Wireguard 実践入門

Kazuhiro NISHIYAMA

2020-04-18

自己紹介
西山和広
Ruby のコミッター
twitter, github など: @znz
1/36

WireGuard とは?
WireGuard: fast, modern, secure VPN
tunnel
暗号化などは最近のアルゴリズムを採用
ChaCha20, Curve25519, BLAKE2,
SipHash24, HKDF
アルゴリズムの選択で悩む必要がない
別実装も存在
2/36

インストール
https://www.wireguard.com/install/
Debian (buster) なら backports から
Ubuntu (19.04以前) なら ppa:wireguard/
wireguard から
その他ディストリビューションにも対応
Windows, macOS, Android, iOS にも対
応
3/36

カーネルモジュール
Linux 5.6 以降ならカーネルが直接サポー
ト (wireguard-dkms 不要)
その関連で wireguard-dkms の postinst
が自動リロードから再起動要求に
https://salsa.debian.org/debian/
wireguard-linux-compat/-/commit/
af9f90b13118cd259227773c2a81ccfa2
5cf3e5d
4/36

ネットワークのイメージ
WireGuard のトンネル = スイッチングハブ
Peer の AllowedIPs がルーティング
例: 10.192.122.0/24 のネットワークをス
ター型やメッシュ型で接続
例: 10.192.124.1/32 と 10.192.124.2/32 を
P2P 接続
5/36

基本的な使い方
wg コマンド : 鍵の設定など
wg-quick コマンド : IP アドレスの設定など
を含むラッパーコマンド
ip コマンドで直接設定する場合は https://
www.wireguard.com/quickstart/ 参照
6/36

systemd with wg-quick
この資料では wg-quick@.service を使う
のを想定
他の設定方法は https://wiki.debian.org/
WireGuard 参照
例: /etc/wireguard/wg0.conf が
wg-quick@wg0.service に対応
7/36

設定ファイル
/etc/wireguard/wg0.conf の wg0 が
interface 名になる
systemctl enable --now wg-quick@wg0
で開始
名前は何でも良さそう
wg0, wg1, … のように wg数字が一般的
8/36

man にある設定ファイル例
[Interface]
PrivateKey = yAnz5TF+lXXJte14tji3zlMNq+hd2rYUIgJBgB3fBmk=
ListenPort = 51820
[Peer]
PublicKey = xTIBA5rboUvnH4htodjb6e697QjLERt1NAB4mZqp8Dg=
Endpoint = 192.95.5.67:1234
AllowedIPs = 10.192.122.3/32, 10.192.124.1/24
[Peer]
PublicKey = TrMvSoP4jYQlY6RIzBgbssQqY3vxI2Pi+y71lOWWXX0=
Endpoint = [2607:5300:60:6b0::c05f:543]:2468
AllowedIPs = 10.192.122.4/32, 192.168.0.0/16
[Peer]
PublicKey = gN65BkIKy1eCE9pP1wdc8ROUtkHLF2PfAqYdyYBz6EA=
Endpoint = test.wireguard.com:18981
AllowedIPs = 10.10.10.230/32
9/36

設定説明
次のページからのタイトルの wg(8)
Interface = wg(8) コマンドで使われる
Interface セクションの設定
wg(8) と wg-quick(8) の区別は設定する時
にはあまり気にしない
man を調べる時に影響する程度
10/36

wg(8) Interface
PrivateKey: 自分側の秘密鍵
設定ファイルに直書きするなら権限に注意
ListenPort: 待ち受けポート
ノート PC 側などの固定しない場合は不要
interface ごとに別ポートにする必要あり
FwMark (iptables などと組み合わせるた
めのもの)
11/36

wg(8) Peer
PublicKey : ID を兼ねていて必須
接続相手の公開鍵
PresharedKey : なくても良い
OpenVPN の ta.key のように追加の共有鍵認証
AllowedIPs
’,’ 区切りの IP/CIDR
’,’ で並べる代わりに複数並べても OK
12/36

