主題1.01：Linuxのインストールと仮想マシン・コンテナの利用
1.01.1 Linuxのインストール、起動、接続、切断と停止（重要度４）
sshコマンド
書式
ssh【オプション】【ユーザー@】ホスト【コマンド】
概要
SSHによるリモート接続を行う
主なオプション
-l ユーザー
→接続に使用するユーザーを指定。引数で指定することも可能。省略した場合は現在ログイン中のユーザー名でログインを試みる
-i ファイル
→ユーザー認証の際に使用する秘密鍵ファイルを指定
引数
・ユーザー：接続に使用するユーザーを指定
・ホスト：接続先のホストの名前もしくはIPアドレスを指定
・コマンド：指定した場合、接続先でコマンドを実行して切断
使用例
ssh testuser@192.168.56.××
→testuserでIPアドレスを指定してSSH接続
ssh -l root -i linuc1_centos7.key 192.168.56.××
→ユーザー名と秘密鍵のパスを指定してSSH接続
接続後に切断できるコマンドもしくは操作
logoutコマンド
exitコマンド
Ctrl + d を押す
OpenSSHに関する主なファイル（SSHクライアント）
・設定ファイル：/etc/ssh/ssh_config
・秘密鍵：~/.ssh/id_rsa
・公開鍵：~/.ssh/id_rsa.pub
・認証鍵リスト：~/.ssh/known_hosts（SSH接続先のホスト名やIPアドレス、公開鍵が格納）
OpenSSHに関する主なファイル（SSHサーバー（sshd））
・設定ファイル：/etc/ssh/sshd_config
・秘密鍵：/etc/ssh/ssh_host_rsa_key
・公開鍵：/etc/ssh/ssh_host_rsa_key.pub
・認証鍵リスト：~/.ssh/authorized_keys
ホスト認証
・ホスト認証は、SSHクライアントが接続先のリモートホスト（SSHサーバー）が正しいホストかどうかを確認する（なりすましを防ぐ）ために行う
・クライアントからの接続時に、リモートホストは自身の公開鍵をSSHクライアントに送信する。SSHクライアントは受け取った公開鍵と、SSHクライアントの「~/.ssh/known_hosts」ファイルに格納されているSSHサーバーの公開鍵を比べることで正しいホストかどうかを確認する
ユーザー認証
・ユーザー認証は、SSHクライアントで接続してくるユーザーが正当なユーザーかどうかを確認するために行う。ユーザー認証にはパスワード方式と公開鍵方式の2種類がある
・パスワード方式・・・ローカルでのログインと同様に、接続ユーザーのID／パスワードで認証する
・公開鍵方式・・・公開鍵と秘密鍵の組み合わせで認証する。パスワードを使用せず、鍵を持つ者がログインできる
ユーザー認証の公開鍵方式
・公開鍵方式を使用する場合は、ユーザーごとに一対の公開鍵と秘密鍵を作成して、公開鍵の方をSSHサーバーの「~/.ssh/authorized_keys」に登録しておく
・サーバーはSSH接続を受け付けた際、登録されている公開鍵とユーザーの秘密鍵のペアが一致するかどうかを確認する。一致しなければログインさせない。これによりパスワード方式よりもセキュリティ上強固なユーザー認証を実現する
SSHにおける認証の流れ
ホスト認証：接続先のサーバーを認証 → ユーザー認証：接続元のユーザーを認証（パスワード認証か公開鍵認証のどちらか）
shutdownコマンド
書式
shutdown【オプション】【タイミング】【”メッセージ”】
概要
システムを安全な方法で停止・再起動させる
主なオプション
-h
→シャットダウン
-r
→再起動
-k
→実際にシャットダウンせず、メッセージのみ送信
-c
→シャットダウン・再起動の予約をキャンセル
引数
・タイミング：シャットダウン、再起動するタイミングを指定。指定できるタイミングの例は以下の通り
now → 今すぐ実行
18:00 → 18時に実行
+5 → 5分後に実行
・メッセージ：接続中の端末に送信するメッセージを指定
使用例
shutdown -h +5 “shutdown soon”
→5分後にシャットダウンするよう予約
shutdown
→オプションや引数を省略すると1分後にシャットダウンするという意味になる
シャットダウンできる別のコマンド（shutdownコマンドの使用を推奨）
halt -p
poweroff
systemctl poweroff
systemctl start poweroff.target
再起動できる別のコマンド（shutdownコマンドの使用を推奨）
reboot
systemctl reboot
systemctl start reboot.target
1.01.2 仮想マシン・コンテナの概念と利用（重要度４）
virshコマンド
書式
virsh サブコマンド【ドメイン名】【オプション】
概要
仮想環境の管理
主なサブコマンド
list
→ドメインの一覧表示。ｰｰallオプションで停止しているドメインも表示
start
→ドメインの起動
shutdown
→ドメインの停止。ｰｰmodeオプションで停止のモードを指定（acpiと指定すると電源の停止も行う）
