ラズベリーパイ４で
自宅サーバの構築
２０２１年
１０月９日
ＴＫ８０／ＢＳのシンセシステムを復活／拡張したい〜その６５から分岐しました。引っ越しに合わせて、自宅サーバをラズベリーパイ４にする予定です。秋月でラズベリーパイ４（８ＧＢ）とヒートシンクを購入しました。手持ちのＳＤにＦｒｅｅＢＳＤ１３を書き込んで持って来ました。
早速、ヒートシンクを組み立てます。サーバ用途なので、ファンレスを選びました。
こちらはアマゾンで購入の１ＧｂｐｓのＵＳＢイーサネット変換アダプタです。
ラズベリーパイ４にアパートで書き込んできたＦｒｅｅＢＳＤ１３のＳＤを入れてブートさせてみましたが、残念ながらブートしませんでした。赤枠のブートローダのバージョンが２０２０／３／１９版で低く、未対応でした。
１０月１１日
アパート作業です。ラズベリーパイＯＳを使って、システムごと、ブートローダもバージョンアップすると、２０２１／４／２９版になり、ＦｒｅｅＢＳＤ１３がブートしました。ＵＳＢイーサアダプタのｕｅ０も認識していることを確認しました。ｇｅｎｎｅｔ０は内蔵イーサです。
１０月１３日
アパート作業です。ローダ機能によりＵＳＢブートも可能とのことで、普通の８ＧのＵＳＢメモリにＦｒｅｅＢＳＤ１３を入れて確認したところ、問題無くブートしました。一応、ラズベリーパイＯＳでブート順をＵＳＢ優先にしておきました。ＵＳＢ接続のＳＤＤにシステム全体を入れれば、／ｖａｒなどのテンポラリのパーティションもそのままで問題なさそうです。
１１月６日
ガレージにラズベリーパイ４を持ってきました、早速、光回線へ接続して動作を確認します。名前解決、ｗｇｅｔによるファイル取得の動作良好です。
続いて、ｉｐｆｗによるフィルタ機能を確認します。ラズベリーパイ４からは外部のドルフィンへｐｉｎｇが通りますが、ローカルのＰＣからはルータのフィルタを介して外部へｐｉｎｇが通りません。
ｐｉｎｇのＩＣＭＰを許可するルールにログ出力を追加します。
ｉｐｆｗのｓｈｏｗコマンドでルールとパケット数を表示します。ＩＣＭＰのパケットは通過しています。
ログを確認すると正しく、ＬＡＮとＷＡＮのインターフェース間をパケットが通っていることが確認できます。試しにｉｐｆｗのタイプをＯＰＥＮにして確認しても同様にｐｉｎｇは通りませんでした。フィルタ設定の問題ではなさそうです。
１１月８日
アパート作業です。ラズベリーパイ４を持って来ました。アパートのａｄｓｌ回線に接続して確認してみます。ｐｐｐの設定をａｄｓｌに変更してｉｐｆｗの動作確認を行います。ブラウザで表示した時のＤＮＳ（５３番）の取得でログが取れるように設定します。ＰＣサーバと同じ設定にして比較します。
下はラズベリーパイ４のログです。ログでは正しく通っていますが、ブラウザでページは表示されませんでした。ガレージの時と同様の不具合です。
こちらは既存のＰＣサーバのログです。ログでは正しく通って、ブラウザでもページが正常に表示されました。
１１月９日
アパート作業です。昨日の続きの不具合解析です。ＰＣにＷｉｎｓｈａｒｋをインストールしてクライアント側でパケットをキャプチャして違いを比較してみます。初めに既存のＰＣサーバの時です。コマンドプロンプトからｎｓｌｏｏｋｕｐでドルフィンのアドレスを表示させます。稼働中のＰＣサーバでは当然ですが、正しくｗｗｗ．ｄｉｎ．ｏｒ．ｊｐのアドレスが表示されます。ｓ−ｎｓ１．ｄｉｎ．ｏｒ．ｊｐはＤＮＳの名前、２１０．１３５．９０．１はｒｅｓｏｌｖｅ．ｃｏｎｆに記述されているＤＮＳのアドレスです。
上記のコマンドを実行させた時のＷｉｎｓｈａｒｋのキャプチャです。問い合わせと、応答が対になって正常動作しています。