wg(8) Peer
Endpoint : 接続先
IP アドレスまたはホスト名 + ‘:’ + ポート番号
IPv6 なら Endpoint = [XXXX:YYYY:ZZZZ::
1]:51820 のように [] でくくる
PersistentKeepAlive : NAT 環境で設定
keep alive パケット送信間隔 (秒)
0 や “off” で無効 (デフォルト)
13/36

wg-quick(8)
wg コマンドと ip コマンドのラッパー
次ページの設定項目は ip コマンドなどの
wg コマンド以外での設定で使われる
14/36

wg-quick(8) Interface
SaveConfig=true : 設定の自動保存
wg set で peer 追加などするなら便利
Address : 自分側 IP アドレス (複数可能)
DNS : up した時に設定する DNS サーバー
PreUp, PostUp, PreDown, PostDown
iptables の NAT 設定などに使う
MTU, Table
15/36

privatekey 自動読み込み
PostUp で wg set %i private-key
SaveConfig = true があると
PrivateKey = が書き込まれてしまうので
注意
[Interface]
Address = 10.10.0.2/32, fd86:ea04:1111::2/128
PostUp = wg set %i private-key <(cat /etc/wireguard/privatekey)
16/36

使用例
umask 077 して wg genkey | tee
privatekey | wg pubkey | tee
publickey で鍵ペア作成
/etc/wireguard/wg0.conf 作成
systemctl enable wg-quick@wg0 --
now
17/36

設定例のネットワーク構成
10.10.0.1 (VPS 1)
| `- 10.10.0.2 (モバイル端末 2)
`- 10.10.0.3 (VPS 3)
fd86:ea04:1111::1 (VPS 1)
| `- fd86:ea04:1111::2 (モバイル端末 2)
`- fd86:ea04:1111::3 (VPS 3)
2 と 3 は 1 をハブとして通信、 2 の IPv6 は 1 経
由でグローバルに出る
18/36

VPS 1のInterface設定例
Address には /24 のように範囲を設定
(iptable の PostUp, PostDown は実際には1行)
[Interface]
Address = 10.10.0.1/24
Address = fd86:ea04:1111::1/64
ListenPort = 51820
PostDown = iptables -D FORWARD -i %i -j ACCEPT;
iptables -t nat -D POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE;
ip6tables -D FORWARD -i %i -j ACCEPT;
ip6tables -t nat -D POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE
PostUp = iptables -A FORWARD -i %i -j ACCEPT;
iptables -t nat -A POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE;
ip6tables -A FORWARD -i %i -j ACCEPT;
ip6tables -t nat -A POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE
PostUp = wg set %i private-key <(cat /etc/wireguard/privatekey)
19/36

VPS 1のPeer設定例
AllowIPs には接続先での Address と同じもの
を指定
(モバイル端末や NAT の中のサーバーなどの
Endpoint が (設定でき) ない Peer は最初は相手
からつないでもらう必要がある)
[Peer]
PublicKey = ugpA/M4UKHyPX9ymXI2ntHJ+uHbdUpK6duGnjj9QGnI=
AllowedIPs = 10.10.0.2/32, fd86:ea04:1111::2/128
20/36

VPS 1のPeer設定例 (2)
直接接続できる Peer なら Endpoint も設定する
と、どちらからも接続開始可能
[Peer]
PublicKey = HXuu2SFfqOSN2iifw3Mh7J6rDRMjIXAR3wQvkyYrKyA=
AllowedIPs = 10.10.0.3/32, fd86:ea04:1111::3/128
Endpoint = XXX.YYY.ZZZ.123:51820
21/36

モバイル端末2のInterface
設定例
/32 で特定のアドレスのみを設定
[Interface]
Address = 10.10.0.2/32, fd86:ea04:1111::2/128
PostUp = wg set %i private-key <(cat /etc/wireguard/privatekey)
22/36

モバイル端末2のPeer設定例
AllowIPs には Peer にルーティングする IP アド
レスの範囲を設定
(::/0でIPv6のデフォルト経路がwg0になる)
[Peer]
PublicKey = 4TBu1wBKSvH/Bl14hyxSTq1AEx3mOTxiR5e7Vpd13ng=
AllowedIPs = ::/0, 10.10.0.0/24
Endpoint = XXX.YYY.ZZZ.111:51820
PersistentKeepAlive = 25
23/36