destroy
→ドメインの強制停止
reboot
→ドメインの再起動
suspend
→ドメインの一時停止
resume
→一時停止中のドメインを再開する
dominfo
→ドメインの情報を表示
console
→シリアルコンソール経由でドメインに接続
dumpxml
→ドメインの定義ファイルをXML形式で出力
create
→XML形式のファイルから仮想マシンを作成し、新規の仮想マシンを起動
引数
・ドメイン名：制御対象となるドメインを指定
使用例
virsh start debian-live2
→debian-live2ドメインを起動する
virt-managerやvirshコマンドなどが利用する、オープンソースの仮想化管理用のライブラリ
libvirt
dockerコマンド
書式
docker サブコマンド
概要
dockerを利用したコンテナ環境の制御
主なサブコマンド
pull イメージ
→リポジトリからイメージをダウンロード
push イメージ
→リポジトリにイメージをアップロード
images
→イメージの一覧を表示
ps
→コンテナの一覧を表示。併用できるオプションは次の通り
・-a：停止中のコンテナも表示
run イメージ
→コンテナを作成して起動。併用できるオプションは次の通り
・-i：コンテナの標準入力を開く
・-t：端末（tty）を利用
・-d：バックグラウンドで実行
start コンテナ
→コンテナの作成
stop コンテナ
→コンテナの停止
kill コンテナ
→コンテナの強制停止
attach コンテナ
→コンテナに接続
exec コンテナ コマンド
→起動中のコンテナでコマンドを実行
rm コンテナ
→コンテナの削除
rmi イメージ
→イメージの削除
使用例
docker pull debian
→debianイメージをダウンロード
仮想化におけるコンテナの特徴
・ホストOSのカーネルを共有する
・ホストOSのリソースを隔離して作成した仮想環境である
・コンテナを別の環境に配布して実行できる
・cgroupによってコンテナのリソースを管理する
・namespaceによってコンテナとホスト間でユーザー権限を分離する
仮想化（Virtualization）
仮想化とは
コンピューターリソースを実際の物理的な構成にとらわれず、論理的に分割・統合して提供する技術
仮想化の種類
仮想化を実現する方法には、大きく分けて仮想マシンとコンテナがある
仮想マシン（VM：Virtual Machine）
ハイパーバイザーという仮想化ソフトウェア上で仮想的なハードウェア（仮想マシン）を起動し、ゲストOS（仮想マシンにインストールしたOS）を動作させる方式
ハイパーバイザーの種類
・ネイティブ型（Type1）
ハードウェア上でハイパーバイザーを直接起動し、その上で仮想マシンとゲストOSを動作させる。
ネイティブ型の仮想化ソフトウェアには、Xen、MicrosoftのHyper-V、VMwareのvSphere Hypervisorなどがある
・ホスト型（Type2）
ホストOS上にアプリケーションの1つとして仮想化ソフトウェアをインストールし、その上で仮想マシンとゲストOSを動作させる。
ホスト型の仮想化ソフトウェアは、Oracle VM VirtualBox、VMware Workstation、Parallels Desktopなどがある
CPUの仮想化支援機能
概要
仮想化ソフトウェアが行う処理の一部をCPUが分担することで処理を高速化する機能
KVM（Type1）を使用するためには仮想化支援機能を搭載したCPUが必要
名称
Intel VT
AMD-V
1.01.3 ブートプロセスとsystemd（重要度４）
ブートプロセス
Linuxシステムの起動順序（ブートプロセス）
BIOS/UEFI（ファームウェア） → ブートローダー → カーネル → init
BIOS
・電源を入れると起動し、記憶装置（HDD）等に関して最低限の認識を行う
・起動する順にデバイスの先頭セクタにあるMBRを読み込み、ブートローダーが得られたら制御を移す
・起動デバイスの順序を設定できる
ブートローダー
・記憶装置（HDD）内のカーネルをロードし、制御を移す
カーネル
・高度にハードウェアを認識・制御し、ルートファイルシステムのマウントなど様々な初期化処理を行う
・/sbin/initを起動する
init
・最近のシステムではinitプログラムとして、Upstartやsystemdが採用される
・「/etc/inittab」を設定ファイルとして使用する従来のinitプログラムは「SysVinit」と呼ばれる
systemctlコマンド
書式
systemctl サブコマンド【ユニット名】
概要
systemdにおけるユニットの制御を実行
主なサブコマンド
start
→サービスを起動
stop
→サービスを停止
restart
→サービスを再起動
reload
→サービスの設定ファイルを再読み込みする
is-active
→サービスが稼働しているかを表示する
status
→サービスの状態を確認
enable
→サービスの自動起動を有効化
disable
→サービスの自動起動を無効化
get-default
→既定のターゲットを表示
set-default
