Domov // Školský server a sieť // Príručka Ubuntu servera // Virtualizácia

JeOS a vmbuilder

Úvod

Čo je JeOS

Ubuntu JeOS (vyslovujeme "džús") je efektívny variant operačného systému Ubuntu Server, nastavený špeciálne pre prácu vo virtuálnom počítači. Tento systém sa už nedá stiahnuť ako samostatný ISO obraz disku CD-ROM, ale je ho možné nainštalovať týmito spôsobmi:

  • Počas inštalácie z obrazu disku Server Edition (stlačíme F4 na prvej obrazovke, kde vyberieme "Minimálna inštalácia", ktorá zodpovedá výberu balíkov, ktorý tvoril JeOS).

  • Vytvoríme si vlastný obraz pomocou nástroja vmbuilder, o ktorom hovoríme nižšie.

JeOS je špecializovaná inštalácia systému Ubuntu Server Edition s vyladeným jadrom, ktoré obsahuje základné prvky potrebné na beh vo virtuálnom prostredí.

Ubuntu JeOS bol vyladený tak, aby využíval kľúčové technológie na zvýšenie výkonu v posledných produktoch od VMware. Kombinácia zníženej veľkosti a optimalizovaného výkonu zaisťuje  pre Ubuntu JeOS Edition vysokú efektívnosť využitia serverových zdrojov pri rozsiahlom nasadení virtualizácie.

Systém bez nepotrebných ovládačov s minimálnym počtom balíkov si môžu ostatné spoločnosti prispôsobiť presne podľa svojich potrieb. Bezpečnostné a iné aktualizácie sú obmedzené na minimum, pretože sa aktualizuje iba najnevyhnutnejšie minimum potrebné pre chod prostredia. Používatelia pracujúci v prostredí JeOS zaznamenajú menej aktualizácií ako by zaznamenali pri štandardnej inštalácii servera.

Čo je vmbuilder

Vďaka nástroju vmbuilder už nie je potrebné sťahovať ISO obraz disku JeOS. Nástroj vmbuilder dokáže pomocou rôznych balíkov pripraviť za minútu virtuálny počítač presne podľa našich požiadaviek. Vmbuilder je skript, ktorý automatizuje proces vytvárania virtuálnych počítačov založených na Linuxe. V súčasnosti podporuje KVM a Xen.

Pomocou prepínačov príkazového riadka môžeme pridať ďalšie balíky, odstrániť balíky, zvoliť verziu Ubuntu a zrkadlo z ktorého bude sťahovať, atď. Na novom hardvéri s dostatkom pamäte RAM, priečinkom tmpdir v /dev/shm  alebo použitím súborového systému tmpfs, vytvorením lokálneho zrkadla, môžete naštartovať virtuálny počítač za menej ako minútu.

Prvý krát sa shell skript ubuntu-vm-builder objavil v Ubuntu 8.04LTS. Bol vytvorený za účelom pomoci vývojárom, ktorý potrebovali testovať svoj kód bez toho, aby museli zakaždým začínať od nuly. Niekoľko administrátorov Ubuntu začalo tento skript používať a pridali do neho rôzne vylepšenia a prispôsobili ho na konkrétne prípady, čo priviedlo Sorena Hansena (to nie je golfový hráč ale autor skriptu a špecialista na virtualizáciu Ubuntu) k tomu, aby do vydania Interpid skript od znova prepísal v jazyku Python, pričom si stanovil nové ciele:

  • Navrhnúť skript tak, aby sa dal znova použiť v iných distribúciách.

  • Použiť mechanizmus rozšírení pre všetky virtualizačné interakcie tak, aby sa dali jednoducho a logicky použiť v ostatných virtualizačných rozhraniach.

  • Poskytnúť jednoduché webové rozhranie na správu ako alternatívu k príkazovému riadku.

Základný princíp a príkazy však zostali rovnaké.

Počiatočné nastavenie

Predpokladáme, že už máme lokálne nainštalované a nakonfigurované libvirt a KVM na počítači, ktorý používame. Viac informácii o tom ako to urobiť sa nachádza:

Predpokladáme aj znalosť niektorého z textových editorov, ako napríklad nano alebo vi. Ak o textových editoroch ešte nič neviete, základný prehľad získate na stránke PowerUsersTextEditors. Tento návod je vytvorený pre KVM, ale základný princíp je rovnaký aj pre ostatné virtualizačné technológie.

Inštalácia nástroja vmbuilder

Názov balíka, ktorý je potrebné nainštalovať, je python-vm-builder. V príkazovom riadku zadáme: 

sudo apt-get install python-vm-builder
[Note]

Ak používate verziu Hardy, môžete si nainštalovať staršiu verziu balíka s názvom ubuntu-vm-builder, v ktorom je len veľmi málo rozdielov v syntaxe.

