Linux ネットワーク監視

はじめに

この実験では、Linux においてコマンドラインツール netstat を使用したネットワーク監視に焦点を当てます。ネットワーク監視は、システム管理者が自身のシステム上の接続、サービス、およびトラフィックパターンを理解するために不可欠です。

この実験を通じて、アクティブなネットワーク接続、リスニング中のサービス、およびネットワークインターフェイスの統計情報を表示するために netstat ユーティリティを使用する方法を学びます。これらのスキルは、ネットワーク問題のトラブルシューティング、システムパフォーマンスの監視、およびネットワークセキュリティの確保において基本的なものです。

この実験の終了時には、Linux システム上のネットワーク活動に関する洞察を得るために netstat を効果的に使用できるようになります。これは、あらゆるシステム管理者や IT 専門家にとって価値のあるスキルです。

netstat を使ったネットワーク接続の理解

netstat コマンドは、ネットワーク接続、ルーティングテーブル、インターフェイス統計などを表示する強力なネットワークユーティリティです。このステップでは、アクティブなネットワーク接続を表示するために netstat を使用する方法を学びます。

まず、作業するプロジェクトディレクトリに移動しましょう。

cd /home/labex/project

netstat とは何か？

netstat（ネットワーク統計）コマンドは、ネットワーク接続、ルーティングテーブル、インターフェイス統計など、様々なネットワーク関連の情報を表示します。これは、システムのネットワーク活動を理解するための貴重なツールです。

アクティブな接続の表示

特定のオプションを指定して netstat コマンドを実行し、アクティブな TCP 接続を表示しましょう。

netstat -nat > connections.txt

このコマンドでは：

• -n は、アドレスとポート番号を数値形式で表示し、ホスト名やサービス名に解決しません。
• -a は、すべてのソケット（リスニング中と非リスニング中の両方）を表示します。
• -t は、TCP 接続のみを表示します。
• > connections.txt は、出力を connections.txt という名前のファイルにリダイレクトします。

では、作成したファイルの内容を表示しましょう。

cat connections.txt

出力は次のようになるはずです。

Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:631           0.0.0.0:*               LISTEN
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN

出力の理解

• Proto：使用されているプロトコル（この場合は TCP）
• Recv-Q：このソケットに接続されたユーザープログラムによってコピーされていないバイト数
• Send-Q：リモートホストによって確認されていないバイト数
• Local Address：ソケットのローカル側のアドレスとポート番号
• Foreign Address：ソケットのリモート側のアドレスとポート番号
• State：ソケットの状態（LISTEN、ESTABLISHED など）

LISTEN 状態は、サービスが実行中で、特定のポートで着信接続を待機していることを示します。

リスニング中のサービスの監視

このステップでは、システム上で接続を待機しているサービスを特定する方法を学びます。この情報は、セキュリティ監査やネットワーク関連の問題のトラブルシューティングにおいて重要です。

リスニング中のサービスの特定

netstat コマンドを使用して、LISTEN 状態のサービスを具体的に探しましょう。

netstat -natu | grep LISTEN > listening_services.txt

このコマンドでは：

• -n は数値形式のアドレスを表示します。
• -a はすべてのソケットを表示します。
• -t は TCP 接続を含みます。
• -u は UDP 接続を含みます。
• | grep LISTEN は出力をフィルタリングして、"LISTEN" を含む行のみを表示します。
• > listening_services.txt は出力をファイルに保存します。

では、ファイルの内容を確認しましょう。

cat listening_services.txt

次のような出力が表示されるはずです。

tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:631           0.0.0.0:*               LISTEN
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN

リスニング中のサービスの理解

出力の各行は、現在接続を受け付けているサービスを表しています。

• 0.0.0.0 でリスニングしているサービスは、任意のネットワークインターフェイスからの接続を受け付けます。
• 127.0.0.1 でリスニングしているサービスは、ローカルマシンからの接続のみを受け付けます。
• ::: でリスニングしているサービスは、任意のネットワークインターフェイスからの接続を受け付ける IPv6 アドレスです。

ポート番号（SSH の場合は 22、CUPS 印刷サービスの場合は 631 など）は、どのサービスがリスニングしているかを識別します。例えば：

• ポート 22: SSH サービス
• ポート 80: HTTP（ウェブ）サービス
• ポート 443: HTTPS サービス
• ポート 631: CUPS 印刷サービス

