8.2. Oppsett av nettverket

DET GRUNNLEGGENDE Viktige nettverkskonsepter (Ethernet, IP-adresse, subnett, kringkasting)

De fleste moderne lokale nettverk bruker Ethernet-protokollen, der data deles inn i små blokker kalt rammer, som sendes over ledningen enkeltvis. Datahastigheten varierer fra 10 Mb/s for eldre Ethernet-kort til 100 Gb/s for de nyeste kortene (med den vanligste hastigheten for tiden økende fra 1000 Mb/s til 10 Gb/s). De mest brukte kablene kalles 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T, 10GBASE-T, og 40GBASE-T avhengig av hastigheten de med sikkerhet kan gi (T står for «twisted pair», altså flettet par). Disse kablene ender i en RJ-45-kontakt. Det finnes andre kabeltyper, som mest brukes for hastigheter på 10 Gb/s og oppover.

En IP-adresse er et nummer som brukes til å identifisere en datamaskins nettverksgrensesnitt, enten på et lokalt nettverk eller Internett. I den nå mest utbredte versjonen av IP (IPv4) består dette tallet av 32 bit, vanligvis skrevet som 4 tall atskilt med punktum (f.eks. 192.168.0.1), hvert tall mellom 0 og 255 (inklusivt, som tilsvarer 8 bit data). Den neste versjonen av protokollen utvider dette adresserommet til 128 bit, og disse adressene skrives som en serie av heksadesimale tall atskilt med kolon (for eksempel 2001:0db8:13bb:0002:0000:0000:0000:0020, eller forkortet, 2001:db8:13bb:2::20).

I sin binærkode definerer en nettverksmaske (nettmaske) hvilken del av en IP-adresse som samsvarer med nettverket, resten spesifiserer maskinen. I eksemplet med oppsett av en statisk IPv4-adresse gitt her, nettverksmaske 255.255.255.0 (binært med 24 «1»-ere fulgt av 8 «0»-er) indikerer at de første 24 bit av IP-adressen tilsvarer nettverksadressen, og de andre 8 er spesifikke for maskinen. I IPv6, for lesbarheten, er bare antallet «1»-ere angitt; nettmasken for et IPv6-nettverk kan dermed være 64.

Nettverksadressen er en IP-adresse der den delen som beskriver maskinens nummer er 0. Området for IPv4-adresser i et fullstendig nett er ofte angitt med syntaksen a.b.c.d/e, der a.b.c.d er nettverksadressen og, e er det antall bit som berører nettverksdelen i en IP-adresse. Eksempel-nettverket skal da skrives 192.168.0.0/24. Syntaksen er tilsvarende i IPv6: 2001:db8:13bb:2::/64.

En ruter er en maskin som forbinder flere nettverk med hverandre. All trafikk som kommer via en ruter blir guidet til riktig nettverk. For å gjøre dette analyserer ruteren innkommende pakker, og viderekobler dem ut fra IP-adressen til bestemmelsesstedet. Ruteren er ofte kjent som en innfallsport; med dette oppsettet fungerer den som en maskin som bidrar til å nå utover et lokalt nettverk (mot et utvidet nettverk, slik som Internett).

Den spesielle kringkastingsadressen forbinder alle stasjonene i et nettverk. Nesten aldri «rutet», funger den bare på det aktuelle nettverket. Nærmere bestemt betyr dette at en datapakke adressert til kringkastingsadressen aldri passerer gjennom ruteren.

Dette kapittelet fokuserer på IPv4-adresser, siden de er de mest vanlige i dag. Vi går nærmere inn på detaljene i IPv6-protokollen i Seksjon 10.6, «IPv6», men begrepene forblir de samme.

Nettverket settes opp automatisk under den første installasjonen. Hvis Network Manager blir installert (som vanligvis er tilfelle for fulle stasjonære installasjoner), kan det være at det faktisk ikke er nødvendig med noe oppsett (for eksempel hvis du er avhengig av DHCP på en kablet tilkobling og ikke har noen spesifikke krav). Hvis et oppsett er nødvendig (for eksempel for et Wi-Fi-grensesnitt), vil den opprette den aktuelle filen i /etc/NetworkManager/system-connections/.

