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 én om gangen. Datahastigheten varierer fra 10 Mb/s for eldre Ethernet-kort til 10 Gb/s i de nyeste kortene (med den vanligste hastigheten for tiden økende fra 100 Mb/s til 1 Gb/s). De mest brukte kablene kalles 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T eller 10GBASE-T, avhengig av hastigheten de med sikkerhet kan gi (T står for «twisted pair»). Disse kablene ender i en RJ45-kontakt. Det finnes andre kabeltyper, som mest brukes for hastigheter på 1 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 10.5, «IPv6», men begrepene forblir de samme.

The network is automatically configured during the initial installation. If Network Manager gets installed (which is generally the case for full desktop installations), then it might be that no configuration is actually required (for example, if you rely on DHCP on a wired connection and have no specific requirements). If a configuration is required (for example for a WiFi interface), then it will create the appropriate file in /etc/NetworkManager/system-connections/.

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.

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.

ALTERNATIV 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). Just remember to deactivate all entries in /etc/network/interfaces if you want Network Manager to handle them.

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

→ https://developer.gnome.org/NetworkManager/1.6/ref-settings.html

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 Names of network interfaces

By default, the kernel attributes generic names such a 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 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).

Obviously, you are free to override this policy and/or to complement it to customize the names of some specific interfaces. You can find out the names of the network interfaces in the output of ip addr (or as filenames in /sys/class/net/).

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
  netmask 255.255.255.0
  broadcast 192.168.0.255
  network 192.168.0.0
  gateway 192.168.0.1

MERK Flere adresser

Det er ikke bare mulig å knytte flere grensesnitt til et enkelt, fysisk nettverkskort, men også flere IP-adresser til et enkelt grensesnitt. Merk deg også at en IP-adresse kan tilsvare hvilket som helst antall navn via DNS, og at et navn også kan tilsvare et hvilket som helst antall numeriske IP-adresser.

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. Wireless Interface

Getting wireless network cards to work can be a bit more challenging. First of all, they often require the installation of proprietary firmwares which are not installed by default in Debian. Then wireless networks rely on cryptography to restrict access to authorized users only, this implies storing some secret key in the network configuration. Let's tackle those topics one by one.

8.2.2.1. Installing the required firmwares

First you have to enable the non-free repository in APT's sources.list file: see Seksjon 6.1, «Å fylle inn sources.list-filen» for details about this file. Many firmware are proprietary and are thus located in this repository. You can try to skip this step if you want, but if the next step doesn't find the required firmware, retry after having enabled the non-free section.

Then you have to install the appropriate firmware-* packages. If you don't know which package you need, you can install the isenkram package and run its isenkram-autoinstall-firmware command. The packages are often named after the hardware manufacturer or the corresponding kernel module: firmware-iwlwifi for Intel wireless cards, firmware-atheros for Qualcomm Atheros, firmware-ralink for Ralink, etc. A reboot is then recommended because the kernel driver usually looks for the firmware files when it is first loaded and no longer afterwards.

8.2.2.2. Wireless specific entries in `/etc/network/interfaces`

ifupdown is able to manage wireless interfaces but it needs the help of the wpasupplicant package which provides the required integration between ifupdown and the wpa_supplicant command used to configure the wireless interfaces (when using WPA/WPA2 encryption). The usual entry in /etc/network/interfaces needs to be extended with two supplementary parameters to specify the name of the wireless network (aka its SSID) and the Pre-Shared Key (PSK).

Eksempel 8.3. DHCP configuration for a wireless interface

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

The wpa-psk parameter can contain either the plain text passphrase or its hashed version generated with wpa_passphrase SSID passphrase. If you use an unencrypted wireless connection, then you should put a wpa-key-mgmt NONE and no wpa-psk entry. For more information about the possible configuration options, have a look at /usr/share/doc/wpasupplicant/README.Debian.gz.

At this point, you should consider restricting the read permissions on /etc/network/interfaces to the root user only since the file contains a private key that not all users should have access to.

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.

With systemd, adding an automatically restarting task for the ADSL connection is a simple matter of creating a “unit file” such as /etc/systemd/system/adsl-connection.service, with contents such as the following:

[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 10.2.4, «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 kabel, presentere og tilpasse seg etter det. 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 som det ikke passer for. Ettersom NetworkManager ikke gir detaljer når ingen nettverkstilkoblinger vises, er den enkle måten å slette alt oppsett for grensesnitt som må håndteres av NetworkManager fra /etc/network/interfaces.

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