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ラズパイで作る自宅WEBサーバ構築
第3回 Ubuntu Server 詳細設定 2019.10.27

ubuntu-18.04 server の詳細設定を行います。
YouTube 動画でポイントを説明しています。上記画像をクリックすると再生できます。



Ubuntu サーバの詳細設定は WindowsパソコンからSSHクライアントを使って行います。
ブロードバンドルータ:192.168.11.1
ラズパイ:192.168.11.21
Windowsパソコン:192.168.11.20
として説明します。
パソコンにローカルIPアドレスを設定せず、ルータへのDHCP接続で、ラズパイにアクセスすることも可能ですが、 WEBサーバー公開時には、パソコンを開発環境として使用するので、固定ローカルIP設定を行っています。
Windows10の場合:右クリック →[ネットワーク接続]→[アダプターのオプションを変更する]→[Wi-Fi]右クリック→[ショートカットの作成]
これでディスクトップに[Wi-Fi]のショートカットが作成されます。
ショートカットをクリック→[プロパティ]→[インターネットプロトコルバージョン4 (TCP/IPv4)]→[プロパティ]で設定を行います。

※メールサーバの設定で、パソコンにLAN側固定IPアドレスを割り振らないと、メール送信できないように設定しています →メールサーバ(Postfix/Dovecot)設定・前編 参照

WindowsパソコンのIP構成を確認します。コマンドラインから
> ipconfig
---(省略)---

Wireless LAN adapter Wi-Fi:

   接続固有の DNS サフィックス . . . . .:
   リンクローカル IPv6 アドレス. . . . .: xxxx::xxxx:xxxx:xxxx:xxxxxxx
   IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . .: 192.168.11.20
   サブネット マスク . . . . . . . . . .: 255.255.255.0
   デフォルト ゲートウェイ . . . . . . .: 192.168.11.1


Tera Term(テラターム)はSSH2プロトコルをサポートしているリモートログオンクライアントです。
https://ja.osdn.net/projects/ttssh2/
[ダウンロードファイル一覧]をクリック → teraterm-4.104.zip
解凍してインストールしてください。

インストールフォルダーにあるTERATERM.INIの[HOST]にラズパイのローカルIPアドレスを追加します。
[Hosts]
Host1=192.168.11.21
ttermpro.exe を起動し、ラズパイのローカルIPアドレスを選択します。

ユーザ名:ubuntu / パスワード:初期設定時に指定したパスワード でログインします。


◇ロケール確認・設定
現在のロケール確認します
$ locale
LANG=C.UTF-8
LANGUAGE=
.....

対応しているロケール一覧を表示します
$ locale -a
C
C.UTF-8
POSIX
en_US.utf8

日本語ロケールがサポートされてるかを確認します
$ grep ja  /usr/share/i18n/SUPPORTED
ja_JP.UTF-8 UTF-8
ja_JP.EUC-JP EUC-JP

ロケールを追加します
$ sudo locale-gen ja_JP.UTF-8
Generating locales (this might take a while)...
  ja_JP.UTF-8... done
Generation complete.

ロケール追加を確認します
$ locale -a
C
C.UTF-8
POSIX
en_US.utf8
ja_JP.utf8

設定を反映させます
$ sudo localectl set-locale LANG=ja_JP.UTF-8 LANGUAGE="ja_JP:ja"

確認します
$ cat /etc/default/locale
LANG=ja_JP.UTF-8
LANGUAGE=ja_JP:ja

ログインし直します
$ locale (あるいは $ localectl status)
LANG=ja_JP.UTF-8
LANGUAGE=ja_JP:ja
....
◇時刻合わせ
タイムサーバを追加します
$ sudo vi /etc/systemd/timesyncd.conf
NTP=ntp.nict.jp
FallbackNTP=ntp.ubuntu.com

※FallbackNTPに複数サーバを指定する場合はスペース区切りで続けて記述する

$ timedatectl set-ntp true
$ sudo systemctl enable systemd-timesyncd.service

$ sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo
$ sudo systemctl restart systemd-timesyncd.service
◇ホスト名の設定