MERK NetworkManager

If Network Manager is particularly recommended in roaming setups (see Seksjon 8.2.5, «Automatisk nettverksoppsett for roaming-brukere»), it is also perfectly usable as the default network management tool. You can create “System connections” that are used as soon as the computer boots either manually with a .ini-like file in /etc/NetworkManager/system-connections/ or through a graphical tool (nm-connection-editor). If you were using ifupdown, just remember to deactivate the entries in /etc/network/interfaces that you want Network Manager to handle.

→ https://wiki.gnome.org/Projects/NetworkManager/SystemSettings

→ https://developer.gnome.org/NetworkManager/1.30/ref-settings.html

If Network Manager is not installed, then the installer will configure ifupdown by creating the /etc/network/interfaces file. A line starting with auto gives a list of interfaces to be automatically configured on boot by the networking service. When there are many interfaces, it is good practice to keep the configuration in different files inside /etc/network/interfaces.d/ as described in sidebar DET GRUNNLEGGENDE Kataloger som slutter på .d.

In a server context, ifupdown is thus the network configuration tool that you usually get. That is why we will cover it in the next sections. For more information about the syntax of the configuration file please read interfaces(5).

8.2.1. Ethernet-grensesnitt

Hvis datamaskinen har et Ethernet-kort, må det IP-nettet som er forbundet med det, bli satt opp ved å velge blant en av to metoder. Den enkleste metoden er dynamisk oppsett med DHCP, og det krever en DHCP-tjenermaskin i det lokale nettverket. Det kan indikere et ønsket vertsnavn, tilsvarende hostname-innstillingen i eksempelet nedenfor. DHCP-tjeneren sender deretter oppsettsinnstillinger for det aktuelle nettverket.

Eksempel 8.1. Oppsett av DHCP

auto enp0s31f6
iface enp0s31f6 inet dhcp
  hostname arrakis

IN PRACTICE Navn på nettverksgrensesnitt

By default, the kernel attributes generic names such as eth0 (for wired Ethernet) or wlan0 (for WiFi) to the network interfaces. The number in those names is a simple incremental counter representing the order in which they have been detected. With modern hardware, that order (at least in theory) might change for each reboot and thus the default names are not reliable.

Fortunately, systemd and udev are able to rename the interfaces as soon as they appear. The default name policy is defined by /lib/systemd/network/99-default.link (see systemd.link(5) for an explanation of the NamePolicy entry in that file). In practice, the names are often based on the device's physical location (as guessed by where they are connected) and you will see names starting with en for wired ethernet and wl for WiFi. In the example above, the rest of the name indicates, in abbreviated form, a PCI (p) bus number (0), a slot number (s31), a function number (f6). Thus the name becomes predictable.

Det er klart at du står fritt til å overstyre denne fremgangsmåten og/eller komplettere den for å tilpasse navnene til bestemte grensesnitt. Du kan finne navnene på nettverksgrensesnittene i ip addr (eller som filnavn i /sys/class/net/).

In some corner cases it might be necessary to disable the predictable naming of network devices as described above. Besides changing the default udev rule it is also possible to boot the system using the net.ifnames=0 (restores the default kernel behavior) and biosdevname=0 kernel parameters to achieve that.

Forløperen til det forutsigbare navngivningssystemet het «persistent name scheme» (~vedvarende navnesystem). Det ble gjort ved bruk av en udev-regel for å tildele et enhetsnavn basert på MAC-adressen. Dette systemet har blitt forkastet og fra Debian 10 Buster blir brukere oppfordret til å gå over til forutsigbare navn på enhetsnavn.

