NVR500 L2TP/IPsecの最大VPN回線速度計測

2011年9月にNVR500を導入して約8年が経過しようとしている。VPN（L2TP/IPsec）が2017年10月に追加されたが「IPv6未対応」であった。後継機NVR510も調べてみたが、VPN（L2TP/IPsec）は「IPv6」未対応で「L2TPv3」「IPsec」にも未対応であった。ひかり電話対応で「L2TPv3」「IPsec」対応機は、NVR700Wしか無い。。。NVR700W（¥100,500-）>=NVR510（¥37,000 ~ ¥38,800-）+RTX830（¥48,000- ）の市場価格（2019年8月現在）。
どうしたものか考慮中にRTX810のスループット測定を見つけた。イントラネット内のスループット計測をしてみた。

ネットワーク構成は、ひかり電話用のホームゲートウェイ（PR-S300SE）配下にNVR500+GS116E（L2スイッチ）とWZR-HP-G300NHにOpenWrt（18.06.1）+StrongSwan（5.6.3-3）をインストールしたIKEv2 VPNサーバー。L2TP/IPsecとIKEv2のスループットを計測するため「172.24.0.0/16」のネットワークをNVR500のLAN2へsecondary addressを設定してVPN端末接続用GBT回線を設定した（192.168.1.0/24と共用NWとなるが、今回の測定に影響なしと推定した）。スループットは、IPv4だけ測定するため、IKEv2 over IPv6は、「2409:10:XXXX:YY00::/64」から「2409:10:XXXX:YY20::12:1/64」へ接続し、IPv4 over IKEv2 over IPv6のスループットを計測した。
スループットは、「iperf」を使用し、サーバとクライアント間で計測する。各計測機器用のバイナリーを使用した。
サーバは、CPU=Intel Core i7-2600 @ 3.40GHz, Memory=8Gbytes, Windows7Professional 64bitOS
クライアントは、Macbook pro（CPU=Intel Core i7-2.3GHz, Memory=16Gbytes, macOS Mojave）で計測した。
計測対象のネットワーク機器のMTUは「ぷららIPv6 IPoE環境のMTU確認」。

サーバのNWインターフェースを含まないスループット

クライアントのNWインターフェースを含まないスループット


（１）GS116Eポート間スループット
Macbook proをGS116Eポートに接続し、ポート間スループットを計測


（２）GS116Eポート - NVR500-LAN1 - NVR500-LAN2間スループット
L2スイッチに加えNVR500のルーティングが加わったスループット


定時的（5分間隔）に動作しているspeed-testと重なると２ポート同時に接続するためスループットが落ちる


ds-216jからnvr500を経由してTransix DS-Lite（IPv4 over IPv6）のスループット計測


（３）GS116Eポート - NVR500 - OpenWrt 間スループット
GS116EポートからNVR500とOpenWrtのルーティングでWZR-HP-G300NHのLANポート間のスループット

NVR500のスループットが「913Mbps」程なのでWZR-HP-G300NHのルーティング・スループットと言える。

WZR-HP-G300NH（OpenWrt）単独ルーティングのスループット


計測上スループットが逆転している。WZR-HP-G300NHのスループットがおおよそ最大「250Mbps」程で、WZR-HP-G300NHの計測以外の通信とNVR500の計測以外の通信が重なり発生していると思われる。実環境でのスループット計測が原因。
それにしても、WZR-HP-G300NHのルーティング能力が低い。。。Buffaloのファームウェアだともっとスループットが高いのかな？？？
Buffalo特徴で「光回線が活かせる高速ルータ」という売りで「PPPoEスループット 約131Mbps」「FTPスループット 約151Mbps」としていたので妥当なルーティング・スループットかもしれない。この頃（2009年3月発売）は、まだ「ギガ・ファミリー（2014年7月開始）」が無かった頃なので妥当な仕様か。。。

（４）OpenWrt - SWポート間スループット
WZR-HP-G300NHのLAN1-4ポート間のスループット（L2スイッチ間のスループット）



（５）NVR500 L2TP/IPsecスループット
Macbook proを「172.24.0.0/16」のネットワークへ接続し、手動設定で「172.24.1.50/255.255.0.0」のIPを設定。ルーター（デフォルトルート）は、無指定とする。


NVR500に設定したsecondary address「172.24.1.2/16」をL2TP/IPsecのVPNサーバとして接続するよう設定


VPN接続（192.168.11.25として接続された）


VPN接続を確認


「192.168.1.56」のiperf3サーバとのスループット（171Mbps - IN/OUT@LAN2）


「192.168.11.23」のiperf3サーバとのスループット（174Mbps - IN@LAN2/OUT@LAN1）


「192.168.12.155」のiperf3サーバとのスループット（166Mbps - IN/OUT@LAN2 and OpenWrt）


「RTX810 <-> Debian9+StrongSwan5.5.1のスループット（MTU=1350）」事例より若干良い値となった。計測した機器のMTUは、Macbook pro及びNVR500共に1280（インターフェースMTU-40がiperf3のデフォルトMSS）。RTX810とNVR500は、CPU・クロック共に同じ（ARM/450Mhz）、メモリ容量が異なる。NVR500のESP暗号化設定は、AES-CBC/SHA1-HMACなので条件は一緒。RTX1210のL2TP/IPsecのスループットを参考にするとmacOS MojaveのL2TP/IPsecの最大スループットもこれ以上と推定される。
--- 2019/9/3追記 「macOS MojaveのIKEv2 IPsec VPN最大回線速度計測」 ---

NVR500のL2TP/IPsecのスループット実力値が約174Mbpsと思われる。
--- 2019/8/19追記 ---
「NAPT」「Security Filter」が入っていなかった事が「差異」となった可能性がある。
「NAPT」を追加して確認

ip lan2 nat descriptor 10
nat descriptor type 10 masquerade
nat descriptor address outer 10 secondary
nat descriptor masquerade static 10 1 192.168.11.250 udp 500
nat descriptor masquerade static 10 2 192.168.11.250 esp
nat descriptor masquerade static 10 3 192.168.11.250 udp 4500

「NAPT+Filter」を追加して確認

ip lan2 secure filter in 100 101 102 103 104
ip lan2 secure filter out 110 111 112

ip filter 100 pass 172.24.1.50 192.168.11.250 udp * 500
ip filter 101 pass 172.24.1.50 192.168.11.250 esp * *
ip filter 102 pass 172.24.1.50 192.168.11.250 udp * 4500
ip filter 103 reject 172.24.0.0/16 * * * *
ip filter 104 pass * * * * *
ip filter 110 pass 192.168.11.250 172.24.1.50 * * *
ip filter 111 reject 192.168.11.250 172.24.0.0/16 * * *
ip filter 112 pass * * * * *

スループット「175Mbps」で変化なし。。。
約1.1~1.5倍の差異は何が原因。。。
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（６）OpenWrt + StrongSwan IKEv2 スループット

15Mbps。
こんなスループットなんだ。。。


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NVR500 L2TP/IPsecの最大VPN回線速度計測 #3
NVR500 L2TP/IPsecの最大VPN回線速度計測 #2
NVR500 L2TP/IPsecの最大VPN回線速度計測