12.3. Instalação Automatizada
Os administradores da Falcot Corp, como muitos administradores de grandes serviços de TI, precisam de ferramentas para instalar (ou reinstalar) rapidamente, e automaticamente se possível, suas novas máquinas.
Essas exigências podem ser atendidas por uma ampla gama de soluções. Por um lado, ferramentas genéricas como a SystemImager lidam com isso criando uma imagem baseada em uma máquina modelo, e então, implantam essa imagem nos sistemas alvo; no extremo oposto do espectro, o instalador Debian padrão pode ser pré alimentado com um arquivo de configuração contendo as repostas das questões perguntadas durante o processo de instalação. Como um tipo de meio termo, uma ferramenta híbrida como a FAI (Fully Automatic Installer) instala máquinas usando o sistema de empacotamento, mas ela também usa sua própria infraestrutura para tarefas que são mais específicas para implantações em massa (como iniciação, particionamento, configuração e assim por diante).
Each of these solutions has its pros and cons: SystemImager works independently from any particular packaging system, which allows it to manage large sets of machines using several distinct Linux distributions. It also includes an update system that doesn't require a reinstallation, but this update system can only be reliable if the machines are not modified independently; in other words, the user must not update any software on their own, or install any other software. Similarly, security updates must not be automated, because they have to go through the centralized reference image maintained by SystemImager. This solution also requires the target machines to be homogeneous, otherwise many different images would have to be kept and managed (an amd64 image won't fit on a powerpc machine, and so on).
On the other hand, an automated installation using debian-installer can adapt to the specifics of each machine: the installer will fetch the appropriate kernel and software packages from the relevant repositories, detect available hardware, partition the whole hard disk to take advantage of all the available space, install the corresponding Debian system, and set up an appropriate bootloader. However, the standard installer will only install standard Debian versions, with the base system and a set of pre-selected “tasks”; this precludes installing a particular system with non-packaged applications. Fulfilling this particular need requires customizing the installer… Fortunately, the installer is very modular, and there are tools to automate most of the work required for this customization, most importantly simple-cdd (CDD being an acronym for Custom Debian Derivative). Even this solution, however, only handles initial installations; this is usually not a problem since the APT tools allow efficient deployment of updates later on.
We will only give a rough overview of FAI, and skip SystemImager altogether (which is no longer in Debian, but available as a third-party package), in order to focus more intently on debian-installer and simple-cdd, which are more interesting in a Debian-only context.
12.3.1. Instalador Completamente Automático (FAI)
Instalador Completamente Automático (Fully Automatic Installer) é provavelmente o mais antigo sistema de implantação automatizada para Debian, o que explica seu status como uma referência; mas sua natureza muito flexível apenas compensa a complexidade que ele envolve.
O FAI requer um sistema de servidor para armazenar informação da implantação e permitir que as máquinas alvo inicializem a partir da rede. Esse servidor requer o pacote fai-server (ou fai-quickstart, que também traz os elementos necessários para uma configuração padrão).
FAI uses a specific approach for defining the various installable profiles. Instead of simply duplicating a reference installation, FAI is a full-fledged installer, fully configurable via a set of files and scripts stored on the server; the default location /srv/fai/config/ according to /etc/fai/nfsroot.conf is not automatically created, so the administrator needs to create it along with the relevant files. Most of the times, these files will be customized from the example files available in the documentation for the fai-doc package, more particularly the /usr/share/doc/fai-doc/examples/simple/ directory.
Once the profiles are defined, the fai-setup command generates the elements required to start an FAI installation; this mostly means preparing or updating a minimal system (NFS-root) used during installation. An alternative is to generate a dedicated boot CD with fai-cd.
