Azure Network Security Group(NSG) はじめてのDeep Dive

Azure Network Security Group (NSG)
はじめてのDeep Dive
2019/6/29
Interact 2019
Yoshimasa Katakura (@yo_ta_n)
#msinteract19 #DD02

自己紹介
片倉義昌 (かたくらよしまさ)
(株)pnopで働いてます(2015～)
Azureコンサルティングとかしてます
元インフラエンジニア、プログラマ(C, ASM)
Microsoft MVP for Azure (2017～)
Copyright© 2019, Y.Katakura All Rights Reserved.
2
yoshimasa.katakura@yo_ta_n
はい次12345678910
https://qiita.com/yotan
https://zakki.nya-n.net

JAZUG のご紹介
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方まで大歓迎！ゆるふわコミュニティです。
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3

ご注意
本スライドは2019年6月29日現在の情報を元に作成しています
Azureは日々の変化が激しく、今後どんどん機能追加、仕様変更が行われ
ており、内容が古くなる事が想定されます
Public CloudであるMicrosoft Azureの情報をベースとして記されています。
Azure Stackでも同様のアプローチが可能とは思いますが若干の差異はあ
るかもしれないです
お伝えする情報は基本的にはMicrosoft公式ドキュメントに記載のあるも
のばかりですが、本スライドの内容だけを鵜呑みにしてオシゴトで活用
するのは止めましょうね
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/
4

基本的なお話
Azure IaaSとPaaSについて
5

まずはAzure IaaSとPaaSのおさらい
6
Office 365
Dynamics 365
Microsoft Azure
オンプレミス IaaS(仮想マシン) PaaS SaaS
アプリケーション
データ
ランタイム
ミドルウェア
OS
仮想化技術
サーバー
ストレージ
ネットワーク
仮想化技術
サーバー
ストレージ
ネットワーク
OS
データ
ランタイム
ミドルウェア
アプリケーション
お客様マイクロソフト
お客様によるセキュリティ、運用管理の責任

IaaSの市民権について
PaaS推しをするAzureコンサルタントが増えています(自分とか)
「アプリケーション基盤の運用とか可用性を考えるの
メンドいですよね！」
「サーバレスとかマイクロサービス、コンテナも使えますよ！」
「IoT基盤だったら、IoT Hub, Stream Analytics, CosmosDB, Power BIの
鉄板構成でバッチリですよ！」
「Machine LearningもCognitiveも使えばAIも完璧！」
「クローズドな環境でApp Service使いたい？でしたら
Application Service Environmentですよ！」
……どれも間違いではないのですが。
7

やっぱりIaaS環境もとても大事
オンプレミスで動いているWindows, Linuxサーバをリフト＆シフト
でクラウドに持っていきたい
(それでオンプレミスからは閉域接続したい)
業務アプリケーションがPaaS対応していないので、IaaSでアプリ
ケーションをインストールして利用したい
できればデータベースはクラウド移行したタイミングでフルマネー
ジドなPaaSを利用したい
(でも安全に接続したい)
……実際こういった相談もまだまだあります。
8

仮想マシンなんてどれも一緒
仮想マシン単独の機能であれば、Azureも他社クラウドも、オ
ンプレの仮想環境も大きな違いはありません
しかし仮想マシンを取り巻くネットワーク周りの、接続やセ
キュリティ設定は色々考慮が必要です
Azure Network Security Group(NSG)は最も基本的なネットワー
クのセキュリティ設定です
おまけに無料で利用可能です
9

IaaSの基本構成おさらい
• 仮想マシンは仮想ネットワーク内のサブネットに配置する(厳密にはNICが)
• 仮想マシンのNICは1つ以上配置可能
• 仮想マシンにはOSディスクの他にデータディスクが追加可能
• NICはパブリックIPアドレスを追加可能
• ロードバランサには内部ロードバランサとパブリックIPを持つ外部ロードバランサがある
10
(VM)
(OS Disk) (DATA Disk)
(NIC)(PIP)
(Load Balancer)
(192.168.1.4)
(192.168.1.10)
(192.168.1.11)
(192.168.0.4)