Definovanie virtuálneho počítača

Definovanie virtuálneho počítača pomocou nástroja vmbuilder je veľmi jednoduché, ale je tu niekoľko vecí, ktoré je potrebné zvážiť:

  • Ak plánujete poskytovať virtuálne služby, nepredpokladajte, že koncoví používatelia budú vedieť ako si majú rozšíriť veľkosť diskového priestoru podľa svojich potrieb. Preto si buď vopred naplánujte použitie veľkého virtuálneho disku, aby sa mohlo poskytovanie služieb rozrastať, alebo napíšte veľmi zrozumiteľný návod, ako sa dá alokovať viac miest. Dobrou myšlienkou môže byť aj ukladanie dát na samostatné externé úložisko.

  • Vzhľadom k tomu,  že pamäť RAM sa oveľa jednoduchšie alokuje vo virtuálnom počítači, veľkosť RAM by mala byť nastavená na takú hodnotu, o ktorej si myslíte, že bude bezpečným minimom pre poskytovanie virtuálnych služieb.

Príkaz vmbuilder má 2 hlavné parametre: virtualizačnú technológiu (hypervisor) a cieľovú distribúciu. Ďalších niekoľko voliteľných parametrov môžete nájsť po zadaní príkazu: 

vmbuilder --help

Základné parametre

V tomto príklade použijeme KVM a Ubuntu 10.04 LTS (Lucid Lynx) a budeme príkaz pre vytvorenie virtuálneho počítača postupne upresňovať, pričom budeme spúšťať príkaz vmbuilder s takýmito parametrami: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite lucid --flavour virtual --arch i386  -o --libvirt qemu:///system

Prepínač --suite definuje vydanie Ubuntu, --flavour hovorí, že použijeme virtuálne jadro (to sa používa pri vytváraní obrazu JeOS), --arch hovorí, že chceme použiť 32 bitový počítač, -o povie príkazu vmbuilder aby nahradil predchádzajúcu verziu virtuálneho počítača a --libvirt informuje lokálne virtualizačné rozhranie, aby pridalo virtuálny počítač do zoznamu počítačov.

Poznámky:

  • Vzhľadom na povahu operácií, ktoré vykonáva príkaz vmbuilder, je potrebné mať oprávnenia používateľa root, teda použiť príkaz sudo.

  • Ak virtuálny počítač potrebuje používať viac ako 3Gb pamäte, mali by ste vytvoriť 64 bitový počítač (--arch amd64).

  • Až do vydania Ubuntu 8.10, bolo virtuálne jadro zostavené iba pre 32 bitovú architektúru, preto ak chcete definovať počítač s architektúrou amd64 vo vydaní Hardy, je potrebné použiť --flavour server.

Inštalačné parametre JeOS

Nastavenie siete v JeOS
Priradenie fixnej IP adresy

Keďže virtuálne služby môžu byť nasadené do najrôznejších sietí, o ktorých je veľmi ťažké zistiť ako budú vyzerať, je dobré použiť rovnaké riešenie, ako robia výrobcovia hardvéru - priradiť virtuálnemu počítaču počiatočnú fixnú IP adresu z rozsahu pre súkromné siete, s ktorou oboznámite používateľov pomocou dokumentácie. Rozsah, z ktorého by ste si mali adresu zvoliť je 192.168.0.0/255.

Ak to chceme urobiť, použijeme nasledujúce parametre:

  • --ip ADRESA: IP adresa v číselnom tvare s bodkami (použije sa ak nie je určená cez dhcp)

  • --mask HODNOTA: IP maska v číselnej podobe (predvolená hodnota: 255.255.255.0)

  • --net HODNOTA: IP adresa siete (predvolená hodnota: X.X.X.0)

  • --bcast HODNOTA: IP broadcast adresa (predvolená hodnota: X.X.X.255)

  • --gw ADRESA: Adresa brány (predvolená hodnota: X.X.X.1)

  • --dns ADRESA: Adresa DNS servera (predvolená hodnota: X.X.X.1)

My budeme predpokladať, že predvolené hodnoty sú vyhovujúce, preto použijeme nasledujúci príkaz: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite lucid --flavour virtual --arch i386 -o --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100
Úprava libvirt šablóny tak, aby sa použilo premostenie

Pretože chceme, aby k službám mohli pristupovať vzdialené stanice, je potrebné nastaviť libvirt tak, aby služba použila sieťové premostenie. Aby sme to dosiahli, použijeme mechanizmus šablón nástroja vmbuilder,  pomocou ktorého zmeníme jednu z predvolených šablón.

V našom pracovnom priečinku si vytvoríme hierarchiu šablóny a nakopírujeme do nej predvolenú šablónu: 

mkdir -p VMBuilder/plugins/libvirt/templates
cp /etc/vmbuilder/libvirt/* VMBuilder/plugins/libvirt/templates/

Teraz môžeme otvoriť súbor VMBuilder/plugins/libvirt/templates/libvirtxml.tmpl a zmeniť: 

          <interface type='network'>
            <source network='default'/>
          </interface>

Na: 

          <interface type='bridge'>
            <source bridge='br0'/>
          </interface>
Rozdelenie disku na oddiely

Pri rozdeľovaní disku na virtuálnom počítači musíme zobrať do úvahy, na aký účel ho plánujeme použiť, pretože väčšina služieb chce mať samostatné úložisko dát. Na tento účel je vhodné vytvoriť samostatnú oddiel pre priečinok /var.

