情報システム管理 情報システム管理

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７ . ＤＨＣＰ、 NAT

水野嘉明

本日の内容 本日の内容

１ . DHCP サーバ

DHCP

２ . NAT

NAT

NAT

１ １ . . ＤＨＣＰサーバ ＤＨＣＰサーバ

１ . １ DHCP の仕組み

１ . ２ DHCP サーバの設定

１ . ３ クライアントの設定

１ １ . . ＤＨＣＰサーバ ＤＨＣＰサーバ



DHCP

 Dynamic Host Configuration

Protocol

 クライアントの IP アドレス割

り当てを自動化する仕組み

１ １ . . １ １ DHCP DHCP の仕組 の仕組



クライアント全てに、固定ＩＰア ドレスを割り振るのは、無駄が大 きい／不便なことがある



クライアントが起動した時に、

プールしてある IP アドレスの中か ら、動的に割り振る

（注） サーバは、固定の方が便利

 ＤＨＣＰサーバは、ＩＰアドレス以 外にも 様々な情報を配布











etc.

１ １ . . １ １ DHCP DHCP の仕組 の仕組

7

新しいクライアン トが接続した時に

、 IP

7

DHCP

クライアン ト

１ １ . . １ １ DHCP DHCP の仕組 の仕組

IP アドレ ス

 【問題】



、 ＩＰアドレスが必要。ＩＰアド レス等が未定の時に、どのようにし てＤＨＣＰサーバと通信するのか？

 【答】



１ １ . . １ １ DHCP DHCP の仕組 の仕組

9

(1) IP

ネットワークに流す

(2) DHCP

IP

9

DHCP

クライアン ト

１ １ . . １ １ DHCP DHCP の仕組 の仕組

無視 無視

１ １ . . ２ ２ DHCP DHCP サーバの設定 サーバの設定



KNOPPIX

ISC

 他に次のような

DHCP

 Dnsmasq

 Windows

DHCP



１ １ . . ２ ２ DHCP DHCP サーバの設定 サーバの設定



設定ファイルは、

/etc/dhcpd.conf または /etc/dhcp3/dhcpd.conf

 このファイルに、配布する情報

を記述する

12

dhcpd.conf 記述例

12

##

## dhcpd.conf

##

ddns-update-style none;

shared-network DHCP {

option subnet-mask 255.255.255.0;

default-lease-time 21600;

max-lease-time 43200;

（続く

１ １ . . ２ ２ DHCP DHCP サーバの設定 サーバの設定

( 続き）

subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 { range 192.168.1.16 192.168.1.240;

option broadcast-address 192.168.1.255;

option routers 192.168.1.1;

option domain-name "xxxx.xx.xx";

option domain-name-servers 192.168.1.1;

} }

１ １ . . ２ ２ DHCP DHCP サーバの設定 サーバの設定



/etc/dhcpd.conf

 option subnet-mask

ネットマスクの値

 default-lease-time/max-lease-time



IP

 range

プールしてある

IP

 option routers

１ １ . . ２ ２ DHCP DHCP サーバの設定 サーバの設定

１ １ . . ２ ２ DHCP DHCP サーバの設定 サーバの設定

デーモンを起動

KNOPPIX (Debian系)

RedHat系

$ invoke-rc.d dhcpd start

$ update-rc.d dhcpd defaults $ service dhcpd start

$ chkconfig dhcpd on

 注意



DHCP

ルータに

DHCP

１ １ . . ２ ２ DHCP DHCP サーバの設定 サーバの設定

１ １ . . ３ クライアントの設定 ３ クライアントの設定



Linux クライアントの設定

 設定ファイルを編集する



/etc/network/interfaces

(Debian 系 )



/etc/sysconfig/network- scripts /ifcfg-eth0

(RedHat 系 )

１ １ . . ３ クライアントの設定 ３ クライアントの設定

 ＫＮＯＰＰＩＸでの設定例

（ /etc/network/interfaces ）

# The primary network interface allow-hotplug eth0

iface eth0 inet dhcp

１ １ . . ３ クライアントの設定 ３ クライアントの設定

【参考】 固定ＩＰアドレス時の設定例 (KNOPPIX)

allow-hotplug eth0 iface eth0 inet static

address 133.79.53.115

netmask 255.255.255.0

broadcast 133.79.53.255

gateway 133.79.53.1

１ １ . . ３ クライアントの設定 ３ クライアントの設定

 ifup / ifdown

/etc/network/interfaces

ファイルを読み込む



dhclient (DHCP

)

