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RaspberryPiに固定IPを割り当てる

RaspberryPi rasbian DHCP

イントロダクション

この記事で得られる事

  • RaspberryPiのIPを固定する方法がわかる。

作業環境

  • 作業PC
    • OS: macOS
      • version: High Sierra
  • Raspberry Pi
    • model: Raspberry Pi model B
    • OS: Raspbian GNU/Linux 9
  • ルーター（兼、モデム）
    • NTT PK-500KI

作業の流れ

  1. 現在のネットワーク環境を確認する
  2. 固定IPの設定をする
  3. 設定を反映

何故IPを固定にするのか？

どんな端末でも、ネットワークにつなげる以上はIPが必要になります。
そのIPを管理するのがDHCPサーバーです。

メリット

私が使用してるルーターには、DHCPサーバーの機能が内蔵されています。
DHCPサーバーが機能している事で、次のような事が自動的にできます。

  • 接続するデバイス毎にIPを割り当てて
  • 一定期間使用していない（接続されていない）IPを再利用する

もちろん、DHCPサーバーでもIPを固定する事も可能です。
しかし、短期間で大量に接続する必要な状況になった時、再利用していかないと使えるIPが枯渇してしまいます。

デメリット

再利用する過程の中で、IPの変更が発生します。
IPが変更されてしまうと、毎回接続情報が変わってしまうので、その度に設定を変えなければ行けなくなります。

例えば…
停電でDHCPサーバーが落ちてしまったとします。
復帰したとしても、DHCPサーバーで一定時間使用されていないとなった場合、IPの管理情報は無くなってしまいます。
そうなると、早い順にIPが割り当てられるので、元のIPでは無くなる可能性があります。

今回の対策の趣旨

DHCPサーバーに接続情報の保持期間を延長してもらうことも出来ます。
今回は、RaspberryPiから、DHCPサーバーに延長申請を出す事が目的になります。

DHCPサーバーについて参考になるページ

tech.nikkeibp.co.jp

現在のネットワーク環境を確認する

ルーター（DHCPサーバー）の情報を調べる

このルーターのIPは192.168.1.1です。
他の会社のルーターの場合でも、説明書やネットワーク設定の資料に記載されているかと思います。
http://192.168.1.1にアクセスします。
サイドメニューから、「詳細設定」->「DHCPv4サーバ設定」を開きます。

f:id:nakahashi_h:20180216002357p:plain

上記の情報から、次の事がわかります。

  • ルーターのIP：192.168.1.1
  • サブネットマスク：24
  • 割り当て出来るIPの領域：192.168.1.2~192.168.1.255
  • リース時間：4時間

RaspberryPiのネットワーク環境を確認する

現在、RaspberryPi（以下、RPi）がどのようなネットワーク環境になっているかを確認します。
まず、RPiにSSH接続します。
その後、ifconfigで現在のネットワークインターフェースを確認します。

$ ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.9  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        inet6 fe80::d02c:c78f:9659:40eb  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 2404:7a83:4720:3900:9edd:f89d:ab7e:ff18  prefixlen 64  scopeid 0x0<global>
        ether b8:27:eb:cf:67:42  txqueuelen 1000  (イーサネット)
        RX packets 88817  bytes 117539988 (112.0 MiB)
        RX errors 0  dropped 29  overruns 0  frame 0
        TX packets 28840  bytes 3227697 (3.0 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1  (ローカルループバック)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ちなみに、ifconfigのifはインターフェースの略です。
この情報から、eth0とloというインターフェースが存在するのがわかります。

eth0というのは「イーサーネット」の略なので、有線LANでの接続が存在しているという事になります。
loは「ローカルループバック」の略で、実態のない仮想のネットワークが存在しているという事になります。
開発では馴染みがある、「localhost」がこれにあたります。

eth0のインターフェースから、IPを固定するために必要な情報を取得します。

  • 現在の割り当てられているIP：192.168.1.9
  • インターフェース：eth0

現在割り当てられているIPをそのまま生かしたいので、固定するIPは192.168.1.9にします。

固定IPの設定をする。

Debianのネットワークの設定は、/etc/network/interfacesを変更します。
しかし、現行のRasbian、上記ファイルを開くと次のような情報が得られます。

/etc/network/interfaces

# interfaces(5) file used by ifup(8) and ifdown(8)

# Please note that this file is written to be used with dhcpcd
# For static IP, consult /etc/dhcpcd.conf and 'man dhcpcd.conf'

# Include files from /etc/network/interfaces.d:
source-directory /etc/network/interfaces.d

設定ファイルには下記と書かれています。

Please note that this file is written to be used with dhcpcd For static IP, consult /etc/dhcpcd.conf and 'man dhcpcd.conf'

Rasbianの場合は、dhcpcd.confを直接書き換える必要があります。

dhcpcdは、DHCPクライアントを建てるために使います。
RPiの中にDHCPクライアントを建てることで、DHCPサーバー（ルーター）に対して延長申請が出せるようになります。
dhcpcd.confには、申請内容を設定する事になります。

次に、dhcpcd.confのマニュアルを確認します。
マニュアルの中で、固定IPの設定方法には次のように書かれています。

$ man dhcpcd.conf
...
static value
        Configures a static value.  If you set ip_address then dhcpcd will not attempt to obtain a lease and just use the
        value for the address with an infinite lease time.  If you set ip6_address, dhcpcd will continue auto-configuation as
        normal.

        Here is an example which configures two static address, an IPv4 router, DNS and disables IPv6 auto-configuration.  You
        could also use the inform6 command here if you wished to obtain more information via DHCPv6.  For IPv4, you should use
        the inform ipaddress option instead of setting a static address.
              interface eth0
              noipv6rs
              static ip_address=192.168.0.10/24
              static ip6_address=fd51:42f8:caae:d92e::ff/64
              static routers=192.168.0.1
              static domain_name_servers=192.168.0.1 fd51:42f8:caae:d92e::1

        Here is an example for PPP which gives the destination a default route.  It uses the special destination keyword to
        insert the destination address into the value.
              interface ppp0
              static ip_address=
              destination routers

設定方法を参考に、次のように設定します。

/etc/dhcpcd.conf

interface eth0
static ip_address=192.168.1.9/24
static routers=192.168.1.1
static domain_name_servers=192.168.1.1
  • interface：eth0を入力。
  • ip_address：固定したいIPとサブネットマスクを入力
  • routers：ルーターのIPを設定。
  • domain_name_servers：特定のネームサーバーを経由したいわけではないため、cat /etc/resolv.confで確認したIPを入れておきます。

設定を反映

RPiを再起動します。

$ sudo reboot

Tips

DNSに設定する8.8.8.8とは？

ネットで得られる情報の中に、dhcpcd.confの設定で、DNSに8.8.8.8を入れている記事を見かけます。
このIPは、Googleが運用しているDNSサービスです。
developers.google.com

実際に利用した事はないですが、サイトの参照速度が上がるという情報が多く見つかります。

ルーターのBasic認証がわからない…

初めてネットワーク設定した時に、自分で設定をしているはずです。

http://nttwest.ssdl1.smartstream.ne.jp/nttwest/flets/kiki/download/flets/rt500ki/HGW_500series_man_201611.pdf

ユーザー名は、userで固定のようなので、設定したと思われるパスワードを試してみてください。

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