現在のホスト名を確認します。
$ hostname 
ubuntu
ドメイン名を example.jp として設定した場合は下記のようになります。
$ sudo hostnamectl set-hostname ns.example.jp
$ hostnamectl
   Static hostname: ns.example.jp
         Icon name: computer
        Machine ID: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
           Boot ID: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
  Operating System: Ubuntu 18.04.2 LTS
            Kernel: Linux 4.15.0-1048-raspi2
      Architecture: arm64
※ホスト名先頭の ns は Name Server の意味で、DNSサーバ設定に合わせた一般的な表記のようです

◇/bootディレクトリの整理

/bootには基本的にカーネルに関するファイルしか置かれてません。
/boot 容量の確認(microSDHC 32GBを使用した場合)
$ df /boot
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
/dev/mmcblk0p2  30471000 2086776  27111980   8% /
基本領域のブートディレクトリにある不要なカーネルを削除します。
起動中のカーネルのバージョンを確認します。
$ uname -a
Linux ns.example.jp 4.15.0-1048-raspi2 #52-Ubuntu SMP PREEMPT Wed Jan 16...
インストールされているカーネルの一覧を表示します。
$ dpkg --get-selections | grep linux-image
linux-image-4.15.0-1031-raspi2                  install
linux-image-4.15.0-1048-raspi2                  install
linux-image-raspi2                              install
カーネルは現在起動中のものと、念のため1つ前のものを残しておけば十分です。
linux-image-raspi2 は BCM2709用のカーネルのようです。
まずは --dry-run を付け、実際に処理を実行せずに、テストを実施してみます。
$ sudo apt-get autoremove --purge linux-image-raspi2 --dry-run
パッケージリストを読み込んでいます... 完了
依存関係ツリーを作成しています
状態情報を読み取っています... 完了
以下のパッケージは「削除」されます:
  linux-image-raspi2* linux-raspi2*
アップグレード: 0 個、新規インストール: 0 個、削除: 2 個、保留: 78 個。
Purg linux-raspi2 [4.15.0.1036.34]
Purg linux-image-raspi2 [4.15.0.1036.34]
※カーネル削除時のオプションについて
autoremove : 削除しても問題ない不要なパッケージ (依存関係のないパッケージ) を自動的に削除する
--purge : カーネル・パッケージを削除する際に、設定ファイルも含めて削除する
--dry-run : 実際に処理を実行せずに、テストを実施する (動作確認用)

--dry-run を外して実行します。

再度、インストールされているカーネルの一覧を表示します。
$ dpkg --get-selections | grep linux-image
linux-image-4.15.0-1031-raspi2                  install
linux-image-4.15.0-1048-raspi2                  install
◇カーネルのバージョン更新

最新のカーネルにこだわる必要はないと思いますが、サーバーを公開してからカーネルを更新するのはリスクがあり過ぎなので、最新のカーネルにするのならばこのタイミングです。
インストール可能なカーネルをチェックします。
$ sudo apt-cache search linux-image | grep raspi2
linux-image-4.15.0-1010-raspi2 - Linux kernel image for version 4.15.0 on ARMv8 SMP
linux-image-raspi2 - Linux kernel image for the BCM2709 architecture.
---- (中略) ----
linux-image-4.15.0-1045-raspi2 - Linux kernel image for version 4.15.0 on ARMv8 SMP
linux-image-4.15.0-1047-raspi2 - Linux kernel image for version 4.15.0 on ARMv8 SMP
linux-image-4.15.0-1048-raspi2 - Linux kernel image for version 4.15.0 on ARMv8 SMP
linux-image-4.15.0-1049-raspi2 - Linux kernel image for version 4.15.0 on ARMv8 SMP
カーネルをインストールします
$ sudo apt-get install linux-image-4.15.0-1049-raspi2

