ネットワーク層とIPアドレス
前回の授業でL2スイッチのVLAN機能や、WiFi の話が不十分だったので、前回資料にて補足説明を行う。
説明したMACアドレスによるデータリンク層では、1つのサブネットの中で指定した相手にデータを送ることはできる。しかし、データリンク層だけでは、他のサブネットにいる相手にデータを送ることができない。(相手の名前を知っていても、住所を知らなければ郵便は送れない。)
ネットワーク層とIPアドレス(IPv4)
サブネットに分割し、隣接するサブネット、さらには上流のインターネットと通信をするためには、IPアドレスを用いた通信が行われる。
ネットワークに接続する機器には、それぞれユニークな32bitの番号(IPv4アドレス)を割り振る。
コンピュータへのIPアドレスの設定には、(a)IPアドレス,(b)サブネットマスク,(c)ゲートウェイの情報が必要となる。
- IPアドレス: 192.156.145.100 といった、0~255の8bitの値をピリオド区切りで4つ並べて表記するのが一般的。
- サブネットマスク: 255.255.255.0 といった値で、IPアドレスを2進数で書き並べた32bitと、サブネットマスクの32bitで、2進数の論理積をとった値は、ネットワーク番号と呼ばれ、機器が存在する場所を表す。
また、IPアドレスとサブネットマスクの否定と論理積をとった値は、ホスト番号と呼ばれる。
サブネットマスクは、先行する1のbit数で書き表すことも多い。255.255.255.0は、”/24″のように書く。 - ゲートウェイ: 自分自身のネットワーク番号と通信相手のネットワーク番号が異なる場合は、異なるサブネットにいるので、パケットを中継してもらう機器(ルータ,ゲートウェイ)にパケットを送る。
- IPアドレスとクラス: IPアドレスは、先頭8bit をネットワーク番号とするクラスA,16bitのクラスB,24bitのクラスCに分類されている。以前は、IPアドレスを割り当てる企業規模に応じて、大規模な大学だからクラスA、中規模ならクラスB(福井大学は133.7.0.0/16 ←このような書き方はCIDR記法という)、小規模ならクラスCを割り当てていた。(福井高専はCクラスを5本192.156.145~149.0/24 : 福井高専のIPアドレスでは3つのCIDR記法で表現できる。 192.156.145.0/24, 192.156.146.0/23, 192.156.148.0/23)
しかし、最近では IPv4 アドレスの不足から、大きな組織に割り振られた クラスA を再分配している。
ARP(IPアドレスとMACアドレスの橋渡し)
同じサブネットの中では、データリンク層でMACアドレスを用いて通信相手を指定するが、ネットワーク層ではIPアドレスを用いて通信相手を指定する。この違いを埋めるためのプロトコルがARPである。
サブネット内に相手先IPアドレスの指定されたパケット(10.10.22.102)が届くと、通信機器はサブネット内の全ての機器相手に ARPリクエストを送信する。(10.10.22.102はいますか?)
この時、10.10.22.102 のコンピュータは、自分宛てのパケットがあることを知るので、送信元のコンピュータに、自分のMACアドレスを付けたARPリプライを送り返す。(10.10.22.102は、私 “FE:DC:BA:98:76:54” です!)。送信元は、ARP通信をへらすために、その情報を記憶して、2度目以降は覚えたMACアドレスですぐに通信を始める。
ルータとRIP
ルータは、隣接するサブネットの間に入る機器で、各サブネットにゲートウェイとなるインタフェースを持つ。ルータでは受け取ったパケットをどこに流すか…という経路情報が重要となる。
- 静的ルーティング – 末端のルータの設定で、管理者が経路を設定
- 動的ルーティング – 上流ルータでRIPにより設定
経路設定には2種類あり、(a)末端のルータではこのネットワーク番号はどのルータに送るという情報をルータに直接設定する静的ルーティングがとられる。(b)上流のルータでは、末端のルータの設定が変更されることがあるので、ルータ同士がルーティング情報を送りあう動的ルーティングがとられる。動的ルーティングでは、RIPというプロトコルにより、各サブネットのつながっている経路情報が送られてくる。この経路情報を見て、パケットのIPアドレスを見て、パケットの送り先を判断する。
((Windows の場合))
C:> ipconfig /all インタフェース名: IPv4アドレス............192.168.xx.xx サブネットマスク.........255.255.255.0 デフォルトゲートウェイ....192.168.xx.1 C:> arp -a インタフェース: 192.168.xx.xx 74-03-xx-xx-xx-xx 動的 192.168.xx.yy B0-05-xx-xx-xx-xx 動的 C:> netstat -r ネットワーク宛先 ネットマスク ゲートウェイ インタフェース メトリック 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.xx.1 192.168.xx.xx 45 192.168.xx.0 255.255.255.0 ....
