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仮想環境を実現する代表的なソフトウェアの１つであるOracle VM VirtualBoxを用いて，サーバとして利用できる仮想コンピュータを構築する．
本実験では，Ubuntu Server 16.04 LTSをゲストOSとしてインストールし，Webサーバの機能を持つサーバを構築する．
実験は，電算機演習室のPCでWindowsを起動して行う．
仮想化ソフトであるOracle VM VirtualBoxの操作やLinuxのコマンドなどでわからない事は，Oracle社のHPにあるマニュアルを探して調べたり，インターネットで検索しながら実験を進めること．
実験は，電算機演習室の左側３列に配置されているコンピュータの番号が，st001〜st007, st017〜st023, st033〜st039, st048〜st054, st064〜st070のものを使用すること．
3GB以上の空き容量のあるＵＳＢメモリ
（実験で作成した仮想環境のデータは，Windowsを終了すると，全て消えてしまうため，バックアップを取りたい場合には準備すること）
| 1. 仮想コンピュータの作成 | 仮想マシンの格納場所の設定 |
| ゲストOSの設定 | |
| ディスク容量の指定と仮想ディスクのファイル設定 | |
| ハードウェア（CD）のカスタマイズ | |
| 2. Linuxのインストール | ネットワークの設定 |
| パーティションの設定 | |
| ユーザ設定 | |
| 3. ソフトウェアのインストール | aptを用いた開発環境等（gcc他）のインストール |
| apacheソースコードの取得 | |
| apacheのコンパイルおよび起動 | |
| nmapによるポートスキャン | |
| ufwによるファイアウォールの設定 |
| 4. サーバの運用 | ゲストOSのネットワーク変更（固定IP） |
| ポートフォワーディングの設定 |
[実験1] 仮想コンピュータを作成しなさい．
デスクトップにある「Oracle VM VirtualBox」のアイコンをクリックして起動する．
| 注意1: 「名前とオペレーティングシステム」 | |
| 「名前」に「UbuntuServer」と入力する． タイプは「Linux」，バージョンは，「Ubuntu(64-bit)」が選択されていることを確認すること． |  |
| 注意2:「インストール用メディア」 | |
| 「設定」アイコンをクリックする． 左側のメニューから「ストレージ」を選択する． ストレージツリーの中から空のCDアイコンをクリックする． 光学ドライブのCDアイコンをクリックして，「仮想光学ディスクファイルを選択」をクリックする． 「仮想光学ディスクファイル」として「¥¥nas01¥share_ro¥exp3¥ubuntu-16.04.2-server-amd64.iso」を選択すること． |  |
上記の注意事項を守らなかった場合，仮想コンピュータは作成されるものの， この後の実験を進めることができないため，やり直しとなる．
Oracle VM VirtualBoxのウィンドウの左上に"UbuntuServer"が表示されたら実験1は終了である．
[課題1] 仮想コンピュータを作成する際に，ウィザードに指示を求められる．その際，
- 指示を求められた内容とどのように項目を設定したか - 画面のキャプチャ（[Alt]キーを押しながら[Print Screen]キー）または，撮影した映像
をレポートに記せ．
[実験2] 実験１で作成した仮想コンピュータに，ゲストOSとしてLinux(Ubuntu)をインストールしなさい．
「起動」をクリックするとインストーラが起動する．
ただし，必ず，以下の8点の注意に従うこと．
また，下記の[課題2]に目を通し，適宜記録を行いながら実験を進めること．
| 注意1: 「ネットワークの設定」 | |
| ホスト名は，「sv-**」のように設定すること．「**」の部分は，使用しているコンピュータの番号とし，コンピュータ番号がst021の場合は，「sv-21」と設定する． |  |
| 注意2: 「ユーザとパスワードのセットアップ」 | |
| 新しいユーザの本名として，「exp3」を入力すること． ユーザ名は「exp3」，パスワード（８文字以上推奨）は「inf0bi03」とすること． ホームディレクトリの暗号化については，「いいえ」であることを確認すること． |  |
| 注意3: 「時間の設定」 | |
| Time zoneは，「Asia/Tokyo」であることを確認すること． |  |
| 注意4: 「ディスクのパーティショニング」 | |
| パーティショニングの方法は，上から２番目の「ガイド - ディスク全体を使いLVMをセットアップする」が選択されていることを確認すること． 「ガイドによるパーティショニングを利用するボリューム」は「8.1GB」のままでかまわない． |  |
| 注意5: 「パッケージマネージャの設定」 | |
| 「HTTPプロキシ」は使用しない． |  |
| 注意6: 「taskselを設定しています」 | |
| システムのアップグレードは「自動的にアップデートしない」を選択する． |  |
| 注意7: 「ソフトウェアの選択」 | |
| インストールするソフトウェアの選択では「standard system utilities」を選択する． |  |