リブートすると、新しいカーネルに自動的に変わっています。
$ uname -a

Linux ns.example.jp 4.15.0-1049-raspi2 #52-Ubuntu SMP PREEMPT Wed Jan 16...
ブートディレクトリーを表示します。
$ ls -l /boot
dtb -> dtbs/4.15.0-1049-raspi2/bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb
dtb-4.15.0-1031-raspi2 -> dtbs/4.15.0-1031-raspi2/bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb
dtb-4.15.0-1048-raspi2 -> dtbs/4.15.0-1048-raspi2/bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb
dtb-4.15.0-1049-raspi2 -> dtbs/4.15.0-1049-raspi2/bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb
initrd.img -> initrd.img-4.15.0-1049-raspi2
initrd.img-4.15.0-1031-raspi2
initrd.img-4.15.0-1048-raspi2
initrd.img-4.15.0-1049-raspi2
initrd.img.old -> initrd.img-4.15.0-1048-raspi2
vmlinuz -> vmlinuz-4.15.0-1049-raspi2
vmlinuz-4.15.0-1031-raspi2
vmlinuz-4.15.0-1048-raspi2
vmlinuz-4.15.0-1049-raspi2
vmlinuz.old -> vmlinuz-4.15.0-1048-raspi2
新しいカーネルへのリンクに張り替えられ、古いカーネルへのリンクには、リンク名に.oldが付加されているのがわかります。Ubuntu Server は、ブートローダーとして u-boot を使用していて、使い勝手が非常に悪いです。ディスクトップ版ubuntuと違い、GRUB2でのカーネル選択画面とかはありません。手動でこの.old付きリンクとdtbを元に戻せば、以前のカーネルに戻っているのかもしれませんが、カーネル情報は最新のままです。
カーネルのダウングレードは非常にやっかいですので、カーネルを更新すると元に戻せないと思った方が無難です。

◇パッケージの更新

ここまできたら一旦、インストール可能なパッケージ一覧を更新して、インストールされているパッケージを更新します。
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade 
最後にラズパイ3 model B+の32GB SDカードと1Gメモリの使用状況です。
このSDカードには既にWEBサーバー、データベースマネージメントシステム、DNSサーバー、メールサーバーを組み込んだ状態です。
$ df
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
udev              450572       0    450572   0% /dev
tmpfs              93400    4488     88912   5% /run
/dev/mmcblk0p2  30471000 3190128  26008628  11% /
tmpfs             466984       0    466984   0% /dev/shm
tmpfs               5120       0      5120   0% /run/lock
tmpfs             466984       0    466984   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mmcblk0p1    258095   96789    161307  38% /boot/firmware
tmpfs              93396       0     93396   0% /run/user/1000

$ free -t
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         933968      317920      125976        6144      490072      594804
Swap:             0           0           0
Total:       933968      317920      125976
次に、拡張領域をUSB接続の128GBハードディスクに移した公開サーバーの状況です。
$ df
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
udev              450380       0    450380   0% /dev
tmpfs              93396    4512     88884   5% /run
/dev/sda1      114854020 4780388 104196284   5% /
tmpfs             466972       0    466972   0% /dev/shm
tmpfs               5120       0      5120   0% /run/lock
tmpfs             466972       0    466972   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mmcblk0p1    258095   97663    160433  38% /boot/firmware
tmpfs              93392       0     93392   0% /run/user/1000

$ free -t
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         933944      469584       40272        6916      424088      442260
Swap:             0           0           0
Total:       933944      469584       40272
ディスクにはかなり余裕があります。デスクトップ版ではないので、使用可能なメモリーも十分残っています。 また、Ubuntu 18.04ではスワップ領域をスワップファイル /swap.img に確保するため、スワップパーティションを作成する必要がなくなったようです。 このスワップファイルが必要に応じて自動的に利用されるのか、設定が必要なのかは現段階では不明です。
以前、Fedora Core で、CPUは Celeron、メモリー512Mのサーバーをデータセンターに借りていましたが、それですら全然余裕で稼働していました。 ubuntu server では、余計なパッケージも減り、ラズパイもメモリー1Gですので、いまのところ快適です。


◇その他の設定

起動時に表示される画面上部のロゴを消す

$ sudo vi /boot/firmware/cmdline.txt
net.ifnames=0 dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait logo.nologo

※logo.nologo を追記します。

sshdでrootのパスワードログインを許可する(非推奨)

Ubuntuではデフォルトでrootはパスワードが設定されておらず、アカウントはロックされています。rootのパスワードを設定することでロックが解除され、rootのログインが可能となります。
$ sudo passwd root
Enter new UNIX password: ********
Retype new UNIX password: ********
passwd: password updated successfully
再度、rootアカウントをロックする場合
$ sudo passwd -l root