Para criar todos esses arquivos de configuração é necessário algum entendimento da maneira a qual o FAI funciona. Um processo de instalação típico é feito dos passos seguintes:
pegar um núcleo da rede, e iniciá-lo;
montar um sistema de arquivo raiz de um NFS;
executar /usr/sbin/fai, o qual controla o resto do processo (os próximos passos portanto são iniciados por este roteiro);
copiar o espaço de configuração do servidor para /fai/;
rodando fai-class. Os scripts /fai/class/[0-9][0-9]* são executados em turnos, e retornam nomes de “classes” que se aplicam a máquina que está sendo instalada; essa informação irá servir como base para as etapas seguintes. Isso permite alguma flexibilidade na definição de serviços a serem instalados e configurados.
buscando várias variáveis de configuração, dependendo das classes relevantes;
particionar os discos e formatar as partições com base nas informações fornecidas em /fai/disk_config/class;
montar essas partições;
instalar o sistema base;
preparar o banco de dados Debconf com fai-debconf;
buscar a lista de pacotes disponíveis para o APT;
instalar os pacotes listados em /fai/package_config/class;
executar os scripts de pós configuração, /fai/scripts/class/[0-9][0-9]*;
gravar os registros de instalação, desmontar as partições e reinicializar o computador.
12.3.2. Preseeding Debian-Installer
At the end of the day, the best tool to install Debian systems should logically be the official Debian installer. This is why, right from its inception, debian-installer has been designed for automated use, taking advantage of the infrastructure provided by debconf. The latter allows, on the one hand, to reduce the number of questions asked (hidden questions will use the provided default answer), and on the other hand, to provide the default answers separately, so that installation can be non-interactive. This last feature is known as preseeding.
12.3.2.1. Usando um Arquivo Preseed
Existem vários lugares aonde o instalador pode obter um arquivo preseeding:
Dentro do initrd ,usado para iniciar a máquina; neste caso, o preseeding acontece bem no início da instalação, e todas as perguntas podem ser evitadas. O arquivo apenas precisa ser chamado preseed.cfg e armazenado dentro da raiz do initrd.
na mídia de inicialização (CD ou dispositivo USB); o preseeding então acontece assim que a mídia é montada, o que significa ser logo após as perguntas sobre idioma e layout do teclado. O parâmetro de inicialização preseed/file pode ser usado para indicar a localização do arquivo preseeding (por exemplo, /cdrom/preseed.cfg quando a instalação é feita por um CD-ROM, ou /hd-media/preseed.cfg no caso de um dispositivo USB).
from the network; preseeding then only happens after the network is (automatically) configured; the relevant boot parameter is then preseed/url=http://server/preseed.cfg (HTTPS, FTPS, SFTP, etc. are not supported).
De relance, incluir o arquivo preseeding dentro do initrd parece ser a solução mais interessante; no entanto, ela raramente é usada na prática, porque gerar um initrd instalador é bem complexo. As outras duas soluções são muito mais comuns, especialmente quando os parâmetros de inicialização fornecem outra maneira de fazer "preseed" das respostas para as primeiras perguntas do processo de instalação. A maneira usual de evitar o incômodo de digitar esses parâmetro de inicialização a manualmente a cada instalação é salvá-los na configuração do isolinux (no caso do CD-ROM) ou syslinux (dispositivo USB).
12.3.2.2. Criando um Arquivo Preseed
Um arquivo preseed é um arquivo de texto puro, aonde cada linha contém a resposta para uma pergunta do Debconf. A linha é dividida em quatro campos separados por espaço em branco (espaços ou tabs), com em, por exemplo, d-i mirror/suite string stable:
o primeiro campo é o “dono” da pergunta; “d-i” é usado para perguntas relevantes para o instalador, mas ele também pode ser um nome de pacote para perguntas vindas a partir de pacotes Debian;
the second field is an identifier for the question (the template name);
terceiro, o tipo de pergunta;
o quarto e último campo contém o valor para a resposta. Note que ele tem que ser separador do terceiro campo com um único espaço; se existir mais de um, os caracteres espaço seguintes serão considerados parte do valor.
A maneira mais simples de escrever um arquivo preseed é instalar o sistema manualmente. Então o debconf-get-selections --installer irá prover as respostas com relação ao instalador. Respostas sobre outros pacotes podem ser obtidas com debconf-get-selections. No entanto, uma solução mais limpa é escrever o arquivo preseed manualmente, iniciando a partir de um exemplo e da documentação de referência: com tal abordagem, apenas perguntas aonde a resposta padrão precisa ser sobrescrita podem se submeter ao preseeded; usando o parâmetro de inicialização priority=critical irá instruir o Debconf a apenas perguntar questões criticas, e usar a resposta padrão para as outras.
