雑多な記録

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====== 概要 ======

管理ノードをルータ兼DHCPサーバーにして、スイッチングハブを介したプライベートLANを構成します。

  * ルータは、インターネットとプライベートLANを仲介する役割をします。
  * DHCPサーバーは、プライベートLAN内のコンピュータにプライベートIPアドレスを割り振るサーバーのことです
  * 計算ノードのMACアドレスをもとに、固定のプライベートIPアドレスを割り振るようにします
  * DHCPを使わなくてもプライベートネットワークを構成できますが、それぞれの計算ノードに個別に設定を入力しないといけなくなるので、計算ノードのOS入れ替え時やネットワーク設定の変更時に不便です
  * 作業の前に、管理ノードと計算ノードをそれぞれLANケーブルを使ってスイッチングハブに接続してください

  * **（追記）このページで紹介しているISC DHCPは開発が終了する予定です（クライアント版などは2021年に開発が終了しています）。後継であるKea DHCPを使用してください**
    * https://kledgeb.blogspot.com/2022/05/ubuntu-2210-9-isc-dhcp.html
  * **（追記2）ISC DHCPは2022年をもって開発が終了しました**


以下では計算ノードが使用するDNSサーバのIPアドレスを次のものにします。
具体的なDNSサーバのIPアドレスは、研究室設置であれば大学のネットワーク管理者に問い合わせる、自宅設置であればインターネットサービスプロバイダの契約書を見る、などして確認してください。

  * DNSサーバ ... aaa.aaa.aaa.aaa および bbb.bbb.bbb.bbb

====== 設定手順 ======

==== 計算ノードでの作業 ====

  - 計算ノードのLANケーブルがささっているポートのデバイス名とMACアドレスを調べて記録しておきます<code>
$ ip link
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: enp96s0f0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether ac:1f:6b:bc:93:8a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: enp96s0f1: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether ac:1f:6b:bc:93:8b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
</code>
    * この場合はスイッチングハブにつながっているLANポートのデバイス名がenp96s0f0で、MACアドレスが ac:1f:6b:bc:93:8a です。
    * MACアドレスはメーカーが出荷時にネットワーク機器ごとに設定しているものであり、OSを再インストールしようとも永久に変わることはありません（変更できるようにしてあるものも稀にあります）
  - Netplanを編集し、DHCPサーバからIPアドレスを受け取れるようにします<code>
$ sudo vi /etc/netplan/99-netcfg.yaml
</code><file - 99-netcfg.yaml>
network:
  version: 2
  ethernets:
    enp96s0f0:
      dhcp4: yes
      dhcp6: yes
</file>
  - Netplanの設定ファイルを読み込みます<code>
$ sudo netplan apply
</code>

==== 管理ノードでの作業 ====

  - DHCPサーバーの立ち上げに必要なパッケージをインストールします<code>
$ sudo apt install kea-dhcp4-server
</code>
  - IPv4対応版のみをインストールしました。フルパッケージをインストールしたければ isc-kea をインストールしてください。

DHCPサーバーの設定をしていきます。
  - どのポートがDHCPサーバとして働くか指定します。enp1s0f1 のポートをプライベートLAN側につなげています<code>
$ sudo vi /etc/kea/kea-dhcp4.conf
</code><file - kea-dhcp4.conf>
（略）
"Dhcp4": {
    // Add names of your network interfaces to listen on.
    "interfaces-config": {
        // See section 8.2.4 for more details. You probably want to add just
        // interface name (e.g. "eth0" or specific IPv4 address on that
        // interface name (e.g. "eth0/192.0.2.1").
        "interfaces": [ "enp1s0f1" ]
（略）
</file>
  - DHCPサーバーの設定ファイルを編集します<code>
$ sudo vi /etc/dhcp/dhcpd.conf
</code><file - dhcpd.conf>
（略）
# ドメイン名
option domain-name "toaru.daigaku.ac.jp";
# DNSサーバー
option domain-name-servers aaa.aaa.aaa.aaa, bbb.bbb.bbb.bbb;

# IPアドレスのデフォルト・リース（貸与）期間。単位は秒。
#  計算ノードからリース時間の指定がない場合、この時間だけIPアドレスを計算ノードに貸与する
#  リース期間が終了しても計算ノードがつながったままの場合は、再びIPアドレスの貸与が行われる
default-lease-time 600;
# IPアドレスの最大リース期間。単位は秒。
#  計算ノードからリース期間の指定があった場合、この時間を超えない範囲でIPアドレスを貸与する
max-lease-time 7200;
（略）
# authoritativeがコメントアウトされているので削除
authoritative;
（略）
プライベートLANのネットワークアドレスとネットマスク
subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
    # ルーターのプライベートLAN側のIPアドレス
    option routers 192.168.0.1;
    # ブロードキャストアドレス
    option broadcast-address 192.168.0.255;
    
    # 計算ノードの台数分だけホスト名を定義し、対応するMACアドレスと割り当てたいプライベートIPアドレスを入力
        host keisan11{
        hardware ethernet ac:1f:6b:bc:93:8a;
        fixed-address 192.168.0.11;
        }
        host keisan12{
        hardware ethernet ac:1f:6b:bc:91:96;
        fixed-address 192.168.0.12;
        }
    # 以下同様
}
</file>
    * option domain-name はクライアント（計算ノード）が使うドメイン名を入力します。今回のクラスタ計算機の場合は、このオプションを指定しなくても特に問題ないので、コメントアウトしても構いません
    * プラーベートLAN内にDHCPサーバーが複数あるとき、authoritativeが有効になっているDHCPサーバーの指示が優先されます
    * ルーターとは、プライベートLANとインターネットを仲介するサーバーのことです。今回は管理ノードがDHCPとルーターの役割を担います。
    * ブロードキャストアドレスは、プライベートLAN内のすべてのコンピュータと通信するためのIPアドレスです。
  - 設定が終わったらsystemctlコマンドを使ってDHCPサーバーを再起動します<code>
$ sudo systemctl restart isc-dhcp-server
</code>
  - 管理ノードで<code>
$ ping 192.168.0.11
</code>などとして、計算ノードがネットワークにつながったかどうかを確認します
  - 管理ノードを再起動した時、isc-dhcp-serverは自動的に起動してくれません。systemctlコマンドで自動起動を有効にします<code>
$ sudo systemctl enable isc-dhcp-server
</code>