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UNIXの教科書 運用編
〜はじめよう! WindowsとLinuxからのステップアップ〜

第4日目:ネットワークの基本を理解する

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UNIXの教科書 運用編 第4日目:ネットワークの基本を理解する
今回は、ネットワークの基本について学びましょう。1時間目はTCP/IPネットワークの基礎知識について説明します。ネットワークを介して通信を行う上での取り決めをプロトコルと呼びますが、ここで勉強するTCP/IPプロトコルは、よく知られているようにインターネットでも使われているプロトコルです。2時間目は、HP-UXにおけるネットワークの基本設定を解説していきます。
UNIXの教科書 運用編〜はじめよう! WindowsとLinuxからのステップアップ〜
ネットワークの基礎知識
ネットワークの基本設定
2009年12月
大津 真
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UNIXの教科書:登場人物紹介 このリンクをクリックすると、新しいウィンドウが開きます

マリー先生
マリー先生:
今回は、TCP/IPネットワークの基礎知識と基本設定について説明しましょう。その前に、前回のファイルの安全管理について何か質問ありますか?
タックス君:
前回の説明では、必要のないコマンドにsetuidビットやsetgidビットを設定すべきではないということでしたが、それらの特殊なパーミッションが設定されているファイルを見つけることはできるのですか?
タックス君
マリー先生
マリー先生:
findコマンドの「-perm」オプションで検索することができるわ。たとえば、/usr/binディレクトリ以下でsetuidビットが設定されているファイルを検索するには、次のようにするの。

# find /usr/bin/ -perm -u=s  【Enter】
/usr/bin/mediainit
/usr/bin/bdf
/usr/bin/rcp
/usr/bin/remsh
/usr/bin/at
/usr/bin/crontab
/usr/bin/mail
/usr/bin/rmail
/usr/bin/df
〜略〜

今日の時間割 ネットワークの基礎知識 ネットワークの基本設定 練習問題

1時間目:ネットワークの基礎知識

ネットワークを介して通信を行う上での取り決めのことをプロトコルと呼びます。これまでさまざまなネットワーク・プロトコルが開発されてきましたが、インターネットの爆発的な普及によって現在ではTCP/IPプロトコルが主流になっています。

ここで、ちょっと余談になります。TCP/IPは、今ではインターネットやイントラネットで標準的に使われるプロトコルですが、そのきっかけはUNIXだったとご存知でしょうか?誕生は1970年代の初頭のアメリカ防総省の研究開発でしたが、その技術を標準実装して普及させたのがUNIXだったのです。普段使っているインターネットのURLが「\」ではなく「/」で構成されているのは、そうした背景があります。ですので、これまでUNIXを勉強してきたことが、実はネットワークの理解に非常に役に立つのです。1時間目では、TCP/IPに関する基礎知識について説明しましょう。

IPアドレスは32ビットの数値

TCP/IPでは、「IPアドレス」と呼ばれるアドレスによってそれぞれのコンピュータを識別します。なお、IPアドレスには伝統的なIPv4(IPバージョン4)と、次世代IPであるIPv6のアドレスがありますが、ここでは、伝統的なIPv4について説明します。
IPアドレスは32ビットの長さを持つ数値ですが、人間にとってわかりやすいにように、1オクテット、つまり8ビットずつに分けてピリオド「.」で区切った10進数として記述します。たとえば、「192.168.1.0.2」といったように表記されます。

IPアドレスの表記方法
図1:IPアドレスの表記方法

四色君:
「オクテット」って、いわゆる「バイト」のことですか?
四色君
マリー先生
マリー先生:
そう、一般的には同じね。本来1バイトは1文字を表す単位で、処理系によってビット数が違っていたの。それで、ネットワークの世界では8ビットであることを明示する意味で「バイト」より「オクテット」という用語がつかわれることが多いの。
タックス君:
IPアドレスは1台のマシンに1つずつ割り当てられるのですか?
タックス君
マリー先生
マリー先生:
実際にはIPアドレスはネットワーク・インターフェイスに割り当てられるアドレスなの。したがって1台のマシンでも複数のネットワーク・インターフェイスがあれば、複数のIPアドレスを割り当てることもできるのよ。
タックス君:
システムにインストールされているネットワーク・インターフェイスを確認するにはどうしたらいいでしょう。
タックス君
マリー先生
マリー先生:
方法はいくつかあるけど、簡単なのはnwmgrコマンドを引数なしで実行することかな。

# nwmgr  【Enter】

Name/          Interface Station          Sub-   Interface      Related
ClassInstance  State     Address        system   Type           Interface
============== ========= ============== ======== ============== =========
lan0           UP        0x000E7F7E108C iether   1000Base-T     
lan1           DOWN      0x000E7F7E108D iether   1000Base-T     
lan900         DOWN      0x000000000000 hp_apa   hp_apa         
lan901         DOWN      0x000000000000 hp_apa   hp_apa         
lan902         DOWN      0x000000000000 hp_apa   hp_apa         
lan903         DOWN      0x000000000000 hp_apa   hp_apa         
lan904         DOWN      0x000000000000 hp_apa   hp_apa