Ubuntuのsshdはrootのパスワードログインを許可していません。リモートからsshd経由でrootへログインするにはSSH公開鍵を使うべきです。
rootのパスワードを設定した状態で以下を実行することで、リモートからsshd経由でrootへログインできるようになります。
$ sudo vi /etc/ssh/sshd_config
#PermitRootLogin prohibit-password
  ↓変更
PermitRootLogin yes

$ sudo systemctl restart sshd

【深層学習関連】
20.11.21 深層学習 第1回環境整備
20.12.19 深層学習 第2回マルコフ連鎖・自動歌詞生成
21.01.02 深層学習 第3回コード進行解析

【画像処理関連】

20.05.28 画像処理 第1回トイカメラ
20.06.09 画像処理 第2回カメラモジュール制御
20.06.28 画像処理 第3回リアルタイムクロック
20.07.08 画像処理 第4回電源回路
20.10.27 画像処理 第5回自作デジカメ初号機完成
20.11.10 画像処理 第6回ドーナツデジカメ
【音楽関連】

20.01.05 第1回 abcjs 楽譜作成・演奏スクリプト
20.01.09 I2S通信によるハイレゾ音源再生
20.01.18 MIDI再生:FM音源YMF825+Arduino編
20.01.24 FM音源YMF825+micro:bit編
20.02.13 Piano Hat & Rosegarden
20.06.22 波形処理 第1回 音の波と三角関数
20.07.22 波形処理 第2回 平均律と純正律
20.08.26 波形処理 第3回 黒鍵と白鍵
21.01.02 深層学習 第3回 コード進行解析
21.01.16 波形処理 第4回 コード演奏
【WEBサイト構築関連】

19.10.15 第1回 前準備
19.10.20 第2回 Ubuntu Server インストール
19.10.27 第3回 Ubuntu Server 詳細設定
19.10.28 番外編 無線LAN接続設定
19.11.02 第4回 Apache WEBサーバ設定
19.11.05 第5回 PHP 設定
19.11.10 第6回 MySQL 設定
19.11.11 第7回 DNS (bind) 設定
19.11.16 第8回 メールサーバ(Postfix)設定・前編
19.11.21 第9回 メールサーバ(Postfix)設定・後編
19.11.24 第10回 ファイアウォール(iptables) 設定
19.11.25 第11回 crontab 設定
19.12.01 第12回 運用準備
19.12.03 第13回 Windowsパソコンに開発環境を作る
19.12.05 第14回 WEBサーバー公開
19.12.10 第15回 動的サイト制作
19.12.11 第16回 簡単なアクセスカウンターを作る
20.03.04 TTGO-Camera による定点観測・WEB公開
【開発環境関連】

19.12.19 Raspbian Stretch LITE インストール
19.12.19 ファイル共有 dokany + Win-sshfs
19.12.26 Arduino開発環境構築 PlatformIO
【SNS関連】

20.03.18 テキスト読み上げ gTTS
20.04.24 Twitter-LINE連携によるビジネス活用
20.05.19 テキスト読み上げ AquesTalk pico LSI
【周辺機器関連】

20.01.01 1280x800 HDMI MONITOR
20.01.12 micro:bitをコマンドラインで使う
20.02.04 サーマルプリンタを使う
20.03.27 M5Stackキーボードを利用する
20.06.29 液晶キャラクターディスプレイLCD1602A
20.08.03 Seeeduino XIAO
20.08.09 LGT8F328P - Arduino clone
20.09.18 電流計測モジュール INA219
【その他】

19.12.13 モバイルバッテリーによる瞬間停電対策
20.02.04 電子組版 upLaTeX
20.04.10 電卓を制御して数字を表示する
20.05.06 箱庭回路 蓄電&昇圧回路
20.09.04 箱庭回路 センサーライト
20.09.29 シガーライターIC s090c
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 トランジスタ技術 2021年1月号
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Interface 2021年1月号
☆特集 Jetson/ラズパイ/PCで自習 Python画像処理100 ☆特別付録:コンピュータ手帳2021
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