Cisco 適応型セキュリティ仮想アプライアンス（ASAv）9.4 クイックスタートガイド

KVM を使用した ASAv の導入について

次の図は、ASAv と KVM のネットワークトポロジの例を示します。この章で説明している手順は、このトポロジの例に基づいています。ASAv は、内部ネットワークと外部ネットワークの間のファイアウォールとして動作します。また、別個の管理ネットワークが設定されます。

ASAv と KVM の前提条件

Cisco.com から ASAv qcow2 ファイルをダウンロードし、Linux ホストに格納します。

http://www.cisco.com/go/asa-software

（注）

Cisco.com のログインおよびシスコサービス契約が必要です。

このマニュアルの導入例では、ユーザが Ubuntu 14.04 LTS を使用していることを前提としています。Ubuntu 14.04 LTS ホストの最上部に次のパッケージをインストールします。
- qemu-kvm
- libvirt bin
- bridge-utils
- Virt-Manager
- virtinst
- virsh tools
- genisoimage
パフォーマンスはホストとその設定の影響を受けます。ホストを調整することで、KVM での ASAv のスループットを最大化できます。一般的なホスト調整の概念については、『Network Function Virtualization Packet Processing Performance of Virtualized Platforms with Linux and Intel Architecture』を参照してください。
以下の機能は Ubuntu 14.04 の最適化に役立ちます。
- macvtap：高性能の Linux ブリッジ。Linux ブリッジの代わりに macvtap を使用できます。ただし、Linux ブリッジの代わりに macvtap を使用する場合は、特定の設定を行う必要があります。
- Transparent Huge Pages：メモリページサイズを増加させます。Ubuntu 14.04 では、デフォルトでオンになっています。
  
  Hyperthread disabled：2 つの vCPUを 1 つのシングルコアに削減します。
- txqueuelength：デフォルトの txqueuelength を 4000 パケットに増加させ、ドロップレートを低減します。
- pinning：qemu および vhost プロセスを特定のCPU コアにピン接続します。特定の条件下では、ピン接続によってパフォーマンスが大幅に向上します。
RHEL ベースのディストリビューションの最適化については、『Red Hat Enterprise Linux6 Virtualization Tuning and Optimization Guide』を参照してください。
KVM のシステム要件については、『Cisco ASA Compatibility』を参照してください。

ASAv および KVM のガイドライン

ASAv を展開する前に、次のガイドラインと制限事項を確認します。

ハイアベイラビリティガイドラインのためのフェールオーバー

フェールオーバー配置の場合は、スタンバイ装置が同じモデルライセンスを備えていることを確認してください（たとえば、両方の装置が ASAv30s であることなど）。

重要	ASAv を使用してハイアベイラビリティペアを作成する場合は、データインターフェイスを各 ASAv に同じ順序で追加する必要があります。完全に同じインターフェイスが異なる順序で各 ASAv に追加されると、ASAv コンソールにエラーが表示される可能性があります。また、フェールオーバー機能にも影響が出ることがあります。

第 0 日のコンフィギュレーションファイルの準備

ASAv を起動する前に、第 0 日（Day 0）用のコンフィギュレーションファイルを準備できます。このファイルは、ASAv の起動時に適用される ASAv の設定を含むテキストファイルです。この初期設定は、「day0-config」というテキストファイルとして指定の作業ディレクトリに格納され、さらに day0.iso ファイルへと処理されます。この day0.iso ファイルが最初の起動時にマウントされて読み取られます。第 0 日用コンフィギュレーションファイルには、少なくとも、管理インターフェイスをアクティブ化するコマンドと、公開キー認証用 SSH サーバを設定するコマンドを含める必要がありますが、すべての ASA 設定を含めることもできます。

day0.iso ファイル（カスタム day0.iso またはデフォルト day0.iso）は、最初の起動中に使用できる必要があります。

初期導入時に自動的に ASAv をライセンス許諾するには、Cisco Smart Software Manager からダウンロードした Smart Licensing Identity（ID）トークンを「idtoken」というテキストファイルに格納し、第 0 日用コンフィギュレーションファイルと同じディレクトリに保存します。
トランスペアレントモードで ASAv を導入する場合は、トランスペアレントモードで実行される既知の ASA コンフィギュレーションファイルを、第 0 日用コンフィギュレーションファイルとして使用する必要があります。これは、ルーテッドファイアウォールの第 0 日用コンフィギュレーションファイルには該当しません。