Network Security Group
基礎的なお話、具体的な適用方法
11

Network Security Group(NSG)って？
Virtual Network内外でL4レベルでの通信制御が行えるFirewall的な機能
【例】
TCP/80(HTTP), TCP/443(HTTPS)はインターネットからアクセス許可する
TCP/22(SSH), TCP/3389(RDP)は特定の拠点IPアドレスからのみアクセス可能にする
12
•HTTP, FTP, IRC, SSH, DNSL7:Application
•SSL, SSH, IMAP, FTP, MPEG, JPEGL6:Presentation
•API’s, Sockets, WinSockL5:Session
•TCP, UDPL4:Transport
•IP, ICMP, IPSec, IGMPL3:Network
•Ethernet, PPP, Switch, BridgeL2:Datalink
•HardwareL1:Physical

仮想ネットワーク
NSGの適用範囲
NSGはAzureのリソースの一つ
以下の箇所に適用可能
仮想ネットワーク内のサブネット
仮想マシンのNIC
ひとつのNSGを複数のサブネッ
ト、NICに適用可能
13
サブネット1
VM-1 VM-2
NSG-1
サブネット2
VM-3 VM-4
NSG-2
NSG-VM3

NSGに適用可能なルール
受信セキュリティ規則、送信セキュリティ規則がある
それぞれのセキュリティ規則の中に必要なルールを追加していく
各ルールには「優先度」があり、ユーザは100～4096の範囲が使用可能
デフォルトルールというものが規定で作成される(削除できない)
受信セキュリティ規則
• 65000:仮想ネットワークからの受信は全部OK
• 65001:Azure Load Balancerからの受信は全部OK
• 65500:全ての受信を拒否
送信セキュリティ規則
• 65000:仮想ネットワークへの送信は全部OK
• 65001:インターネットへの送信は全部OK
• 65500:全ての送信を拒否
14

NSGに設定するルールについて
ソース(送信元)
Any(全て)、IP Address(CIDR形式、複数記述可能)、
サービスタグ、Application Security Group名
ソースポート範囲
複数記述可能、5000-5100等の範囲指定も可能
通常指定しない(*にする)場合が多い
宛先(送信先)
Any(全て)、IP Address(CIDR形式、複数記述可能)、
サービスタグ、Application Security Group名
宛先ポート範囲
複数記述可能、5000-5100等の範囲指定も可能
プロトコル
Any, TCP, UDP
アクション
許可、拒否
優先度
100～4096の範囲で指定、値が小さい程高優先に
なる
名前
任意の名前、受信セキュリティ規則、送信セキュ
リティ規則、デフォルトルールの名前と重複して
はいけない
後から変更不可
15

NSGルールで指定可能なサービスタグ
VirtualNetwork
AzureLoadBalancer
Internet
AzureTrafficManager
AzureCloud / AzureCloud.[RegionName]
Storage / Storage.[RegionName]
Sql / Sql.[RegionName]
AzureCosmosDB / AzureCosmosDB.[RegionName]
AzureKeyVault / AzureKeyVault.[RegionName]
EventHub / EvnetHub.[RegionName]
ServiceBus / ServiceBus.[RegionName]
MicrosoftContainerRegistry / MicrosoftContainerRegistry.[RegionName]
AzureContainerRegistry / AzureContainerRegistry.[RegionName]
AppService / AppService.[RegionName]
AppServiceManagement / AppServiceManagement.[RegionName]
ApiManagement
AzureConnectors / AzureConnectors.[RegionName]
GatewayManager
AzureDataLake
AzureActiveDirectory
AzureMonitor
ServiceFabric
AzureMachineLearning
BatchNodeManagement
16
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/virtual-network/security-overview

Azureデータセンター毎のIPアドレス
サービスタグ別
https://www.microsoft.com/en-
us/download/details.aspx?id=56519
データセンター別
https://www.microsoft.com/en-
us/download/details.aspx?id=41653
Check-AzureIpAddress
https://github.com/ShuheiUda/Check-AzureIpAddress
17
13.78.12.XXX is in Azure japaneast region.
13.78.12.XXX is in AzureCloud.japaneast service tags.
13.78.12.XXX is in AzureCloud service tags.