上記のコマンドを実行させた時のｉｐｆｗのログです。問い合わせのパケットがＬＡＮインターフェースでＰＣからドルフィンへ、ＷＡＮインターフェースでＰＣからドルフィンへ通過しています。応答のパケットがＷＡＮインターフェースでドルフィンからＰＣへ、ＬＡＮインターフェースでドルフィンからＰＣへ通過しています。２回目のポート番号は異なる番号が使われています。
続いてラズベリーパイ４サーバの時です。タイムアウトしています。
上記のコマンドを実行させた時のＷｉｎｓｈａｒｋのキャプチャです。問い合わせのみで、応答がありません。
上記のコマンドを実行させた時のｉｐｆｗのログです。問い合わせのパケットがＬＡＮインターフェースでＰＣからドルフィンへ、ＷＡＮインターフェースでＰＣからドルフィンへ通過しています。応答のパケットがＷＡＮインターフェースでドルフィンからＰＣへ、ＬＡＮインターフェースでドルフィンからＰＣへ通過しています。ｉｐｆｗのログでは正常動作しているように見えます。ただ、ＰＣサーバの時と異なり、２回目も同じポート番号が使われています。不具合の原因は、青緑枠のパケットがＬＡＮ側のクライアントＰＣへ到達していないためと思われます。
１１月１０日
アパート作業です。昨日の続きの不具合解析です。初めに不具合のラズベリーパイ４です。サーバ側でｔｃｐｄｕｍｐを使ってパケットをキャプチャしてみます。下のコマンドで双方のホストアドレスとポート番号が５３（ＤＮＳ）の時にキャプチャし、結果をファイルに書き込みます。
上側はｉｐｆｗのログです。昨日と同様にドルフィンのＤＮＳとローカルのＰＣ間で相互にパケットが通過しています。下はｔｃｐｄｕｍｐの結果です。ｔｃｐｄｕｍｐの方はローカルのＰＣからドルフィンのＤＮＳへの一方通行になっています。問い合わせは送っていますが、応答はありません。これは昨日のＰＣのＷｉｎｓｈａｒｋの結果と一致します。ここで分かったことはｉｐｆｗのログとｔｃｐｄｕｍｐの結果が一致していないことです。ローカルＰＣが外に出られない原因はサーバからローカルＰＣへパケットが出ていないためと思われます。
続いて、既存のＰＣサーバの時です。コマンドはラズベリーパイ４と同じです。ｉｐｆｗのログではドルフィンのＤＮＳとローカルのＰＣ間で相互にパケットが通過しています。
下はｔｃｐｄｕｍｐの結果です。ドルフィンのＤＮＳとローカルのＰＣ間で相互にパケットが通過しています。正常動作しているＰＣサーバなので当然です。
ＰＣサーバとラズベリーパイ４のｉｐｆｗ設定を比較してみます。インターフェース名が変更されているだけで、同じ設定です。ｆｘｐがｕｅ０に、ｖｒ０がｇｅｎｅｔ０に変更されています。新しいｉｐｆｗのｓｈｏｗコマンドではポートにｄｓｔ−ｐｏｒｔ表示が無くなっています。
ラズベリーパイ４でｎｅｔｓｔａｔコマンドを実行してみます。なぜか、ＬＡＮ側の１９２．１６８．０．１と１７５．１００．２１１．１６３のインターフェースがなぜか、ｌｏ０になっています。ｌｏ０はループバッグインターフェースなので、内部でループするだけで外部に出ないです。ｉｐｆｗのログでパケットが通過しているのに、実際のＬＡＮ側に出ないのはこのためかもしれません。
続いて、ＰＣサーバでｎｅｔｓｔａｔコマンドを実行してみます。ＬＡＮ側の１９２．１６８．０．ｘｘｘはｖｒ０で正常です。
１１月１６日
アパートのＡＤＳＬ環境で、ラズベリーパイ２のＦｒｅｅＢＳＤ１１．３で同じ設定のルータ機能を確認してみます。動作良好です。