((Unix の場合))
$ ifconfig -a en1: .... inet 192.168.xx.xx netmask 0xffffff00 ... $ arp -an .... (192.168.xx.xx) at 74:03:xx:xx:xx:xx ... .... (192.168.xx.yy) at b0:05:xx:xx:xx:xx ... $ netstat -rn Destination Gateway ... default 192.168.xx.1 ... 192.168.xx ...
プライベートアドレス
IPv4 では、32bit でコンピュータを識別することから、最大でも 232台≒40億台しか識別できない。実際、IPアドレスの管理団体では、2017年度には IPv4 アドレスは使い切った状態となっている。この対応として、その組織やその家庭内だけで使われる IPアドレス である、プライベートアドレスが用いられる。
- 10.0.0.0~10.255.255.255 / 8 – 大きな機関向け
- 172.16.0.0~172.31.255.255 / 12
- 192.168.0.0~192.168.255.255 /16 – 個人向け
プライベートアドレスを利用する組織では、インターネットに接続するルータでは NAT(もしくはNAPT) という機能を内蔵し、プライベートアドレスとグローバルアドレスの変換を行う。
IPv6アドレス
IPv4の32bit の IP アドレスでは、40億台のコンピュータを区別することしかできない。そこで、最近では 128bit の IPv6 アドレスが用いられる。IPv6 では、2004:6800:4004:0826:0000:0000:0000:0000:2003 (www.google.co.jp) といった16進数4桁(16bit)を8個を”:”区切りで書き連ねる書き方をする。ただし16進4桁の先行する0や、全部”0000″ は省略して、”2404:6800:4004:826::2003″ と書く。IPv6 は最近では普及がかなり進んでいるが、途中のルータなどがすべて IPv6 に対応する必要があり IPv4 しか使えない組織も多い。
DNS と nslookup
IPアドレスみたいな数字の羅列は覚えることが難しい。このためコンピュータの名前からIPアドレスを調べるサービスがあり、Domain Name Service(DNS) と呼ばれる。詳しい仕組みは ドメイン名の説明の際に行うが、IP アドレスの調べ方を説明する。
ドメイン名から、IP アドレスを調べるには、nslookup (もしくは dig) を使用する。
$ nslookup www.fukui-nct.ac.jp : Non-authoritative answer: Name: www.fukui-nct.ac.jp Address: 104.215.53.205 $ nslookup -query=A www.fukui-nct.ac.jp # IPv4 アドレスの取得 (同上) $ nslookup -query=AAAA www.google.co.jp # IPv6 アドレスの取得 : Non-authoritative answer: Name: www.google.co.jp Address: 2404:6800:4004:826::2003
理解確認
- Cクラスのサブネットに設置できるコンピュータの台数は何台?
- “172.”で始まるプライベートアドレスでは最大何台?