NSGのルール説明(1)
VM-1からVM-3にアクセスする
場合のNSG参照順序
NSG-1の送信セキュリティ規則
NSG-2の受信セキュリティ規則
NSG-VM3の受信セキュリティ規
則
18
サブネット1
VM-1 VM-2
NSG-1
サブネット2
VM-3 VM-4
NSG-2
NSG-VM3

NSGのルール説明(2)
VM-1からVM-2にアクセスする場
合のNSG参照順序
NSG-1の送信セキュリティ規則
NSG-1の受信セキュリティ規則
同一セグメント(サブネット)内の
サーバに対してもNSGが適用され
ていることに注意
(デフォルトのNSGルールで
VirtualNetwork間は全許可になって
いるだけなので誤解してしまう)
19
サブネット1
VM-1 VM-2
NSG-1
サブネット2
VM-3 VM-4
NSG-2
NSG-VM3

サブネット1
Web-1 Web-2
DB-1 DB-2
NSG
192.168.0.10 192.168.0.11
192.168.0.20 192.168.0.21
192.168.0.10と192.168.0.11はTCP/80,443を許可
192.168.0.20と192.168.0.21はTCP/1433を許可
Application Security Group(ASG)とは(1)
用途の異なる(疎通条件の異な
る)仮想マシンに対してIPアドレ
スやセグメントの指定をせずに
NSGのルールを簡素に書く手段
同一サブネットに複数の用途を
持つ仮想マシンが同居している
場合、IPアドレスをNSGに直接
記述するなど煩雑だった
20

Application Security Group(ASG)とは(2)
用途別のASGを各仮想マシンに
設定することで、NSGのルール
にはIPアドレスの記載が不要と
なり、直接ASGを指定すること
でアプリケーションごとの制限
が可能となる。
21
Web-1 Web-2
DB-1 DB-2
Web用ASG
NSG
Web用ASG
DB用ASG DB用ASG
Web用ASGはTCP/80,443を許可
DB用ASGはTCP/1433を許可

Application Security Group(ASG)適用手順
はじめにアプリケーションの種類毎にASGのリ
ソースを作る
例えばWebサーバだったら「Web-asg」、DB
サーバだったら「DB-asg」
仮想マシンに紐付いているNICに対して先に作成
したASGを設定する
NSGのルールでは「宛先」欄にASGを選択する
22

Virtual Network Integration
PaaSと統合するVirtual Networkのお話(NSG色少)
23

Service Endpoint
各種PaaS側のFirewall機能で特定のSubnetからの通信を許可させる
Storage Account、SQL Databaseなど、インターネット向けのエン
ドポイントを持っているPaaSの接続制限を行う機能(あまりNSGと
は関係ない)
VMから各PaaSへ接続するときのアクセス先(エンドポイント)のホス
ト名やURLは今までと一緒
ストレージアカウントだったら
https://storageaccount01.blob.core.windows.net/
SQLDBだったら
sqldb01.database.windows.net:1433
24
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/virtual-network/virtual-network-service-endpoints-overview

Service Endpoint対応サービス
General Availability(一般公開)
Azure Storage
Azure SQL Database, Data Warehouse
Azure Database for PostgreSQL, MySQL, MariaDB
Azure Cosmos DB
Azure Key Vault
Azure Service Bus
Azure Event Hubs
Azure Data Lake Store Gen 1
Public Preview
Azure Container Registry
25
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/virtual-network/virtual-network-service-endpoints-overview

