p2v

Quan tens més de dos servidors, virtualitzar-los és una bona manera de reduir les despeses de hosting. Es tracta de contractar una màquina potent i instal·lar-hi màquines virtuals que substituiran els servidors actuals: una màquina amb molta RAM, per poder-la repartir entre els servidors virtuals, i una bona CPU.

Hi ha moltes companyies de hosting que ofereixen màquines amb aquestes característiques i aquí hi ha un bon llistat de les que ofereixen Debian. Nosaltres, en aquest cas, hem escollit Hetzner.de que té preus molt competitius.

Amb el servidor ex4s tindrem una màquina de 32 GB de RAM, amb un processador Intel i7 i un RAID1 de 3TB per 59€ al més, IVA inclòs. Com que necessitem més IP’s per les màquines virtuals, demanarem una subxarxa de 6 IP, que costa 5,40€. Per poder demanar les IP cal pagar una cosa que han batejat com a “flexi pack” i que ens costarà 15€ cada més. Al contractar el servidor també haurem de pagar 149€ en concepte de posada apunt. Fent la suma, apart dels 149€ inicials, el cost mensual serà d’uns 80€, realment és un preu molt competitiu per un servidor d’aquestes característiques.

Un cop demanat, en un o dos dies ja tenim el servidor instal·lat amb el sistema operatiu que hagem escollit, que en el nostre cas és “Debian 6.0 minimal”. Entrem per SSH i instal·lem el Puppet que ens configura automàticament les alertes de Nagios, gràfiques de Munin, etc.. i ja podem centrar-nos en la virtualització.

Discs

Per defecte tot el disc està particionat i muntat, si volem fer servir volums LVM cal desmuntar una de les particions i configurar-lo amb LVM.

Escollim la partició a eliminar, en aquest cas /home

# df -ah
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/md2 1016G 281G 684G 30% /
tmpfs 7.8G 0 7.8G 0% /lib/init/rw
proc 0 0 0 - /proc
sysfs 0 0 0 - /sys
udev 7.8G 168K 7.8G 1% /dev
tmpfs 7.8G 0 7.8G 0% /dev/shm
devpts 0 0 0 - /dev/pts
/dev/md1 496M 38M 434M 8% /boot
/dev/md3 1.7T 196M 1.6T 1% /home

La desmuntem (si volem conservar-ne les dades caldrà copiar-les a una altre partició) i configurem l’LVM

umount /home
pvcreate /dev/md3
vgcreate vg0 /dev/md3

Cal treure l’entrada que munta /home del fitxer /etc/fstab.
A partir d’aquí podrem afegir un “storage pool” del tipus “LVM Volume Group” fent servir el virt-manager

KVM

KVM (Kernel Based Virtual Machine) és el software que farem servir per la virtualització. L’instal·lem amb l’apt:

apt-get install qemu-kvm libvirt-bin

Quan tinguem corrent el dimoni libvirt-bin, ens hi podrem connectar per crear màquines virtuals i gestionar-les. Podem fer servir virtinst a la línia de comandes o bé una aplicació d’escriptori que es diu virt-manager.

També podem migrar els servidors actuals a màquines virtuals seguint el mètode d’aquest post.

Configuració de xarxa

Hem seguit aquesta pàgina (en alemany) del wiki de Hetzner. També hi ha aquesta pàgina on s’explica una altre manera de configurar la xarxa, un pèl més complicada.

