2019 Fiscal Year Annual Research Report
Design of a Scalable Access Control List for DDoS Mitigation
| Project/Area Number |
18K18043
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
空閑 洋平 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (90816597)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | DDoS緩和 / ACL / FPGA / PCI Express |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ソフトウェアの柔軟なルール記述とハードウェアによる広帯域なDDoS対策手法として，ホストメモリにDMAでフィルタルールを保持するNIC型DDoSデバイスのアーキテクチャ検討を実施している．昨年度は，その基礎となるページテーブル方式によるDRAM上へのACLルールの展開方法を検討した．今年度は，NICとホストメモリ間でのデータ通信に用いるPCI Express (PCIe)を利用したDMA通信の最適化手法を検討するため，PCIeデバイスのソフトウェアによるプロトタイプ環境のアーキテクチャ検討を実施した．
本提案手法は，PCIe通信がパケットベースのプロトコルであることに着目し，PCieのパケットであるTLPをEthernet，IPヘッダでカプセル化し，外部ネットワークと送受信する専用デバイスを設計した．結果，IPネットワークとPCIeトポロジがブリッジされ，外部ホストからIPネットワークプログラミングでPCIeの通信を制御可能になる．本研究では，実際にFPGA開発ボードを用いて提案デバイスを開発し，TLPとIPパケットが直接変換可能なことを確認した．結果，任意のPCIeデバイスをソフトウェアプロセスとしてプロトタイプ可能にした．本研究の評価では，実際のPCIeデバイスと同様の通信が可能なNIC，ハードウェアによるプロセス監視デバイスをLinuxプロセスとしてソフトウェアでプロトタイプ可能なことを示した．本研究によって，本来HDLなどのハードウェア記述言語が必要だったPCIeデバイスのプロトタイプをネットワークプログラミングを用いて可能にした．
本成果は，情報処理学会システムソフトウェアとオペレーティング・システム研究会で手法提案を実施，USENIX NSDI20でユースケースを含めた評価結果を発表した．
|
