8.2. ネットワーク設定

BACK TO BASICS ネットワークの本質的概念 (イーサネット、IP アドレス、サブネット、ブロードキャスト)。

Most modern local networks use the Ethernet protocol, where data is split into small blocks called frames and transmitted on the wire one frame at a time. Data speeds vary from 10 Mb/s for older Ethernet cards to 10 Gb/s in the newest cards (with the most common rate currently growing from 100 Mb/s to 1 Gb/s). The most widely used cables are called 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T or 10GBASE-T depending on the throughput they can reliably provide (the T stands for “twisted pair”); those cables end in an RJ45 connector. There are other cable types, used mostly for speeds above 1 Gb/s.

IP アドレスは、ローカルネットワークや Internet でコンピュータのネットワークインターフェイスを識別するために使われる番号です。IP の現在最も広く使われているバージョン (IPv4) では、IP アドレスは 32 ビットにエンコードされ、通常ピリオドで区切った 4 個の数字で表現されます (例 192.168.0.1)、それぞれの番号は 0 から 255 まで (各数字も含みます、8 ビットのデータに対応します) です。IP の次期バージョン IPv6 では、アドレス空間を 128 ビットに拡張し、IP アドレスは通常コロンで区切られた 16 進数列で表されます (例 2001:0db8:13bb:0002:0000:0000:0000:0020、短縮形では 2001:db8:13bb:2::20)。

サブネットマスク (ネットマスク) は、あるネットワークに対応する IP アドレス群を分配する 2 進コードを定義します。ここで挙げた静的 IPv4 アドレスの設定例では、サブネットマスク 255.255.255.0 (2 進数表記では 24 個の「1」の後に 8 個の「0」が並ぶ) は IP アドレスの最初の 24 ビット分がネットワークアドレスに対応し、残りの 8 ビット分がマシンに固有のアドレスであることを意味しています。IPv6 では、可読性を高めるために、「1」だけを使います; IPv6 ネットワークでは、ネットマスクは 64 のように書けます。

ネットワークアドレスは IP アドレスの一種で、マシン番号を表現する部分は 0 で表されます。完全なネットワークにおける IPv4 アドレスの範囲は通常 a.b.c.d/e という構文で表現されます。ここで、a.b.c.d はネットワークアドレスで e は IP アドレスのネットワーク部分を表すビット数です。つまり例のネットワークではこのように書けます: 192.168.0.0/24。IPv6 の場合も構文は似ています: 2001:db8:13bb:2::/64。

ルータとは、複数のネットワークを相互に接続するマシンです。ルータを通過する全てのトラフィックは接続されたネットワークに誘導されます。これを行うために、ルータは着信パケットを解析し、宛先の IP アドレスに従ってパケットを転送します。ルータは通常ゲートウェイとしても知られています; この設定では、ルータはローカルネットワークを超える (Internet などの外部ネットワークに向かう) ためのマシンとして機能します。

特別なブロードキャストアドレスはネットワークにいる全てのマシンに対応付けられています。ブロードキャストアドレスは、ほとんど「転送され」ませんし、当該のネットワークだけを対象に働きます。具体的に言うと、ブロードキャスト宛のデータパケットはルータを通過しないことを意味しています。

この章では IPv4 アドレスだけに注目します。なぜなら IPv4 アドレスは最も一般的に利用されているからです。IPv6 プロトコルの詳細は「IPv6」で説明されていますが、その概念は IPv4 と同じです。

ネットワークは最初のインストール中に自動的に設定されますので、/etc/network/interfaces ファイルには既に様々な設定が含まれています。auto で始まる行は、起動時に ifupdown と /etc/init.d/networking init スクリプトで自動的に設定したい、インターフェイスのリストです。通常 eth0 は自動設定したいインターフェイスで、1 つ目のイーサネットカードを意味しています。

ALTERNATIVE NetworkManager

Network Manager はマシンを移動して使う場合に特に推奨され (「ローミングユーザ向けの自動ネットワーク設定」参照)、デフォルトのネットワーク管理ツールとして極めて便利です。/etc/NetworkManager/system-connections/ 内の .ini 的ファイルを手作業で編集するか、またはグラフィカルツール (nm-connection-editor) を使うかのどちらか一方で、コンピュータの起動の可能な限り早い段階で使われる「システム接続」を作る事ができます。Network Manager でネットワーク接続を管理する場合、/etc/network/interfaces に含まれる全てのエントリを無効化するのを忘れないで下さい。

