FreeBSD + Raspberry Pi + SoftEther 5 でモバイルVPNルータを作った話

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Raspberry Pi でモバイル VPN ルータを
作ってみた
岩男 皓一朗 <meta@FreeBSD.org>

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私について
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岩男 皓一朗
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FreeBSD developer (ports)
– 2018 年 3 月～ ( 見習い )
– 2019 年 1 月～ (fly solo)
– https://people.freebsd.org/~meta/

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KLab/miruo for FreeBSD

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出張先のホテルにある LAN コンセント

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ホテルに備え付けの Wi-Fi や LAN
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信頼のできないネットワーク
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通信の制限・遮断・改ざんを行う場合がある
– 最初にホテルの Web ページに接続させる ( 改ざん )
– 特定の種類の通信を遮断する
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NAT テーブルの枯渇
– 客室あたりのセッション数を制限している場合もある
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IPv6 がない場合が多い

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デバイス側で VPN 接続する場合の難点
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スリープ状態になると Wi-Fi が切れる場合がある
– VPN の再接続には操作が必要
– プッシュ通知などで勝手に通信する
– 知らない間に VPN オフで通信される可能性がある
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デバイスの数だけ設定 & 接続操作が必要
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デバイスの対応する VPN 方式しか使えない
– 遮断されている || 意図的な遮断でなくても繋がらない場合がある

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公共のネットワークの危険性
https://www2.softether.jp/en/vpn2/manual/web/10-12.aspx

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VPN で安全な通信路を確保

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モバイル VPN ルータのメリット
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VPN ルータが VPN 接続を担当する
– デバイスごとの設定 & 接続操作は不要
– デバイスが対応していない VPN 方式で接続できる
– VPN 接続のキープアライブをルータ側で行う

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Raspberry Pi でやってみた

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Specicication
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Raspberry Pi 3 Model B (not B+)
– +USB Ethernet (IO DATA ETG5-US3/ASIX AX88179)
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FreeBSD 12-STABLE
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SoftEther 5 Bridge

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SoftEther 5
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極めて強力な接続性
– Ethernet over HTTPS (L2VPN)
– NAT 透過性も高い
– VPN over ICMP/DNS
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日本語 UI と豊富な日本語ドキュメント
– 自分にとってはあまり重要ではないが…
– 筑波大学 登大遊 氏らによる開発
https://ja.softether.org/1-features/1._%E6%A5%B5%E3%82%81%E3%81%A6%E5%BC%B7%E5%8A%9B
%E3%81%AA_VPN_%E6%8E%A5%E7%B6%9A
%E6%80%A7#1.6._VPN_over_ICMP.2C_and_VPN_over_DNS_(Awesome!)

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SoftEther 5
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GitHub で公開されている最新開発版
– リリース版は 4.29.9680
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FreeBSD における SoftEther
– SoftEther 4.x は Intel CPU (i386/amd64) のみサポート
– Raspberry Pi では動かない！
– 開発版の SoftEther 5.x では ARM にも対応している

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FreeBSD ports tree にコミットした

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設定は Windows 管理ソフトから
コマンドラインからも設定できます

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実際の利用イメージ
LAN
Hotel WAN
自前のモバイル
ルータを接続
VPN 先のネットワークを L2 延伸

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VPN で通信が保護される
https://www2.softether.jp/en/vpn2/manual/web/10-12.aspx

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おまけ
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帯域制限下 ( ギガ切れ ) での動作のエミュレート
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高遅延・パケットロス環境のエミュレート
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IPv6 環境でのテスト
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IPv6 only 環境でのテスト

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課題
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LAN 側の Wi-Fi は今回は断念
– RasPi の内蔵 Wi-Fi が使用できない (FreeBSD では )
– USB Wi-Fi ドングルは速度が出なかった (1Mbps 程度 )
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RasPi が Wi-Fi AP にもなる構成が理想
– 配線すっきり
– 持ち歩くものが減る

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実効速度
⇓22.20 Mbps
⇑ 23.71 Mbps
上下合計での値なので上りのみ
下りのみの場合 45Mbps 程度

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注意が必要な点
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この Raspberry Pi を紛失すると危険！
– どこからでも自宅のネットワークに接続されてしまう
– すごく危ないものを持ち歩いている気がする

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まとめ
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Raspberry Pi でモバイル VPN ルータを作った
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FreeBSD + SoftEther 5 を使用して実現
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SoftEther 5 を FreeBSD ports にコミットした
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速度は 45Mbps 程度