![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
#author("2024-05-08T14:00:23+09:00","default:Exp3","Exp3") #author("2024-05-13T17:19:28+09:00","default:Exp3","Exp3") [[計算機アーキテクチャとOS>工学実験IIIテーマA(2022)]] * 仮想コンピュータを用いたサーバのセットアップ [#v64bbd3d] 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 22.04 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 [#k990f499] 実験は，電算機演習室の&color(red){''左側３列''};に配置されているコンピュータの番号が，&color(red){''st001〜st007'', ''st017〜st023'', ''st033〜st039'', ''st048〜st054'', ''st064〜st070''};のものを使用すること． ** 準備するもの（希望者のみ） [#r69f450e] //&color(red){''3GB''以上の空き容量};のあるUSBメモリ &color(red){''16GB''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のバックアップを取りたい場合には準備すること） （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） &aname(content); ** 実験内容 [#g730703f] |[[1. 仮想コンピュータの作成>CAOS-04#sec1]]|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>CAOS-04#sec2]]|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>CAOS-04#sec3]]|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. (応用課題)サーバの運用>CAOS-04#sec4]]|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| #br ** 実験手順および課題 [#hf973562] &aname(sec1); *** 1. 仮想コンピュータの作成 [#r9070759] ''[実験1]'' 仮想コンピュータを作成しなさい． - ドキュメントフォルダにVMフォルダを作成する（例：C:¥Users¥k1234567¥VM）. &color(red){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，C:\Users\k1234567\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. -&ref(CAOS-04-21/ICON2.png,around,40%,nolink);「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:¥Users¥k1234567¥VM」と設定する．~ //- 「C:¥VM」でなく，デフォルトのままでもかまいません．~ &ref(CAOS-04-21/VB101.png,right,50%); -「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． --&color(red){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，&color(red){先に下記の[実験課題1.1]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． //--「ガイド付きモード」で設定を行うこと．~ //&ref(A4-1_0.png,right,nowrap,60%); |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''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．&br;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．|#ref(A4-1_1.png,left,nowrap,50%)| |メモリーサイズは「2048MB」とすること．&br;その他の設定はデフォルトのままでかまわない．|#ref(A4-1_1_1.png,left,nowrap,50%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''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．&br;左側のメニューから「ストレージ」を選択する．&br;&br;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．&br;光学ドライブのCDアイコンをクリックして，「ディスクファイルを選択」をクリックする．&br;「仮想光学ディスクファイル」として「C:¥VM¥ubuntu-22.04.4-live-server-amd64.iso」を選択すること．|#ref(CAOS-04-23/A4-1_2.png,left,nowrap,35%)| // バージョン20.04 [[https://ubuntu.com/download/server]] // バージョン18.10 [[http://old-releases.ubuntu.com/releases/18.10/ubuntu-18.10-server-amd64.iso]] &br; //（または，バージョン16.10 [[http://old-releases.ubuntu.com/releases/yakkety/ubuntu-16.10-server-amd64.iso]] ）&br; 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．~ &ref(CAOS-04-23/A4-1_N.png,right,35%); #clear ''[実験課題1.1]'' 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． #br [[実験内容に戻る>CAOS-04#content]] ---- &aname(sec2); *** 2. Linuxのインストール [#d62629b7] ''[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． &ref(A4-2_0.png,right,50%); //基本的には，第３回のLinuxのインストールと同様に作業する． ただし，&color(red){必ず，以下の8点の注意に従うこと．}; また，&color(red){以下の[実験課題2.1]に目を通し，適宜記録を行いながら実験を進める};こと． ''[実験課題2.1]'' 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． |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意1: 「言語設定」''| |日本語版のインストーラは用意されていないため，インストールは英語で行う．|#ref(CAOS-04-23/A4-2_1.png,left,nowrap,35%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意2: 「キーボード設定」''| |キーボードレイアウトは，日本語を選択する．&br;（Tabキーで移動、Spaceキーで選択）|#ref(CAOS-04-23/A4-2_2.png,left,nowrap,35%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意3: 「インストールの種類」''| |インストールの種類は，「Ubuntu Server」を選択する．|#ref(CAOS-04-23/A4-2_3.png,left,nowrap,35%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意4: 「ネットワークの設定」''| |ネットワークは自動設定とする．|#ref(CAOS-04-23/A4-2_4.png,left,nowrap,35%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意5: 「プロキシ設定」''| |プロキシは使用しない．|#ref(CAOS-04-23/A4-2_5.png,left,nowrap,35%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意6: 「ストレージ構成」''| |ディスク全体を使用し，LVMグループとしてセットアップする．&br;暗号化しない．|#ref(CAOS-04-23/A4-2_6.png,left,nowrap,35%)| |#ref(CAOS-04-23/A4-2_7.png,right,nowrap,35%)|#ref(CAOS-04-23/A4-2_8.png,left,nowrap,35%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意7: 「プロファイルセットアップ」''| |ユーザの本名として，「ibe-exp3」，サーバ名として「exp3-a4」を入力すること．&br;ユーザ名は「ibe-exp3」とする．&br;パスワード（８文字以上推奨）は自由に設定してよい．（ログインに使用するので覚えておくこと．）|#ref(CAOS-04-23/A4-2_9.png,left,nowrap,35%)| |>|BGCOLOR(LIGHTGRAY):''注意8: 「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何も選択しないこと．|#ref(CAOS-04-23/A4-2_10.png,left,nowrap,35%)| 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． &ref(CAOS-04-23/A4-2_11.png,right,40%); ~ //インストール終了後，再起動を行うと「Setup agent」が起動する．本実験ではSetup agentの起動画面では「Exit」を押して終了する． 