| 注意8: 「ハードディスクへのGRUBブートローダのインストール」 | |
| マスターブートレコードにGRUBブートローダをインストールすること． |  |
上記の注意事項を守らなかった場合，Linuxは正常にインストールされるものの， この後の実験を進めることができなくなるためやり直しとなる．
再起動を行うよう指示を受けた時点で，実験２は終了である．
[課題2] インストールを行う間，何度かインストーラに指示を求められる．その際，
- 指示を求められた内容とどのように項目を設定したか - 画面のキャプチャ（[Alt]キーを押しながら[Print Screen]キーを押す）または，撮影した映像
をレポートに記せ．
ログイン画面が表示されたら，login: プロンプトの後ろにユーザ名「exp3」を入力し，先ほど設定したパスワードを入力する．
[実験3.1] 管理者としてコマンドを実行するsudoコマンドを使用して，７つのパッケージ（build-essential, make, wget, libpcre3, libpcre3-dev nmap w3m）をaptコマンドでインストールしなさい．
# sudo apt install build-essential make wget libpcre3 libpcre3-dev nmap w3m
[課題3.1] ホストOSであるWindowsのIPアドレスを調べ，仮想コンピュータにインストールしたゲストOSであるLinuxが，ホストOSとネットワーク接続できるかをpingを使用して確認しなさい．
また，接続先として，学科のWebサーバであるinf（inf.ibe.kagoshima-u.ac.jp，163.209.132.2）に対しても接続テストを行いなさい．
さらに、テキストベースのWebブラウザである w3m を使用して、http://www.eng.kagoshima-u.ac.jp/english/ にアクセスできることを確認しなさい．
最後に、「nmap localhost」で、ゲストOSのポートをスキャンし、その状態を確認しなさい．
[課題3.2] /tmpディレクトリに移動し，Webサーバソフトapacheを，ソースコードからインストールしなさい．
1. apache2.4ではAPR(Apache Portable Runtime)のインストールが必要である．wgetコマンドで，apr, apr-util のソースコードをミラーサイトからダウンロードする．
# wget http://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/apr/apr-1.5.2.tar.bz2 # wget http://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/apr/apr-util-1.5.4.tar.bz2
2. 同様に，apache のソースコードもダウンロードする．
# wget http://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/httpd/httpd-2.4.25.tar.bz2
3. ls コマンドで，３つのファイルがダウンロードされていることを確認する．
4. 取得したファイルが正規のものであることを確認する．
ダウンロードファイルの配布元 http://www.apache.org/ から， sha1ファイルをダウンロードし，ファイルが改竄されていないかをコマンド ”cat 検査対象ファイル名 | openssl sha1” で表示されるものと，ダウンロードした”検査対象ファイル名.sha1” のファイル内の文字列が一致するかで確認する．
# wget http://www.apache.org/dist/httpd/httpd-2.4.25.tar.bz2.sha1 # cat httpd-2.4.25.tar.bz2 | openssl sha1 # cat httpd-2.4.25.tar.bz2.sha1
5. 同様に，apr と apr-util についても改竄されていないかを確認する．
6. tarコマンドで，圧縮されたファイルhttpd-2.4.25.tar.bz2を展開する．
# tar jxvf httpd-2.4.25.tar.bz2
7. 同様に，apr-1.5.2.tar.bz2, apr-util-1.5.4.tar.bz2も展開する．
8. lsコマンドで，apr-1.5.2 と apr-util-1.5.4の２つのフォルダが存在することを確認した後，フォルダ名をそれぞれ apr と apr-util に変更して httpd-2.4.25/srclib/に保存する．
# mv apr-1.5.2 httpd-2.4.25/srclib/apr # mv apr-util-1.5.4 httpd-2.4.25/srclib/apr-util
9. cdコマンドで，httpd-2.4.25 へ移動する．
10. configureコマンドを実行し，Makefileの作成を行う．
configureコマンドは、APRを有効にするため --with-included-apr オプションを付与する．
11. makeコマンドを実行し，apache（httpd）のコンパイルを行う．