この例では、「lan0」と「lan1」という名前の「1000Base-T」、いわゆるギガビットインターフェイスが2つあることがわかるわ。「Interface State」が「UP」の「lan0」だけが利用可能な状態ね。

サブネットマスク

IPアドレスの前半部分をネットワーク部、後半部分をホスト部と呼びます。前者はネットワークを識別する部分で、後者はそのネットワーク内のホストを示します。ネットワーク部が異なれば、別のネットワークに属するものと見なされます。ネットワーク同士を接続するには「ルーター」が必要です。
IPアドレスの中でどこまでがネットワーク部であるかを示す値が「サブネットマスク」です。サブネットマスクは、ネットワーク部を「1」、ホスト部を「0」とする32ビットの2進数ですが、通常はIPアドレスを同じように8ビットずつピリオド「.」で区切った10進数で表されます。
たとえば、IPアドレスが「192.168.0.1」、サブネットマスクが「255.255.255.0」であれば、ネットワーク部は「192.168.0」、ホスト部は「1」になります。なお、この場合、ホストアドレス部は8ビットとなり、ホストに割り当てることができるIPアドレスは「192.168.0.0」〜「192.168.0.255」の最大256個(正確には特殊な用途に予約されているアドレスがあるので254個)となります。

IPアドレスとサブネットマスク
図2:IPアドレスとサブネットマスク

なお、IPアドレスが「192.168.0.x」でサブネットマスクが「255.255.255.0」のネットワークは、ネットワーク部が24ビット(8オクテット×3)なので「192.168.0.0/24」と表記されます。

四色君:
現在設定されているIPアドレスやサブネットマスクを確認するにはどうすればいいのですか?
四色君
マリー先生
マリー先生:
ifconfig インターフェイス」コマンドを実行すると簡単よ。たとえば、「lan0」インターフェイスを確認するには次のようにするの。

# ifconfig lan0  【Enter】
lan0: flags=1843
        inet 192.168.1.14 netmask ffffff00 broadcast 192.168.1.255
           ↑                 ↑              ↑
        IPアドレス      サブネットマスク     ブロードキャスト

グローバルアドレスとプライベートアドレス

インターネットに直接接続されているマシンは正式な機関から割り当てられたIPアドレスが設定されている必要があります。これを「グローバルアドレス」と呼びます。それに対して、LAN内に限って自由に割り振ってよいことになっているIPアドレスに「プライベートアドレス」があります。たとえば、「192.168.0.0 〜 192.168.255.255」の範囲のIPアドレスはプライベートアドレスです。なお、プライベートアドレスとグローバルアドレスとの変換にはルーターが必要です。

経路情報とデフォルトゲートウェイについて

TCP/IPネットワークでは「パケット」(小包)という単位でデータを転送します。ネットワーク同士はルーター(ゲートウェイ)を介して接続されますが、ひとつまたは複数のルーターがある場合に、どのネットワークに宛てたパケットはどのルーターを通ればよいかといった情報を「経路情報」と呼び、経路情報が登録されている表のことを「ルーティング・テーブル」といいます。
このときIPパケットのデフォルトの経由先のことを「デフォルトルート」あるいは「デフォルトゲートウェイ」と呼びます。たとえばルーターを介してインターネットに接続されているマシンの場合、そのルーターのIPアドレスがデフォルトゲートウェイとなります。

マリー先生
マリー先生:
現在設定されている経路情報が登録されているルーティング・テーブルは「netstat -nr」コマンドで確認できるわ。

# netstat -nr  【Enter】
Routing tables
Destination           Gateway            Flags Refs Interface  Pmtu
127.0.0.1             127.0.0.1          UH    0    lo0       32808
192.168.1.14          192.168.1.14       UH    0    lan0      32808
192.168.1.0           192.168.1.14       U     2    lan0       1500
127.0.0.0             127.0.0.1          U     0    lo0       32808
default               192.168.1.1        UG    0    lan0       1500
四色君:
「Destination」欄の「default」がデフォルトルートですね。
四色君
マリー先生
マリー先生:
そう。この場合はIPアドレスが「192.168.1.1」のルーターが、パケットのデフォルトの送り先ということになるの。
タックス君:
「Gateway」の「127.0.0.1」といったアドレスはなんでしょう?
タックス君
マリー先生
マリー先生:
これは「ローカルループバック」と呼ばれるもので、主にネットワークのテスト用に使用される、自分自身を示すアドレスなの。通常「127.0.0.1」というアドレスが使用されるのよ。

休憩時間:SMHによるネットワークの設定

SMH(HP System Management Homepage)でも、ネットワーク・インターフェイスの設定が行えます。その場合は、「HP-UX Network Interfaces Configurationツール」(「Tools」→「Network Interfaces Configuration」)を使用します。

SMHでネットワーク・インターフェイスの設定をする
図3:SMHでネットワーク・インターフェイスの設定をする

また、「Network Information」(「Network」→「Network Information」)では、ネットワーク・インターフェイスやルーティング・テーブルの状態を確認できます。

SMHで状態を確認する
図4:SMHで状態を確認する

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