再起動したのち，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「ibe-exp3」を入力し，先ほど設定したパスワードを入力する．（パスワードは、入力の際に表示されない） &ref(CAOS-04-23/A4-2_N.png,right,40%); #br [[実験内容に戻る>CAOS-04#content]] ---- &aname(sec3); *** 3. ソフトウェアのインストールおよび設定 [#ceeb94d4] ~~ 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-get update $ sudo apt install build-essential make wget libpcre3 libpcre3-dev libexpat1-dev nmap w3m ''[実験課題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． また，テキストベースのWebブラウザである w3m を使用して，https://www.eng.kagoshima-u.ac.jp/english/ にアクセスできることを確認しなさい． $ w3m https://www.eng.kagoshima-u.ac.jp/english/ 「q」または「Q」でw3mを終了する． 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． ''[実験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 https://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/apr/apr-1.7.4.tar.bz2 $ wget https://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/apr/apr-util-1.6.3.tar.bz2 2. 同様に，apache のソースコードもダウンロードする． $ wget https://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/httpd/httpd-2.4.58.tar.bz2 $ wget https://ftp.jaist.ac.jp/pub/apache/httpd/httpd-2.4.59.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 https://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 https://www.apache.org/dist/httpd/httpd-2.4.58.tar.bz2.sha256 $ cat httpd-2.4.58.tar.bz2 | openssl sha256 $ cat httpd-2.4.58.tar.bz2.sha256 $ wget https://www.apache.org/dist/httpd/httpd-2.4.59.tar.bz2.sha256 $ cat httpd-2.4.59.tar.bz2 | openssl sha256 $ cat httpd-2.4.59.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-1.7.4.tar.bz2" と "apr-util-1.6.3.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: https://www.apache.org/dist/apr/apr-1.7.4.tar.bz2.sha256 URL: https://www.apache.org/dist/apr/apr-util-1.6.3.tar.bz2.sha256 6. tarコマンドで，圧縮されたファイルhttpd-2.4.58.tar.bz2を展開する． $ tar jxvf httpd-2.4.58.tar.bz2 6. tarコマンドで，圧縮されたファイルhttpd-2.4.59.tar.bz2を展開する． $ tar jxvf httpd-2.4.59.tar.bz2 7. 同様に，apr-1.7.4.tar.bz2, apr-util-1.6.3.tar.bz2も展開する． 8. lsコマンドで，apr-1.7.4 と apr-util-1.6.3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-2.4.58/srclib/に保存する． $ mv apr-1.7.4 httpd-2.4.58/srclib/apr $ mv apr-util-1.6.3 httpd-2.4.58/srclib/apr-util 8. lsコマンドで，apr-1.7.4 と apr-util-1.6.3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-2.4.59/srclib/に保存する． $ mv apr-1.7.4 httpd-2.4.59/srclib/apr $ mv apr-util-1.6.3 httpd-2.4.59/srclib/apr-util 9. cdコマンドで，httpd-2.4.58 へ移動する． 9. cdコマンドで，httpd-2.4.59 へ移動する． 10. configureコマンドを実行し，Makefileの作成を行う．~ &color(red){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．}; $ ./configure --with-included-apr 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． $ sudo make install 13. エディタ（vi）を用いて，設定ファイル（/usr/local/apache2/conf/httpd.conf）を&color(red){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（先頭の#を削除） ServerAdmin k*******@kadai.jp（実験者のメールアドレス） ServerName st***.ibe.kagoshima-u.ac.jp（先頭の#を削除し，ホスト名を書く．***はキーボードに貼付されている番号） Include conf/extra/httpd-userdir.conf（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3.3]'' 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． #ref(CAOS-04-21/VM401.png,left,nowrap,60%,添付ファイルの画像) - 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． #ref(CAOS-04-21/VM301.png,left,nowrap,80%,添付ファイルの画像) ''[実験課題3.2]'' ホストOSであるWindowsから，実験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． - Mac利用者で、うまく "It works!" が表示されない場合 [[（こちらを参照）>CAOS-03-22-for_mac]] ''[実験3.4]'' 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 Status: inactive と表示される 3. ファイアウォールのサービスを開始する． $ sudo ufw enable $ sudo ufw status を再度実行し，状態を確認する． Status: active に変更された 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，実験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．（アクセスできないことを確認する．） ''[実験課題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．~ （Macの場合，80番でうまくいかないときは，TCP 8080番をallowしてください．） 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．設定が反映され，Webサーバにアクセスできるようになったことを確認する． //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． ** 調査課題 [#c1b5bf80] ''[調査課題3.1]'' Apache以外のサーバソフトについて調べ，Apacheも含めた特徴の比較表を作成せよ． ~ ''[調査課題3.2]'' 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． &br; #br //---- // //&aname(sec4); // //*** 4. サーバの運用（応用課題） [#sf94fa69] // //''[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． // //| IPアドレス：| 10.0.2.1xx (xxはコンピュータの番号)&br; (10.0.2.0/24ネットワーク内のIPアドレス）| //| ネットマスク：| 255.255.255.0| //| ゲートウェイ：| 10.0.2.2| //| DNSサーバ：| 10.200.2.11| // //- /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．~ //&color(red){ゲストIPは1.で設定したものを設定する．}; // //#ref(CAOS-04-21/VM402.png,left,nowrap,80%,添付ファイルの画像) // // //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．>CAOS-04_PC]] // //&color(red){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]'' 「ibe-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． // //#br // //[[実験内容に戻る>CAOS-04#content]] //
