Mudanças entre as edições de "Laboratório de Baixo Custo com Contêineres"
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===== Configuração de interface pelo endereço MAC do dispositivo ===== | ===== Configuração de interface pelo endereço MAC do dispositivo ===== | ||
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Edição das 21h31min de 18 de fevereiro de 2018
Objetivo
O objetivo é prover uma estrutura que fornece um ambiente de trabalho remoto completo afim de permitir a utilização de dispositivos de baixo custo na ponta, diminuindo os custos com equipamentos, no caso, computadores, além de flexibilizar a gerência de toda a estrutura tirando vantagem do uso de contêineres. Dessa forma, tendo o Docker como gestor, permite-se a replicação dos ambientes de trabalho para cada dispositivo, além de cada cliente ter um ambiente isolado.
Este projeto visa eliminar algumas limitações do modelo anterior cuja impelementação foi o ponta pé inicial para o desenvolvimento dessa segunda versão. Uma das limitações a serem diminuídas é o uso de dispositivos USB, como SDR, FPGAs, Arduíno, Pen Drives, etc.
Este projeto é um segmento do projeto Nuvem Computacional para a Área de Telecomunicações, o qual foi utilizada a estrutura em contêineres para gestão dos ambientes acessados pelos alunos. Neste segmento de projeto, está sendo utilizando como sistema operacional de gerência o RancherOS, que é um sistema operacional extremamente leve e toda sua estrutura é feita em contêineres, o que o torna muito modular e de tamanho diminuto, pois possui apenas Docker como o gestor do sistema operacional.
Servidores
- Local: LabIC
- Máquina física (Dell Optiplex 755):
- Memória RAM: 8 GB;
- CPU: Intel Dual Core, 2,66 GHz, 2 núcleos;
- Armazenamento: Disco rígido Samsung de 7200 RPM com capacidade para 250 GB;
- Sistema Operacional de gerência (instalado em baremetal): RancherOS v1.1.3;
- Versão da distribuição: v1.1.3;
- Nome da distribuição: RancherOS;
- Versão do kernel Linux: 4.9.75-rancher
- Contêineres Docker virtualizando as seguintes aplicações:
- Interface web de gerência Rancher Server
- Interface web de gerência para o Docker
- Contêiner baseado em Debian Stretch que provê uma interface de área de trabalho completa a fim de promover a criação de um laboratório de informática de baixo custo com o auxílio de contêineres.
- Contêineres relacionados ao Rancher Server;
- Contêineres do System-Docker executando os seguintes serviços:
- Console Debian do RancherOS;
- Crontab do RancherOS;
- Configuração de rede do RancherOS;
- Configuração de dispositivos do RancherOS;
- Configuração de horário do RancherOS;
- Contêiner contendo o Docker a nível de usuário;
- Local: Laboratório de Alunos
- Máquina física (Dell Optiplex 990):
- Memória RAM: 8 GB;
- CPU: Intel(R) Core(TM) i5-2400, 3,1 GHz, 4 núcleos;
- Armazenamento: Disco rígido Samsung de 7200 RPM com capacidade para 320 GB;
- Sistema Operacional de gerência (instalado em baremetal): RancherOS v1.2.0;
- Versão da distribuição: v1.2.0;
- Nome da distribuição: RancherOS;
- Versão do kernel Linux: 4.9.78-rancher2
- Contêineres Docker virtualizando as seguintes aplicações:
- Contêiner baseado em Debian Stretch que provê uma interface de área de trabalho completa a fim de promover a criação de um laboratório de informática de baixo custo com o auxílio de contêineres.
- Contêineres relacionados ao Rancher Server;
- Contêineres do System-Docker executando os seguintes serviços:
- Console Debian do RancherOS;
- Crontab do RancherOS;
- Configuração de rede do RancherOS;
- Configuração de dispositivos do RancherOS;
- Configuração de horário do RancherOS;
- Contêiner contendo o Docker a nível de usuário;
Preparação do servidor
O RancherOS
Para a execução deste projeto, foi escolhido como sistema operacional de gerência o RancherOS, que possui foco na execução de contêineres. O sistema operacional é constituído basicamente do kernel Linux e o Docker, fazendo com que sua iso de instalação tenha cerca de 60 Mb.
O sistema conteineriza serviços do sistema, como configuração de rede, configuração de dispositivos, crontab, o console que o usuário interage, módulos extras para o kernel Linux, até mesmo o próprio sistema operacional que final em execução. Há apenas uma base bem mínima para o Docker funcionar. Há dois serviços do Docker em execução: um chamado de system-docker e o outro o Docker que usuário executa suas aplicações de forma tradicional.
