CAOS-04_2020

仮想コンピュータを用いたサーバのセットアップ †

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．

注意事項 †

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．

ここをクリックしてコンピュータ番号を確認して使用すること．

準備するもの（希望者のみ） †

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）

実験内容 †

実験手順および課題 †

1. 仮想コンピュータの作成 †

[実験1] 仮想コンピュータを作成しなさい．

• CドライブにVMフォルダを作成する（C:¥VM）. 指示通り指定されたフォルダに仮想コンピュータを作成しないと，失敗することがある．

  作成した仮想コンピュータをバックアップする場合には，Windowsをシャットダウンする前に C:\VMフォルダをUSB等に保存する.
  PCを再起動した後に再度作成した仮想コンピュータを起動する場合には，Cドライブにコピーした後，VirtualBoxマネージャの
  メニュー「仮想マシン」－「追加」でフォルダを指定する.

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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．

• 「ファイル」－「環境設定」から「デフォルトの仮想マシンフォルダー」を「C:¥VM」と設定する．
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• 「新規」を選択して，新しい仮想マシンウィザードを起動する．

• 必ず，以下の２点の注意に従うこと．設定に不安がある場合は，設定内容を変更後，確定する前に，教員やTAに確認してもらうこと．

• また，先に下記の[課題1]に目を通し，適宜画面をキャプチャするなど記録を行いながら実験を進めること．

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．
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[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．

実験内容に戻る

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2. Linuxのインストール †

[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．

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．

実験内容に戻る

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3. ソフトウェアのインストールおよび設定 †

コンソールが日本語フォントを表示できず文字化けするため，以下のコマンドを入力し，日本語表示をデフォルトの英語で表示させる．

$ LANG=C bash

[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，８つのパッケージ（build-essential, make, wget, libpcre3, libpcre3-dev libexpat1-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 libexpat1-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-1.6.5.tar.bz2
$ wget http://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/apr/apr-util-1.6.1.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-2.4.38.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， sha256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 sha256” 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.sha256” 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-2.4.38.tar.bz2.sha256
$ cat httpd-2.4.38.tar.bz2 | openssl sha256
$ cat httpd-2.4.38.tar.bz2.sha256

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．

• ダウンロードした "apr-1.6.5.tar.bz2" と "apr-util-1.6.1.tar.bz2"のハッシュ値は、以下のURLに示したそれぞれのファイルに記載されている．

URL: http://www.apache.org/dist/apr/apr-1.6.5.tar.bz2.sha256
URL: http://www.apache.org/dist/apr/apr-util-1.6.1.tar.bz2.sha256

6. tarコマンドで，圧縮されたファイルhttpd-2.4.38.tar.bz2を展開する．

$ tar jxvf httpd-2.4.38.tar.bz2

7. 同様に，apr-1.6.5.tar.bz2, apr-util-1.6.1.tar.bz2も展開する．

8. lsコマンドで，apr-1.6.5 と apr-util-1.6.1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-2.4.38/srclib/に保存する．

$ mv apr-1.6.5 httpd-2.4.38/srclib/apr
$ mv apr-util-1.6.1 httpd-2.4.38/srclib/apr-util

9. cdコマンドで，httpd-2.4.38 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. sudoコマンドを使用し管理者権限で 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）を管理者権限で編集する．設定すべき箇所は下記の通り．

[httpd.confの設定変更箇所の例]

LoadModule 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] ポートフォワーディングの設定して，ホストOSからゲストOS上で稼働するWebサーバにアクセスできるように設定する．

1. 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．

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• 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．

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• 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．ホストOSから閲覧する際は，「http://127.0.0.1/」と入力する．

[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/ufw 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/ufw
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 ufw status

3. ファイアウォールのサービスを開始する．

$ sudo ufw enable

4. すべての通信を遮断する設定を行う．

$ sudo ufw 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．アクセスの許可は，「allow」コマンドを使用する．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．

[課題3.4] 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．

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4. サーバの運用（応用課題） †

[実験4] 仮想コンピュータのIPアドレスを固定IPアドレスに変更し，ポートフォワーディングの設定して，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/interfacesを変更する．

$ sudo vi /etc/network/interfaces

　　iface enp0s3 inet dhcp を iface enp0s3 inet static に修正する．

　　その後に、固定IPアドレス（address），ネットマスク，ゲートウェイ，DNSサーバの情報を追加する．

2. ネットワークサービスの再起動

$ sudo service networking restart

3. 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．
  ゲストIPは1.で設定したものを設定する．

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4. 仮想コンピュータを再起動し， apacheをサービスを起動する．

$ sudo /usr/local/apache2/bin/apachectl start

5. 他のPCから設定したapacheサーバに接続できるか確認する．他のPCから閲覧する際は，ホストOSのIPアドレスを指定する．

クリックしてコンピュータ番号を確認して使用すること．

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] 「exp3」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．

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://10.200.30.1xx/~***(ユーザ名)」と入力する．

例:

<html>
　<head><title>Test</title></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．

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