Ak to chceme urobiť, vmbuilder nám poskytne prepínač --part: 

--part CESTA
  Umožňuje špecifikovať tabuľku oblastí do tzv. partfile súboru. Každý riadok v partfile súbore by mal určovať
  (ako prvý koreňový priečinok root):
      miesto_pripojenia veľkosť
  pričom veľkosť sa udáva v megabajtoch. Je možné definovať až 4 virtuálne disky. Ďalší disk sa oddeľuje 
  čiarou zo znakov ’---’.  Napríklad :
      root 1000
      /opt 1000
      swap 256
      ---
      /var 2000
      /log 1500

V našom prípade definujeme textový súbor vmbuilder.partition, ktorý bude obsahovať nasledujúce nastavenia: 

root 8000
swap 4000
---
/var 20000
[Note]

Všimnite si, že pri použití obrazov virtuálnych diskov je veľkosť, ktorú sme im pridelili, maximálnou veľkosťou týchto jednotiek.

Náš príkaz bude teraz vyzerať takto: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite lucid --flavour virtual --arch i386 \ 
          -o --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100 --part vmbuilder.partition
[Note]

Pomocou znaku "\" v príkaze je možné dlhý príkaz zalomiť do ďalšieho riadka.

Používatelia a heslá

Pri poskytovaní virtuálnej služby bude potrebné zadať predvoleného používateľa a heslo, ktoré odporúčame tiež uviesť vo vašej dokumentácii. Neskôr si v tomto návode povieme, ako budeme poskytovať zabezpečenie pomocou skriptu, ktorý sa bude spúšťať pri prvom prihlásení sa používateľa do virtuálneho počítača, ktorý si okrem iného od neho vyžiada zmenu hesla. V našom príklade použijeme ako prihlasovacie meno 'pouzivatel', a heslo 'tajne'.

Urobíme to pomocou nasledujúcich nepovinných parametrov:

  • --user MENO_POUŽÍVATEĽA: Nastaví meno používateľa, ktorý bude pridaný. Predvolene: ubuntu.

  • --name CELÉ_MENO: Nastaví celé meno používateľa, ktorý bude pridaný. Predvolene: Ubuntu.

  • --pass HESLO: Nastaví heslo pre používateľa. Predvolene: ubuntu.

Náš výsledný príkaz bude vyzerať takto: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite intrepid --flavour virtual --arch i386 \
         -o --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100 --part vmbuilder.partition \ 
         --user pouzivatel --name pouzivatel --pass tajne

Inštalácia požadovaných balíkov

V tomto príklade nainštalujeme balík (Limesurvey), ktorý pristupuje do databázy MySQL a má webové rozhranie. Budeme preto potrebovať náš OS vybaviť systémami:

  • Apache

  • PHP

  • MySQL

  • OpenSSH Server

  • Limesurvey (ako príklad aplikácie, ktorú chceme zahrnúť do balenia)

Robí sa to pomocou viacnásobného zadania parametra --addpkg príkazu vmbuilder: 

--addpkg PKG
  Nainštaluje PKG do hosťovského počítača (môže byť použitý viackrát)

Vzhľadom na to, ako vmbuilder funguje, balíky, ktoré sa potrebujú niečo opýtať používateľa počas inštalačnej fázy, nie sú podporované a mali by sa inštalovať, až keď začne fungovať interaktivita. Toto platí aj pre Limesurvey, ktorý budeme inštalovať až po prihlásení používateľa.

Ostatné balíky, ktoré sa pýtajú jednoduché otázky cez debconf (príkladom je mysql-server pýtajúci nastavenie hesla), je možné nainštalovať okamžite, ale je potrebné spustiť rekonfiguráciu po prvom prihlásení používateľa.

Ak niektoré balíky, ktoré potrebujeme nainštalovať, nie sú v hlavnom úložisku main, bude potrebné povoliť ďalšie úložiská pomocou --comp a --ppa: 

--components SÚČ1,SÚČ2,...,SÚČN
           zoznam čiarkami oddelených súčastí distribúcie, ktoré sa majú zahrnúť (napr.: main,universe). Predvolená hodnota
           je "main"
--ppa=PPA  Pridá osobný archív balíkov PPA do zoznamu zdrojov v súbore sources.list pre virtuálny počítač.