IP



ifconfig



Windows

１ １ . . ３ クライアントの設定 ３ クライアントの設定

２ ２ . . NAT NAT

２ . １ NAT とは

２ . ２ ルータによる接続

２ .3 IP アドレス変換の仕組み

２ .4 NAT ルータの実現

２ .5 iptables の基本的な使用法

２ ２ . . １ １ NAT NAT とは とは



NAT

Network Address Translation

 プライベート IP アドレスと、グ

ローバル IP アドレスを変換する

仕組み

２ ２ . . １ １ NAT NAT とは とは



グローバル IP アドレスの枯渇問題



プライベート IP アドレスを使用

 ローカルなネットワーク内だけ で通用する IP アドレス

 外部には、アクセスできない

 外部にアクセスする時には、プライ ベートアドレスをグローバルアドレ スに変換し、これで外部にアクセス する

IP

IP

変換

２ ２ . . １ １ NAT NAT とは とは

26 26

ハブ ハブ

プライベー トアドレス空

グローバルアドレス空 間

インターネッ ト

ルータ

NAT

２ ２ . . １ １ NAT NAT とは とは



NAT ルータの機能

 パケット中継機能

 IP アドレス変換

 パケットフィルタリング

（ファイアウォール）

２ ２ . . １ １ NAT NAT とは とは

２ ２ . . ２ ２ ルータによる接続 ルータによる接続



ルータとは

 ネットワーク間を相互接続する 通信機器

 ＯＳＩ基本参照モデルの第 1 層

「物理層」から第 3 層「ネット

ワーク層」までの接続を担う

 ルータは、複数のＩＰアドレスを持つ

192.168.1.254 192.168.11.253

192.168.11.0/24 192.168.1.0/24

二つのネットワークを相互接

続

２ ２ . . ２ ２ ルータによる接続 ルータによる接続

 ルータと ＴＣＰ／ＩＰの階層構造

ＬＡＮW ＡＮ W ＡＮＬＡＮ

IP ＬＡＮ

IP IP

IP ＬＡＮ

TCP TCP

アプリ アプリ

ルータ ルータ コンピュー

タ コンピュー

タ

２ ２ . . ２ ２ ルータによる接続 ルータによる接続

【参考】

LAN

４～７層 ネットワー

ク層

データリン ク層

物理層

４～７層 ネットワー

ク層

データリン ク層

物理層 ゲートウェイ

ルータ /

レイヤ３スイッチ

ブリッジ /

スイッチングハ ブ

リピータ

２ ２ . . ２ ２ ルータによる接続 ルータによる接続

192.168.1.4 192.168.1.0/24

192.168.11.0/24 172.16.4.0/24 192.168.1.254 192.168.11.253

192.168.11.254

172.16.4.254

172.16.4.3

Default: 192.168.1.254

192.168.12.254

172.16.6.254

Default: 172.16.4.254

２ ２ . . ２ ルータによる接続 ２ ルータによる接続

 パケット転送に必要な情報

 IP

パケットを送りたいホストが同一 ネットワークに属するかどうかの 判定に必要



受取ったパケットをどこへ送るか

デフォルトゲートウェイ

２ ２ . . ２ ２ ルータによる接続 ルータによる接続



ルーティング情報の例

IP宛先アドレ

ス ネットマスク ゲートウェ IP アドレスイ

インターフェ ース IP アド

レス

10.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.254 10.1.1.254 10.1.2.0 255.255.255.0 10.1.2.254 10.1.2.254 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.1 10.1.1.254

デフォルトゲートウ

２ ２ . . ２ ２ ルータによる接続 ルータによる接続



NAT ルータの機能

 パケット中継機能

 IP アドレス変換

 パケットフィルタリング

（ファイアウォール）

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組

み み

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組 み み



パケットのヘッダに、以下の情報

 送り元の IP アドレス

 送り先の IP アドレス

 送り元ポート番号

 送り先ポート番号 など

これらを書き換える

37



IP IP アドレス変換 アドレス変換

37

データ

インターネッ

NAT

ヘッダ

（プライベ－

ト） ヘッダ

（グローバル

）

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組

み み



IP

(1)

IP

順に割り当てる

–

(2) IP

–

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組

み み



ＮＡＰＴの例

 送り元 192.168.1.1 (20031) ⇒ 160.30.21.110 (10001)

 送り元 192.168.1.2 (20055) ⇒ 160.30.21.110 (10002)

 送り元 192.168.1.9 (20055) ⇒ 160.30.21.110 (10003) NAPT は、変換を記憶しておく

プライベー

ト グローバ ル

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組

み み

返信のあて先が

160.30.21.110 (10001)