Bridge

Per poder assignar IP’s públiques a les màquines virtuals, configurarem un bridge, un dispositiu virtual que agafa els paquets d’una interfície i els enruta cap a una altre de manera transparent. La idea és fer el bridge i connectar-hi la eth0 i les màquines virtuals, tal com si estiguessin totes connectades al mateix switch de xarxa, per configurar el bridge de manera permanent hem de modificar /etc/network/interfaces:

# /etc/network/interfaces
auto eth0
iface eth0 inet manual

auto br0
iface br0 inet static
address 1.2.3.174
broadcast 1.2.3.191
netmask 255.255.255.224
gateway 1.2.3.161
pointopoint 1.2.3.161
bridge_ports eth0
bridge_stp off
bridge_fd 0
bridge_maxwait 0
# si ho fessim amb route add -net perdriem 2 IP's:
up route add -host 3.4.5.216 dev br0
up route add -host 3.4.5.217 dev br0
up route add -host 3.4.5.218 dev br0
up route add -host 3.4.5.219 dev br0
up route add -host 3.4.5.220 dev br0
up route add -host 3.4.5.221 dev br0
up route add -host 3.4.5.222 dev br0
up route add -host 3.4.5.223 dev br0

Hem deixat eth0 sense IP i li hem donat al bridge br0 la IP principal (1.2.3.174). Afegim una ruta per cada host de la subxarxa que ens ha tocat. Es podria fer amb una sola línia amb “route add -net” però no podríem usar les IP de xarxa i de broadcast, fent-ho host per host aprofitem les 8 IP.

Creem el fitxer /etc/sysctl.d/10-no-icmp-redirects.conf i hi afegim:

# /etc/sysctl.d/10-no-icmp-redirects.conf
# Because of our network setup, the Host machine could send ICMP
# "redirect" messages to all guests, telling them to find the Hetzner
# gateway directly. That is impossible: Hetzner would throw away the
# traffic from the virtual interfaces because of their non registered
# MAC addresses (ie different from the main interface).
net.ipv4.conf.eth0.send_redirects=0
net.ipv4.conf.br0.send_redirects=0
net.ipv4.conf.all.send_redirects=0
net.ipv4.conf.default.send_redirects=0

Podem aplicar-ho amb:

/sbin/sysctl -w net.ipv4.conf.eth0.send_redirects=0
/sbin/sysctl -w net.ipv4.conf.br0.send_redirects=0
/sbin/sysctl -w net.ipv4.conf.all.send_redirects=0
/sbin/sysctl -w net.ipv4.conf.default.send_redirects=0

també cal activar l’ip_forward però això ho farem amb el Shorewall.

Tallafocs

Per configurar les regles de tallafocs farem servir Shorewall. Els fitxers de configuració estaran a /etc/shorewall. Hi podem copiar els exemples de /usr/share/doc/shorewall/default-config/ , ja que per defecte /etc/shorewall és buit.

Al fitxer zones podem separar conceptualment la xarxa en varies zones: la zona local (el tallafocs, fw), Internet (net) i les màquines virtuals (kvm). Com que net i kvm estan a br0, tenim dues zones a la mateixa interfície. Per separar aquestes zones hem d’especificar quins hosts pertanyen a cada zona, tal com s’explica aquí. El fitxer zones queda així:

# /etc/shorewall/zones
##############################################################################
#ZONE TYPE OPTIONS IN OUT
# OPTIONS OPTIONS
fw firewall
net ipv4
kvm:net ipv4

La zona kvm està inclosa a la zona net, per especificar quins hosts pertanyen a kvm cal indicar-ho al fitxer hosts, així tot el que estigui a la zona net i dins els rangs de xarxa 3.4.5.216/29 i 192.168.1.0/24 (el rang que configurarem al dhcp) serà de la zona kvm, la resta serà net.

# /etc/shorewall/hosts
##############################################################################
#ZONE HOST(S) OPTIONS
kvm br0:3.4.5.216/29,192.168.1.0/24 -

A interfaces és on assignem les interfícies a una zona, en aquest cas estem assignant br0 a la zona net

# /etc/shorewall/interfaces
##############################################################################
#ZONE INTERFACE BROADCAST OPTIONS
net br0 detect tcpflags,nosmurfs,routeback,blacklist,dhcp

A policy definim les polítiques per defecte, hem configurat que s’accepti tot el trànsit de sortida del tallafocs i de la zona kvm, la resta es denega (drop).