- 192.168.11.2/24 のコンピュータから、192.168.1.50にデータを送る場合、どのような処理が行われるか、IPアドレス、サブネットマスク、ゲートウェイ、ネットワーク番号を使って説明せよ。
- 同じサブネット内で相手のIPアドレスが与えられた時、どのようにパケットが送られるか、MACアドレスとARPを交えて説明せよ。
Microsoft AutoUpdate Trouble
MacOS で、Office 系を立ち上げると、以下の警告ポップアップがしつこく表示されるようになった。ウィンドウ閉じても数秒後に沸いて出てくるし、OK 押しても同じ。
表示されたメッセージでググると、こちらのページが見つかる。/Library/Application Support/Microsoft の中を探して Microsoft AutoUpdate のフォルダを消せと書いてある。はぁ…
$ cd /Library/Application\ Support/Microsoft/ $ find -name "*AutoUpdate*" -print $ cd MAU2.0 $ sudo rm -rf Microsoft\ AutoUpdate.app
んで、うざい画面は出なくなったけど、当然ながら AutoUpdate が動かなくなったので、Office 365 の再インストール。Office系はすでにインストールをしてあるし、新たに AutoUpdate で問題があったので AutoUpdate をインストールするよ…と表示されて、無事復旧。
事の始めは、Microsoft Teams Classic を使ってたら、”新しい Teams” という表示があってインストールしたのが原因かも。ということで、新しい Teams は入れないのが正解かな。
クラウドサーバ等の Ubuntu 22 への更新
Windows PC の wsl2 の設定を間違えて、/etc/wsl.conf が触れなくなり、特に slogin とか latex 環境とかが動けばいいや…の使い方なので、Ubuntu をアンインストールして、新しい Ubuntu をインストールする。ここで、Ubuntu 20(focal) から Ubuntu 22(jammy)への更新。自宅 Windows なども同様にアップグレードを行った。
んで、改めて作業をしていると、自分が管理しているクラウドサーバでも、何台か Ubuntu(focal) が残っている。aptitude safe-upgrade をしていても、linux-image-5.4 あたりのままだし、ここもアップグレード。
といっても、”do-release-upgrade” を実行するだけ。かなり時間かかるけど。
mariadbトラブル appamor
mariadb が止まってしまう
パッケージの更新をしていたら、mariadb が起動しなくなる。systemctl start mariadb を実行すると、コマンドラインに帰ってこない。Ctrl-Z で background にすると WordPress も動いているし問題ないのかと思えば、30分ほどするとエラーを吐いてとまる。journalctl -xe で吐いているエラーを確認すると以下のようなメッセージが残っていた。
AVC apparmor="DENIED" operation="connect" info="Failed name lookup - disconnected path" error=-13 profile="/usr/sbin/mysqld" name="run/nscd/socket" pid=67400 comm="mysqld" requested_mask="wr" denied_mask="wr" fsuid=118
メッセージを元にググると、こちらの記事が該当した。
AppArmor(Application Armor)は、各プログラムにセキュリティプロファイルを結びつけ、プログラムのできることに制限をかけるプログラム…らしい。(wikipediaより)
AppArmor の不具合を解消
パッケージを MySQL から MariaDB に移行する際に、AppArmor でトラブルが残ったみたい。こちらの記事を参考に、以下のコマンドで、ゴミを消したらうまく起動するようになった。
$ sudo aa-remove-unknown Removing '/usr/sbin/mysqld' mysql関連のゴミを消してくれたみたい。 $ sudo systemctl start mariadb 無事に起動
mariadb の utf8mb4 への移行完了
自宅サーバで、mysqlからmariadbへの移行、内部文字コードが Latin1 になっていたものを utf8mb4 への変更がようやく上手くいったと思う。そこで、学科のWebサーバも同様に移行作業を行う。ただ、文字コードの移行などの際にデータベースの物理ファイルを壊してしまったようで、どこまで上手く治ったのかが不安。