ネットワークトポロジー
手動設定するならスター型が簡単
端末の設定とハブとなるサーバーに Peer を追加
していくだけ
provision で自動化できるならメッシュ型
にすると無駄な経路が減って高速かつ障害
に強くなる
(現在は VPS 間はメッシュ型でノート PC は
24/36
ハブになる特定のサーバーに接続中)

複数 interface 設定
複数物理 interface と同様に追加可能
ListenPort は別々にする必要がある (同じ
ポートを使うと後から start しようとした
方が失敗する)
Address などは物理 interface と同様に考
えれば良い
単一に複数サブネット設定も可能
25/36

トラブルシューティング
ip a で IP アドレス確認
wg コマンドで送受信の量を確認
送信できていなければ送信側の設定確認
送信しているのに受信していなければ途中
の firewall などを確認
26/36

失敗例1
NATの中の自宅サーバーに外から接続できず
→ 最初は中から接続を開始する必要あり
→ zabbix-agent で定期的に通信が発生するよ
うにして解決
27/36

失敗例2
再起動したら繋がらない
→ systemctl start だけして
systemctl enable していなかった
→ wg-quick up wg0 で動作確認していて
systemctl enable していなかった
→ ポートが衝突している → ListenPort 変
更
28/36

失敗例3
wireguard で相互接続設定していた LAN 内の
マシンをまとめて再起動したら繋がらない
→ mDNS の raspi.local などの名前で設
定していた
→ 起動時に名前解決ができず
→ IP アドレス指定に変更
29/36

失敗例4
端末間が繋がらない
→ sysctl の net.ipv4.ip_forward=1 や
net.ipv6.conf.all.forwarding=1 の
設定漏れ
→ ufw route の許可漏れ
30/36

失敗例5
外に出られない
→ 先ほどの設定に加えて iptables,
ip6tables の MASQUERADE 設定漏れ
31/36

失敗例6
複雑な設定をしようとして失敗
設定例の 2 と 3 との直接接続設定を追加
3 から 2 は 1 経由のままを目指して失敗
→ 同じサブネットに繋がっているので直接
通信優先で行きと帰りを別経路にできず
32/36

wireguard-dkms
更新時に再起動を要求されるようになった
https://salsa.debian.org/debian/
wireguard-linux-compat/-/commit/
af9f90b13118cd259227773c2a81ccfa2
5cf3e5d
変更前と同様の処理をして再起動を回避
33/36

再起動回避例
cat /sys/module/wireguard/version
modinfo -F version wireguard
[[ $(cat /sys/module/wireguard/version) !=
$(modinfo -F version wireguard) ]] &&
sudo sh -c 'systemctl stop wg-quick@wg0.service &&
rmmod wireguard &&
modprobe wireguard &&
systemctl start wg-quick@wg0.service'
cat /sys/module/wireguard/version
head /run/reboot-required*
sudo rm /run/reboot-required*
34/36

実行例
$ cat /sys/module/wireguard/version
1.0.20200401
$ modinfo -F version wireguard
1.0.20200413
$ [[ $(cat /sys/module/wireguard/version) !=
$(modinfo -F version wireguard) ]] &&
sudo sh -c 'systemctl stop wg-quick@wg0.service &&
rmmod wireguard &&
modprobe wireguard &&
systemctl start wg-quick@wg0.service'
$ cat /sys/module/wireguard/version
1.0.20200413
$ head /run/reboot-required*
==> /run/reboot-required <==
==> /run/reboot-required.pkgs <==
wireguard-dkms
$ sudo rm /run/reboot-required*
35/36

参考
https://wiki.debian.org/WireGuard
https://wiki.archlinux.jp/index.php/
WireGuard
作って理解するWireGuard https://
www.youtube.com/watch?
v=grDEBt7oQho
The Unofficial Wireguard
Documentation https://github.com/
pirate/wireguard-docs
Powered by Rabbit 2.2.1
36/36