⇒ 192.168.1.1 (20031) に返す

160.30.21.110 (10002)

⇒ 192.168.1.2 (20055) に返す ：

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組

み み

 ＮＡＰＴは、変換結果を記憶してお り、それによって返信を配達する

外部主導のアクセスは拒否する ＝ ファイアウォール機能

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組

み み

２ ２ . . ３ ３ IP IP アドレス変換の仕組 アドレス変換の仕組 み み



NAT



IP







NAT





２ ２ . . ４ ４ NAT NAT ルータの実現 ルータの実現

 ルータ機能（パケット中継機能）は、

ＵＮＩＸのカーネルに備わっている

 Ｌｉｎｕｘにおけるパケットフィルタリ ングと NAPT （ＩＰマスカレード）機能 は、

iptables コマンド による

（「 5. ネットワークとファイアウォール」）

２ ２ . . ４ ４ NAT NAT ルータの実現 ルータの実現

 パケット中継機能

ネットワークインタフェースは、二つ以上が必要

内部へ 外部へ



パケット中継機能

 パケット中継機能は、デフォル トではオフになっている

⇒ これをオンにする

 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward に １を書く

$ echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

２ ２ . . ４ ４ NAT NAT ルータの実現 ルータの実現

# Controls IP packet forwarding net.ipv4.ip_forward = 1

:

 再起動時にも有効にするに

は、 /etc/sysctl.cont ファイルの net.ipv4.ip_forward 行を編集

/

etc/sysctl.cont

２ ２ . . ４ ４ NAT NAT ルータの実現 ルータの実現



NAPT （ IP

 iptables

POSTROUTING

 ファイアウォール機能



iptables

２ ２ . . ４ ４ NAT NAT ルータの実現 ルータの実現

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用 法 法



iptables

 【 INPUT 】

 【 FORWARD 】

 【 OUTPUT 】

 【 PREROUTING 】

 【 POSTROUTING 】

再掲

５つのチェインとパケットの流れ

ローカルプロセス INPUT

OUTPUT ルーティング

（経路）の 決定

POSTROUTING FORWARD

入ってくるパケッ ト

出て行くパケ ット

PREROUTING

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使 の基本的な使 用法 用法

再掲

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使 の基本的な使 用法 用法

 iptables のチェイン

チェイン名 対象

INPUT

OUTPUT

FORWARD

たぐ転送パケット

PREROUTING

iptables は、このチェインを監視し 『このパケットの送信元アドレスを 書き換える』

『このパケットは通さない』

『このパケットは通す』

などの処理を行う

チェインをユーザ定義することも可

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用

法 法



iptables には、 テーブル と言う概 念がある

 filter テーブル



パケットフィルタリング用

 nat テーブル



IP マスカレード用

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用

法 法





filter

–INPUT, FORWARD, OUTPUT



nat テーブル

–PREROUTING, OUTPUT, POSTROUTING

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用

法 法

$ iptables -t table

-A chain

パラ メータ

-j



iptables

どのチェイン に

どのようなパケ ットが通過する

どう処理するか どのテーブル

の

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用 法 法

コマンド

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用 法 法

 iptables の主なコマンド

オプション 意味

-A

-I

-D

-F

-P

-L

55

 どのテーブルの



filter または nat を指定する

 どのチェインに



前述のチェイン名を指定する INPUT, FORWARD, ・・・

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用

法 法

57



57

項目 オプションと指定例 インタフェース

-i eth0

プロトコル

-p tcp

送信元アドレス

-s 192.168.0.0/24

-d 192.168.0.2

送信元ポート

--sport 23

送信先ポート

--dport 1024:65535

ト

--syn

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使 の基本的な使

用法 用法

 どう処理するか

処理 指定

パケットを許可す

る

ACCEPT

パケットを拒否す

る

DROP

IP

MASQUERADE

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用

法 法

 iptables

⇒ コマンドによりセーブしなければ 　　ならない

$ invoke-rc.d iptables save filename

セーブする場所は、ディストリビュー ションにより異なる

（ /etc/sysconfig/iptables

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使 の基本的な使 用法 用法

$ iptables-save > filename

/etc/sysconfig/iptables ファイルの例

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用

法 法

 NAPT （ IP マスカレード）機能 の 設定例

$ iptables -t nat -A POSTROUTING

-s 192.168.0.0/24 -j MASQUERADE

２ ２ . . ５ ５ iptables iptables の基本的な使用 の基本的な使用

法 法

次回の予定



アプリケーションのインストール

１ . ソースとパッケージの比較

２ . ソースによるインストール

３ . パッケージ

お疲れ様でした

お疲れ様でした