Limesurvey nie je momentálne súčasťou archívu, preto použijeme jeho adresu PPA (osobného archívu balíkov), tak že ju pridáme do súboru /etc/apt/source.list virtuálneho počítača. Do príkazu teda pridáme nasledujúce voľby: 

--addpkg apache2 --addpkg apache2-mpm-prefork --addpkg apache2-utils --addpkg apache2.2-common \
--addpkg dbconfig-common --addpkg libapache2-mod-php5 --addpkg mysql-client --addpkg php5-cli \
--addpkg php5-gd --addpkg php5-ldap --addpkg php5-mysql --addpkg wwwconfig-common \
--addpkg mysql-server --ppa nijaba
OpenSSH

Ďalším praktickým nástrojom, ktorý chceme poskytovať, je OpenSSH, pretože umožní administrátorom vzdialený prístup k virtuálnemu počítaču. Poskytnutie predinštalovaného OpenSSH servera je však veľký bezpečnostný risk, pretože všetky servery vo virtuálnych počítačoch budú používať rovnaký tajný kľúč. Takže ak sa hackerovi podarí prelomiť ochranu, ľahko získa prístup ku všetkým virtuálnym počítačom. Preto tak, ako pri používateľskom hesle, použijeme skript, ktorý nainštaluje OpenSSH pri prvom prihlásení používateľa, takže vygenerovaný kľúč bude odlišný v každom virtuálnom počítači. Na tento účel použijeme --firstboot skript, pretože nevyžaduje žiadnu interakciu z používateľom.

Faktor rýchlosti

Uloženie balíkov do vyrovnávacej pamäte

Keď vmbuilder vytvára zostavu vášho systému, musí stiahnuť každý balík cez sieť z jedného z oficiálnych úložísk, čo môže v závislosti od rýchlosti internetového spojenia a záťaže zrkadla významne ovplyvniť rýchlosť vytvárania systému. Ak chceme tento čas skrátiť, je vhodné buď vytvoriť lokálne úložisko (ktoré môžeme vytvoriť pomocou apt-mirror) alebo použiť medzičlánok (proxy) s vyrovnávacou pamäťou, ako napríklad apt-proxy. Druhá možnosť je jednoduchšia na implementáciu a vyžaduje menej diskového priestoru, a preto ju použijeme aj v tomto návode. Vyrovnávaciu pamäť nainštalujeme zadaním príkazu: 

sudo apt-get install apt-proxy

Po dokončení je prázdny medzičlánok proxy pripravený na adrese http://mirroraddress:9999 a úložisko systému Ubuntu sa bude vytvárať v priečinku /ubuntu. Aby ho príkaz vmbuilder použil, použijeme voľbu --mirror: 

--mirror=URL  Použije zrkadlo úložiska (mirror) Ubuntu na zadanej URL adrese namiesto predvolených
              úložísk na adresách http://archive.ubuntu.com/ubuntu s oficiálnymi 
              archívmi a http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports
              s ostatnými

Pridáme preto do príkazu nasledujúce: 

--mirror http://mirroraddress:9999/ubuntu
[Note]

Adresa zrkadla, ktorú zadáme, sa použije aj v súbore /etc/apt/source.list novo vytvoreného virtuálneho počítača, preto je užitočné zadať takú adresu, na ktorú bude mať hosťovský počítač prístup alebo naplánovať zmenu adresy neskôr, napríklad pomocou skriptu --firstboot.

Inštalácia lokálneho úložiska

Ak sa nachádzame v rozsiahlejšom prostredí, môžeme sa zamerať na nastavenie lokálneho zrkadla úložísk Ubuntu. Balík apt-mirror nám poskytne skripty, ktoré budú za nás obsluhovať zrkadlenie. Mali by sme si vyhradiť asi 20 gigabajtov voľného diskového priestoru pre podporované vydania a architektúry.

V predvolenom stave apt-mirror použije konfiguračný súbor /etc/apt/mirror.list. Keď ho nastavíme, bude replikovať iba architektúru vhodnú pre náš počítač. Ak chceme v zrkadle podporovať aj ostatné architektúry, stačí skopírovať riadky v súbore začínajúce “deb” a nahradiť deb kľúčovým slovom /deb-{arch}, pričom arch môže byť i386, amd64, atď... Napríklad na počítači s architektúrou amd64 môžeme poskytovať archívy pre architektúru i386 doplnením riadkov: 

deb  http://archive.ubuntu.com/ubuntu lucid main restricted universe multiverse  
/deb-i386  http://archive.ubuntu.com/ubuntu lucid main restricted universe multiverse 
 
deb  http://archive.ubuntu.com/ubuntu lucid-updates main restricted universe multiverse  
/deb-i386  http://archive.ubuntu.com/ubuntu lucid-updates main restricted universe multiverse  
 
deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ lucid-backports main restricted universe multiverse  
/deb-i386  http://archive.ubuntu.com/ubuntu lucid-backports main restricted universe multiverse  

deb http://security.ubuntu.com/ubuntu lucid-security main restricted universe multiverse  
/deb-i386  http://security.ubuntu.com/ubuntu lucid-security main restricted universe multiverse   

deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu lucid main/debian-installer restricted/debian-installer universe/debian-installer multiverse/debian-installer  
/deb-i386 http://archive.ubuntu.com/ubuntu lucid main/debian-installer restricted/debian-installer universe/debian-installer multiverse/deb

Všimnite si, že zdrojové balíky nie sú zrkadlené, pretože sa v porovnaní s binárnymi súbormi používajú zriedkavo a zaberajú oveľa viac miesta. Ak budeme chcieť, môžeme ich jednoducho pridať do zoznamu.