12. 管理者権限で make installコマンドを実行し，apacheをインストールする．
13. エディタ（vi）を用いて，設定ファイル（/usr/local/apache2/conf/httpd.conf）を編集する．設定すべき箇所は下記の通り．
[httpd.confの設定変更箇所の例]
LoadMdule userdir_module modules/mod_userdir.so の先頭の#を削除 ServerAdmin sc******@ibe.kagoshima-u.ac.jp（実験者のメールアドレス） ServerName sv-**.ibe.kagoshima-u.ac.jp Include conf/extra/httpd-userdir.conf の先頭の#を削除
14. apacheをサービスとして起動する．一般的にはserviceコマンドを用いるが，本実験ではソースコードからインストールを行ったため，apachectlコマンドを用いる．
# sudo /usr/local/apache2/bin/apachectl start
15. w3m で localhost にアクセスして, apacheが起動していることを確認する．
[実験3.2] ホストOSであるWindowsから，課題3.2で設定したWebサーバにアクセスできるかどうかを確認しなさい．
[実験3.3] ファイアウォール（ufw）を有効にして、外部からのすべてのネットワーク接続を遮断する．
1. /etc/default/ufs で、IPV6によるすべての通信を遮断する設定を行う．
$ sudo vi /etc/default/ufs IPV6=yes を IPV6=no に修正する．
2. ファイアウォールの状態を確認する．
$ sudo ufs status
3. ファイアウォールのサービスを開始する．
$ sudo ufs enable
4. すべての通信を遮断する設定を行う．
$ sudo ufs default DENY、
5. ホストOSであるWindowsから，課題3.2で設定したWebサーバにアクセスできるかどうかを確認する．
[課題3.3] ファイアウォール（ufw）の設定を行い，サーバへのhttp通信を許可しなさい．ファイアウォールの設定コマンドは，「sudo ufw allow 80/tcp」 である．http通信はTCP 80番ポートが使われるため，外部からサーバのTCP 80番への通信を許可すればよい．
上記の設定は，コマンド「sudo ufw reload」を打つことで，設定内容を反映できる．
Webサーバにアクセスできない場合は，教員やTAと相談して原因を特定しなさい．
[実験4] 仮想コンピュータのネットワーク接続形態をBridge接続に変更し，電算機演習室のネットワーク（10.200.30.0）の他のコンピュータからWebサーバがアクセスできるように固定IPアドレスを設定しなさい．
1. ゲストOSのネットワーク設定をdhcpによる動的IPアドレスから固定IPアドレスに変更する．
/etc/network/interfaceを変更する．
$ sudo vi /etc/network/interface
iface enp0s3 inet dhcp を iface enp0s3 inet static に修正する．
その後に、以下の４行を追加する．
address 10.0.2.10 netmask 255.255.255.0 gateway 10.0.2.2 dns-nameservers 10.200.2.11
2. 仮想コンピュータのネットワーク設定にあるポートフォワーディングを設定する．
プロトコル，ホストポート，ゲストIP，ゲストポートを以下のように設定し、適切な名前を付けて設定を保存する．
3. 仮想コンピュータを再起動し、シャットダウンして， apacheをサービスを起動する．
$ sudo /usr/local/apache2/bin/apachectl start
4. 他のPCから設定したapacheサーバに接続できるか確認する．
接続できない場合には，apacheサーバが起動しているか確認すること．
[課題4.1] 各ユーザのWebページを作成し，ホストOSから閲覧できることを確認せよ．作成するWebページは，下記のような非常に単純なものでよい．
各ユーザのWebページは，「/home/***(ユーザ名)/public_html/」ディレクトリに，index.htmlという名前で作成する．ホストOSから閲覧する際は，「http://10.200.30.xx/~***(ユーザ名)」と入力する．
例:
<html> <head>Test</head> <body> This is a test Web page to check if our server works. </body> </html>
作成したWebページを閲覧できない場合は，各ユーザのディレクトリ（/home/***(ユーザ名))および各ユーザのpublic_htmlディレクトリのパーミッションを確認すること．ファイルおよびディレクトリの所有者だけでなく，全てのユーザに読み込み，実行の権限が与えられる必要がある．
[課題4.2] 設定が終わったら，他のコンピュータから作成したWebページにアクセスできるか確認しなさい．
[課題4.3] 仮想コンピュータのネットワーク接続形態にはどのようなものがあるか，また，それぞれの接続形態の特長を調べてレポートに書きなさい．