（注）

この例では Linux が使用されていますが、Windows の場合にも同様のユーティリティがあります。

手順

ステップ 1	「day0-config」というテキストファイルに ASAv の CLI 設定を記入します。3 つのインターフェイスの設定とその他の必要な設定を追加します。最初の行は ASA のバージョンで始める必要があります。day0-config は、有効な ASA 構成である必要があります。day0-config を生成する最適な方法は、既存の ASA または ASAv から実行コンフィギュレーションの関連部分をコピーすることです。day0-config 内の行の順序は重要で、既存の show running-config コマンド出力の順序と一致している必要があります。例: ASA Version 9.4.1 ! console serial interface management0/0 nameif management security-level 100 ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 no shutdown interface gigabitethernet0/0 nameif inside security-level 100 ip address 10.1.1.2 255.255.255.0 no shutdown interface gigabitethernet0/1 nameif outside security-level 0 ip address 198.51.100.2 255.255.255.0 no shutdown http server enable http 192.168.1.0 255.255.255.0 management crypto key generate rsa modulus 1024 username AdminUser password paSSw0rd ssh 192.168.1.0 255.255.255.0 management aaa authentication ssh console LOCAL
ステップ 2	（任意）Cisco Smart Software Manager により発行された Smart License ID トークンファイルをコンピュータにダウンロードします。
ステップ 3	（任意）ダウンロードファイルから ID トークンをコピーし、ID トークンのみを含む「idtoken」というテキストファイルを作成します。
ステップ 4	（任意）ASAv の初期導入時に自動的にライセンス許諾を行う場合は、day0-config ファイルに次の情報が含まれていることを確認してください。管理インターフェイスの IP アドレス（任意）SSmart Licensing で使用する HTTP プロキシ HTTP プロキシ（指定した場合）または tools.cisco.com への接続を有効にする route コマンド tools.cisco.com を IP アドレスに解決する DNS サーバ要求する ASAv ライセンスを指定するための Smart Licensing の設定（任意）CSSM での ASAv の検索を容易にするための一意のホスト名
ステップ 5	テキストファイルを ISO ファイルに変換して仮想CD-ROM を生成します。例: `stack@user-ubuntu:-/KvmAsa$ sudo genisoimage -r -o day0.iso day0-config idtoken I: input-charset not specified, using utf-8 (detected in locale settings) Total translation table size: 0 Total rockridge attributes bytes: 252 Total directory bytes: 0 Path table size (byptes): 10 Max brk space used 0 176 extents written (0 MB) stack@user-ubuntu:-/KvmAsa$` この ID トークンによって、Smart Licensing サーバに ASAv が自動的に登録されます。
ステップ 6	ステップ 1から 5 を繰り返し、導入する ASAv ごとに、適切な IP アドレスを含むデフォルトのコンフィギュレーションファイルを作成します。

仮想ブリッジ XML ファイルの準備

ASAv ゲストを KVM ホストに接続し、ゲストを相互接続する仮想ネットワークを設定する必要があります。

（注）

この手順では、KVM ホストから外部への接続は確立されません。

KVM ホスト上に仮想ブリッジ XMLファイルを準備します。第 0 日のコンフィギュレーションファイルの準備に記載されている仮想ネットワークトポロジの例では、3 つの仮想ブリッジファイル（virbr1.xml、virbr2.xml、virbr3.xml）が必要です（これらの 3 つのファイル名を使用する必要があります。たとえば、virbr0 はすでに存在しているため使用できません）。各ファイルには、仮想ブリッジの設定に必要な情報が含まれています。仮想ブリッジに対して名前と一意の MAC アドレスを指定する必要があります。IP アドレスの指定は任意です。

手順

ステップ 1

3 つの仮想ネットワークブリッジ XML ファイルを作成します。次の例では、virbr1.xml、virbr2.xml、および virbr3.xml です。

例:


<network>
<name>virbr1</name>
<bridge name='virbr1' stp='on' delay='0' />
<mac address='52:54:00:05:6e:00' />
<ip address='192.168.1.10' netmask='255.255.255.0' />
</network>

例:


<network>
<name>virbr2</name>
<bridge name='virbr2' stp='on' delay='0' />
<mac address='52:54:00:05:6e:01' />
<ip address='10.1.1.10' netmask='255.255.255.0' />
</network>

例:


<network>
<name>virbr3</name>
<bridge name='virbr3' stp='on' delay='0' />
<mac address='52:54:00:05:6e:02' />
<ip address='198.51.100.10' netmask='255.255.255.0' />
</network>

ステップ 2

以下を含むスクリプトを作成します（この例では、スクリプトに virt_network_setup.sh という名前を付けます）。

virsh net-create virbr1.xml
virsh net-create virbr2.xml
virsh net-create virbr3.xml

ステップ 3

このスクリプトを実行して、仮想ネットワークを設定します。このスクリプトは、仮想ネットワークを稼働状態にします。ネットワークは、KVM ホストが動作している限り稼動します。

stack@user-ubuntu:-/KvmAsa$ virt_network_setup.sh

（注）

Linux ホストをリロードする場合は、virt_network_setup.sh スクリプトを再実行する必要があります。スクリプトはリブート後に継続されません。

