仮想マシンの通信を内側から確かめる

手元のブラウザから仮想マシンのWebサーバーへ接続するには、ゲストOSの設定、仮想化環境の転送、通信を許可する規則、外部へ公開する設定が必要です。

このページを終えると、次の四つを実際の出力から確認できます。

• 仮想NICに付いたIPアドレス
• 別のネットワークへ渡すデフォルトゲートウェイ
• プロセスが待ち受けるIPアドレスとポート
• 仮想マシン内では接続できるのに、外部からは接続できない理由

ゲストOSから見える範囲

仮想NICは、仮想マシンへ取り付ける仮想的なネットワークインターフェースです。 ゲストOSは仮想NICを通常のNICとして認識し、MACアドレスとIPアドレスを使って通信します。

Linuxの経路表には、「このネットワークは仮想NICへ直接送る」「それ以外はデフォルトゲートウェイへ渡す」という規則が入ります。 ゲストOSはその先にある物理NICやクラウドのルーターを直接操作しません。 まず仮想NICからパケットを出し、仮想化環境へ渡します。

仮想マシンの外側で転送される

仮想NICから出た通信は、仮想スイッチやブリッジを通ります。 別のネットワークへ進む場合はルーターが次の転送先を決めます。

仮想マシンへプライベートIPアドレスを付ける構成では、外へ出るときにNATやNAPTで送信元を置き換えることがあります。 この変換により、仮想マシンから始めた通信の応答を元の仮想マシンへ戻せます。 外部から新しい接続を始める場合は、公開用のIPアドレスやポート転送、経路、ACLなどを別に設定します。

待ち受けと外部公開は別の状態

Webサーバーが 0.0.0.0:8000 で待ち受けると、ゲストOS内のすべてのIPv4インターフェースで接続を受ける状態になります。 インターネットからの接続には、ゲストOSまでパケットを運ぶ経路と許可設定も必要です。

手元のPCの経路を確認する

最初に、普段使っているPCにもIPアドレスとデフォルトゲートウェイがあることを確認します。 利用しているOSの欄だけを実行してください。

macOS

ifconfig | grep 'inet '
route -n get default
scutil --dns | grep 'nameserver\[[0-9]*\]'

Linux

ip -brief address
ip route
cat /etc/resolv.conf

Windows PowerShell

Get-NetIPConfiguration
Get-NetRoute -DestinationPrefix "0.0.0.0/0"
Resolve-DnsName github.com

出力から、利用中のインターフェース、LAN側のIPv4アドレス、デフォルトゲートウェイ、DNSの問い合わせ先を一つずつ探します。 ループバックアドレスの 127.0.0.1 は自分自身を表すため、LANへ接続するインターフェースのIPアドレスとは区別します。

ip -brief address
ip route
ip route get 1.1.1.1
getent ahostsv4 github.com | head

mkdir -p ~/vm-network-lab
printf 'hello from the virtual machine\n' > ~/vm-network-lab/index.html
python3 -m http.server 8000 --bind 0.0.0.0 --directory ~/vm-network-lab >/tmp/vm-network-http.log 2>&1 &
server_pid=$!
ss -lntp | grep ':8000'
curl http://127.0.0.1:8000/

kill "$server_pid"

接続できない場所を切り分ける

仮想マシン内のcurlが成功して外部から失敗するなら、Webサーバーより外側を調べます。 仮想マシン内のcurlも失敗するなら、まずプロセスと待ち受けを調べます。