→ http://wiki.gnome.org/NetworkManager/SystemSettings

→ http://projects.gnome.org/NetworkManager/developers/api/09/ref-settings.html

8.2.1. イーサネットインターフェイス

コンピュータにイーサネットカードが付けられている場合、イーサネットカードに関連付けられる IP ネットワークは 1 つか 2 つの方法で必ず設定されなければいけません。最も簡単な方法は DHCP を使う動的設定で、これにはローカルネットワークで DHCP サーバを動かす必要があります。動的設定では、以下の例で hostname 設定に対応する、希望ホスト名を示すことが可能です。そして、DHCP サーバは適切なネットワーク設定を送信します。

例8.1 DHCP 設定

auto eth0
iface eth0 inet dhcp
  hostname arrakis

「静的」設定の場合、必ず決まった方法でネットワーク設定を定義しなければいけません。この設定には、少なくとも IP アドレスとサブネットマスクが含まれます; 場合によっては、ネットワークとブロードキャストアドレスが含まれることがあります。ゲートウェイには、外部に接続しているルータを指定するでしょう。

例8.2 静的設定

auto eth0
iface eth0 inet static
  address 192.168.0.3
  netmask 255.255.255.0
  broadcast 192.168.0.255
  network 192.168.0.0
  gateway 192.168.0.1

NOTE 複数アドレス

複数のインターフェイスに 1 つの物理ネットワークカードを関連付けることだけでなく、1 つのインターフェイスに複数の IP アドレスを関連付けることも可能です。ある IP アドレスは DNS 経由で複数の名前に関連付けられているかもしれませんし、ある名前は複数の数値 IP アドレスに関連付けられているかもしれません。この点も忘れないで下さい。

予想通り、この設定はちょっと複雑で、そのような設定が必要になるのはとても特殊な場合だけです。ここで引用しているのは、典型的な通常設定の例です。

8.2.2. PSTN モデム経由の PPP 接続

2 点間 (PPP) 接続は断続的な接続を確立します; これは電話モデムを使って接続する場合の最も一般的な接続方法です (「PSTN モデム」は公衆交換電話網を経由して接続します)。

電話モデムを使って接続する場合、アクセスプロバイダのアカウント (電話番号、ユーザ名、パスワード) が必要で、認証プロトコルを使うこともあります。PPP 接続は、同名の Debian パッケージに含まれる pppconfig ツールを使って設定されます。デフォルトで、このツールは provider (Internet サービスプロバイダのように) と名付けられた接続を設定します。認証プロトコルがよく判らなければ、PAP を使ってください: PAP は Internet サービスプロバイダの多くで提供されています。

設定の後、pon コマンドを使って接続することが可能です (デフォルト値の provider が適切でない場合、接続名をパラメータとして与えてください)。リンクを切断するには poff コマンドを使ってください。これら 2 つのコマンドを実行できるのは、root ユーザと dip グループに所属するユーザだけです。

8.2.3. ADSL モデム経由の接続

「ADSL モデム」という一般名称の意味には、全く違う機能を持つ数多くの装置が含まれています。Linux で使うのが一番簡単でなモデムはイーサネットインターフェイスを持つものです (USB インターフェイスではなく)。このタイプのモデムが人気になりつつあります; ほとんどの ADSL Internet サービスプロバイダはイーサネットインターフェイス付きの「ボックス」を貸与します (またはリースします)。モデムのタイプに依存して、必要な設定は広範囲に渡ります。

8.2.3.1. PPPOE をサポートするモデム

イーサネットモデムは PPPOE プロトコル (Point to Point Protocol over Ethernet) を取り扱います。PPPOE 接続を設定するには、pppoeconf ツール (同名のパッケージから提供されます) を使います。PPPOE 接続を設定するために、pppoeconf ツールは与えられた設定で /etc/ppp/peers/dsl-provider ファイルを修正し、ログイン情報を /etc/ppp/pap-secrets と /etc/ppp/chap-secrets ファイルに記録します。pppoeconf ツールが提案した全ての変更を受け入れることが望ましいです。

この設定が完了したら、pon dsl-provider で ADSL 接続を開始、poff dsl-provider で切断できます。

TIP init 経由で ppp を開始

定義上、ADSL 上の PPP 接続は断続的なものです。通常、サービスプロバイダは時間に依存して従量課金しないので、常に接続状態を保つという誘惑に対して、ほとんど不利な点はありません。これを行う簡単な手段は init プロセスを使って接続を制御することです。必要なのは /etc/inittab ファイルの最後に以下の 1 行を追加するだけです。こうすると、接続が切断されたらいつでも、init が再接続を試行するでしょう。

adsl:2345:respawn:/usr/sbin/pppd call dsl-provider

ほとんどの ADSL 接続は 1 日に 1 回切断されますが、この方法を取ることで、通信が遮断される期間を短くすることが可能です。

8.2.3.2. PPTP をサポートするモデム

PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) プロトコルは Microsoft によって作られました。PPTP は初期の ADSL で使われましたが、すぐに PPPOE によって置き換えられました。PPTP を使わなければいけない場合は、10章ネットワークインフラの仮想プライベートネットワークに関する節で PPTP の詳細を御覧ください。