Description

オンライン開催：東京エリア・関西合同Debian勉強会 (2020/4/18(土))での発表資料です。

wireguard を半年ぐらい使ってみり、いくつかのネットワーク形態を試してみた知見を共有します。

Text

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Wireguard 実践入門
Kazuhiro NISHIYAMA
東京エリア・関西合同Debian勉強会
2020/04/18
Powered by Rabbit 2.2.1

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自己紹介
西山 和広
Ruby のコミッター
twitter, github など: @znz
1/36

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WireGuard とは?
WireGuard: fast, modern, secure VPN
tunnel
暗号化などは最近のアルゴリズムを採用
ChaCha20, Curve25519, BLAKE2,
SipHash24, HKDF
アルゴリズムの選択で悩む必要がない
別実装も存在
2/36

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インストール
https://www.wireguard.com/install/
Debian (buster) なら backports から
Ubuntu (19.04以前) なら ppa:wireguard/
wireguard から
その他ディストリビューションにも対応
Windows, macOS, Android, iOS にも対
応
3/36

Page: 5

カーネルモジュール
Linux 5.6 以降ならカーネルが直接サポー
ト (wireguard-dkms 不要)
その関連で wireguard-dkms の postinst
が自動リロードから再起動要求に
https://salsa.debian.org/debian/
wireguard-linux-compat/-/commit/
af9f90b13118cd259227773c2a81ccfa2
5cf3e5d
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ネットワークのイメージ
WireGuard のトンネル = スイッチングハブ
Peer の AllowedIPs がルーティング
例: 10.192.122.0/24 のネットワークをス
ター型やメッシュ型で接続
例: 10.192.124.1/32 と 10.192.124.2/32 を
P2P 接続
5/36

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基本的な使い方
wg コマンド : 鍵の設定など
wg-quick コマンド : IP アドレスの設定など
を含むラッパーコマンド
ip コマンドで直接設定する場合は https://
www.wireguard.com/quickstart/ 参照
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systemd with wg-quick
この資料では wg-quick@.service を使う
のを想定
他の設定方法は https://wiki.debian.org/
WireGuard 参照
例: /etc/wireguard/wg0.conf が
wg-quick@wg0.service に対応
7/36

Page: 9

設定ファイル
/etc/wireguard/wg0.conf の wg0 が
interface 名になる
systemctl enable --now wg-quick@wg0
で開始
名前は何でも良さそう
wg0, wg1, … のように wg数字 が一般的
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man にある設定ファイル例
[Interface]
PrivateKey = yAnz5TF+lXXJte14tji3zlMNq+hd2rYUIgJBgB3fBmk=
ListenPort = 51820
[Peer]
PublicKey = xTIBA5rboUvnH4htodjb6e697QjLERt1NAB4mZqp8Dg=
Endpoint = 192.95.5.67:1234
AllowedIPs = 10.192.122.3/32, 10.192.124.1/24
[Peer]
PublicKey = TrMvSoP4jYQlY6RIzBgbssQqY3vxI2Pi+y71lOWWXX0=
Endpoint = [2607:5300:60:6b0::c05f:543]:2468
AllowedIPs = 10.192.122.4/32, 192.168.0.0/16
[Peer]
PublicKey = gN65BkIKy1eCE9pP1wdc8ROUtkHLF2PfAqYdyYBz6EA=
Endpoint = test.wireguard.com:18981
AllowedIPs = 10.10.10.230/32
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設定説明
次のページからのタイトルの wg(8)
Interface = wg(8) コマンドで使われる
Interface セクションの設定
wg(8) と wg-quick(8) の区別は設定する時
にはあまり気にしない
man を調べる時に影響する程度
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Page: 12

wg(8) Interface
PrivateKey: 自分側の秘密鍵
設定ファイルに直書きするなら権限に注意
ListenPort: 待ち受けポート
ノート PC 側などの固定しない場合は不要
interface ごとに別ポートにする必要あり
FwMark (iptables などと組み合わせるた
めのもの)
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wg(8) Peer
PublicKey : ID を兼ねていて必須
接続相手の公開鍵
PresharedKey : なくても良い
OpenVPN の ta.key のように追加の共有鍵認証
AllowedIPs
’,’ 区切りの IP/CIDR
’,’ で並べる代わりに複数並べても OK
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wg(8) Peer
Endpoint : 接続先
IP アドレスまたはホスト名 + ‘:’ + ポート番号
IPv6 なら Endpoint = [XXXX:YYYY:ZZZZ::
1]:51820 のように [] でくくる
PersistentKeepAlive : NAT 環境で設定
keep alive パケット送信間隔 (秒)
0 や “off” で無効 (デフォルト)
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wg-quick(8)
wg コマンドと ip コマンドのラッパー
次ページの設定項目は ip コマンドなどの
wg コマンド以外での設定で使われる
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wg-quick(8) Interface
SaveConfig=true : 設定の自動保存
wg set で peer 追加などするなら便利
Address : 自分側 IP アドレス (複数可能)
DNS : up した時に設定する DNS サーバー
PreUp, PostUp, PreDown, PostDown
iptables の NAT 設定などに使う
MTU, Table
15/36

Page: 17

privatekey 自動読み込み
PostUp で wg set %i private-key
SaveConfig = true があると
PrivateKey = が書き込まれてしまうので
注意
[Interface]
Address = 10.10.0.2/32, fd86:ea04:1111::2/128
PostUp = wg set %i private-key <(cat /etc/wireguard/privatekey)
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使用例
umask 077 して wg genkey | tee
privatekey | wg pubkey | tee
publickey で鍵ペア作成
/etc/wireguard/wg0.conf 作成
systemctl enable wg-quick@wg0 --
now
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設定例のネットワーク構成
10.10.0.1 (VPS 1)
| `- 10.10.0.2 (モバイル端末 2)
`- 10.10.0.3 (VPS 3)
fd86:ea04:1111::1 (VPS 1)
| `- fd86:ea04:1111::2 (モバイル端末 2)
`- fd86:ea04:1111::3 (VPS 3)
2 と 3 は 1 をハブとして通信、 2 の IPv6 は 1 経
由でグローバルに出る
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VPS 1のInterface設定例
Address には /24 のように範囲を設定
(iptable の PostUp, PostDown は実際には1行)
[Interface]
Address = 10.10.0.1/24
Address = fd86:ea04:1111::1/64
ListenPort = 51820
PostDown = iptables -D FORWARD -i %i -j ACCEPT;
iptables -t nat -D POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE;
ip6tables -D FORWARD -i %i -j ACCEPT;
ip6tables -t nat -D POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE
PostUp = iptables -A FORWARD -i %i -j ACCEPT;
iptables -t nat -A POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE;
ip6tables -A FORWARD -i %i -j ACCEPT;
ip6tables -t nat -A POSTROUTING -o e+ -j MASQUERADE
PostUp = wg set %i private-key <(cat /etc/wireguard/privatekey)
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VPS 1のPeer設定例
AllowIPs には接続先での Address と同じもの
を指定
(モバイル端末や NAT の中のサーバーなどの
Endpoint が (設定でき) ない Peer は最初は相手
からつないでもらう必要がある)
[Peer]
PublicKey = ugpA/M4UKHyPX9ymXI2ntHJ+uHbdUpK6duGnjj9QGnI=
AllowedIPs = 10.10.0.2/32, fd86:ea04:1111::2/128
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VPS 1のPeer設定例 (2)
直接接続できる Peer なら Endpoint も設定する
と、どちらからも接続開始可能
[Peer]
PublicKey = HXuu2SFfqOSN2iifw3Mh7J6rDRMjIXAR3wQvkyYrKyA=
AllowedIPs = 10.10.0.3/32, fd86:ea04:1111::3/128
Endpoint = XXX.YYY.ZZZ.123:51820
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モバイル端末2のInterface
設定例
/32 で特定のアドレスのみを設定
[Interface]
Address = 10.10.0.2/32, fd86:ea04:1111::2/128
PostUp = wg set %i private-key <(cat /etc/wireguard/privatekey)
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モバイル端末2のPeer設定例
AllowIPs には Peer にルーティングする IP アド
レスの範囲を設定
(::/0でIPv6のデフォルト経路がwg0になる)
[Peer]
PublicKey = 4TBu1wBKSvH/Bl14hyxSTq1AEx3mOTxiR5e7Vpd13ng=
AllowedIPs = ::/0, 10.10.0.0/24
Endpoint = XXX.YYY.ZZZ.111:51820
PersistentKeepAlive = 25
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ネットワークトポロジー
手動設定するならスター型が簡単
端末の設定とハブとなるサーバーに Peer を追加
していくだけ
provision で自動化できるならメッシュ型
にすると無駄な経路が減って高速かつ障害
に強くなる
(現在は VPS 間はメッシュ型でノート PC は
24/36
ハブになる特定のサーバーに接続中)