→既定のターゲットを変更
isolate
→現在のターゲットを変更
halt
→システムを停止しhalt状態にする
reboot
→システムを再起動する
poweroff
→システムを停止し電源を切断する
list-unit-files
→ユニットの状態を表示
引数
・ユニット名：制御対象となるユニットを指定
使用例
systemctl start httpd
→httpdを起動
systemctl isolate rescue.target
→現在のターゲットをrescue.targetに変更
systemdの管理単位であるユニット
device：各種デバイスを管理するUnit
mount：ファイルシステムのマウントを管理するUnit
service：サービスを制御するUnit
swap：スワップ領域を管理するUnit
target：複数のサービスを1つのグループにするためのUnit
SysVinitのランレベルとsystemdのターゲットの対応
ランレベル０：poweroff.target
ランレベル１：rescue.target→レスキューモード（シングルユーザーモード）
ランレベル２,３,４：multi-user.target→マルチユーザーモード
ランレベル５：graphical.target→グラフィカルモード
ランレベル６：reboot.target
シングルユーザーモードに変更した後に、通常の起動状態に戻す方法
systemctl rescue →シングルユーザーモードに変更
通常の起動状態に戻すには下記の3つの方法がある
systemctl reboot
systemctl default
Ctrl-Dを入力する
サーバーとして動作させるのに適切な起動時のターゲット
multi-user.target
runlevel3.target
メンテナンスを行うために最低限のシステムサービス状態で起動
rescue.target
runlevel1.target
次回起動時にグラフィカルログインさせるようにするコマンド
rm -f /etc/systemd/system/default.target
ln -s /lib/systemd/system/graphical.target /etc/systemd/system/default.target
次回起動時のランレベルの確認作業
cd /etc/systemd/system
ls -l default.target
systemdの特徴
・扱う処理をUnitという単位で管理する
・cgroupsでプロセスのリソースを管理する
・サービスの並列起動によって高速なシステム起動や停止が行える
1.01.4 プロセスの生成、監視、終了（重要度３）
psコマンド
書式
ps【オプション】
概要
動作しているプロセスの一覧を表示
主なオプション（BSD形式）
a
→ユーザーが実行したすべてのプロセスを表示
f
→親子関係も表示する
l
→詳細情報を表示
u
→プロセスの実行ユーザー名も表示
x
→制御端末のないサービス（デーモン）などのプロセスを表示
p PID
→指定したPID(プロセスID)のプロセス情報を表示
主なオプション（Unix形式）
-e
→すべてのプロセスを表示
-f
→起動時間（STIME）などを含めた詳細情報を表示
-l
→詳細情報を表示
-p
→指定したPID(プロセスID)のプロセス情報を表示
使用例
ps ax
→動作中のすべてのプロセスを一覧表示
ps -e
→動作中のすべてのプロセスを一覧表示
psコマンドで出力される情報
PID→プロセスID
TTY→端末
STAT→プロセスの状態
TIME→CPUの稼働時間
COMMAND→プロセスの実行内容
pstreeコマンド
書式
pstree【オプション】
概要
動作しているプロセスをツリー状に表示
主なオプション
-p
→PIDを表示
pgrepコマンド
書式
pgrep【オプション】キーワード
概要
動作しているプロセスを検索して表示
主なオプション
-l
→PIDの他にプロセス名も表示
-u ユーザー
→指定したユーザー権限で実行されているプロセスを表示
引数
・キーワード：検索するプロセス名を指定
使用例
pgrep -l sshd
→sshdというキーワードでプロセスを検索
topコマンド
書式
top【オプション】
概要
現在動作しているプロセスやシステムリソースの状態をリアルタイムに表示
主なキー動作
topコマンド実行中、以下のキーにより命令を行う
・q：topコマンドの終了
・k：プロセスの停止（kill）
・d：表示間隔の指定
uptimeコマンド
書式
uptime
概要
現在動作しているシステムリソースの状態（稼働時間など）を表示
freeコマンド
書式
free
概要
システムのメモリの状態を表示
jobsコマンド
書式
jobs【オプション】
概要
実行中のジョブの一覧を表示
fgコマンド
書式
fg ジョブ番号
概要
バックグラウンドジョブをフォアグラウンドに切り替え
引数
・ジョブ番号：切り替えるジョブを指定
bgコマンド
書式
bg ジョブ番号
概要
フォアグラウンドジョブをバックグラウンドに切り替え
引数
・ジョブ番号：切り替えるジョブを指定
nohupコマンド
書式