Virtual Network内に配置できるPaaS
各種PaaSをVirtual Network内のリソースにPrivate IP Addressを
使ってアクセス可能にする技術
PaaSの種類によってSubnetに配置する方式としない方式があ
る
App Services(ASE以外)もVirtual Networkと統合して、Private IP
AddressでVM等と通信可能
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/app-service/web-sites-integrate-with-vnet
26

Azure Application Gateway
L7レベルのロードバランサー、リバースプロクシ、WAF機能を
持つApplication Gatewayは仮想ネットワーク上に配置できる
27
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/application-gateway/
インターネットからのアク
セス(TCP/80, TCP/443)が
あると、内部のWebサー
バに転送してくれる(雑
(Application Gateway)
(Virtual Machines)

Azure Kubernetes Service(AKS)
KubernetesのPaaSであるAKSは仮想ネットワーク上に配置でき
る
28
https://azure.microsoft.com/ja-jp/services/kubernetes-service/
コンテナコンテナ
仮想マシンからAKSで作成
したロードバランサ経由で
コンテナにアクセス閉域で
アクセス可能
(Virtual Machine)
(AKS)
(load Balancer)

Azure Cache for Redis
Azure App Service Environment(ASE)
RedisもASEも仮想ネットワーク上に配置できる
29
https://azure.microsoft.com/ja-jp/services/cache/
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/app-service/environment/intro
(Virtual Machine)
(Redis) (ASE)
仮想マシンから閉域網で
App Serviceにアクセス
仮想ネットワーク内か
らRedisにアクセス

Virtual Networkに配置可能なPaaS一覧
Azure Batch
Azure Application Gateway
Azure Firewall
Azure Cache for Redis
Azure SQL Database Managed
Instance
Azure HD Insight
Azure Databrics
Azure Active Directory Domain
Services
Azure Kubernetes Service
Azure Container Registry
Azure Container Service
API Management
App Service Environment
Azure Logic Apps (ISEのみ)
Azure 専用HSM
Azure Netapp Files
30
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/virtual-network/virtual-network-for-azure-services

Tips 1
Internet, Virtual Network間の通信は制限しよう
31

こんな感じのルール作っていませんか？
Internetからのリモートデスクトップ接続を許可
あとはデフォルトのまま
32
これ
大丈夫ですか？

リモート接続するIPアドレスは制限しましょう
アクセス元のIPアドレスを個別に指定して特定の拠点やPCからのみ接続可能にしましょ
う
アクセス元のIPアドレスが不定の場合にはAzure Security Centerの「Just in time
access」の利用も検討しましょう
33
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/security-center/security-center-just-in-time

真打ち登場？Azure Bastion(ばぁすちゃん)
34
2019/6/18にSSL経由のRDPおよびSSHが行えるAzure Bastionが
Previewとして爆誕しました。
https://azure.microsoft.com/ja-jp/updates/azure-bastion-now-available-for-preview/
仮想マシンのRDP, SSHポートは外部公開しなくて良くなります。
クライアントPCからはブラウザベースで仮想マシンにRDP,SSH
が行えるようになります。
試用記事はこちら
https://zakki.nya-n.net/?p=274

こんな感じのルール作っていませんか？(2)
Internetからのリモートデスクトップ接続を許可
あとはデフォルトのまま
35
これも
大丈夫ですか？

VirtualNetworkの通信もNSGで制御しま
しょう
受信セキュリティ規則のデフォルトルールにある「AllowVnetInBound」
は他のルールを上書きして、必要なセグメントからのみアクセス可能に
しましょう。
36

この全てが「VirtualNetwork」タグの範囲です
37
(Point to Site VPN)
(Site to Site VPN)
(Express Route)
(VNET Peering)
(VNET to VNET VPN)
37

Internetからのアクセスは制限していても
Virtual Network間(オンプレ含む)はガバガバ
38
Access
OK!
Access
OK!
Access
OK!
Access
OK!
38