mysql5.7でFROZNモード
先日、mysql-server-5.6 からのアップグレードに失敗し、mariadb, mysql 8 などを入れたり消したりのトラブルを発生させちゃったけど、今日 “aptitude safe-upgrade” を実行したら、アップグレード時にデータベースの互換性で問題ありと判定され、FROZEN モードになってしまい、データベースとつながらなくなった。おかげで WordPress が動かなくなる。
明日からの試験で、Webでの講義資料公開ができなくなると、学生さんからも不満が出そう。
早々に修正と思うけど、FROZEN ファイルを読むと、mysql-server-5.7 が入っているけど、mysql-server-5.6 からのアップグレードに問題があるから、一度 5.6 にダウングレードしてから、5.7 にアップグレードしろ…との説明。
でも、5.6 はインストール対象から外されている。ひとまず、その後に dpkg-reconfigure mysql-server-5.7 を実行せよと書いてあるので、dpkg-reconfigure を実行。データベースの更新やらチェックが行われて、若干エラーが出たけどうまく修復できたみたい。rm /etc/mysql/FROZEN して systemctl start mysql を実行。無事 WordPress が動き出す。
mysql更新に失敗
自宅サーバが、mysql-5.6 で運用していたけど、世の中 mariadb-10.x , mysql-8.x のご時世なのでアップグレードしたけど、すごく苦労した。自宅は debian だけど mysql-5.6 は oldstable まで遡らないと管理されていない古いパッケージとなっていた。
mysql-5.7 は focal ではサポートしていない
色々とトラブルはあったけど、自宅サーバは mariadb-10.x にできたけど、この電子情報のサーバも確認したら、ubuntu20(focal) で mysql-5.7 で動いていた。これまた ubuntu18(bionic) まで遡らないと 管理されていないパッケージ。
ということで、自宅と同様に mariadb などに上げようとチャレンジしてみた。
しかし、これまた、mariadb-10.3 に失敗して、ダメ元で mysql-8.0 も試したけど、これまた失敗。昨日は自宅サーバの mariadb-10.4 になるまで苦労して疲れてるので、今回は断念。どうも、mysql-5.7 での root パスワードを忘れて更新してからの作業だったのが、諸悪の根源なのかもしれない。
bionic パッケージで mysql-5.7 で復旧… # 戻っただけじゃん…
ひとまず、bionic の apt-source を有効にして、mysql-5.7 をインストール。mariadb やら mysql-8.0 のゴミやら root パスワードの更新の悪影響かで、mysql-5.7 に戻すだけでも苦労したけど、ようやく復旧。
EmoCheck2.1
Emotet が2月に変化があったようで、EmoCheck 2.1 で改めて確認してみよう。
PDFファイルのタイトル/著者を一括修正
例年実施している学生の卒研発表のレジメ資料のWeb公開。しかしながら表示させると、画面の左上のメニュー部に「講演題目第1行目は…」。PDFファイルのタイトル部に、ひな形ファイルの属性が残っているみたい。著者欄にもひな形の著者情報が残っている。
なんとなくカッコ悪いので、タイトル部と著者情報を消したい。
((( 必要なツールのインストール ))) $ aptitude install libimage-exiftool-perl ((( 一つのファイルなら ))) $ exiftool -Title="" -Author="" -overwrite_original hoge.pdf ((( find+xargs で一括修正 ))) $ find . -name "*.pdf" -print \ | xargs exiftool -Title="" -Author="" -overwrite_original
自室UPSの交換
今年に入り、たびたび自室の UPS がピーピー鳴くようになってきた。バッテリーの日付を確認すると7年以上前だった。apcupsd などのツールで監視はしていて、バッテリー供給可能時間 30分 はあったので、さすがに古くても瞬間停電には耐えられるだろうと使っていた。最近は1日に数回アラームが鳴るし、apctest コマンドを使って バッテリーの日付を新しくしておいたけど、やっぱりアラームが鳴る。
年度末に向けて、交換用の 新しい UPS (APC ES 750 USB: 外観は違うけど中身は今まで使っていたのと同じ) を購入しておいたので、ようやく交換した。バッテリーも購入したので、古い UPS の中身と入れ替えて、別に使う予定。