nohup コマンド構文
概要
ログアウト後もハングアップシグナルを無視してコマンドを実行
引数
・コマンド構文：実行するコマンド構文を指定
使用例
nohup /testbin/sleep &
→ログアウト後も処理を続ける（末尾に&を付けたのでバックグラウンドジョブとして実行：シェルを占有しない）
screenコマンド
書式
screen【オプション】
概要
スクリーンによる操作を管理
主なオプション
-ls
→起動中のスクリーン一覧を表示
-r PID
→指定したスクリーンに再接続（アタッチ）
主なキー操作
・スクリーン接続中、Ctrl + a を押した後に以下のキーを押すと、スクリーン操作が可能
d→スクリーンを切断（デタッチ）
\→スクリーンを終了
使用例
screen
→新しいスクリーンが表示される
screen -r 2497
→PID2497のスクリーンにアタッチ（再接続）
tmuxコマンド
書式
tmux【サブコマンド】
概要
端末を多重化してセッション管理
主なサブコマンド
attach-session
→セッションに接続
list-sessions
→セッションの一覧を表示
kill-session
→セッションを終了
主なキー操作
・セッション接続中、Ctrl + b を押した後に以下のキーを押すと、セッション操作が可能
d→セッションを切断（デタッチ）
?→キー操作の一覧を表示
使用例
tmux
→新規セッションを生成
tmux attach-session
→セッションに接続
killコマンド
書式
kill【オプション】PID／%ジョブ番号
概要
指定したプロセスもしくはジョブにシグナルを送信
主なオプション
-シグナル名／-シグナル番号
-s シグナル名／-s シグナル番号
→送信するシグナルを指定（既定は15／SIGTERM）
-l
→シグナルの一覧を表示
主なシグナル
1：HUP：再起動
2：INT：割り込み（ Ctrl + c ）
9：KILL：強制終了
15：TERM：終了（既定）
18：CONT：一時停止のプロセスを再開
19：STOP：一時停止
20：TSTP：サスペンド（ Ctrl + z ）
引数
・PID：シグナルを送信するプロセスのIDを指定
・ジョブ番号：シグナルを送信するジョブの番号を指定
使用例
kill -9 %1
→ジョブ番号1のプロセスを強制終了
kill -s kill 2586
→PIDを指定してプロセスを強制終了
killallコマンド
書式
killall【オプション】名前
概要
指定した名前のプロセスにシグナルを送信
主なオプション
-シグナル名／-シグナル番号
-s シグナル名／-s シグナル番号
→送信するシグナルを指定（既定は15／SIGTERM）
-l
→シグナルの一覧を表示
引数
・名前：シグナルを送信するプロセスの名前を指定
pkillコマンド
書式
pkill【オプション】キーワード
概要
指定したキーワードに一致するプロセスにシグナルを送信
主なオプション
-シグナル名／-シグナル番号
→送信するシグナルを指定（既定は15／SIGTERM）
-l
→シグナルの一覧を表示
引数
・キーワード：指定したキーワードによりプロセスを検索して送信
1.01.5 デスクトップ環境の利用（重要度１）
X Window Systemと統合デスクトップ環境
X Window System（X）
LinuxでGUI環境を実装するのに、古くから利用されている
X環境を構成するソフトウェア
ウィンドウマネージャー：ウィンドウの表示や制御をする。Mutter、KWin、twmなどがある
ディスプレイマネージャー：ユーザーにGUI環境のログインを提供する、initやsystemdによりディスプレイマネージャーサービスが起動される、デスクトップ環境を準備する。GDM、KDM、XDMなどがある
統合デスクトップ環境
GUI環境とアプリケーションをまとめて統一的な操作を提供する仕組み
GNOMEとKDEで利用される規定のソフトウェア
統合デスクトップ環境：ウィンドウマネージャー：ディスプレイマネージャー
GNOME：Mutter：GDM
KDE：KWin：KDM
startxコマンド
書式
startx
概要
Xを起動するためのスクリプトを実行
DISPLAY変数
変数の値
[ホスト]:ディスプレイ番号[.モニター番号]
概要
GUIアプリケーションの出力先を指定。ホストが省略されると、ローカル端末上（Xアプリケーションの実行を指定した端末上）のディスプレイ番号のXサーバーが出力先となる。Xサーバーが1つしか存在しない場合は0。複数のモニターが接続されている場合、モニター番号で出力先のモニターを指定できる
使用例
Xserver# xhost +172.16.0.4
Xclient# DISPLAY=172.16.0.1:0
Xclient# export DISPLAY
Xclient# xeyes &
→Xクライアント上で実行したプログラム「xeyes」をXサーバーのディスプレイに表示
xauthコマンド
書式
xauth サブコマンド
概要
Xアプリケーション転送の際の認証処理を行う
主なサブコマンド
list
→認証に利用できる情報の表示
add
→認証情報の追加
remove
→認証情報の削除