なぜいけないのか
従来のいわゆるNorth-South型では、インターネットとの境界線で
のみ対応していた
しかし、オンプレミス閉域網までもがつながる環境であるEast-
West型では、閉域ネットワーク内の通信も守る必要がある
オンプレミス側の人やPCは本当に安全ですか？
悪意のある人はゼロですか？誰もミスしませんか？
ウイルス感染しているPCは1台もありませんか？
万全を考えれば、次世代ファイアーウォールと言われている製品を
Azure仮想ネットワーク上に仮想アプライアンスとして導入して、
North-South / East-Westの通信全てを管理すればいいけど、コスト
もかかる(NSGは無料)
39

NSG Tips 2
送信セキュリティ規則の罠?
40

NSGを設定しても抜けてくれる送信規則
以下の送信ルールはNSGによる指定有無に関わらず抜けます
Windows Server仮想マシンのライセンス認証サーバ
• kms.core.windows.net(23.102.135.246) – TCP/1688
• US South regionに存在している
DHCPサーバ / Azure標準のDNSサーバ
• 168.63.129.16
• Azureの各リージョンに存在する仮想Public IP Address
なので、送信規則を誤って絞りすぎても、VMが起動しないとか、
ライセンスが失効するといった事態にはならない
41
https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/virtual-network/security-overview#azure-platform-considerations

送信規則でInternetを全て拒否すると…
Azure観点
VMレベルでの診断設定が行えなくなる(Log AnalyticsやStorageにメトリックやログが保存でき
なくなる)
中で動いているアプリケーションがSQL DBやBLOB Storageにアクセスできなくなる
etc…
OS観点
Windows UpdateやYumで直接VMからアップデートできなくなる
Googleや、ようつべに繋げられなくなって辛い
42

回避策
Azure観点
NSGの送信ルールで適切なサービスに対応したサービスタグ宛の通信を許容しましょう
• Log Analyticsだったら「AzureMonitor」を空ける。
• 利用サービスと対応するサービスタグが不明の場合は「AzureCloud」の指定も可
• VMからダイレクトにStorage BLOBを使っているケースでは「Storage.japaneast」とリージョン指定
するのも良し
• Azure内の通信は接続先が例えPublic IP Addressであっても、Azureデータセンター(リージョン間含む)
から外部インターネットに通信が出てしまう事はありません
OS観点
NSGで接続先のIPアドレスを指定して個別に空けましょう
NSGの送信規則の1レコードにはCIDR指定ができる他複数のIPアドレスが列挙できます
「IPアドレスなんて知らないよう」という場合はAzure Firewallを導入することで、
Outboundの通信をFQDNで制御できるので、こちらを検討しましょう。
43

NSG Tips 3
Azure Application Gateway / Azure Load Balancerを経由させる場合
44

NSGでなにあける？
Azure Load Balancer (Internal)
• 接続元仮想マシンNICのIPアドレス(Private)が送信元となる
• 他に168.53.129.16から正常性プローブのアクセスがあるのでサービスタグ「AzureLoadBalancer」
は閉じない事
45
(Load Balancer)
(192.168.10.4)
(192.168.10.10)
(192.168.10.11)(192.168.0.4)
Source Address : 192.168.0.4
Probe
(168.63.129.16)

Azure Load Balancer (External)
46
(Load Balancer)
(192.168.10.10)
(192.168.10.11)
Source Address : 124.41.95.xxx
(PIP)
(13.78.68.128)
(外部PC)
(124.41.95.xxx)
Probe
(168.63.129.16)
• 接続元PCのWAN側IPアドレス(Public)が送信元となる
• 他に168.53.129.16から正常性プローブのアクセスがあるのでサービスタグ「AzureLoadBalancer」
は閉じない事

Azure Application Gateway(Internal)
47
(192.168.10.10)
(192.168.10.11)
(192.168.5.4)
Source Address : 192.168.5.0/24
(192.168.0.4)
Probe
(192.168.5.0/24)
• Application Gatewayの配置してあるSubnet内に配置されたInstanceが送信元となるため、Subnet
のアドレス範囲が送信元になる(上記例では実際には192.168.5.5～)
• 正常性プローブもSubnet内に配置されたInstanceからアクセスされる