Keď zrkadlo skončí replikáciu (čo môže trvať dlho), je potrebné nastaviť webový server Apache, aby zrkadlené súbory v priečinku /var/spool/apt-mirror (ak ste nezmenili predvolené umiestnenie) boli publikované cez webový server Apache. Viac informácií o webovom serveri Apache sa nachádza v časti HTTPD - webový server Apache2.

Inštalácia v RAM Disku

Všetci vieme, že zápis do operačnej pamäte RAM je OMNOHO rýchlejší ako zápis na disk. Ak máte nejakú voľnú pamäť, v ktorej by ste mohli nechať vmbuilder vykonávať jeho operácie na tzv. RAMdisku, veľmi by to pomohlo. RAMdisk vytvoríme pomocou voľby --tmpfs: 

--tmpfs OPTS  Použije tmpfs ako pracovný priečinok, pričom určíme jeho 
              veľkosť alebo zadaním "-" použijeme predvolené tmpfs (suid,dev,size=1G).

Preto pridanie --tmpfs - je veľmi dobrý nápad, ak máte 1G voľnej operačnej pamäte.

Zbalenie aplikácie

Máme dve možnosti:

  • Odporúčaný spôsob, ako to urobiť je vytvorenie Debian balíka. Pretože toto je už mimo rámec nášho návodu, nebudeme to tu robiť, ale povieme si, že návod, ako to urobiť, sa nachádza na stránke Ubuntu Packaging Guide. V tomto prípade je tiež vhodné vytvoriť pre balík úložisko, z ktorého bude možné jednoducho stiahnuť aktualizovaný balík. Návod, ako to urobiť, nájdete na stránke Debian Administration.

  • Ručná inštalácia aplikácie do priečinka /opt podľa odporúčaní FHS guidelines.

V našom prípade použijeme Limesurvey ako príklad webovej aplikácie, kvôli ktorej poskytujeme virtuálny počítač. Ako sme už poznamenali, použijeme verziu, ktorá je dostupná v PPA (osobnom archíve balíkov).

Dokončenie inštalácie

Prvý štart

Tak ako sme hovorili už skôr, pri prvom spustení virtuálneho počítača je potrebné nainštalovať openssh-server, aby bol generovaný kľúč jedinečný pre každý virtuálny počítač. Urobíme to pomocou skriptu s názvom boot.sh takto: 

# Tento skript sa spustí pri prvom spustení virtuálneho počítača
# Bude spustený pod používateľom root.

apt-get update
apt-get install -qqy --force-yes openssh-server

A teraz pridáme voľbu --firstboot boot.sh do príkazu.

Prvé prihlásenie

Systémy Mysql a Limesurvey vyžadujú trocha interakcie počas nastavovania, nastavíme ich pri prvom prihlásení používateľa pomocou skriptu s názvom login.sh. Tento skript použijeme aj na to, aby používateľ mohol zadať:

  • svoje vlastné heslo

  • akú bude používať klávesnicu a ostatné regionálne nastavenia

Skript login.sh preto zadefinujeme nasledovne: 

# Tento skript sa spustí pri prvom prihlásení používateľa 

echo "Virtuálny počítač je teraz potrebné nastaviť."
echo "Bude potrebné odpovedať na niekoľko otázok."
echo "Začneme zmenou vášho používateľského hesla"

passwd

#poskytnutie možnosti zmeny klávesnice
sudo dpkg-reconfigure console-setup

#nastavenie hesla používateľa root databázového servera mysql
sudo dpkg-reconfigure mysql-server-5.0

#inštalácia limesurvey
sudo apt-get install -qqy --force-yes limesurvey

echo "Virtuálny počítač je teraz nastavený.  Zadajte do prehliadača"
echo "adresu http://serverip/limesurvey/admin"

A potom pridáme do príkazu voľbu --firstlogin login.sh.

Užitočné doplnky

Nastavenie automatických aktualizácií

Ak chceme, aby virtuálny počítač sám seba aktualizoval, stačí nainštalovať unattended-upgrades. Preto pridáme nasledujúcu voľbu do príkazu: 

--addpkg unattended-upgrades

Pretože sme pridali aplikáciu z PPA úložiska, proces aktualizácie nebude aktualizovať len systém, ale aj danú aplikáciu, a to vždy, keď sa objaví nová verzia v PPA úložisku.