Digitando system-docker ps no console é dada uma saída semelhante à abaixo:
root@JPMSB:~# system-docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
100081d26178 rancher/os-base:v1.1.1 "/usr/bin/ros entrypo" 21 minutes ago Up 9 minutes ntp
a770926deb8c rancher/os-base:v1.1.1 "/usr/bin/ros entrypo" 21 minutes ago Up 9 minutes network
556d5ccd846e rancher/os-base:v1.1.1 "/usr/bin/ros entrypo" 21 minutes ago Up 9 minutes udev
d1d76fe3a1d0 rancher/os-acpid:v1.1.1 "/usr/bin/ros entrypo" 21 minutes ago Up 9 minutes acpid
0f2f113fc887 rancher/os-syslog:v1.1.1 "/usr/bin/entrypoint." 21 minutes ago Up 8 minutes syslog
921b11ef5571 rancher/container-crontab:v0.1.0 "container-crontab" 11 days ago Restarting (1) 9 minutes ago container-cron
7125a15e074d rancher/os-debianconsole:v1.1.0-rc3 "/usr/bin/ros entrypo" 11 days ago Up 9 minutes console
27849052b566 rancher/os-docker:17.03.2 "ros user-docker" 11 days ago Up 9 minutes docker
ee264f634dbe rancher/container-crontab:v0.1.0 "container-crontab" 11 days ago Up 9 minutes system-cron
Há os seguintes contêineres listados acima:
- ntp → cuida da sincronização do relógio;
- network → faz a configuração de rede;
- udev → faz a gerência dos dispositivos;
- acpid → controla os recursos de energia da máquina;
- syslog → cuida dos logs do sistema;
- container-cron → é o temporizador dos contêineres;
- console → console o qual o usuário interage, tanto diretamente quanto via SSH;
- docker → contém o Docker que é utilizado a nível de usuário;
- system-cron → é o temporizador do sistema operacional.
O comando de gerência do sistema é o ros. Com ele, é possível configurar o sistema operacional. É o responsável por validar o arquivo cloud-config.yml, localizado em /var/lib/rancher/conf, que contém as configurações do sistema. A utilização de um único arquivo para a configuração torna o uso deste sistema operacional mais eficiente em ambientes de produção. O Container Linux também pode ser configurado desta maneira, no entanto, no RancherOS, este é o método de configuração padrão, enquanto que no CoreOS, não.
Devido à sua estrutura, é possível escolher tanto a versão do Docker, quanto a versão do sistema operacional que se deseja utilizar, sendo possíveis realizar atualizações e desatualizações.
Instalação do RancherOS
Para a instalação do RancherOS, baixe a ISO do sistema aqui. Se a instalação for em máquina virtual, basta verificar como dar o boot a partir da ISO baixada. O RancherOS possui um detector de hypervisor para melhor desempenho em máquina virtual. Se a instalação for em uma máquina física, basta gravar a ISO em um pen drive e configurar a placa-mãe para dar o boot a partir do mesmo. Para a gravação, basta utlizar o comando dd:
dd if=rancheros.iso of=/dev/sdX
Neste caso, sdX é o dispositivo alvo e X é a letra que identifica o mesmo. Para achar a identificação do dispositivo, basta utilizar o comando fdisk -l.
Após o boot, chegar-se-á uma tela semelhante à imagem abaixo:
Selecione a segunda opção para, ao completar o boot, o sistema já vir com um login pronto para uso. O sistema começará a ser carregado, como mostrado na imagem abaixo:
O sistema completará o boot em uma tela semelhante à imagem abaixo:
Neste momento, o sistema está sendo executado em memória RAM, e tudo que for feito nele será perdido após o reinício da máquina. No entanto, é possível utilizar o sistema sempre a partir da ISO e ainda assim salvar os dados. Para que as alterações feitas não se percam, basta criar uma partição em um armazenamento local com o rótulo RANCHER_STATE, que salvará todas as modificações feitas no sistema. Isso pode ser interessante para salvar um pouco mais de espaço em disco e também útil em casos de atualizações.
Digite sudo su para virar root:
No caso de se desejar instalar o sistema no armazenamento local, basta utilizar o seguinte comando:
ros install -d /dev/sdX
Para localizar a identificação do dispositivo, basta utilizar o comando fdisk -l, como mostrado na imagem abaixo:
No caso da imagem acima, o dispositivo é /dev/sda. Digite ros install -d /dev/sda:
O instalador perguntará se o usuário deseja prosseguir com a instalação:
Digite "y" para prosseguir com a instalação:
Após cerca de 30 segundos, a instalação está concluída e o instalador perguntará se o usuário deseja continuar com o reinício da máquina:
Digite "y" para continuar com o reinício da máquina:
Os serviços e contêineres do sistema começarão a ser parados e, por fim, o RancherOS é reiniciado:
Após o reinício do sistema, o menu SYSLINUX aparecerá, sendo este o mesmo presente na mídia de instalação.
