RaspberryPi 4BにUbuntu Serverをインストール

この記事について

会社でラズパイUbuntu環境作る(ただ作る)機会が稀にあり、自分自身が使わない(忘れる)のでメモを作りました。

自分がよく使う

• 日本語環境
• Network(wlan0/eth0)
• nftables
• mqtt broker

の各設定をUbuntu 20.04と22.04で確認しました。

環境

Raspberry Pi： Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.2
OS： Ubuntu Server 20.04.5 LTS(64bit) / Ubuntu Server 22.04.3 LTS(64bit)
microSDカード：　32GB
クライアント機： DesktopPC(Windows11 Pro)

構築手順

microSDカード作成

Raspberry Pi Imagerを使いOther General-purpose OS > Ubuntu > Ubuntu Server 20.04.5 LTS(64bit) / Ubuntu Server 22.04.3 LTS(64bit)で選択します。

初期起動時にはImagerで設定したwifiしかNICが使えないのでssh接続したければwifiの設定はMUSTです。

update & upgrade

$ sudo apt update && sudo apt upgrade -y

locale設定

$ sudo dpkg-reconfigure keyboard-configuration
$ sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo
$ timedatectl
$ sudo apt -y install language-pack-ja-base language-pack-ja
$ sudo localectl set-locale LANG=ja_JP.UTF-8 LANGUAGE="ja_JP:ja"
$ source /etc/default/locale

Network設定

Network Managerを使います。

$ sudo apt  install network-manager -y
$ sudo systemctl enable NetworkManager

netplanでNetworkManagerの設定をします。「APのSSID」と「APのpassphrase 」は実際に使う環境の値に置き換えます。

$ sudo nano /etc/netplan/99-custom-network.yaml
$ sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml /etc/netplan/50-cloud-init.yaml.bak

dhcpを使う場合

/etc/netplan/99-custom-network.yaml

network:
    version: 2
    wifis:
        wlan0:
            access-points:
                APのSSID:
                    password: APのpassphrase 
            dhcp4: true
            optional: true
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: true
            optional: true
    renderer: NetworkManager

static ipにしたい場合

/etc/netplan/99-custom-network.yaml

network:
    version: 2
    wifis:
        wlan0:
            access-points:
                APのSSID:
                    password: APのpassphrase 
            dhcp4: false
            addresses: [192.168.xx.xx/24]
            routes:
              - to: default
                via: 192.168.xx.1
                metric: 100
            nameservers:
                addresses: [192.168.xx.1]
            optional: true
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: false
            addresses: [192.168.yy.xx/24]
            routes:
              - to: default
                via: 192.168.yy.1
                metric: 100
            nameservers:
                addresses: [192.168.yy.1]
            optional: true
    renderer: NetworkManager

NetworkManagerの設定を適用します。

$ sudo netplan apply
$ sudo reboot

ipv6無効化

ipv4のみnftablesを設定して使いたいのでipv6を無効化します。

$ echo "net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf 
$ echo "net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
$ echo "net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6=1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
$ sudo sysctl -p

ssh port番号変更

Port 61000を使うことを想定します。

$ sudo sed -i "s/#Port 22/Port 61000/g" /etc/ssh/sshd_config
$ sudo systemctl restart ssh

nftables設定

nftablesと言いつつiptables-persistentをインストールして設定します()
外部とのmqttsとloでのmqttを許可します。

インストール後に再起動してからset_fw.shを実行します。

$ echo iptables-persistent iptables-persistent/autosave_v4 boolean true | sudo debconf-set-selections
$ echo iptables-persistent iptables-persistent/autosave_v6 boolean false | sudo debconf-set-selections
$ sudo apt install -y iptables iptables-persistent
$ sudo reboot

set_fw.sh

#!/bin/bash

sudo cp /etc/iptables/rules.v4 /etc/iptables/rules.v4.bak
sudo rm /etc/iptables/rules.v4

sudo iptables -F
sudo iptables -X
sudo iptables -P INPUT DROP
sudo iptables -P FORWARD DROP
sudo iptables -P OUTPUT ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -d 127.0.0.0/8 ! -i lo -j REJECT --reject-with icmp-port-unreachable
sudo iptables -A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 127.0.0.0/8 -p tcp -m tcp --dport 1883 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 192.168.xx.0/24 -p udp -m udp --dport 53 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 192.168.xx.1/32 -p udp -m udp --dport 123 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 192.168.xx.0/24 -p udp -m udp --dport 5353 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -p tcp -m tcp --dport 8883 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 192.168.xx.0/24 -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 61000 --tcp-flags FIN,SYN,RST,ACK SYN -m hashlimit --hashlimit-upto 1/min --hashlimit-burst 10 --hashlimit-mode srcip --hashlimit-name t_sshd --hashlimit-htable-expire 120000 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 169.254.0.0/16 -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 61000 --tcp-flags FIN,SYN,RST,ACK SYN -m hashlimit --hashlimit-upto 1/min --hashlimit-burst 10 --hashlimit-mode srcip --hashlimit-name t_sshd --hashlimit-htable-expire 120000 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 192.168.xx.0/24 -p icmp -m icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -s 169.254.0.0/16 -p icmp -m icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -m limit --limit 5/min -j LOG --log-prefix "iptables denied: " --log-level 7
sudo iptables -A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-port-unreachable

sudo service netfilter-persistent reload
sudo service netfilter-persistent save
sudo sh -c "iptables-save >/etc/iptables.ipv4.filter"
sudo iptables -L

mqtt brokerインストール

Server OSなのでpip3のインストールが必要です。

$ sudo apt install -y python3-dev python3-pip 
$ python3 -m pip install --upgrade pip

mqtt関連をインストールします。

$ sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients
$ sudo apt install -y python3-rpi.gpio
$ sudo pip3 install paho-mqtt

参考文献

以下記事を参考にさせて頂きました。ありがとうございました。

• Raspberry PiにUbuntu 20.04をインストール
• Ubuntu 22.04 LTS:日本語環境にする
• Ubuntu core 20.04 NIC eth0 unmanaged
• Ubuntu Serverでnetplanを使って固定IPアドレスを指定する（あと、Wake on LANを有効にする）
• Raspberry Pi 4 (Ubuntu Server 20.04.1 LTS ) で非公開SSIDのアクセスポイントに接続する
• UbuntuでIPv6を無効にする