Pre-setting a value in a preseed file automatically instructs the Debian installer to not ask that question. This happens, because loading the preseed file does not just set the given value(s), but also marks each of the affected dialogs as “seen“ by the user. Thus it is possible to pre-set a question's value and still present the dialog to the user by resetting the “seen“ flag. Beware that order in this case matters and that the value has to be preseeded before setting the dialog to “unseen“ as shown in the following example:
d-i netcfg/hostname string worker
d-i netcfg/hostname seen false
12.3.2.3. Criando uma Mídia de Inicialização Customizada
Saber aonde armazenar um arquivo preseed é muito bom, mas a localização não é tudo: é preciso, de uma forma ou de outra, alterar a mídia de inicialização de instalação para mudar os parâmetros de inicialização e adicionar o arquivo preseed.
12.3.2.3.1. Inicializando a Partir da Rede
Quando um computador é inicializado a partir da rede, o servidor que envia os elementos de inicialização também define os parâmetros de inicialização. Assim, a alteração precisa ser feita na configuração PXE do servidor de inicialização; mais especificamente, no seu arquivo de configuração
/tftpboot/pxelinux.cfg/default. Configurar a inicialização pela rede é um pré-requisito; veja o Guia de Instalação para detalhes.
12.3.2.3.2. Preparando um Dispositivo USB Inicializável
Once a bootable key has been prepared (see
Seção 4.1.2, “Iniciando a partir de um pendrive”), a few extra operations are needed. Assuming the key contents are available under
/media/usbdisk/, copy the preseed file to
/media/usbdisk/preseed.cfg.
If you have been using a hybrid ISO image to create the bootable USB stick, then you have to edit /media/usbdisk/boot/grub/grub.cfg (for the EFI boot screen):
Exemplo 12.2. boot/grub/grub.cfg file and preseeding parameters
menuentry --hotkey=i 'Install' {
set background_color=black
linux /install.amd/vmlinuz preseed/file=/cdrom/preseed.cfg locale=en_US.UTF-8 keymap=us language=us country=US vga=788 --- quiet
initrd /install.amd/initrd.gz
}
And you have to edit /media/usbdisk/isolinux/isolinux.cfg (for BIOS boot) or one of the files it utilizes - e.g. /media/usbdisk/isolinux/txt.cfg - to add required boot parameters:
Exemplo 12.3. isolinux/txt.cfg file and preseeding parameters
label install
menu label ^Install
kernel [...]
append preseed/file=/cdrom/preseed.cfg locale=en_US.UTF-8 keymap=us language=us country=US vga=788 initrd=/install.amd/initrd.gz --- quiet
If you have been using the hd-media installer image for a custom USB stick, edit /media/usbdisk/syslinux.cfg and add the required boot parameters as shown in the example below:
Exemplo 12.4. arquivo syslinux.cfg e parâmetros preseeding
default vmlinuz
append preseed/file=/hd-media/preseed.cfg locale=en_US.UTF-8 keymap=us language=us country=US vga=788 initrd=initrd.gz --
12.3.2.3.3. Criando uma Imagem de CD-ROM
Um dispositivo USB é uma mídia de leitura-escrita, então foi fácil para nós adicionar um arquivo lá e alterar alguns parâmetros. No caso do CD-ROM, a operação é mais complexa, já que nós precisamos refazer uma imagem ISO completa. Essa tarefa é feita pelo debian-cd, mas essa ferramenta é um pouco mais complicada de usar: ela precisa de um espelho local, e requer o entendimento de todas as opções fornecidas pelo /usr/share/debian-cd/CONF.sh; mesmo assim, o make tem que ser invocado várias vezes. /usr/share/debian-cd/README é, portanto, uma leitura muito recomendada.
Having said that, debian-cd always operates in a similar way: an “image” directory with the exact contents of the CD-ROM is generated, then converted to an ISO file with a tool such as genisoimage, mkisofs or xorriso. The image directory is finalized after debian-cd's make image-trees step. At that point, we insert the preseed file into the appropriate directory (usually $TDIR/$CODENAME/CD1/, $TDIR and $CODENAME being parameters defined by the CONF.sh configuration file). The CD-ROM uses isolinux as its bootloader, and its configuration file must be adapted from what debian-cd generated, in order to insert the required boot parameters (the specific files are $TDIR/$CODENAME/CD1/isolinux/isolinux.cfg and $TDIR/$CODENAME/CD1/boot/grub/grub.cfg as shown above). Then the “normal” process can be resumed, and we can go on to generating the ISO image with make image CD=1 (or make images if several CD-ROMs are generated).
