linux-networking

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目的

このスキルでは、Netplan による IP 設定、UFW または Nftables によるファイアウォール管理、DNS の設定、Wireguard または Tailscale の VPN 設定、System76 などのシステムにおけるインスタンス間ルーティングなど、Linux のネットワーク関連タスクに対応します。

使用する場面

Ubuntu／Debian システムでのサーバー設定、ファイアウォールによるアプリケーションの保護、VPN による安全なリモートアクセスの確立、コンテナ化された環境での DNS の問題解決、データセンターやエッジデバイスにあるネットワーク接続されたインスタンス間のルーティング最適化に使用します。

主な機能

• Netplan の YAML ファイルを使って静的／動的 IP アドレスを設定します（例：インターフェースを DHCP または静的 IP に設定）。
• 簡単なルール（例：ポートの許可／拒否）には UFW、高度なパケットフィルタリングにはテーブルやチェーンを使う Nftables でファイアウォールを管理します。
• systemd-resolved などのツールや /etc/resolv.conf の編集によって DNS 名前解決を処理します。
• VPN を設定します。wg-quick を使ったピアツーピアトンネルには Wireguard、キー認証による自動メッシュネットワークには Tailscale を使用します。
• System76 ハードウェアで、OSPF や静的ルートを設定して複数デバイス間の通信を可能にするなど、インスタンス間ルーティングを実装します。

使用パターン

root 権限が必要なコマンドは、常に sudo を付けて実行してください。スクリプトでは、NetworkManager や systemd-networkd などのサービスが有効かどうかを確認してください。機密データには環境変数を使います。たとえば、Tailscale の操作前に export TAILSCALE_API_KEY=$SERVICE_API_KEY を実行します。AI の応答では、タスクを順序立てたコマンドとして構成してください。最初に設定ファイルを検証し、次に変更を適用し、最後に診断ツールで確認します。自動化では、エラー確認を含む bash スクリプトでコマンドを実行します。たとえば、失敗時に終了するよう set -e を使用します。

主なコマンド／API

• Netplan の設定：/etc/netplan/01-netcfg.yaml を編集して、network: version: 2 renderer: networkd ethernets: eno1: dhcp4: true のような内容を設定し、sudo netplan apply を実行します。
• UFW ファイアウォール：sudo ufw enable で有効にし、sudo ufw allow 22/tcp のようなルールを追加して、sudo ufw status verbose で状態を確認します。
• Nftables ファイアウォール：/etc/nftables.conf からルールを読み込みます（例：table ip filter { chain input { type filter hook input priority 0; policy accept; } }）。その後、sudo nft -f /etc/nftables.conf で適用します。
• DNS 管理：/etc/resolv.conf を編集して（例：nameserver 8.8.8.8 を追加）、または systemd-resolve --set-dns=8.8.8.8 eth0 を使用します。
• Wireguard VPN：wg genkey | tee privatekey | wg pubkey > publickey でキーを生成し、[Interface] PrivateKey = Address = 10.0.0.1/24 を含むように /etc/wireguard/wg0.conf を設定して、sudo wg-quick up wg0 で起動します。
• Tailscale VPN：tailscale up --authkey $TAILSCALE_API_KEY で認証し、Tailscale API を使ってピアを管理します（例：GET https://api.tailscale.com/api/v2/devices）。
• インスタンス間ルーティング：sudo ip route add 192.168.1.0/24 via 10.0.0.1 で静的ルートを追加するか、quagga を使って System76 で OSPF を設定し、vtysh で router ospf などのコマンドを実行します。

統合に関する注意

Netplan コマンドの実行には ansible.builtin.shell などのモジュールを、ファイアウォールルールには community.general.ufw を使って、Ansible などのオーケストレーションツールと統合できます。Tailscale では、環境変数（例：$TAILSCALE_API_KEY）で API キーを渡し、デバイス管理に HTTP API を使用します。Wireguard は、sudo systemctl enable wg-quick@wg0 でサービスを有効にすることで systemd と統合できます。Netplan で NetworkManager との互換性を確保するには、NetworkManager を無効にします（例：sudo systemctl stop NetworkManager）。DNS については、/etc/resolv.conf をマウントして、コンテナ内で systemd-resolved に接続します。変更を適用する前に、nmcli や ip a などのツールで必ず設定を検証してください。

エラー処理

コマンドの先頭に sudo を付けて、権限エラーがないか確認します。netplan apply が「Invalid YAML」で失敗する場合は、yamllint /etc/netplan/01-netcfg.yaml でファイルを検証します。UFW/Nftables の場合は、sudo ufw status または sudo nft list ruleset を使ってルールをデバッグします。よくある問題としてポートの競合があります。ss -tuln で確認して解決してください。VPN のエラー：Wireguard の起動に失敗する場合は、wg show でキーを確認し、journalctl -u wg-quick@wg0 でログを確認します。Tailscale では、$TAILSCALE_API_KEY を再エクスポートして再試行し、認証エラーに対処します。ルーティングの問題：ip route show を使って診断します。ルートが伝播しない場合は、sudo systemctl restart networking でネットワークを再起動します。スクリプトでは、必ず >> error.log 2>&1 を使って出力を記録してください。

具体的な使用例

1. Ubuntu で基本的なファイアウォールを設定する：まず、sudo ufw enable で UFW を有効にします。次に、sudo ufw allow 22 で SSH を許可します。sudo ufw status で確認します。これにより、リモートアクセスを許可しながらサーバーを保護できます。
2. Wireguard VPN トンネルを設定する：/etc/wireguard/wg0.conf に [Interface] Address = 10.0.0.1/24 PrivateKey = <generated_key> を含む設定ファイルを作成します。sudo wg-quick up wg0 で起動します。ping 10.0.0.2 で接続をテストします。これにより、インスタンス間に安全なリンクが確立されます。

グラフの関係

• クラスター linux に関連
• タグ経由の接続：networking（直接リンク）、linux（親クラスター）、firewall（サブスキル）、vpn（依存関係）、tailscale（特定のツール）
• 出力エッジ：より広範な保護のため linux-security と統合し、ネットワークマウントされたボリュームのため linux-storage にリンク
• 入力エッジ：基本的な OS コマンドを linux-basics に依存し、自動化ワークフローのため devops-tools から参照されます