→ https://www.debian.org/releases/buster/amd64/release-notes/ch-information.en.html#migrate-interface-names

Et «statisk» oppsett må angi nettverksinnstillinger på en bestemt måte. Dette inkluderer minst IP-adressen og nettverksmasken, og noen ganger er også kringkastingsadresser oppført. En ruter som kobler til omverdenen blir spesifisert som en port (gateway).

Eksempel 8.2. Statisk oppsett

auto enp0s31f6
iface enp0s31f6 inet static
  address 192.168.0.3/24
  broadcast 192.168.0.255
  network 192.168.0.0
  gateway 192.168.0.1

MERK Flere adresser

It is possible not only to associate several interfaces to a single, physical network card, but also several IP addresses to a single interface. To assign them, just create several iface entries for the same device. Remember also that an IP address may correspond to any number of names via DNS, and that a name may also correspond to any number of numerical IP addresses.

Som du sikkert gjetter, kan oppsett være nokså komplekst, men disse alternativene er kun brukt i helt spesielle tilfeller. Eksemplene nevnt her er typiske for vanlige oppsett.

8.2.2. Trådløst grensesnitt

Å få trådløse nettverkskort til å fungere kan være litt mer utfordrende. Først av alt krever de ofte installasjon av proprietære fastprogrammer som ikke er installert som standard i Debian. Da er trådløse nettverk avhengige av kryptografi for å begrense tilgangen bare til autoriserte brukere. Det innebærer å lagre en eller annen hemmelig nøkkel i nettverksoppsettet. La oss takle disse temaene et etter et.

8.2.2.1. Å installere fastprogrammer som kreves

Først må du aktivere det ikke-frie depotet i APTs sources.list-fil: se Seksjon 6.1, «Innfylling av sources.list-filen» for detaljer om denne filen. Mange fastprogrammer er proprietære og ligger dermed i dette depotet. Du kan prøve å hoppe over dette trinnet hvis du vil, men hvis neste trinn ikke finner det nødvendige fastprogrammet, prøv igjen etter å ha aktivert den ikke-frie seksjonen.

Så må du installere de aktuelle firmware-* pakkene. Hvis du ikke vet hvilken pakke du trenger, kan du installere isenkram pakken og kjøre dens isenkram-autoinstall-firmware kommando. Pakkene blir ofte oppkalt etter maskinvareprodusenten eller den tilsvarende kjernemodulen: firmware-iwlwifi for Intel trådløse kort, firmware-atheros for Qualcomm Atheros, firmware-ralink for Ralink, etc. Deretter anbefales en omstart fordi kjernedriveren vanligvis ser etter fastprogramfilene når den først lastes og ikke etter det.

8.2.2.2. Trådløs-spesifikke oppføringer i `/etc/network/interfaces`

ifupdown kan administrere trådløse grensesnitt, men den trenger hjelp av wpasupplicant-pakken som gir den nødvendige integrasjonen mellom ifupdown og wpa_supplicant-kommandoen som brukes til å sette opp de trådløse grensesnittene (når du bruker WPA / WPA2-kryptering). Den vanlige oppføringen i /etc/network/interfaces må utvides med to tilleggsparametere for å spesifisere navnet på det trådløse nettverket, (også kalt SSID) og Pre-Shared Key (PSK).

Eksempel 8.3. DHCP-oppsett for et trådløst grensesnitt

auto wlp4s0
iface wlp4s0 inet dhcp
  wpa-ssid Falcot
  wpa-psk ccb290fd4fe6b22935cbae31449e050edd02ad44627b16ce0151668f5f53c01b

Parameteren wpa-psk kan enten inneholde en passordfrase i ren tekst eller i nøkkelversjonen generert med wpa_passphrase SSID passphrase. Hvis du bruker en ukryptert trådløs tilkobling, bør du sette en wpa-key-mgmt NONE og ikke en wpa-psk-oppføring. Hvis du vil ha mer informasjon om de mulige alternative oppsettene, kan du se /usr/share/doc/wpasupplicant/README.Debian.gz.

