Die Magie der Virtualisierung: Ein Einführungskurs in Proxmox VE

Heute geht es darum, wie man schnell und relativ einfach mehrere virtuelle Server mit verschiedenen Betriebssystemen auf einem physischen Server einrichtet. Dies ermöglicht jedem Systemadministrator, die gesamte IT-Infrastruktur des Unternehmens zentral zu verwalten und dabei enorme Ressourcen zu sparen. Der Einsatz von Virtualisierung hilft, sich maximal von der physischen Serverhardware abzukoppeln, kritische Dienste zu schützen und deren Wiederherstellung selbst bei schwerwiegenden Ausfällen einfach zu gestalten.

Zweifellos sind den meisten Systemadministratoren die Methoden für die Arbeit in virtuellen Umgebungen vertraut, und dieser Artikel wird für sie keine große Neuigkeit sein. Dennoch gibt es Unternehmen, die die Flexibilität und Schnelligkeit virtueller Lösungen aufgrund fehlender präziser Informationen darüber nicht nutzen. Wir hoffen, dass unser Artikel hilft, anhand von Beispielen zu verstehen, dass es viel einfacher ist, einmal mit der Virtualisierung zu beginnen, als sich mit den Unannehmlichkeiten und Nachteilen physischer Infrastruktur auseinanderzusetzen.

Glücklicherweise ist es ziemlich einfach, die Funktionsweise der Virtualisierung auszuprobieren. Wir zeigen Ihnen, wie Sie einen Server in einer virtuellen Umgebung erstellen, zum Beispiel zur Migration eines in der Firma verwendeten CRM-Systems. Nahezu jeder physische Server kann in eine virtuelle Umgebung umgewandelt werden, aber zuerst müssen die grundlegenden Arbeitsweisen erlernt werden. Darum geht es im Folgenden.

Wie es funktioniert

Bei der Virtualisierung fällt es vielen Anfänger:innen schwer, die Terminologie zu verstehen. Daher erklären wir einige grundlegende Begriffe:

• Hypervisor – spezielle Software, die das Erstellen und Verwalten von virtuellen Maschinen ermöglicht;
• Virtuelle Maschine (VM) – ein System, das einen logischen Server innerhalb eines physischen Servers darstellt und über eigene Merkmale, Speicher und ein Betriebssystem verfügt;
• Virtualisierungs-Host – ein physischer Server, auf dem ein Hypervisor läuft.

Damit ein Server als vollwertiger Virtualisierungs-Host agieren kann, muss sein Prozessor eine der beiden Technologien unterstützen – entweder Intel® VT oder AMD-V™. Beide Technologien erfüllen die wesentliche Aufgabe, die Hardware-Ressourcen des Servers den virtuellen Maschinen bereitzustellen.

Ein zentrales Merkmal ist, dass alle Aktionen direkt auf der Hardware-Ebene ausgeführt werden. virtuellen Maschinen Diese sind voneinander isoliert, was eine einfache Verwaltung ermöglicht. Der Hypervisor fungiert dabei als Kontrollinstanz und verteilt Ressourcen, Rollen und Prioritäten zwischen den VMs. Zudem emuliert der Hypervisor den Teil der Hardware, der für das reibungslose Funktionieren des Betriebssystems erforderlich ist.

Die Implementierung von Virtualisierung ermöglicht es, mehrere instanziierte Kopien einer Software zu betreiben. ServerEin kritischer Ausfall oder ein Fehler bei Änderungen an einer solchen Kopie hat keine Auswirkungen auf den laufenden Dienst oder die Anwendung. Dadurch werden zudem zwei Hauptprobleme gelöst – die Skalierbarkeit und die Möglichkeit, einen "Zoo" unterschiedlicher Betriebssysteme auf einer einzigen Hardware zu betreiben. Dies stellt eine ideale Möglichkeit dar, verschiedene Dienste zu kombinieren, ohne für jedes einzelne Gerät zusätzliche Hardware anschaffen zu müssen.

Virtualisierung erhöht die Ausfallsicherheit von Services und implementierten Anwendungen. Selbst wenn der physische Server ausfällt und durch einen anderen ersetzt werden muss, bleibt die gesamte virtuelle Infrastruktur vollständig funktionsfähig, vorausgesetzt, die Datenträger bleiben intakt. Der physische Server kann sogar von einem anderen Hersteller stammen. Dies ist besonders relevant für Unternehmen, die Server nutzen, deren Produktion eingestellt wurde und die auf andere Modelle umsteigen müssen.

Lassen Sie uns nun die derzeit beliebtesten Hypervisoren auflisten:

• VMware ESXi
• Microsoft Hyper-V
• Open Virtualization Alliance KVM
• Oracle VM VirtualBox

Alle sind recht vielseitig, jedoch hat jeder von ihnen spezifische Merkmale, die immer bei der Auswahl berücksichtigt werden sollten: die Kosten der Bereitstellung/Wartung und technische Spezifikationen. Die Kosten für kommerzielle Lizenzen von VMware und Hyper-V sind sehr hoch, und im Falle von Störungen ist es äußerst schwierig, Probleme mit diesen Systemen selbst zu lösen.

KVM hingegen ist vollständig kostenlos und einfach zu bedienen, insbesondere als Teil einer vorkonfigurierten Lösung basierend auf Debian Linux namens Proxmox Virtual Environment. Genau dieses System empfehlen wir für den ersten Einstieg in die Welt der virtuellen Infrastruktur.

Wie man den Hypervisor Proxmox VE schnell einrichtet

Die Installation verursacht in der Regel keine Fragen. Laden Sie die aktuelle Version des Abbilds herunter von der offiziellen Website und schreiben Sie es auf ein beliebiges externes Medium mit dem Tool Win32DiskImager (unter Linux verwenden Sie den Befehl dd), und starten Sie den Server direkt von diesem Medium. Unsere Kunden, die bei uns dedizierte Server mieten, können zwei noch einfachere Methoden nutzen – entweder das benötigte Abbild direkt aus der KVM-Konsole einbinden oder unseren PXE-Server.

Die Installationssoftware verfügt über eine grafische Benutzeroberfläche und stellt nur einige wenige Fragen.

1. Wählen Sie die Festplatte aus, auf der die Installation erfolgen soll. Im Abschnitt Optionen können auch zusätzliche Partitionierungsoptionen festgelegt werden.
2. Geben Sie die regionalen Einstellungen an.
3. Geben Sie das Passwort ein, das für die Authentifizierung des Superbenutzers root und die E-Mail-Adresse des Administrators verwendet wird.
4. Geben Sie die Netzwerkeinstellungen ein. FQDN steht für Fully Qualified Domain Name, zum Beispiel: node01.ihrefirma.de.
5. Nach Abschluss der Installation kann der Server über die Schaltfläche Neustart neu gestartet werden.

   Die Verwaltungs-Weboberfläche ist unter folgender Adresse verfügbar:

   https://IP-Adresse_des_Servers:8006

Was nach der Installation zu tun ist

Es gibt mehrere wichtige Schritte, die nach der Installation von Proxmox durchgeführt werden sollten. Dazu werden wir näher auf jeden einzelnen eingehen.

Das System auf die aktuelle Version aktualisieren

Dazu greifen wir auf die Konsole unseres Servers zu und deaktivieren das kostenpflichtige Repository (verfügbar nur für diejenigen, die kostenpflichtigen Support erworben haben). Andernfalls informiert apt über einen Fehler beim Aktualisieren der Paketquellen.

1. Öffnen Sie die Konsole und bearbeiten Sie die Konfigurationsdatei apt:

   nano /etc/apt/sources.list.d/pve-enterprise.list

2. In dieser Datei wird nur eine Zeile vorhanden sein. Setzen Sie davor das Zeichen #, um die Aktualisierung aus dem kostenpflichtigen Repository zu deaktivieren:

   #deb https://enterprise.proxmox.com/debian/pve stretch pve-enterprise

3. Mit der Tastenkombination Strg + X beenden wir den Editor und beantworten Y die Frage des Systems zum Speichern der Datei.
4. Wir führen das Update der Paketquellen und des Systems durch:

   apt update && apt -y upgrade

Sicherheit gewährleisten

Wir empfehlen die Installation des beliebten Tools Fail2Ban, das vor Brute-Force-Angriffen schützt. Es funktioniert nach dem Prinzip, dass, wenn ein Angreifer eine bestimmte Anzahl an fehlerhaften Anmeldeversuchen innerhalb eines festgelegten Zeitraums überschreitet, seine IP-Adresse gesperrt wird. Die Dauer der Sperrung und die Anzahl der Versuche können in der Konfigurationsdatei festgelegt werden.

Aus praktischer Erfahrung gab es in einer Woche Betrieb des Servers mit offenem SSH-Port 22 und einer externen statischen IPv4-Adresse über 5000 Versuche zur Passwortknackung. Etwa 1500 Adressen wurden durch das Tool erfolgreich blockiert.

Um die Installation durchzuführen, hier eine kurze Anleitung:

1. Öffnen Sie die Serverkonsole über das Webinterface oder SSH.
2. Aktualisieren Sie die Paketquellen:

   apt update

3. Installieren Sie Fail2Ban:

   apt install fail2ban

4. Öffnen Sie die Konfiguration des Tools zur Bearbeitung:

   nano /etc/fail2ban/jail.conf

5. Ändern Sie die Variablen bantime (Anzahl der Sekunden, für die der Angreifer gesperrt wird) und maxretry (die Anzahl der Anmeldeversuche für jeden einzelnen Dienst).
6. Mit der Tastenkombination Strg + X beenden wir den Editor und beantworten Y die Frage des Systems zum Speichern der Datei.
7. Wir starten den Dienst neu:

   systemctl restart fail2ban

Um den Status des Dienstes zu überprüfen, beispielsweise um Statistiken über blockierte IP-Adressen zu erhalten, von denen es SSH-Passwortbrute-Force-Versuche gab, kann eine einfache Befehlszeile verwendet werden:

fail2ban-client -v status sshd

Die Antwort des Dienstes könnte ungefähr so aussehen:

root@hypervisor:~# fail2ban-client -v status sshd
INFO   Lädt Konfigurationen für fail2ban unter /etc/fail2ban
INFO     Lädt Dateien: ['/etc/fail2ban/fail2ban.conf']
INFO     Lädt Dateien: ['/etc/fail2ban/fail2ban.conf']
INFO   Verwendet Socket-Datei /var/run/fail2ban/fail2ban.sock
Status für das Gefängnis: sshd
|- Filter
|  |- Aktuell fehlgeschlagen: 3
|  |- Insgesamt fehlgeschlagen: 4249
|  `- Dateiliste: /var/log/auth.log
`- Aktionen
   |- Aktuell gesperrt: 0
   |- Insgesamt gesperrt: 410
   `- Gesperrte IP-Liste:

Auf ähnliche Weise kann das Web-Interface vor solchen Angriffen geschützt werden, indem eine entsprechende Regel erstellt wird. Ein Beispiel für eine solche Regel für Fail2Ban finden Sie im offiziellen Handbuch.

Erste Schritte

Bitte beachten Sie, dass Proxmox bereit ist, neue Maschinen sofort nach der Installation zu erstellen. Wir empfehlen jedoch, einige Voreinstellungen vorzunehmen, um die Verwaltung des Systems in Zukunft zu erleichtern. Die Praxis zeigt, dass der Hypervisor und die virtuellen Maschinen am besten auf verschiedenen physischen Speichermedien platziert werden. Wie das funktioniert, erfahren Sie im Folgenden.

Festplattenspeicher konfigurieren

Der nächste Schritt besteht darin, den Speicher so einzurichten, dass er für die Speicherung von virtuellen Maschinen und deren Backups genutzt werden kann.

WARNUNG! Das unten angegebene Beispiel zur Partitionierung von Festplatten kann nur zu Testzwecken verwendet werden. Für den produktiven Einsatz empfehlen wir dringend, ein Software- oder Hardware-RAID-Array zu nutzen, um Datenverlust im Falle eines Festplattenausfalls zu vermeiden. In einem der nächsten Artikel werden wir erläutern, wie man ein Festplatten-Array richtig für den Betrieb vorbereitet und was im Notfall zu tun ist.

Angenommen, der physische Server verfügt über zwei Festplatten — /dev/sda, auf dem der Hypervisor installiert ist und eine leere Festplatte /dev/sdb, der für die Speicherung von Daten virtueller Maschinen vorgesehen ist. Damit das System das neue Speichermedium erkennen kann, nutzen wir die einfachste und effektivste Methode – wir verbinden es wie ein gewöhnliches Verzeichnis. Vorher sind jedoch einige vorbereitende Schritte erforderlich. Lassen Sie uns als Beispiel ansehen, wie man eine neue Festplatte anschließt. /dev/sdb, jeder Größe, formatiert in ein Dateisystem. ext4.