Obsluha udalostí ACPI

Aby virtuálne počítače dokázali spracovať signál pre vypnutie a reštart, je vhodné nainštalovať aj balík acpid. Urobíme to pridaním nasledujúcej voľby do príkazu: 

--addpkg acpid

Výsledný príkaz

Tu je výsledný príkaz so všetkými voľbami, o ktorých sme hovorili: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite lucid --flavour virtual --arch i386 -o \ 
         --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100 --part vmbuilder.partition --user user \
         --name user --pass default --addpkg apache2 --addpkg apache2-mpm-prefork \ 
         --addpkg apache2-utils --addpkg apache2.2-common --addpkg dbconfig-common \ 
         --addpkg libapache2-mod-php5 --addpkg mysql-client --addpkg php5-cli \ 
         --addpkg php5-gd --addpkg php5-ldap --addpkg php5-mysql --addpkg wwwconfig-common \
         --addpkg mysql-server --addpkg unattended-upgrades --addpkg acpid --ppa nijaba \ 
         --mirror http://mirroraddress:9999/ubuntu --tmpfs - --firstboot boot.sh \
         --firstlogin login.sh es

Zdroje

Ak sa chcete dozvedieť viac, máte otázky alebo pripomienky, kontaktujte náš Ubuntu Server Tím cez:

Defining Your Virtual Machine

Defining a virtual machine with Ubuntu's vmbuilder is quite simple, but here are a few thing to consider:

  • If you plan on shipping a virtual appliance, do not assume that the end-user will know how to extend disk size to fit their need, so either plan for a large virtual disk to allow for your appliance to grow, or explain fairly well in your documentation how to allocate more space. It might actually be a good idea to store data on some separate external storage.

  • Given that RAM is much easier to allocate in a VM, RAM size should be set to whatever you think is a safe minimum for your appliance.

The vmbuilder command has 2 main parameters: the virtualization technology (hypervisor) and the targeted distribution. Optional parameters are quite numerous and can be found using the following command: 

vmbuilder --help

Base Parameters

As this example is based on KVM and Ubuntu 9.10 (Karmic Koala), and we are likely to rebuild the same virtual machine multiple time, we'll invoke vmbuilder with the following first parameters: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite karmic --flavour virtual --arch i386  -o --libvirt qemu:///system

The --suite defines the Ubuntu release, the --flavour specifies that we want to use the virtual kernel (that's the one used to build a JeOS image), the --arch tells that we want to use a 32 bit machine, the -o tells vmbuilder to overwrite the previous version of the VM and the --libvirt tells to inform the local virtualization environment to add the resulting VM to the list of available machines.

Notes:

  • Because of the nature of operations performed by vmbuilder, it needs to have root privilege, hence the use of sudo.

  • If your virtual machine needs to use more than 3Gb of ram, you should build a 64 bit machine (--arch amd64).

  • Until Ubuntu 8.10, the virtual kernel was only built for 32 bit architecture, so if you want to define an amd64 machine on Hardy, you should use --flavour server instead.

JeOS Installation Parameters

JeOS Networking
Assigning a fixed IP address

As a virtual appliance that may be deployed on various very different networks, it is very difficult to know what the actual network will look like. In order to simplify configuration, it is a good idea to take an approach similar to what network hardware vendors usually do, namely assigning an initial fixed IP address to the appliance in a private class network that you will provide in your documentation. An address in the range 192.168.0.0/255 is usually a good choice.

To do this we'll use the following parameters:

  • --ip ADDRESS: IP address in dotted form (defaults to dhcp if not specified)

  • --mask VALUE: IP mask in dotted form (default: 255.255.255.0)

  • --net VALUE: IP net address (default: X.X.X.0)

  • --bcast VALUE: IP broadcast (default: X.X.X.255)

  • --gw ADDRESS: Gateway address (default: X.X.X.1)

  • --dns ADDRESS: Name server address (default: X.X.X.1)

We assume for now that default values are good enough, so the resulting invocation becomes: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite karmic --flavour virtual --arch i386 -o --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100
Modifying the libvirt Template to use Bridging

Because our appliance will be likely to need to be accessed by remote hosts, we need to configure libvirt so that the appliance uses bridge networking. To do this we use vmbuilder template mechanism to modify the default one.

In our working directory we create the template hierarchy and copy the default template: 

mkdir -p VMBuilder/plugins/libvirt/templates
cp /etc/vmbuilder/libvirt/* VMBuilder/plugins/libvirt/templates/

We can then edit VMBuilder/plugins/libvirt/templates/libvirtxml.tmpl to change: 

          <interface type='network'>
            <source network='default'/>
          </interface>

To: 

          <interface type='bridge'>
            <source bridge='br0'/>
          </interface>
Partitioning

Partitioning of the virtual appliance will have to take into consideration what you are planning to do with is. Because most appliances want to have a separate storage for data, having a separate /var would make sense.

In order to do this vmbuilder provides us with --part: 

--part PATH
  Allows to specify a partition table in partfile each  line  of  partfile  should  specify
  (root first):
      mountpoint size
  where  size  is  in megabytes. You can have up to 4 virtual disks, a new disk starts on a
  line with ’---’.  ie :
      root 1000
      /opt 1000
      swap 256
      ---
      /var 2000
      /log 1500

In our case we will define a text file name vmbuilder.partition which will contain the following: 

root 8000
swap 4000
---
/var 20000
[Note]

Note that as we are using virtual disk images, the actual sizes that we put here are maximum sizes for these volumes.

