_snat_nat44 {when RULE_INIT {set static::count 0set static::ppu 2000

}when CLIENT_ACCEPTED {

set port_min [expr ([getfield [IP::client_addr] "." 4]%32)*$static::ppu + 1000]set port_max [expr $port_min + $static::ppu ‐ 1 ]set hint_ip 192.[getfield [IP::client_addr] "." 2].[expr ([getfield [IP::client_addr] "." 3]‐1)%4 +1].[expr ([getfield [IP::client_addr] "." 4]/32) +1]

# actual port used depends on hash of src_port and dst_port and tmmset real_port [TCP::unused_port [IP::local_addr] [TCP::local_port] $hint_ip [TCP::client_port] $port_min $port_max]

if { $real_port < $port_min || $real_port > $port_max } {incr static::countlog local0.alert "[format %15s:%‐5u [IP::client_addr] [TCP::client_port]] :¥[format %15s:%‐5u $hint_ip $real_port] :¥[format %5u‐%5u‐%5u $port_min $real_port $port_max] : Not Ok $static::count"

reject}

# don't perform suspended operation here (otherwise, there might be a race condition that other connection for the same tmm may use same port?)snat $hint_ip $real_port

forward}

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Version 11.3以降 ではiRule不要

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Version 11.3

• NAT44 and NAT444: Native based (no iRules needed for base feature)

• Translation address persistence• Large scale configuration• Configurable Logging • Endpoint independent mapping/filtering. Useful for tethering, full cone

NAT and P2P features.• TCP, UDP and ICMP (per RFC’s 4787, 5382 and 6145)

• ALG functions for port coordination and control plane “broken” protocols (SIP, RTSP)• Additional protocols possible with custom iRules

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実装による性能向上

• iRuleによるDeterministic NAT実施時、CPSはカタログスペックの約25%に性能が劣化

• 機能実装により、ほぼカタログスペックのCPS性能を実現

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F5のソリューションによるIPv6への

投資計画~CGN(NAT44)からユーザーのIPv6化(NAT64, DNS64)~

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F5

CGN導入前

GGSN

InternetIPv4

IPv4(Pub)

PC/LaptopHSPA/HSDPA

3G

MobileSmart Devices3G

Mobile Optimization

(Flash networks)

TrafficSteering

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ユーザー数増加により、IPv4アドレスの欠乏が発生

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一部ユーザーのNAT44移行IPv4アドレスの有効利用

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F5

F5

一部ユーザーをNAT44に収容

GGSN

InternetIPv4

IPv4(Pub)

Mobile Optimization

(Flash networks)

TrafficSteering

IPv4(Pri)Destination – IPv4 Destination – IPv4NAT44

PC/LaptopHSPA/HSDPA

3G

MobileSmart Devices3G

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全ユーザーをNAT44に移行

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F5

F5

全ユーザーをNAT44に収容

GGSN

InternetIPv4

Mobile Optimization

(Flash networks)

TrafficSteering

IPv4(Pri)Destination – IPv4 Destination – IPv4NAT44

PC/LaptopHSPA/HSDPA

3G

MobileSmart Devices3G

Broadband

IPv4(Pri)

BRAS

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IPv6とIPv4の混合利用

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F5

F5

v4ユーザーはNAT44、v6ユーザーはNAT64を利用してv4ネットワークへ接続

GGSN

InternetIPv4

Mobile Optimization

(Flash networks)

TrafficSteering

IPv4(Pri)Destination – IPv4 Destination – IPv4NAT44

PC/LaptopHSPA/HSDPA

3G

MobileSmart Devices3G

Broadband

IPv4(Pri)

BRAS

IPv6(Pub) NAT64

4G

Destination – IPv4 Destination – IPv4

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設定画面サンプル

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CGNメニュー

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LSN Pool設定メニュー

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LSN Poolの設定

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Endpoint-Independent Mapping 設定

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データプレーン統合ソリューション

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Mobile Data Planeの統合

F5 Vision: 3GPP Mobile Date Plane Architecture

F5 Approach

Typical Approach

Optimize Plane Application Plane VAS Plane

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F5をLBとしてのみ利用

URL Filtering

WAP GatewayVideo Optimization

Internet

Transparent caching

GGSNPGW

RTR DPI FW CGN

VAS / Optimization

RTR

AAA PCRF OCS

Radius Gx Gy

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F5をトラフィックステアリングとLBとして利用

URL Filtering

WAP GatewayVideo Optimization

Internet

Transparent caching

GGSNPGW

FW CGN RTR

VAS / Optimization

AAA PCRF OCS

DPI

Radius Gx Gy

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LB/CGN/DPIの統合による、管理ポイントと運用コストの削減

URL Filtering

WAP GatewayVideo Optimization

Internet

Transparent caching

GGSNPGW

DPI FWCGN RTR

VAS / Optimization

AAA PCRF OCS

Radius Gx Gy

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