8.2.3.3. DHCP をサポートするモデム

モデムとコンピュータがイーサネットケーブル (クロスケーブル) で接続されている場合、通常は DHCP でコンピュータのネットワーク接続を設定します; そのようなモデムは自動的にデフォルトでゲートウェイとして働き、ルーティングを処理します (これは、モデムがコンピュータと Internet の間のネットワークトラフィックを管理することを意味しています)。

BACK TO BASICS 直接イーサネット接続用のクロスケーブル

コンピュータネットワークカードはケーブルの特定のワイヤからデータを受信し、別のワイヤからデータを送信します。コンピュータをローカルネットワークに接続する場合、通常ネットワークカードとリピータまたはスイッチの間をケーブル (ストレートまたはクロスケーブル) で接続します。しかしながら、2 台のコンピュータを直接 (中間にスイッチやリピータを介さずに) 接続したい場合、必ず送信側カードからみた送信ワイヤに伝わる信号を受信側カードからみた受信ワイヤに (その逆も) 伝送させなければいけません。これがクロスケーブルの目的で、使われる理由です。

ケーブルを用途に合わせて区別することは、時間と共にだんだん重要性が低くなっています。なぜなら、最近のネットワークカードはケーブルの種別を検出して適切に適用できるからです。従って、ある場所で両方の種類のケーブルが使えるというのは異常ではありません。

市場に出ている多くの「ADSL ルータ」と Internet サービスプロバイダによって提供されるほとんどの ADSL モデムはこのように使えます。

8.2.4. ローミングユーザ向けの自動ネットワーク設定

Falcot の多くのエンジニアは専門用途でラップトップコンピュータを持っており、自宅でもそれを使います。使用するネットワーク設定は場所によって異なります。自宅では wifi ネットワーク (WEP 鍵で保護されている) かもしれません、一方職場では、セキュリティと帯域幅を向上させるために有線ネットワークを使います。

対応するネットワークインターフェイスを手作業で接続したり切断するのを避けるために、管理者はローミングマシンに network-manager パッケージをインストールしました。このソフトウェアを使うと、ユーザはグラフィカルデスクトップの通知エリアに表示された小さなアイコンを使って、あるネットワークから別のネットワークに簡単に切り替えることが出来ます。このアイコンをクリックすると、利用可能なネットワーク (有線と無線の両方) のリストが表示されます。このためユーザは単純に使いたいネットワークを選ぶだけです。プログラムはユーザが既に接続されているネットワークの設定を保存します。そして現在の接続が切断された場合、利用可能なネットワークから最適なものを選んで、自動的に切り替えます。

これを行うために、Network Manager プログラムは 2 つに分割されています: ネットワークインターフェイスの有効化と設定を担当する root として動くデーモンと、このデーモンを操作するユーザインターフェイスです。PolicyKit は Network Manager プログラムを操作する際に要求される認証を取り扱います。Debian は PolicyKit を設定して、netdev グループが Network Manager の接続を追加したり、変える事ができるようにしています。

Network Manager は様々なタイプの接続 (DHCP、手作業設定、ローカルネットワーク) の取り扱い方法を知っていますが、それは Network Manager プログラム自身を使って設定を行った場合に限ります。このため、Network Manager は /etc/network/interfaces に含まれる全てのネットワークインターフェイスの内、不適切なものを系統的に無視します。Network Manager はネットワーク接続が見つからない場合その詳細を与えないので、/etc/network/interfaces から Network Manager で管理される全てのインターフェイスに関する設定を削除するのが簡単です。

このプログラムは最初のインストール中に「デスクトップ環境」タスクを選んだ場合にデフォルトでインストールされることに注意してください。

ALTERNATIVE 「network profile」を使った設定

更に先進的なユーザは、自動的にネットワークを設定するために guessnet パッケージを試したくなるかもしれません。テストスクリプト群が有効化するべきそして臨機応変に設定するべきネットワークプロファイルがどれかを判断します。

ネットワークプロファイルを手作業で選択するのを好むユーザは netenv プログラムを好むかもしれません。このプログラムは同名のパッケージから提供されます。