12.3.3. Simple-CDD: A Solução Tudo-Em-Um
Simplesmente usar um arquivo preseed não é o suficiente para preencher todos os requerimentos que possam aparecer em grandes implantações. Mesmo que seja possível executar alguns scripts no final de processos normais de instalação, a seleção de um conjunto de pacotes a instalar ainda não é muito flexível (basicamente, apenas “tarefas” podem ser selecionadas); mais importante, isso apenas permite a instalação de pacotes Debian oficiais e impede os gerados localmente.
On the other hand, debian-cd is able to integrate external packages, and debian-installer can be extended by inserting new steps in the installation process. By combining these capabilities, it should be possible to create a customized installer that fulfills our needs; it should even be able to configure some services after unpacking the required packages. Fortunately, this is not a mere hypothesis, since this is exactly what simple-cdd does.
The purpose of this tool is to allow anyone to easily create a distribution derived from Debian, by selecting a subset of the available packages, preconfiguring them with Debconf, adding specific software, and executing custom scripts at the end of the installation process. This matches the “universal operating system” philosophy, since anyone can adapt it to their own needs.
O Simple-CDD define “perfis” que coincidem com o conceito “classes” FAI e uma máquina pode ter vários perfis (determinados no momento da instalação). Um perfil é definido por um conjunto de arquivos profiles/profile.*:
o arquivo .description contém uma descrição de uma linha para o perfil;
o arquivo .packages lista os pacotes que irão ser instalados automaticamente caso o perfil seja selecionado;
o arquivo .downloads lista os pacotes que serão armazenados na mídia de instalação, mas não necessariamente instalados;
o arquivo .preseed contém as informações preseeding para as perguntas do Debconf (para o instalador e/ou para os pacotes);
o arquivo .postinst contém um script que será executado no final do processo de instalação;
lastly, the .conf file allows changing some parameters based on the profiles to be included in an image.
O perfil padrão tem uma função em particular, já que ele está sempre selecionado; el contém o mínimo necessário para o Simple-CDD funcionar. A única coisa que geralmente é customizada nesse perfil é o parâmetro preseed simple-cdd/profiles: isso permite evitar a pergunta, introduzida pelo Simple-CDD, sobre quais perfis instalar.
Note também que os comandos precisam ser invocados a partir do diretório pai do diretório profiles.
12.3.3.2. Configurando e Usando o build-simple-cdd
O Simple-CDD requer muitos parâmetros para operar plenamente. Eles irão, na maioria das vezes, estar reunidos em um arquivo de configuração, o qual pode ser informado ao build-simple-cdd com a opção --conf, mas eles também podem ser especificados via parâmetros dedicados dados ao build-simple-cdd. Aqui está uma visão geral de como esse comando se comporta, e como seus parâmetros são usados:
o parâmetro profiles lista os perfis que serão incluídos na imagem CD-ROM gerada;
com base na lista de pacotes requeridos, o Simple-CDD baixa os arquivos apropriados do servidor mencionado em server, e os reúne em um espelho parcial (que mais tarde será dado ao debian-cd);
os pacotes customizados mencionados em local_packages também são integrados neste espelho local;
o debian-cd é então executado (dentro de uma local padrão que pode ser configurada com a variável debian_cd_dir), com a lista de pacotes para integrar;
uma vez que o debian-cd tenha preparado seu diretório, o Simple-CDD aplica algumas mudanças nesse diretório:
arquivos contendo os perfis são adicionados em um subdiretório simple-cdd (que irá terminar no CD-ROM);
outros arquivos listados no parâmetro all_extras também são adicionados;
os parâmetros de inicialização são ajustados a fim de habilitar o preseeding. Perguntas com relação a idioma e país podem ser evitadas se a informação requerida está armazenada nas variáveis language e country.
o debian-cd então gera a imagem ISO final.
12.3.3.3. Gerando uma imagem ISO
Once we have written a configuration file and defined our profiles, the remaining step is to invoke build-simple-cdd --conf simple-cdd.conf. After a few minutes, we get the required image in images/debian-11-amd64-CD-1.iso.