På dette tidspunktet bør du vurdere å begrense lesetillatelsene på /etc/network/interfaces bare til rotbrukeren siden filen inneholder en privat nøkkel som ikke alle brukere skal ha tilgang til.

8.2.3. Forbinde PPP gjennom et PSTN-modem

Et punkt til punkt (PPP) etablerer en periodisk forbindelse. Dette er den mest vanlige løsning for tilkoblinger med et telefonmodem («PSTN-modem», ettersom forbindelsen går over det offentlige, svitsjede telefonnettet).

En tilkobling via telefonmodem krever en konto med en aksessleverandør, inkludert et telefonnummer, brukernavn, passord, og noen ganger skal det brukes en autentiseringsprotokoll. En slik forbindelse er satt opp ved hjelp av verktøyet pppconfig i Debian-pakken med samme navn. Som standard setter det opp en forbindelse som heter provider (som i Internett-leverandør). Når du er i tvil om autentiseringsprotokollen, velg PAP: Den tilbys av de fleste Internett-leverandører.

Etter å ha satt opp blir det mulig å koble til med kommandoen pon (gi den navnet på tilkoblingen som et parameter, når standardverdien provider ikke er hensiktsmessig). Forbindelsen blir koblet fra med kommandoen poff. Disse to kommandoer kan utføres av root-brukeren, eller av en annen bruker, forutsatt at de er medlem i gruppen dip.

8.2.4. Tilkobling med et ADSL-modem

Fellesbetegnelsen «ADSL-modem» dekker en rekke enheter med svært ulike oppgaver. Enklest å bruke med Linux er modemene som har et Ethernet-grensesnitt (og ikke bare et USB-grensesnitt). Disse pleier å være populære. De fleste ADSL Internett-leverandører låner ut (eller leaser) en «boks» med Ethernet-grensesnitt. Avhengig av typen modem, er det stor variasjon i oppsettet som kreves.

8.2.4.1. Modemer som støtter PPPOE

Noen Ethernet-modemer arbeider med PPPoE-protokollen (Point to Point Protocol over Ethernet). Verktøyet pppoeconf (fra pakken med samme navn) vil sette opp tilkoblingen. For å gjøre dette endrer den filen /etc/ppp/peers/dsl-provider med innstillingene gitt, og registrerer påloggingsinformasjonen i filene /etc/ppp/pap-secrets og /etc/ppp/chap-secrets. Det anbefales å godta alle endringer som foreslås.

Så snart dette oppsettet er fullført, kan du åpne ADSL-tilkobling med kommandoen, pon dsl-provider, og koble den fra med poff dsl-provider.

TIPS som starter ppp ved oppstart

PPP-forbindelser over ADSL er, per definisjon, periodiske. Siden de vanligvis ikke faktureres etter tidsbruk, er det få motforestillinger mot å alltid holde dem åpne. Standardmåtene å gjøre det på, er å bruke init-systemet.

Med systemd, er å legge til en automatisk omstartsoppgave for ADSL-tilkoblingenen, en enkel sak ved å lage en «unit file» (enhetsfil), slik som /etc/systemd/system/adsl-connection.service, med følgende innhold:

[Unit]
Description=ADSL connection

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/sbin/pppd call dsl-provider
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Så snart denne unit-filen er definert, må den aktiveres med systemctl enable adsl-connection. Så kan sløyfen startes manuelt med systemctl start adsl-connection. Den vil også bli startet automatisk ved oppstart.

På systemer som ikke bruker systemd (medregnet Wheezy og tidligere versjoner av Debian), fungerer standard SystemV init annerledes. I slike systemer er alt som er nødvendig å legge til en linje som følgende ved slutten av /etc/inittab-filen; så, hver gang forbindelsen blir frakoblet, vil init åpne den igjen.

adsl:2345:respawn:/usr/sbin/pppd call dsl-provider

For ADSL-forbindelser som daglig auto-frakobler, reduserer metoden varigheten av avbruddet.