# /etc/shorewall/policy
##############################################################################
#SOURCE DEST POLICY LOG LIMIT: CONNLIMIT:
# LEVEL BURST MASK
$FW all ACCEPT
kvm net ACCEPT
net kvm DROP info
all all DROP info

A rules definim polítiques específiques que sobreescriuen les anteriors, aquí estem definint que s’acceptin les connexions SSH entrants i els ping, però cap a kvm només els pings:

# /etc/shorewall/rules
####################################################################################################################################################
#ACTION SOURCE DEST PROTO DEST SOURCE ORIGINAL RATE USER/ MARK CONNLIMIT TIME
# PORT PORT(S) DEST LIMIT GROUP
#SECTION ESTABLISHED
#SECTION RELATED
SECTION NEW

# transit cap al FW
SSH/ACCEPT net $FW
SSH/ACCEPT kvm $FW
Ping/ACCEPT net $FW
Ping/ACCEPT kvm $FW

# transit cap a KVM
Ping/ACCEPT net kvm

També hem modificat shorewall.conf per activar l’ip_forward:

# /etc/shorewall/shorewall.conf
#IP_FORWARDING=Keep
IP_FORWARDING=Yes

Configuració de xarxa de la màquina virtual

Configurem una IP de la subxarxa que ens han assignat i posem la IP principal de la màquina host com a porta d’enllaç, cal posar el pointopoint per indicar que tot el trànsit ha de passar per 1.2.3.174, cal tenir en compte que la màquina virtual no pot parlar directament amb el gateway de Hetzner, ja que l’adreça MAC de la màquina virtual és desconeguda i la rebutgen.

# /etc/network/interfaces
auto eth0
iface eth0 inet static
address 3.4.5.216
netmask 255.255.255.255
gateway 1.2.3.174
pointopoint 1.2.3.174
# dns-* options are implemented by the resolvconf package, if installed
dns-nameservers 213.133.98.98 213.133.99.99

Configuració DHCP

Ens pot resultar útil tenir un servidor DHCP per instal·lar noves màquines virtuals sense haver de configurar manualment la xarxa. Configurar-lo ha sigut una mica complicat: el que hem fet és afegir una IP d’un rang privat al bridge br0.

# /etc/network/interfaces
auto br0:0
iface br0:0 inet static
address 192.168.1.1
broadcast 192.168.1.255
netmask 255.255.255.0

Al dhcpd.conf hem afegit aquesta declaració:

# /etc/dhcp/dhcpd.conf
subnet 0.0.0.0 netmask 0.0.0.0 {
range 192.168.1.10 192.168.1.200 ;
option routers 192.168.1.1;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option domain-name-servers 213.133.99.99, 213.133.100.100, 213.133.98.98;
}

Hem provat de configurar-ho amb “subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0” però sembla que al dhcpd no li agrada que li configuris el rang de l’àlies br0:0 i fallava l’arrencada amb aquest error:

dhcpd: Not configured to listen on any interfaces!

Només queda configurar el NAT al Shorewall perquè enruti el trànsit de 192.168.1.0/24:

# /etc/shorewall/masq
##############################################################################
#INTERFACE SOURCE ADDRESS PROTO PORT(S) IPSEC MARK USER/
# GROUP
br0 192.168.1.0/24

Conclusions

El preu d’una màquina virtual auto-gestionada d’aquesta manera és molt més baix que qualsevol altre màquina virtual de proveïdors com Linode, Rackspace o Amazon. Per exemple, una màquina virtual de 1 GB de Linode val 30€ i en el que hem muntat n’hi caben 30. El cost és 10 vegades menor.

El sistema de virtualització KVM, Linux i tot el software que hem utilitzat és lliure i no està subjecte a costoses llicències. Així doncs en el preu no hi hem de sumar cap llicència, cosa que si que hauríem de fer en el cas d’haver triat fabricants com Microsoft i VMware.

Com a contrapartida si la màquina física falla, fallen totes les màquines virtuals. Així doncs és aconsellable tenir, com a mínim, dos servidors per si un falla poder arrencar un backup de la màquina virtual a l’altre.