ＦｒｅｅＢＳＤ１１．３でｎｅｔｓｔａｔコマンドを実行してみます。ＦｒｅｅＢＳＤ１３と同様にｌｏ０が複数出てきます。１９２．１６８．０．ｘｘｘがｌｏ０になっているのが不具合の原因では無いです。
ラズベリーパイ４のイーサインターフェースを入れ替えてみます。オンボードのｇｅｎｅｔ０をｐｐｐのｔｕｎ０に、ＬＡＮ側を外付けのｕｅ０にした時のｐｐｐ．ｌｏｇです。接続後、直ぐに切れています。その後、３０秒おいて、繰り返しで接続できません。
イーサを元に戻します。ｐｐｐのｔｕｎ０を外付けｕｅ０に、ＬＡＮ側をオンボードのｇｅｎｅｔ０にしてｐｐｐ．ｌｏｇを確認します。接続良好です。
どうも、オンボードのｇｅｎｅｔ０が悪そうなので、同じバッファローの１００Ｍｂｐｓの外付けイーサで動作確認します。これは１Ｇｂｐｓと同じコントローラ系なのでｕｅ１として認識されます。このｕｅ１をＬＡＮ側にして、設定ファイルを修正します。これでＬＡＮ側から外に出られるようになり、ルータ機能が良好になりました。全然動かなければ直ぐに分かるのですが、ＬＡＮ側にｐｉｎｇが通ったり、一見動いているように見えるので、時間がかかりました。とりあえず、不具合の原因が判明して良かったです。もう１つ１ＧｂｐｓのＵＳＢアダプタを買えば、当面は運用できそうです。後はＡｐａｃｈｅのｗｅｂサーバの設定です。
１１月２０日
今週末は月曜日を有給にして４連休にしました。アマゾンに発注しておいた、以前に購入した物と同じ、１ＧｂｐｓのＵＳＢイーサネット変換アダプタが届いていました。早速、動作確認を行いました。ｉｐｆｗによるルータ機能は良好です。
１１月２１日
サーバ用に用意しておいた棚に乗せました。ＷＥＢサーバの設定はＡｐａｃｈｅのバージョンが２．２から２．４ヘ上がったり、ｃｇｉのｐｅｒｌのバージョン変更で設定がけっこう大変でした。アドレスの直打ちでＷＥＢサーバが正しく動作していることを確認しました。
１１月２３日
イーサなどのインジケータが見にくいので、機器をアクリル板にタイラップで固定して立てて使うようにします。
壁に木ネジで固定して壁掛けタイプにしました。ケーブル類は後でまとめておきます。
１１月２８日
この週末は日曜日のみの作業です。ラズベリーパイ４サーバの電流を計ってみました。平均すると１．２〜１．３Ａ位を表示します。電力は約６．５Ｗです。
ＳＳＤのアクセスインジケータの輝度が高すぎなので、制限抵抗を大きくしました。３３０オームから２Ｋオームに変更しました。高輝度ＬＥＤに何も考えず、３３０オームを使うと明すぎです。
１２月１１日
大きくアマゾンで購入のＵＳＢハブとＢＬＥの実験に使うドングル２種を購入しました。
ＵＳＢバブを介して、ドングルを挿入した時のメッセージを確認しておきます。双方ともｕｂｔドライバが起動していることを確認しました。ＢＣＭ２０７０２とＣＳＲ８５１０です。
１２月２５日
アパートの旧サーバを停止したので、ＷｉＦｉルータをアパートから移動しました。これでスマートフォンもＷｉＦｉ経由で使えます。
新サーバ用のソーラＵＰＳを作製します。ブロック図を作りました。理想ダイオードで電源をＯＲして、ソーラとＡＣアダプタを切り替えます。電源が供給されなくなるの条件は停電でかつバッテリが無くなった時です。サーバからはＵＳＢを介したＳＰＩ通信で各電圧と電流を測定します。
秋月で購入のソーラＵＰＳの部品が来ました。電流センサと理想ダイオード、パネル表示電圧計、片電源オペアンプです。
１２月２８日
ソーラＵＰＳの作製を開始します。電流センサ、理想ダイオード、以前に購入したあったＤＣ−ＤＣ電源を基板に載せて、裏側にＧＮＤと電源を配線し、基本動作を確認しました。電圧の高い方から電源が供給され、シームレスに切り替わることを確認しました。