8.2.4.2. Modemer som støtter PPTP

Protokollen PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) ble opprettet av Microsoft. I begynnelsen utplassert av ADSL, og ble raskt erstattet av PPPOE. Hvis denne protokollen er tvunget på deg, se Seksjon 10.3.4, «PPTP».

8.2.4.3. Modemer som støtter DHCP

Når et modem er koblet til datamaskinen med en Ethernet-kabel (krysset kabel), setter du vanligvis opp en nettverkstilkobling med DHCP på datamaskinen. Modemet fungerer automatisk som en standard systemport, og tar seg av ruting (som betyr at den håndterer nettverkstrafikk mellom datamaskinen og Internett).

DET GRUNNLEGGENDE Krysset kabel for en direkte Ethernet-forbindelse

Datamaskinenes nettverkskort forventes å motta data fra bestemte ledninger i kabelen, og sende sine data på andre. Når du kobler en datamaskin til et lokalt nettverk, kobler du vanligvis en kabel (rett eller i kryss) mellom nettverkskortet og en nettverksveksler eller svitsj. Men hvis du vil koble to datamaskiner direkte (uten mellomliggende svitsj eller nettverksbryter), må du rute signalet fra ett kort til mottakersiden av det andre kortet, og vice versa. Dette er hensikten med en krysset kabel, og grunnen til at den brukes.

Merk at dette skillet er blitt nesten irrelevant over tid, ettersom moderne nettverkskort er i stand til å oppdage type tilstedeværende kabel og tilpasse seg etter den. Så det vil ikke være uvanlig at begge typer kabel vil virke på et gitt sted.

De fleste «ADSL-rutere» på markedet kan brukes slik, som de fleste av ADSL-modemene som leveres fra Internett-leverandørene.

8.2.5. Automatisk nettverksoppsett for roaming-brukere

Mange Falcot-ingeniører har en bærbar datamaskin for profesjonell bruk, som de også bruker hjemme. Nettverksoppsettet avhenger av hvor den befinner seg. Hjemme kan det være et wifi-nettverk (beskyttet av en WPA-nøkkel), mens arbeidsplassen bruker et kablet nettverk for større sikkerhet og mer båndbredde.

For å unngå å koble manuelt til eller fra det tilhørende nettverksgrensesnittet installerte administratorene pakken network-manager på disse flyttbare maskinene. Denne programvaren gjør at brukeren kan enkelt bytte fra ett nettverk til et annet ved hjelp av et lite ikon i systemstatusfeltet på det grafiske skrivebordet. Ved å klikke på dette ikonet vises en liste over tilgjengelige nettverk (både kablet og trådløst), slik at de rett og slett kan velge nettverket de ønsker å bruke. Programmet lagrer oppsett for nettverkene som brukeren allerede har koblet til, og bytter automatisk til det beste tilgjengelige nettverket når den gjeldende tilkoblingen faller ut.

For å gjøre dette er programmet strukturert i to deler: En bakgrunnsprosess som kjører som root håndterer aktivering og oppsett av nettverksgrensesnitt, og et brukergrensesnitt kontroller denne bakgrunnsprosessen. PolicyKit håndterer de nødvendige fullmakter til å styre dette programmet, og Debian satte opp PolicyKit på en slik måte at medlemmer i netdev-gruppen kan legge til eller endre Network Manager-tilkoblinger.

NetworkManager vet hvordan man skal håndtere ulike typer tilkoblinger (DHCP, manuelt oppsett, lokale nettverk), men bare hvis programmet selv har vært brukt til å sette opp. Dette er grunnen til at det systematisk vil ignorere alle nettverksgrensesnitt i /etc/network/interfaces og /etc/network/interfaces.d/ som det ikke passer for. Ettersom NetworkManager ikke gir detaljer når ingen nettverkstilkoblinger vises, er den enkle måten å slette alle oppsett fra /etc/network/interfaces for alle grensesnitt som må håndteres av NetworkManager.

Merk at dette programmet er installert som standard når «Desktop Environment»-oppgaven er valgt ved den første installasjonen.