Aquest és el mètode P2V que hem usat per transformar un servidor Linux físic a una màquina virtual que corri sobre KVM. Es tracta d’un mètode de virtualizació expeditiu que consisteix en bolcar el contingut de tot el disc al servidor on allotjarem la nova màquina virtual. Per anar bé el servidor origen s’hauria d’aturar i arrancar-lo en mode rescue, per així fer la còpia amb els sistemes d’arxius desmuntats, però en el nostre cas no podíem apagar el servidor origen. Amb aquest procediment es pot moure la màquina sense problemes.

Còpia del disc físic

Al servidor destí, deixem el netcat escoltant a un port (a l’exemple, 43333), redirigint tot el que es rebi cap a un fitxer. Podem deixar les comandes en un screen i així podrem tancar la sessió si tarda massa.

nc -nvv -w30 -l 43333 | gzip -dc > disk.raw

Al servidor origen (el que volem virtualitzar) amb la comanda dd bolquem el contingut del disc, el comprimim i amb nc l’enviem cap al port 43333, on escolta el servidor destí amb la comanda anterior. La comanda gzip comprimeix les dades i redueix el volum a transferir. Aquest disc era de 72 GB i va tardar 4 hores a 10 Mbps, passant per Internet.

dd if=/dev/cciss/c0d0 | gzip -c | nc -w30 -vvn ip_destí 43333

La sintaxi de la comanda nc pot variar segons el paquet que tinguem instal·lat (les de l’exemple són amb netcat-openbsd)

Revisió dels sistemes d’arxius

Un cop acabada la transferència tenim una imatge del disc a disk.raw. Però com que el servidor origen estava engegat mentre la fèiem, cal fer un fsck de les dades. A Linux podem configurar un fitxer per a que sigui tractat com a un dispositiu, assignant-lo a un dispositiu loop:

Comprovem quin és el següent dispositiu loop lliure:

losetup -f
/dev/loop0

Assignem disk.raw a loop0, així accedit al dispositiu /dev/loop0 estarem accedint al fitxer disk.raw

losetup /dev/loop0 disk.raw

Ara cal llegir les particions de loop0 i crear-ne els dispositius oportuns per a poder-hi accedir, ens servim de kpartx

kpartx -av /dev/loop0

Ja tenim les particions accessibles a /dev/mapper/loop0pX i ja podem fer un fsck

fsck.ext3 -f /dev/mapper/loop0p1
fsck.ext3 -f /dev/mapper/loop0p2
...

En aquest punt també podem muntar les particions per comprovar que els arxius hi son i aprofitar per corregir els noms dels dispositius a /etc/fstab.

Abans d’engegar la màquina virtual, cal desfer aquest procés per evitar danys al sistema de fitxers

kpartx -dv /dev/loop0
losetup -d /dev/loop0

Creació de la màquina virtual

Creem la màquina virtual al KVM, li assignem el disc i provem d’arrencar-la.

És possible que no arranqui perquè hagi canviat el nom del dispositiu del disc i no trobi el sistema de fitxers arrel. Mitjançant la consola de KVM haurem d’arreglar la línia al GRUB o al LILO, corregint la opció root= de la línia del kernel, i un cop engegada, modificar el fitxer /etc/fstab.

En el nostre cas /dev/cciss/c0d0p[n] passa a ser /dev/hda[n]

Retocs finals

Cal configurar la nova interfície virtual de xarxa i comprovar que els serveis funcionin correctament.

Durant el temps que hem tardar a fer la virtualització, les dades del servidor físic original han canviat. S’han de sincronitzar abans de fer el canvi. Així doncs aturem el servei dins una finestra d’actuació, sincronitzem les dades i ja podem canviar les zones DNS. El temps en que els usuaris han estat sense servidor ha estat mínim.

Ingent Network

Language

Posts marcats amb p2v

Virtualització de servidors