Java プログラムで Linux 上のネットワーク構成を自動化：スクリプト＋Socket APIで作る管理ツール

はじめに

Linux サーバのネットワーク構成を手動で設定するのは、運用負荷が高く、人的ミスを招きやすい作業です。
特に複数のサーバを管理する場合、ifconfig や ip コマンドを毎回実行して設定を反映するのは効率的ではありません。

本記事では、Java から Linux のネットワーク構成を自動化する方法を解説します。
具体的には、次の2つのアプローチを組み合わせた ハイブリッド管理ツール を作ります。

① スクリプト連携：Java から Bash / Shell スクリプトを実行
② Socket API 操作：Java 標準 API を使ってネットワーク設定を検証

これにより、「設定 → 検証 → ログ収集」までを自動化できます。

はじめに

1. Linux ネットワーク設定の基本
2. Java からシェルスクリプトを実行する方法
1. ポイント
3. Socket APIでネットワーク接続を検証する
1. この検証で確認できること
4. スクリプト＋Socketの統合自動化
5. 応用：ログ解析と再設定ループ
6. セキュリティと運用上の注意
まとめ

1. Linux ネットワーク設定の基本

Linux では以下のようなコマンドを使ってネットワーク設定を行います。

# IP アドレスの設定
sudo ip addr add 192.168.1.10/24 dev eth0

# ゲートウェイの設定
sudo ip route add default via 192.168.1.1

# DNS の設定
echo "nameserver 8.8.8.8" | sudo tee /etc/resolv.conf

これらを Java プログラムから実行 すれば、自動化が実現します。

2. Java からシェルスクリプトを実行する方法

Java では ProcessBuilder クラスを使うことで、外部コマンドを呼び出せます。

以下はネットワーク設定スクリプトを実行する例です。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

public class NetworkConfigurator {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 実行したいスクリプト
            String script = "/usr/local/bin/config_network.sh";

            ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("bash", script);
            pb.redirectErrorStream(true);
            Process process = pb.start();

            try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(process.getInputStream()))) {
                String line;
                while ((line = reader.readLine()) != null) {
                    System.out.println(line);
                }
            }

            int exitCode = process.waitFor();
            System.out.println("終了コード: " + exitCode);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

ポイント

ProcessBuilder は標準出力とエラー出力をマージ可能
waitFor() でスクリプト完了を待機
sudo コマンドを使う場合、パスワード入力が必要なので、
運用環境では NOPASSWD 設定（sudoers）を検討します。

3. Socket APIでネットワーク接続を検証する

設定変更後に 通信が有効か確認する仕組み を組み込むことで、
信頼性の高い自動化が実現します。

以下は、設定したネットワークが正しく通信できるかを確認する Java コード例です。

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;

public class NetworkVerifier {

    public static void main(String[] args) {
        String host = "8.8.8.8";  // Google DNS
        int port = 53;            // DNS port
        int timeout = 3000;       // 3秒タイムアウト

        try (Socket socket = new Socket()) {
            socket.connect(new InetSocketAddress(host, port), timeout);
            System.out.println("ネットワーク接続成功！");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("接続に失敗しました: " + e.getMessage());
        }
    }
}

この検証で確認できること

ルーティング設定が正しいか
DNSサーバまで到達できるか
外部通信ポートが開いているか

4. スクリプト＋Socketの統合自動化

ここまでの機能を組み合わせて、ネットワーク設定から検証までを自動で行うツールを構築します。

public class NetworkManager {

    public static void main(String[] args) {
        NetworkConfigurator configurator = new NetworkConfigurator();
        NetworkVerifier verifier = new NetworkVerifier();

        // スクリプト実行
        configurator.runConfigScript("/usr/local/bin/config_network.sh");

        // 検証
        verifier.checkConnection("8.8.8.8", 53);
    }
}

class NetworkConfigurator {
    public void runConfigScript(String scriptPath) {
        try {
            ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("bash", scriptPath);
            pb.redirectErrorStream(true);
            Process process = pb.start();
            process.waitFor();
            System.out.println("ネットワーク設定完了。");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class NetworkVerifier {
    public void checkConnection(String host, int port) {
        try (Socket socket = new Socket()) {
            socket.connect(new InetSocketAddress(host, port), 3000);
            System.out.println("通信テスト成功: " + host + ":" + port);
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("通信テスト失敗: " + e.getMessage());
        }
    }
}

これで、1本の Java プログラムで以下を自動化できます

✅ IP 設定・ルート追加などのスクリプト実行
✅ 通信可能性の確認（Socket）
✅ 結果のログ出力

5. 応用：ログ解析と再設定ループ

ネットワークが不安定な場合は、自動再設定ループを組み込むと便利です。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    if (verifier.checkConnection("8.8.8.8", 53)) {
        break;
    } else {
        configurator.runConfigScript("/usr/local/bin/retry_network.sh");
    }
}

これにより、障害検知時に自動でリトライ処理を行えます。