Our command line now looks like: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite karmic --flavour virtual --arch i386 \ 
         -o --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100 --part vmbuilder.partition
[Note]

Using a "\" in a command will allow long command strings to wrap to the next line.

User and Password

Again setting up a virtual appliance, you will need to provide a default user and password that is generic so that you can include it in your documentation. We will see later on in this tutorial how we will provide some security by defining a script that will be run the first time a user actually logs in the appliance, that will, among other things, ask him to change his password. In this example I will use 'user' as my user name, and 'default' as the password.

To do this we use the following optional parameters:

  • --user USERNAME: Sets the name of the user to be added. Default: ubuntu.

  • --name FULLNAME: Sets the full name of the user to be added. Default: Ubuntu.

  • --pass PASSWORD: Sets the password for the user. Default: ubuntu.

Our resulting command line becomes: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite intrepid --flavour virtual --arch i386 \
         -o --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100 --part vmbuilder.partition \ 
         --user user --name user --pass default

Installing Required Packages

In this example we will be installing a package (Limesurvey) that accesses a MySQL database and has a web interface. We will therefore require our OS to provide us with:

  • Apache

  • PHP

  • MySQL

  • OpenSSH Server

  • Limesurvey (as an example application that we have packaged)

This is done using vmbuilder by specifying the --addpkg command multiple times: 

--addpkg PKG
  Install PKG into the guest (can be specfied multiple times)

However, due to the way vmbuilder operates, packages that have to ask questions to the user during the post install phase are not supported and should instead be installed while interactivity can occur. This is the case of Limesurvey, which we will have to install later, once the user logs in.

Other packages that ask simple debconf question, such as mysql-server asking to set a password, the package can be installed immediately, but we will have to reconfigure it the first time the user logs in.

If some packages that we need to install are not in main, we need to enable the additional repositories using --comp and --ppa: 

--components COMP1,COMP2,...,COMPN
           A comma separated list of distro components to include (e.g. main,universe). This defaults
           to "main"
--ppa=PPA  Add ppa belonging to PPA to the vm's sources.list.

Limesurvey not being part of the archive at the moment, we'll specify it's PPA (personal package archive) address so that it is added to the VM /etc/apt/source.list, so we add the following options to the command line: 

--addpkg apache2 --addpkg apache2-mpm-prefork --addpkg apache2-utils --addpkg apache2.2-common \
         --addpkg dbconfig-common --addpkg libapache2-mod-php5 --addpkg mysql-client --addpkg php5-cli \
         --addpkg php5-gd --addpkg php5-ldap --addpkg php5-mysql --addpkg wwwconfig-common \
         --addpkg mysql-server --ppa nijaba
OpenSSH

Another convenient tool that we want to have on our appliance is OpenSSH, as it will allow our admins to access the appliance remotely. However, pushing in the wild an appliance with a pre-installed OpenSSH server is a big security risk as all these server will share the same secret key, making it very easy for hackers to target our appliance with all the tools they need to crack it open in a breeze. As for the user password, we will instead rely on a script that will install OpenSSH the first time a user logs in so that the key generated will be different for each appliance. For this we'll use a --firstboot script, as it does not need any user interaction.

Speed Considerations

Package Caching

When vmbuilder creates builds your system, it has to go fetch each one of the packages that composes it over the network to one of the official repositories, which, depending on your internet connection speed and the load of the mirror, can have a big impact on the actual build time. In order to reduce this, it is recommended to either have a local repository (which can be created using apt-mirror) or using a caching proxy such as apt-cache. The later option being much simpler to implement and requiring less disk space, it is the one we will pick in this tutorial. To install it, simply type: 

sudo apt-get install apt-proxy

Once this is complete, your (empty) proxy is ready for use on http://mirroraddress:9999 and will find ubuntu repository under /ubuntu. For vmbuilder to use it, we'll have to use the --mirror option: 

--mirror=URL  Use Ubuntu mirror at URL instead of the default, which
              is http://archive.ubuntu.com/ubuntu for official
              arches and http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports
              otherwise

So we add to the command line: 

--mirror http://mirroraddress:9999/ubuntu
[Note]

The mirror address specified here will also be used in the /etc/apt/source.list of the newly created guest, so it is usefull to specify here an address that can be resolved by the guest or to plan on reseting this address later on, such as in a --firstboot script.

Install a Local Mirror

If we are in a larger environment, it may make sense to setup a local mirror of the Ubuntu repositories. The package apt-mirror provides you with a script that will handle the mirroring for you. You should plan on having about 20 gigabyte of free space per supported release and architecture.