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複数 interface 設定
複数物理 interface と同様に追加可能
ListenPort は別々にする必要がある (同じ
ポートを使うと後から start しようとした
方が失敗する)
Address などは物理 interface と同様に考
えれば良い
単一に複数サブネット設定も可能
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トラブルシューティング
ip a で IP アドレス確認
wg コマンドで送受信の量を確認
送信できていなければ送信側の設定確認
送信しているのに受信していなければ途中
の firewall などを確認
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失敗例1
NATの中の自宅サーバーに外から接続できず
→ 最初は中から接続を開始する必要あり
→ zabbix-agent で定期的に通信が発生するよ
うにして解決
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失敗例2
再起動したら繋がらない
→ systemctl start だけして
systemctl enable していなかった
→ wg-quick up wg0 で動作確認していて
systemctl enable していなかった
→ ポートが衝突している → ListenPort 変
更
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失敗例3
wireguard で相互接続設定していた LAN 内の
マシンをまとめて再起動したら繋がらない
→ mDNS の raspi.local などの名前で設
定していた
→ 起動時に名前解決ができず
→ IP アドレス指定に変更
29/36

Page: 31

失敗例4
端末間が繋がらない
→ sysctl の net.ipv4.ip_forward=1 や
net.ipv6.conf.all.forwarding=1 の
設定漏れ
→ ufw route の許可漏れ
30/36

Page: 32

失敗例5
外に出られない
→ 先ほどの設定に加えて iptables,
ip6tables の MASQUERADE 設定漏れ
31/36

Page: 33

失敗例6
複雑な設定をしようとして失敗
設定例の 2 と 3 との直接接続設定を追加
3 から 2 は 1 経由のままを目指して失敗
→ 同じサブネットに繋がっているので直接
通信優先で行きと帰りを別経路にできず
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wireguard-dkms
更新時に再起動を要求されるようになった
https://salsa.debian.org/debian/
wireguard-linux-compat/-/commit/
af9f90b13118cd259227773c2a81ccfa2
5cf3e5d
変更前と同様の処理をして再起動を回避
33/36

Page: 35

再起動回避例
cat /sys/module/wireguard/version
modinfo -F version wireguard
[[ $(cat /sys/module/wireguard/version) !=
$(modinfo -F version wireguard) ]] &&
sudo sh -c 'systemctl stop wg-quick@wg0.service &&
rmmod wireguard &&
modprobe wireguard &&
systemctl start wg-quick@wg0.service'
cat /sys/module/wireguard/version
head /run/reboot-required*
sudo rm /run/reboot-required*
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実行例
$ cat /sys/module/wireguard/version
1.0.20200401
$ modinfo -F version wireguard
1.0.20200413
$ [[ $(cat /sys/module/wireguard/version) !=
$(modinfo -F version wireguard) ]] &&
sudo sh -c 'systemctl stop wg-quick@wg0.service &&
rmmod wireguard &&
modprobe wireguard &&
systemctl start wg-quick@wg0.service'
$ cat /sys/module/wireguard/version
1.0.20200413
$ head /run/reboot-required*
==> /run/reboot-required <==
==> /run/reboot-required.pkgs <==
wireguard-dkms
$ sudo rm /run/reboot-required*
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参考
https://wiki.debian.org/WireGuard
https://wiki.archlinux.jp/index.php/
WireGuard
作って理解するWireGuard https://
www.youtube.com/watch?
v=grDEBt7oQho
The Unofficial Wireguard
Documentation https://github.com/
pirate/wireguard-docs
Powered by Rabbit 2.2.1
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