nチャンネル通信のための経路制御

nチャンネル通信のための経路制御 200703006 小川　真人木下研究室

Ｎチャンネル通信 Ｎ本の経路を用いて、ファイルを分散させて通信を行う方式である。分散されたファイルが、すべて違う経路を通り相手に届くことが理想である。

N本の経路を用意すれば良い 　　しかし、実装するにあたって　　次のような問題点がある

一般のネットワーク

インターネット等の通信 　指定したルートでデーターを送ることはできない。

経路制御（ルーティング）

提案手法　nチャンネルまでの流れ N本の経路を用いた通信をしたいしかし、ルーターが最短経路を選択してしまうために不可能　　　　　　　　　　　　　　　↓ そこで、ソースルーティングに着目した

ソースルーティング SSRR（strict soruce and record route）というオプションを使用する。 IPアドレスのリストを送信前に埋め込まなければならない。ソース・ルート・オプションはデータグラムが経路を通過するごとにIPアドレスリストが更新される。ソース・ルート・オプションの形式 39バイト

実験の概要 パソコン4台を使用し、A、Bのパソコンを任意に選択し通信できるか、実験した 192.168.1.2 192.168.3.2 eth1 eth2 net3 net1 192.168.1.1 192.168.3.4 eth1 eth1 192.168.2.1 eth2 eth2 192.168.4.4 net2 net4 eth1 eth2 192.168.2.3 192.168.4.3

送信プログラム LSR SourceRoute; memset(&SourceRoute,0,sizeof(LSR)); SourceRoute.Nop = IPOPT_NOP; SourceRoute.Code = 0x89; SourceRoute.Len = 11; SourceRoute.Offset = 4; SourceRoute.Addrs[0] = inet_addr("192.168.1.2"); SourceRoute.Addrs[1] = inet_addr("192.168.3.4"); setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_OPTIONS,(char*)&SourceRoute,SourceRoute.Len+1); n = sendto(sock, "HELLO-1", 7, 0, (structsockaddr *)&addr, sizeof(addr)); if (n < 1) { perror("sendto"); return 1; }

送信プログラム LSR SourceRoute; memset(&SourceRoute,0,sizeof(LSR)); SourceRoute.Nop = IPOPT_NOP; SourceRoute.Code = 0x89; SourceRoute.Len = 11; SourceRoute.Offset = 4; SourceRoute.Addrs[0] = inet_addr("192.168.1.2"); SourceRoute.Addrs[1] = inet_addr("192.168.3.4"); setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_OPTIONS,(char*)&SourceRoute,SourceRoute.Len+1); n = sendto(sock, "HELLO-1", 7, 0, (structsockaddr *)&addr, sizeof(addr)); if (n < 1) { perror("sendto"); return 1; } 192.168.1.2を通り 192.168.3.4に着くように設定 SSRRを指定

実験の結果

パケットの詳細 listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 010b c0a8 ./..@.?..v...... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c8e8 ................ 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1

パケットの詳細 192.168.1.1のポート50002から 192.168.3.4のポート12345に時刻；　HH:MM:SS.マイクロ秒 listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 010b c0a8 ./..@.?..v...... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c8e8 ................ 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1 UDPで7文字（HELLO-1）

パケットの詳細 イーサネットのプロトコルヘッダと IPヘッダ 08:00:27:a0:03:39 受信側MACアドレス 08:00:27:a4:22:db 送信側MACアドレスイーサネットタイプ 0800(IP) listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 0101 c0a8 ./..@.?......... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c352 ................R 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1 Version:4，ヘッダ長:8(8x4=32byte)，サービスタイプ:00， IPから見た全データ長:002ｆ(47) ここから IPヘッダ

パケットの詳細 IPヘッダ識別ID:0000 フラグメント:4000(オクテット) listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 0101 c0a8 ./..@.?......... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c352 ................R 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1 生存時間（TTL）:3f(63) プロトコル:11(17=UDP) チェックサム1ｆ76

パケットの詳細 IPヘッダ送信元IPアドレス:192.168.1.1 送信先IPアドレス:192.168.3.4 （受信側） listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 0101 c0a8 ./..@.?......... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c352 ................R 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1 オプション：01 0ｘ89：SSRR SourceRoute.Len：0b(11) SourceRoute.Offset :08

パケットの詳細 IPヘッダ送信先IPアドレス:192.168.3.4 （受信側） listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 0101 c0a8 ./..@.?......... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c352 ................R 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1 経由アドレス:192.168.3.2

パケットの詳細 ここからがUDPのヘッダ listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 0101 c0a8 ./..@.?......... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c352 ................R 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1 ポート番号：c352(50002) ポート番号：3039 (12345)

パケットの詳細 UDPのヘッダとデータ listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 20:40:08.660333 IP 192.168.1.1.50002 > 192.168.3.4.12345: UDP, length 7 0x0000: 0800 27a0 0339 0800 27a4 22db 0800 4800 ..'..9..'."...H. 0x0010: 002f 0000 4000 3f11 1f76 c0a8 0101 c0a8 ./..@.?......... 0x0020: 0304 0189 0b08 c0a8 0302 c0a8 0304 c352 ................R 0x0030: 3039 000f 6c8f 4845 4c4c 4f2d 31 09..l.HELLO-1 UDPから見たデータ長:000f(15byte) チェックサム:6c8f データ： 4845 4c4c 4f2d 31 　　　　　　　（HELLO-1）

禁止設定の解除 各ホストで、 /etc/sysctl.conf を以下のように修正する。#があれば外して、項目が無ければ追加する。net.ipv4.conf.default.rp_filter=1net.ipv4.conf.all.rp_filter=1net.ipv4.ip_forward=1net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 1 この設定をしないと、ソースルーティングができない。

まとめ ・ｎチャンネル通信の実装手法としてソースルーティングを用いることを提案した・送信パケットのヘッダにオプションを加えるだけで済むため、ネットワークに負荷をかけずに実現が可能である・パケットに経路情報を付け加えるだけで、複数の経路に異なるデータを同時に送信できることを実験によって確認できた・ソースルーティングはその危険性のため、各ルーターごとに設定を解除する必要があることが分かった

①ルート検索を自動で行い、ソースルーティングを自動的に行えるようにする①ルート検索を自動で行い、ソースルーティングを自動的に行えるようにする ②ソースルーティングは危険性があるために、制限されているので、対策を考える ③IPｖ６ではルーティングヘッダを付けるだけでソースルーティングが可能になったので、IPv6での実装も今後の課題である課題

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