Azure Application Gateway(External)
48
(192.168.10.10)
(192.168.10.11)
(192.168.5.4)
Source Address : 192.168.5.0/24
(PIP)
(13.78.68.128)
(外部PC)
(124.41.95.xxx)
Probe
(192.168.5.0/24)
• Internalと同様に、Application Gatewayの配置してあるSubnet内に配置されたInstanceが送信元と
なるため、Subnetのアドレス範囲が送信元になる(上記例では実際には192.168.5.5～)
• 正常性プローブもSubnet内に配置されたInstanceからアクセスされる

(参考)Firewallでなにあける？
Azure Application Gateway (to App Services)
49
(192.168.5.4)
Source Address : Don’t Care
(Web Apps)
(192.168.0.4)
• Public IP Addressを持たないApplication GatewayからのPaaSアクセス時には接続元IPアドレスは不定となる
(実際には各リージョン毎の仮想マシンに割り当てられたアドレスのうちどれかが割り当てられるが、専有ア
ドレスではない)
• App ServicesのサービスエンドポイントのGAが期待されている(現在はLive Preview)

(参考)Firewallでなにあける？
Azure Application Gateway (to App Services)(2)
50
(192.168.5.4)
(Web Apps)(PIP)
(13.78.68.128)
(外部PC)
(124.41.95.xxx)
• Application GatewayがPublic IP Addressを持っていると、接続元IPアドレスはそれになる。
• Application Gateway V2からはPublic IP Addressを固定化する事が可能になった

Tips 4
その他たまにある疑問
51

Express Route, VPN接続の場合のNSG
52
(Site to Site VPN)
(Express Route
Private Peering)
• GatewaySubnetにはNSGが適用できない(残念)
• オンプレミスからの接続をGatewaySubnetで一括して特定のポートに絞るといった事は
出来ないので、各SubnetのNSGで設定する必要がある

Public IP Addressを持たないVM
53
(PIP)
(13.78.68.128)
Source Address : Don’t Care
• Public IP Addressを持たないVMもインターネットに出ていける。この場合の接続元IPアドレスは不定となる
(実際には各リージョン毎の仮想マシンに割り当てられたアドレスのうちどれかが割り当てられるが、専有ア
ドレスではない)
• Public IP Addressを持たないVMだからといって、NSGの送信セキュリティ規則を疎かにしてはいけない

ping(ICMP)送りたい
NSGの受信規則で指定できるプロトコルは従来はTCP/UDPのみの指定でした
以下のルールで回避は一応可能でしたが微妙でしたね
54

NSGのプロトコル指定に新たに「ICMP」「ESP」が増えました！
API Versionは2019-04-01からとなっており、本日時点ではAzure CLIと
REST API直のみ対応している模様
(Power ShellとAzure Portalはもう少し待とう!)
https://github.com/Azure/azure-rest-api-specs/blob/master/specification/network/resource-
manager/Microsoft.Network/stable/2019-04-01/networkSecurityGroup.json
Azure CLIからは以下の感じでルール追加が可能です
$ az network nsg rule create --resource-group NetworkEnv01 ¥
--nsg-name azure-common-nsg --access Allow ¥
--destination-address-prefixes "*" --destination-port-ranges "*" ¥
--direction Inbound --name Allow_ICMP --priority 1005 ¥
--protocol ICMP --source-address-prefixes 124.41.95.XXX ¥
--source-port-ranges "*"
NSGのプロコル指定が増えました
55
Special Thanks to @syuheiuda

おわりに
NSGは無料で利用できる割に、正しく設定す
ればそれなりの効果があることが理解頂けた
と思います
IaaS環境構築する上で重要かつ基本となるほ
か、PaaS側もどんどんVirtual Networkとの統
合が進んでいるので常に新しい機能を今後共
キャッチアップするのが良いと思います
56

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