By default, apt-mirror uses the configuration file in /etc/apt/mirror.list. As it is set up, it will replicate only the architecture of the local machine. If you would like to support other architectures on your mirror, simply duplicate the lines starting with “deb”, replacing the deb keyword by /deb-{arch} where arch can be i386, amd64, etc... For example, on an amd64 machine, to have the i386 archives as well, you will have: 

deb  http://archive.ubuntu.com/ubuntu karmic main restricted universe multiverse 
/deb-i386  http://archive.ubuntu.com/ubuntu karmic main restricted universe multiverse

deb  http://archive.ubuntu.com/ubuntu karmic-updates main restricted universe multiverse 
/deb-i386  http://archive.ubuntu.com/ubuntu karmic-updates main restricted universe multiverse 

deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ karmic-backports main restricted universe multiverse 
/deb-i386  http://archive.ubuntu.com/ubuntu karmic-backports main restricted universe multiverse 

deb http://security.ubuntu.com/ubuntu karmic-security main restricted universe multiverse 
/deb-i386  http://security.ubuntu.com/ubuntu karmic-security main restricted universe multiverse 

deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu karmic main/debian-installer restricted/debian-installer universe/debian-installer multiverse/debian-installer 
/deb-i386 http://archive.ubuntu.com/ubuntu karmic main/debian-installer restricted/debian-installer universe/debian-installer multiverse/debian-installer

Notice that the source packages are not mirrored as they are seldom used compared to the binaries and they do take a lot more space, but they can be easily added to the list.

Once the mirror has finished replicating (and this can be quite long), you need to configure Apache so that your mirror files (in /var/spool/apt-mirror if you did not change the default), are published by your Apache server. For more information on Apache see the section called “HTTPD - Apache2 Web Server”.

Installing in a RAM Disk

As you can easily imagine, writing to RAM is a LOT faster than writing to disk. If you have some free memory, letting vmbuilder perform its operation in a RAMdisk will help a lot and the option --tmpfs will help you do just that: 

--tmpfs OPTS  Use a tmpfs as the working directory, specifying its
              size or "-" to use tmpfs default (suid,dev,size=1G).

So adding --tmpfs - sounds like a very good idea if you have 1G of free ram.

Package the Application

Two option are available to us:

  • The recommended method to do so is to make a Debian package. Since this is outside of the scope of this tutorial, we will not perform this here and invite the reader to read the documentation on how to do this in the Ubuntu Packaging Guide. In this case it is also a good idea to setup a repository for your package so that updates can be conveniently pulled from it. See the Debian Administration article for a tutorial on this.

  • Manually install the application under /opt as recommended by the FHS guidelines.

In our case we'll use Limesurvey as example web application for which we wish to provide a virtual appliance. As noted before, we've made a version of the package available in a PPA (Personal Package Archive).

Finishing Install

First Boot

As we mentioned earlier, the first time the machine boots we'll need to install openssh-server so that the key generated for it is unique for each machine. To do this, we'll write a script called boot.sh as follows: 

# This script will run the first time the virtual machine boots
# It is ran as root.

apt-get update
apt-get install -qqy --force-yes openssh-server

And we add the --firstboot boot.sh option to our command line.

First Login

Mysql and Limesurvey needing some user interaction during their setup, we'll set them up the first time a user logs in using a script named login.sh. We'll also use this script to let the user specify:

  • His own password

  • Define the keyboard and other locale info he wants to use

So we'll define login.sh as follows: 

# This script is ran the first time a user logs in

echo "Your appliance is about to be finished to be set up."
echo "In order to do it, we'll need to ask you a few questions,"
echo "starting by changing your user password."

passwd

#give the opportunity to change the keyboard
sudo dpkg-reconfigure console-setup

#configure the mysql server root password
sudo dpkg-reconfigure mysql-server-5.0

#install limesurvey
sudo apt-get install -qqy --force-yes limesurvey

echo "Your appliance is now configured.  To use it point your"
echo "browser to http://serverip/limesurvey/admin"

And we add the --firstlogin login.sh option to our command line.

Useful Additions

Configuring Automatic Updates

To have your system be configured to update itself on a regular basis, we will just install unattended-upgrades, so we add the following option to our command line: 

--addpkg unattended-upgrades

As we have put our application package in a PPA, the process will update not only the system, but also the application each time we update the version in the PPA.

ACPI Event Handling

For your virtual machine to be able to handle restart and shutdown events it is being sent, it is a good idea to install the acpid package as well. To do this we just add the following option: 

--addpkg acpid

Final Command

Here is the command with all the options discussed above: 

sudo vmbuilder kvm ubuntu --suite intrepid --flavour virtual --arch i386 -o \ 
         --libvirt qemu:///system --ip 192.168.0.100 --part vmbuilder.partition --user user \
         --name user --pass default --addpkg apache2 --addpkg apache2-mpm-prefork \ 
         --addpkg apache2-utils --addpkg apache2.2-common --addpkg dbconfig-common \ 
         --addpkg libapache2-mod-php5 --addpkg mysql-client --addpkg php5-cli \ 
         --addpkg php5-gd --addpkg php5-ldap --addpkg php5-mysql --addpkg wwwconfig-common \
         --addpkg mysql-server --addpkg unattended-upgrades --addpkg acpid --ppa nijaba \ 
         --mirror http://mirroraddress:9999/ubuntu --tmpfs - --firstboot boot.sh \
         --firstlogin login.sh es

Resources

If you are interested in learning more, have questions or suggestions, please contact the Ubuntu Server Team at: