シリアル通信とは?シリアルコンソールを使って安定したサーバーの遠隔管理を提供するための基礎知識とメリット

シリアル通信とは?
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Mr.K

サーバーやネットワーク機器の保守では、いまもRS-232によるシリアル通信が使われています。OSやネットワーク設定の状態に左右されず操作できるため、障害時の最後の入口として機能することが特徴です。

ただしサーバーコンソールは、原則としてケーブルをつないだ人しか使えません。この入口を遠隔化するのがシリアルコンソール接続です。本記事では、基礎知識から具体的な構成例、導入時の注意点までを解説します。

シリアルコンソール接続とは、ルーターやスイッチ、サーバーが備える管理用のコンソールポートにケーブルを接続して、機器の設定や管理を行う方式です。ネットワーク機器の多くは、IP経由でリモートアクセスできない状態になっても、RJ45の管理用コンソールポートからなら操作を受け付けます。この受け付ける口を遠隔から使えるようにするのが、コンソールサーバーと呼ばれる機器です。

構成は次の3要素で成り立ちます。

要素役割接続方法
管理者の端末遠隔から操作するネットワーク経由で
コンソールサーバーへ
コンソールサーバー各機器のサーバーコンソールを
集約し、遠隔化する
機器側はシリアル(RS-232)
管理対象の機器ルーター、スイッチ、サーバーなどRJ45コンソールポート、
USBコンソール

ATENのコンソールサーバーなら管理者と機器の間に1台挟むだけで、ラックの前まで行かなければ触れなかったサーバーコンソールが、席から使えます。
接続方法はRJ45のコンソールポートやUSBコンソールに対応しており、Cisco製ネットワークスイッチのRJ45シリアルポートに対しても専用ケーブルを使わず、直結できるため世代やメーカーの異なる機器が混在するラックでも、コンソール環境をまとめて遠隔化できます。

シリアルコンソール接続が求められる背景には、現場でくり返し起きている課題があります。代表的なものは次の6つです。

  • 障害のたびに現地へ移動しないと、復旧作業・初期化・障害調査に着手できない
  • 管理経路が社内LANしかなく、そのネットワークが落ちると機器に触れられなくなる
  • 拠点や工場が離れており、管理者が常駐していない
  • 在宅勤務や出張中など、すぐに現地へ行けない働き方が広がっている
  • セキュリティポリシー上、SSHクライアントなどのアプリを入れられないPCがある
  • 機器ごとに異なるコンソールケーブルを調達し、在庫として持っておく必要がある

共通しているのは、操作する技術がないのではなく、サーバーコンソールにたどり着く経路がない点です。日常の管理を社内LAN経由のインバンドだけに頼っていると、ネットワーク障害の場面で、管理経路まで同時に失われます。原因の切り分けすら、現地に着くまで始められません。

シリアルコンソール接続で解決できることイメージ図

導入によって何が変わるのかを、対応スピードと管理経路という2つの観点から解説します。

現場に行かずに復旧作業・初期化・障害調査ができる

保守回線とコンソールサーバーをあらかじめ用意しておけば、ネットワーク障害が起きている最中でも、現場に行かずにリモートから復旧作業や初期化、障害調査まで対応できます。

ポイントは「保守回線とともに」の条件です。サーバーコンソールを遠隔化しただけでは、その経路が管理対象と同じネットワーク上にある限り、障害時には使えません。設定投入のミスでスイッチが応答しなくなった、などの場面がまさに該当します。

保守回線を別に用意して初めて、障害の最中でも機器の状態を確認し、設定を戻し、必要なら初期化するところまで遠隔で完結します。移動時間がそのまま復旧時間に上乗せされる構造から抜け出せる点がポイントです。

管理経路をアウトオブバンドで二重化できる

さらに、通常のネットワークとは完全に独立した「アウトオブバンド(帯域外)の保守経路」を確保できることも大きなメリットです。 例えば、拠点内の監視センターからは社内LAN経由、本社のインフラエンジニアからはVPN接続による別ネットワーク経由で、それぞれサーバールームのコンソールサーバーへアクセスする2系統を用意しておくと、どちらか一方が使えなくなっても機器の管理は続けられます。

管理経路をアウトオブバンドで二重化できる構成図
経路使う場面経由するネットワークアクセスする拠点
インバンド平常時の監視社内LAN拠点内の監視センター
アウトオブバンド(OOB)障害時の保守VPN接続による
別ネットワーク
本社

日常の監視は社内LANで行い、障害時は本社が別経路から入る使い分けによって、管理対象のネットワークが止まってもシリアルコンソールへの経路は生きているため、現地に人を出さずに切り分けと復旧を進められます。

ATENの場合、拠点側に置くのはコンソールサーバー「SNシリーズ」で、ここにルーターやモデム、サーバーラックが接続されます。あわせて、複数台のPCを切り替えて遠隔操作する多ポート版IP-KVMを併用する構成も想定されており、ネットワーク機器はシリアルコンソール、PCはIP-KVMの役割分担で管理範囲を分けられる点が特徴です。

シリアルコンソール接続がどのように成り立っているのかを、機器側の配線と管理者側のアクセスに分けて解説します。

ネットワーク機器とつなぐ

コンソールサーバーは、ラック内に散らばったサーバーコンソールを1台に集約する配線の要です。SN1116COというモデルでは、次のケーブルでラック内の機器と接続します。

管理対象機器の例ケーブル
スイッチ・ルーター(シリアルコンソール)Cat 5ケーブル
スイッチ(USBコンソール)USB
サーバー(COMポート)Ciscoコンソールケーブル
ローカルで管理する場合の機器ケーブル
手元のノートPCMini USB(ラップトップ用ポート)
SN1116CO_Diagram

*接続方法やポートは製品型番により異なります。

注目したいのはCisco結線への対応です。ATENのコンソールサーバーは各機器との間をLANケーブルだけでつなぐことができるため、機器ごとに専用ケーブルを調達して在庫を抱える必要がありません。また、SN01系および11系のコンソールサーバーでは、USB-シリアルコンバーター「UC232BF」をコンソールサーバーのUSBポートに接続することで、シリアル管理ポートをさらに増設・拡張できます。

管理者側からアクセスする

管理者側は、ネットワーク経由でコンソールサーバーにログインし、そこから各機器のシリアルコンソールを呼び出します。ATENのコンソールサーバーはブラウザだけでアクセスできる方式に対応しているため、セキュリティポリシーでSSHクライアントを入れられないPCからでも操作できます。

一方で、遠隔から機器の設定に触れられるので、経路そのものが守られていなければなりません。ATENのコンソールサーバー「SNシリーズ」では、通信の暗号化にTLS 1.2やFIPS 140-2認定暗号モジュールに準拠し、ログインの認証にAD・LDAP・RADIUS、ネットワーク接続時の認証にIEEE 802.1Xを利用できます。金融や官公庁のように認証基盤の要件が定められている環境でも、既存の仕組みに合わせて組み込めます。

サーバーコンソールの遠隔化が効果を発揮するのは、管理対象と管理者の距離が離れている場面です。代表的なものを挙げます。

  • サーバールーム:ラックに集約したサーバー、スイッチ、ルーター、CATVモデムなどの回線終端装置の保守
  • オフィス:L2スイッチ、ルーター、PBXなど設置場所が分散した機器の管理
  • 工場:棟ごとに分かれたネットワーク機器を情報システム部からまとめて管理
  • 複数拠点:管理者が常駐していない拠点の遠隔保守
  • 在宅勤務:出張中:オフィスに戻らずに行う一次対応

