令和 2 年度 第 16 回名古屋大学技術研修会（2021 年 3 月 10 日開催）

IT サービス継続のためのリモートバックアップ環境の構築○石垣 佐 A)、伊藤康広 B)、太田芳博 B) 、藤原冨未治 C)
A)

情報通信技術支援室

情報システム管理技術グループ

B)

情報通信技術支援室

情報システム構築技術グループ

C)1

情報通信技術支援室

はじめに

IT サービス継続のためには、災害で機器が故障してもサービスを復旧できるように、バックアップデータの保存が重要である。現在、情報通信技術系では複数の仮想サーバを管理しており、仮想サーバのバックアップを定期的に実行している。バックアップデータは同じ建物内の NAS に保存しているため、本番環境のデータを保持する NAS のみが故障した場合は即座に復旧できる。しかし、火災や地震など建物に影響を及ぼす災害が発生した時には、本番環境のデータとバックアップデータが同時に消失するリスクがある。
そこで、データ消失リスクの低減が必要であると考え、バックアップデータを遠隔地にも保存（リモートバックアップ）するために必要な技術・知識を得ることを目的として本研修を実施したので、その内容を報告する。

2リモートバックアップ環境の概要

本研修ではルータはヤマハ株式会社の RTX830 を、NAS は QNAP システムズ社の TS-673 と TVS-671 を使用し、リモートバックアップ環境の構築を行った。なお、2 台の RTX830 のファームウェアリビジョンはRev.15.02.17 で統一した。リモートバックアップ環境の概要を図 1 に示す。

図 1. リモートバックアップ環境の概要

名古屋大学内の異なる拠点それぞれにルータと NAS を設置する構成とし、名古屋大学ネットワークをインターネットと見なした。インターネットを経由したデータ転送を想定した場合、別の拠点に設置した 2 台のNAS の間で暗号化せずにデータ転送を行うと、情報漏洩のリスクが大きくなる。そこで、2 台の RTX830 の間で VPN と呼ばれる技術を用いることとした。

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3

RTX830 の機能検証

3.1

VPN

VPN とは、ある拠点のネットワークと別拠点のネットワークの間に仮想的なトンネル（VPN トンネル）を構築し、別拠点のネットワークを安全に利用するための技術である。
リモートバックアップ環境の構築に RTX830 を使用する場合、リモートアクセスと拠点間接続の 2 種類のVPN 接続が利用できる。リモートアクセスでは、RTX830 が VPN サーバとして機能し、パソコンや NAS な
どの VPN クライアントソフトから RTX830 に対して VPN トンネルを構築する。利点は、1 台の RTX830 で構成できるため、金銭的なコストが抑えられる点である。
一方で拠点間接続では、2 台の RTX830 の間で VPN トンネルを構築することで 2 つの LAN を接続できる。
そのため、2 台の RTX830 配下の機器同士が直接、それぞれのプライベート IP アドレスを用いて通信可能となる。利点は、VPN クライアントソフトに依存せず RTX830 の最も高いセキュリティ設定を利用できるため、VPN 接続のセキュリティレベルを高くできる点である。
今回構築したリモートバックアップ環境では、高いセキュリティレベルが必要であると考え、VPN 接続には拠点間接続を用いた。また VPN トンネルにおけるデータ暗号化プロトコルは、セキュリティレベルが高いIPsec を用いた。図 2 に RTX830 の拠点間接続の設定画面を示す。

図 2. RTX830 の拠点間接続の設定画面

拠点間接続では、主に下に示す 5 つの項目の設定が必要となる。
1) 認証鍵2 台の RTX830 で共通の事前共有鍵を設定する。
2) 認証アルゴリズム
2 台の RTX830 で共通のアルゴリズムを設定する。送信者認証と改ざん検知に使用され、設定可能な範囲

令和 2 年度 第 16 回名古屋大学技術研修会（2021 年 3 月 10 日開催）で最もセキュリティレベルが高いとされているのは、HMAC-SHA256 である。
3) 暗号アルゴリズム
2 台の RTX830 で共通のアルゴリズムを設定する。VPN トンネルにおけるデータ暗号化に使用され、設定可能な範囲で最もセキュリティレベルが高いとされているのは、AES256-CBC である。
4) 接続先のホスト名または IP アドレス
接続先の WAN インタフェースの IP アドレスを設定する。
5) 接続先の LAN 側のアドレス
接続先の LAN 側のネットワークアドレスを設定する。
これらの設定を正しく行うことで、2 台の RTX830 で構築されたそれぞれの LAN を VPN 接続できることを確認した。
3.2