ステップ 4

仮想ネットワークが作成されたことを確認します。


stack@user-ubuntu:-/KvmAsa$ brctl show
bridge name bridge id STP enabled Interfaces
virbr0 8000.0000000000000 yes
virbr1 8000.5254000056eed yes virb1-nic
virbr2 8000.5254000056eee yes virb2-nic
virbr3 8000.5254000056eec yes virb3-nic
stack@user-ubuntu:-/KvmAsa$

ステップ 5

virbr1 ブリッジに割り当てられている IP アドレスを表示します。これは、XML ファイルで割り当てた IP アドレスです。


stack@user-ubuntu:-/KvmAsa$ ip address show virbr1
S: virbr1: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN
link/ether 52:54:00:05:6e:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.1.10/24 brd 192.168.1.255 scope global virbr1
valid_lft forever preferred_lft forever

ASAv の起動

ASAv を起動するには、virt-install ベースの導入スクリプトを使用します。

手順

ステップ 1

「virt_install_asav.sh」という virt-install スクリプトを作成します。

ASAv 仮想マシンの名前は、この KVM ホスト上の他の VM 全体において一意である必要があります。

ASAv では最大 10 のネットワークがサポートされます。この例では 3 つのネットワークが使用されています。ネットワークブリッジの句の順序は重要です。リストの最初の句は常に ASAv の管理インターフェイス（Management 0/0）、2 番目の句は ASAv の GigabitEthernet 0/0、3 番目の句は ASAv の GigabitEthernet 0/1 に該当し、GigabitEthernet 0/8 まで同様に続きます。仮想 NIC は Virtio でなければなりません。

例:

virt-install \
--connect=qemu:///system \
--network network=default,model=virtio \
--network network=default,model=virtio \
--network network=default,model=virtio \
--name=asav \
--cpu host \
--arch=x86_64 \
--machine=pc-1.0 \
--vcpus=1 \
--ram=2048 \
--os-type=linux \
--os-variant=generic26 \
--virt-type=kvm \
--import \
--disk path=/home/kvmperf/Images/desmo.qcow2,format=qcow2,device=disk,bus=ide,cache=none \
--disk path=/home/kvmperf/asav_day0.iso,format=iso,device=cdrom \
--console pty,target_type=virtio \
--serial tcp,host=127.0.0.1:4554,mode=bind,protocol=telnet

ステップ 2

virt_install スクリプトを実行します。

例:

stack@user-ubuntu:-/KvmAsa$ ./virt_install_asav.sh 

Starting install...
Creating domain...

ウィンドウが開き、VM のコンソールが表示されます。VM が起動中であることを確認できます。VM が起動するまでに数分かかります。VM が起動したら、コンソール画面から CLI コマンドを実行できます。

KVM 構成でのパフォーマンスの向上

KVM ホストの設定を変更することによって、KVM 環境内の ASAv のパフォーマンスを向上させることができます。これらの設定は、ホストサーバ上の構成時の設定とは無関係です。このオプションは、Red Hat Enterprise Linux 7.0 KVM で使用できます。

CPU ピニングを有効にすると、KVM 構成でのパフォーマンスを向上できます。

CPU ピンニングの有効化

KVM 環境内の ASAv のパフォーマンスを向上させるために、KVM CPU アフィニティオプションを使用して、特定のプロセッサに仮想マシンを割り当てることができます。このオプションを使用する場合は、KVM ホストで CPU ピンニングを構成します。

手順

ステップ 1

KVM ホスト環境で、ピンニングに使用できる vCPU の数を調べるために、ホストのトポロジを確認します。

例:

virsh nodeinfo

ステップ 2

使用可能な vCPU の数を確認します。

例:

virsh capabilities

ステップ 3

vCPU をプロセッサコアのセットにピンニングします。

例:

virsh vcpupin <vm-name> <vcpu-number> <host-core-number>

virsh vcpupin コマンドは、ASAv 上の vCPU ごとに実行する必要があります。次の例は、vCPU が 4 個の ASAv 構成を使用し、ホストに 8 個のコアが搭載されている場合に必要になる KVM コマンドを示しています。

virsh vcpupin asav 0 2 
virsh vcpupin asav 1 3 
virsh vcpupin asav 2 4 
virsh vcpupin asav 3 5

ホストのコア番号は、0 ～ 7 のどの番号でもかまいません。詳細については、KVM のドキュメンテーションを参照してください。

（注）

CPU ピンニングを構成する場合は、ホストサーバの CPU トポロジを慎重に検討してください。複数のコアで構成されたサーバを使用している場合は、複数のソケットにまたがる CPU ピンニングを設定しないでください。

KVM 構成でのパフォーマンスの向上には、専用のシステムリソースが必要になるという短所もあります。

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