いずれも、機器が置かれた部屋に人がいない点で共通しています。

ATEN製品による活用例

実際の構成を2つ見てみます。1つ目は、遠くのサーバールームとオフィスにあるネットワーク機器を管理するケースです。

活用例1

サーバールームのコンソールサーバーにはサーバー、スイッチ、ルーター、モデムを、オフィスのコンソールサーバーにはL2スイッチ、ルーター、PBXを接続します。遠隔操作者はVPNを介して社内ネットワークに入り、両方のシリアルコンソールにアクセスし、設置場所をまたいで統合管理できます。
2つ目は工場です。工場は敷地内に複数の建屋が点在し、それぞれにサーバーやスイッチ、ルーター、モデムといったネットワーク機器が置かれています。機器はあるのに管理者は本社にしかいない状態が起こりやすい環境です。

活用例2

そこで、A棟・B棟・C棟それぞれにコンソールサーバーを1台ずつ設置し、その棟にある機器のコンソールをすべてLANケーブルで集約します。本社の情報システム部は社内ネットワーク経由で各棟のコンソールサーバーにアクセスできるため、どの棟の機器を操作する場合でも自席から作業が完結します。トラブルのたびに担当者が敷地内を移動したり、工場側の担当者に電話で操作を依頼したりする必要がありません。

コンソールサーバーは機種によって備える機能が異なります。選定時に押さえておきたい2点を解説します。

ポート数とグレードの2軸で選ぶ

ATENのコンソールサーバー「SNシリーズ」は9機種あり、シリアルポート数とグレードの組み合わせで型番が決まります。型番は「SN+グレード2桁+シリアルポート数2桁+CO」の構成です

グレード 型番 シリアルポート数 位置づけ
91系 SN9108CO/SN9116CO 8・16 エントリー
01系 SN0108CO〜SN0148CO 8・16・32・48 スタンダード
11系 SN1116CO〜SN1148CO 16・32・48 上位

ポート数は、いま集約したいサーバーコンソールの数だけでなく、増設の余地も見込んで選ぶのが安全です。

特長がすべての機種に共通するとは限らない

製品カタログに並ぶ特長のうち、いくつかは対応機種が限られます。主な違いは次のとおりです。

  • 冗長電源:ラックに集約したサーバー、スイッチ、ルーター、CATVモデムなどの回線終端装置の保守
  • LANポート:91系はRJ45×1、01系はRJ45×2、11系はSFP×2
  • 環境センサー:11系のみ対応。温度・湿度・ドア・漏水などを接続できる
  • USBコンソール接続:01系・11系のみ対応。91系はシリアルコンソール接続のみ対応

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項目 / 製品名 SN9108CO SN9116CO SN0108CO SN0116CO SN0132CO SN0148CO SN1116CO SN1132CO SN1148CO
デバイス側インターフェース シリアル(RS-232)
シリアルポート数 8168163248163248
LAN ポート RJ-45 × 1 ポート RJ-45 × 2 ポート SFP × 2 ポート
IPv6 対応 ○
デュアル電源 — ○
環境センサー — RJ-11 メス × 2
4 ピンターミナルブロック × 1
ローカルコンソールポート — RJ-45 メス × 1
USB ポート — USB Type-A メス × 3 USB Type-A メス × 4
ラップトップ USB コンソール
(LUC) ポート
— Mini USB Type-B メス × 1
多言語対応 ○

つまり、シリアルコンソールの遠隔化そのものは全機種で実現できますが、電源やLANの冗長化、ラック内の環境監視まで1台にまとめたい場合は11系が必要です。可用性の要件と、サーバーコンソール以外に何を集約したいかを先に整理してから機種を絞り込むと、選定がぶれません。

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シリアルコンソール接続は、ラックの前でしか使えなかったサーバーコンソールを、ネットワーク越しに使える口へと変える仕組みです。保守回線とあわせて用意しておけば、ネットワーク障害の最中でも現場に行かずに復旧作業や初期化、障害調査まで対応できます。

サーバールームやオフィス、複数の棟に分かれた工場など、機器と管理者の距離が離れている環境ほど効果は大きくなります。機種選定では、シリアルポート数とグレードの2軸で要件を整理することが失敗を防ぐポイントです。

 

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