Wake On LAN

Wake On LAN とは機器をネットワーク経由で起動させるための技術である。この技術を用いて NAS の起動が可能であれば、管理者が別拠点へ出向くことなくバックアップシステムを復旧する方法が確保でき、運用コストの低下も期待できる。
本研修では参考文献[2]に基づき、RTX830 に Wake On LAN 機能を追加した。図 3 は、設定後に RTX830 にWeb ブラウザでアクセスしたときに表示される画面である。この画面で起動したい機器の MAC アドレスを入力すると、RTX830 が LAN 内に Magic Packet を送信する。機器が Magic Packet に対応していれば、ネットワーク経由で起動することができる。

図 3. RTX830 の Wake On LAN 操作画面

本研修で使用した NAS は Magic Packet に対応しており、RTX830 の Wake On LAN 機能を用いてネットワーク経由で起動できることを確認した。

4NAS 間のデータ同期機能検証

本研修で用いた NAS では、Hybrid Backup Sync アプリケーション（以下、HBS）を使用してデータのバックアップや同期が実施できる。HBS では、データ同期の対象となる NAS のフォルダやスケジュール、同期の対象となるデータを限定できるフィルターなどが Web GUI で設定可能である。図 4 は HBS の Web GUI 画面の例である。

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図 4. HBS の Web GUI 画面の例

本研修では、2 台の NAS のデータを同期することで、データバックアップを実施することとした。設定を正しく行うことで 2 台の NAS のデータ同期ができることを確認した。

5

リモートバックアップテスト

前章までに述べたように、RTX830 及び NAS の設定を行うことで、図 5 に示すリモートバックアップ環境を構築できたため、リモートバックアップのテストを実施した。テスト項目は、データ同期機能を利用してNAS[A]に保存されている仮想サーバのバックアップデータを NAS[B]へ VPN トンネル経由で転送することである。

図 5. 構築したリモートバックアップ環境

HBS では同期の設定時に NAS[A]と NAS[B]の間でのおおよそのデータ転送速度を確認できる。今回構築したリモートバックアップ環境ではデータ転送速度は約 90MB/s と表示され、NAS[A]のデータ使用容量は3.44TB であったため、リモートバックアップの所要時間は 10 時間強であると予想していた。
しかし、所要時間は予想を大きく上回り、約 30 時間となった。また NAS[B]のデータ使用容量は 9.76TB であり、NAS[A]の値を上回った。予想とは異なる結果になった原因を調査したところ、データ同期設定時にスパースファイルに関する設定が不足していたことが判明した。

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スパースファイルとは、データブロックが空の場合には「空ブロックであることを示すメタデータ」がディスクに書き込まれているファイルである。スパースファイルを用いた場合、実際に使用しているデータブロックの容量のみをディスク上で消費するため、物理ディスク容量の節約が可能である。また、NAS[A]にはシンプロビジョニング形式で作成された仮想サーバのバックアップデータが保存されている。シンプロビジ
ョニング形式はスパースファイルと同様に実際に使用している容量のみをディスク上で消費するため、NAS[A]に保存されているデータはスパースファイルであると推定した。そこで、NAS のデータ同期設定を詳細に確認していくと、「スパースファイルの場合はヌル以外のデータのみをアップロードする」という設定項目があり、この項目を有効化して再びリモートバックアップのテストを行った。その結果、所要時間は約 10時間、NAS[B]のデータ使用容量は NAS[A]と同じ値となった。このことから、初回テスト時における所要時間の増大は、スパースファイルに関する設定の不足が原因であると判断した。
最後に NAS[B]に保存したデータを使用して、仮想サーバのリストア及び起動が可能であることを確認し、リモートバックアップ環境の構築は完了とした。

6

おわりに

本研修では災害を想定したデータバックアップの重要性を改めて認識できた。またリモートバックアップ環境の構築を通して、RTX830 と NAS に関する技術及び知識を得ることができた。本研修で得られた知見は、リモートバックアップのために限らず、様々な場面で今後の業務に活かすことができると考える。
今後の課題として、リモートバックアップ環境における適切な遠隔地の検討と、適切なバックアップスケジュールの検討が挙げられる。

参考文献
[1]

ヤマハ. 「Yamaha ルーターシリーズ

コマンドリファレンス」. 第 5.12 版. 2020

http://www.rtpro.yamaha.co.jp/RT/manual/rt-common/index.html ,(参照 2020 年 12 月 17 日)[2]

ヤマハ. 「Wake On LAN」
https://network.yamaha.com/setting/router_firewall/custom_gui/wol-rtx1200 ,(参照 2020 年 12 月 17 日)[3]井上正和. 「QNAP 実践活用ガイドブック」. 技術評論社. 2017