この情報は、システム上で公開されているサービスを理解するのに役立ち、セキュリティ評価やトラブルシューティングにおいて価値があります。

ネットワークインターフェイスの統計情報の分析

このステップでは、ネットワークインターフェイスの統計情報を表示する方法を学びます。これらの統計情報は、ネットワークインターフェイスのパフォーマンスと使用状況に関する貴重な情報を提供します。

インターフェイスの統計情報の表示

netstat を使用して、すべてのネットワークインターフェイスの統計情報を表示しましょう。

netstat -i > interface_stats.txt

このコマンドでは：

• -i はすべてのネットワークインターフェイスのテーブルを表示します。
• > interface_stats.txt は出力をファイルに保存します。

では、ファイルの内容を確認しましょう。

cat interface_stats.txt

次のような出力が表示されるはずです。

Kernel Interface table
Iface      MTU    RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR    TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
eth0      1500   123456      0      0 0        98765      0      0      0 BMRU
lo       65536     789      0      0 0          789      0      0      0 LRU

ネットワークインターフェイスの統計情報の理解

出力は、各ネットワークインターフェイスに関する重要な統計情報を提供します。

• Iface：ネットワークインターフェイスの名前

  • eth0：通常は最初の Ethernet インターフェイス
  • lo：ローカル接続に使用されるループバックインターフェイス

• MTU：最大転送単位（Maximum Transmission Unit） - 送信できる最大のパケットサイズ

  • 標準的な Ethernet では通常 1500 バイトが使用されます。
  • ループバックインターフェイスは通常、より大きな MTU（65536）を持っています。

• RX-OK：エラーなく受信されたパケットの数

• RX-ERR：エラーがあった受信パケットの数

• RX-DRP：ドロップされた受信パケットの数

• RX-OVR：受信パケットのオーバーランの数

• TX-OK：エラーなく送信されたパケットの数

• TX-ERR：エラーがあった送信パケットの数

• TX-DRP：ドロップされた送信パケットの数

• TX-OVR：送信パケットのオーバーランの数

• Flg：インターフェイスの状態を示すフラグ

  • B：ブロードキャストアドレスが設定されている
  • M：マルチキャストが有効になっている
  • R：インターフェイスが稼働中
  • U：インターフェイスがアップ状態

これらの統計情報は、ネットワークのパフォーマンスを監視し、パケット損失や送信エラーなどの潜在的な問題を特定するのに役立ちます。

追加のネットワーク統計情報コマンド

ネットワーク統計情報をより包括的に見るには、次のコマンドも使用できます。

netstat -s | head -20 > protocol_stats.txt

このコマンドは、TCP、UDP、IP、ICMP などのプロトコルの統計情報を表示します。読みやすさのために head -20 を使用して、出力を最初の 20 行に制限しています。

では、このファイルを表示しましょう。

cat protocol_stats.txt

これにより、各プロトコルのパフォーマンスに関する詳細な統計情報が提供され、プロトコルレベルでの潜在的なネットワーク問題を特定するのに役立ちます。

まとめ

この実験では、Linux システム上のネットワーク活動のさまざまな側面を監視するために netstat コマンドを使用する方法を学びました。習得した主要なスキルは以下の通りです。

1. アクティブなネットワーク接続を表示して、システム上で確立されている接続を理解する。

2. リスニング中のサービスを特定して、どのポートが開いており、潜在的にネットワークに公開されているかを判断する。

3. ネットワークインターフェイスの統計情報を分析して、ネットワークインターフェイスのパフォーマンスと健全性を監視する。

これらのスキルは、ネットワーク関連の問題を理解し、トラブルシューティングする必要のあるシステム管理者、ネットワークエンジニア、セキュリティ専門家にとって不可欠です。netstat コマンドは、システムのネットワーク活動に関する貴重な洞察を提供し、最適なパフォーマンスとセキュリティを維持するのに役立ちます。

多くの最新の Linux ディストリビューションでは netstat はレガシーなコマンドとされており、ss や ip などのツールに置き換えられつつありますが、netstat を理解することは、これらすべてのツールに共通するネットワーク監視の概念の堅固な基礎を築きます。