Como não há nada configurado ainda, deve-se selecionar a segunda para ter o autologin com o usuário rancher. O sistema operacional começará a ser iniciado:
Após o término da inicialização do sistema, deve aparecer uma tela semelhante à imagem abaixo:
Neste momento, o sistema está completamente pronto para uso. Ao usar o comando "fdisk -l", é possível verificar que o armazenamento o qual o RancherOS foi instalado foi modificado.
Configuração
A configuração do sistema dá-se através de um arquivo do tipo "yml". Neste tipo de arquivo, os espaços são importantes e definem blocos de configurações.
Configuração da Rede
A configuração da rede é feita via arquivo "cloud-config". O arquivo localiza-se em "/var/lib/rancher/conf". Para editar o arquivo "cloud-config.yml", basta usar o "vi":
vi /var/lib/rancher/conf/cloud-config.yml
Configuração de interface de rede
Abaixo, um exemplo de configuração de rede:
rancher:
network:
interfaces:
eth0:
address: 191.36.9.253/24
gateway: 191.36.9.254
dhcp: false
O contéudo acima define o endereço IP "191.36.9.253" na interface "eth0". Define também o endereço IP do roteador, "191.36.9.254". O parâmetro "dhcp: false", desabilita o cliente DHCP.
Configuração de pontes
É possível também configurar pontes, por exemplo:
rancher:
network:
interfaces:
eth0:
bridge: faixa191
faixa191:
address: 191.36.9.253/24
bridge: true
dhcp: false
gateway: 191.36.9.254
Configuração de servidores DNS
Para a configuração dos servidores de nomes, basta adicionar um conteúdo parecido com o exemplo abaixo:
rancher
network:
dns:
nameservers:
- 8.8.8.8
- 8.8.4.4
Configuração de interface pelo endereço MAC do dispositivo
É possível configurar a interface de rede pelo endereço MAC da mesma, assim, caso haja mais de uma placa de rede, evita-se que uma eventual troca de nomes cause problemas. Abaixo um exemplo de configuração do dispositivo de rede através do endereço MAC da mesma:
rancher:
network:
interfaces:
"mac=ea:34:71:66:90:12:01":
dhcp: true
Configuração de agregações de link
É possível configurar agregações de link. O exemplo abaixo ilustra isso:
rancher:
network:
interfaces:
bond0:
addresses:
- 191.36.9.253/24
- 172.18.19.20/24
gateway: 191.36.9.254
bond_opts:
downdelay: "200"
lacp_rate: "1"
miimon: "100"
mode: "4"
updelay: "200"
xmit_hash_policy: layer3+4
post_up:
- ip route add 10.0.0.0/8 via 10.88.23.128
mac=0c:c4:d7:b2:14:d2:
bond: bond0
mac=0c:c4:d7:b2:14:d3:
bond: bond0
Habilitar módulos extras do kernel
Uma das vantagens do RancherOS é que o mesmo possui um vasto conjunto de drivers e módulos prontos para serem ativos. Todos este conjunto fica dentro de um contêiner. Para habilitar os módulos extras, basta digitar os comandos abaixo:
# ros service enable kernel-extras
# ros service up kernel-extras
Notar-se-á que uma imagem de contêiner será baixada e posta em execução. Basta reiniciar o sistema que todos os módulos já estarão pronto para uso. É possível utilizar recursos como USBIP, por exemplo.
Instalação do GRUB 2
Por padrão, o RancherOS utiliza o SYSLINUX como gerenciador de inicilização. Optou-se por utilizar o GRUB 2 devido à sua flexibilidade e possibilidades de proteção com usuário e senha, impedindo, assim, vandalismos por parte dos usuários, bem como o acesso ao sistema através do autologin.
A instalação do GRUB 2 é feita através da aplicação grub-install, geralmente presente nos sistemas operacionais com o referido gerenciador de inicialização.
Para realizar a instalação a partir do próprio RancherOS, basta criar um contêiner usando o system-docker:
# system-docker run -it --name boot --privileged -v /boot:/boot -v /dev:/dev debian:stretch
Dentro do contêiner, basta instalar o pacote grub-pc e um editor de texto (nano, vim, pico):
root@iddoconteiner# apt update && apt -y -q install grub-pc nano
Preparação do cliente
O sistema operacional
Necessita de documentação!!!!!
Repositórios
Docker Hub
Aqui encontra-se o repositório com a imagem para a criação do contêiner.
GitHub
Aqui encontra-se o repositório com a maioria dos arquivos utilizados.