1. Wir partitionieren die Festplatte und erstellen eine neue Partition:

   fdisk /dev/sdb

2. Drücken Sie die Taste o oder g um die Partition im MBR oder GPT zu erstellen.
3. Dann drücken wir die Taste n um eine neue Partition zu erstellen.
4. Und schließlich w zum Speichern der Änderungen.
5. Wir erstellen das ext4-Dateisystem:

   mkfs.ext4 /dev/sdb1

6. Wir erstellen das Verzeichnis, in dem wir die Partition einhängen:

   mkdir /mnt/storage

7. Wir öffnen die Konfigurationsdatei zur Bearbeitung:

   nano /etc/fstab

8. Wir fügen dort eine neue Zeile hinzu:

   /dev/sdb1	/mnt/storage	ext4	defaults	0	0

9. Nach der Änderung speichern wir sie mit der Tastenkombination Strg + X, indem wir Y auf die Frage des Editors antworten.
10. Um zu überprüfen, ob alles funktioniert, starten wir den Server neu:

    shutdown -r now

11. Nach dem Neustart überprüfen wir die eingehängten Partitionen:

    df -H

Die Ausgabe des Befehls sollte zeigen, dass /dev/sdb1 in das Verzeichnis eingehängt ist. /mnt/storage. Das bedeutet, dass unser Speicher bereit zur Nutzung ist.

Neuen Speicher in Proxmox hinzufügen

Melden Sie sich im Kontrollpanel an und navigieren Sie zu den Bereichen Rechenzentrum ➝ Speicherung ➝ Hinzufügen ➝ Verzeichnis.

Füllen Sie im geöffneten Fenster die folgenden Felder aus:

• ID — Name des zukünftigen Speichers;
• Verzeichnis — /mnt/storage;
• Inhalt — Wählen Sie alle Optionen aus (indem Sie nacheinander auf jede Option klicken).

Danach klicken wir auf die Schaltfläche Hinzufügen. Damit ist die Konfiguration abgeschlossen.

Virtuelle Maschine erstellen

Um eine virtuelle Maschine zu erstellen, führen Sie die folgenden Schritte aus:

1. Bestimmen Sie die Version des Betriebssystems.
2. Laden Sie im Voraus das ISO-Image herunter.
3. Wählen Sie im Menü Speicherung den gerade erstellten Speicher aus.
4. Klicken Sie auf Inhalt ➝ Hochladen.
5. Wählen Sie aus der Liste das ISO-Image aus und bestätigen Sie die Auswahl durch Drücken der Schaltfläche Hochladen.

Nach Abschluss des Vorgangs wird das Image in der Liste der verfügbaren angezeigt.

Erstellen Sie unsere erste virtuelle Maschine:

1. Klicken Sie auf VM erstellen.
2. Füllen Sie nacheinander die Parameter aus: Name ➝ ISO-Image ➝ Größe und Typ der Festplatte ➝ Anzahl der Prozessoren ➝ Speichervolumen ➝ Netzwerkadapter.
3. Nachdem Sie alle gewünschten Parameter ausgewählt haben, klicken wir auf Fertigstellen. Die erstellte Maschine wird im Menü des Kontrollpanels angezeigt.
4. Wählen Sie sie aus und klicken Sie auf Start.
5. Gehen Sie zu Konsole und wir installieren das Betriebssystem auf die gleiche Weise wie auf einem normalen physischen Server.

Müssen Sie eine weitere Maschine erstellen, wiederholen Sie die oben genannten Schritte. Sobald alle bereit sind, können Sie gleichzeitig mit ihnen arbeiten, indem Sie mehrere Konsolenfenster öffnen.

Autostart konfigurieren

Standardmäßig startet Proxmox Maschinen nicht automatisch, aber das lässt sich ganz einfach mit nur zwei Mausklicks lösen:

1. Klicken Sie auf den Namen der gewünschten Maschine.
2. Wählen Sie die Registerkarte Optionen ➝ Start bei Systemstart.
3. Setzen Sie ein Häkchen neben der entsprechenden Bezeichnung.

Jetzt wird die VM automatisch gestartet, falls der physische Server neu gestartet wird.

Für fortgeschrittene Administratoren gibt es zusätzlich die Möglichkeit, weitere Startparameter im Abschnitt Start/Shutdown-Reihenfolgeanzugeben. Sie können klar definieren, in welcher Reihenfolge die Maschinen gestartet werden sollen. Zudem kann die Zeit angegeben werden, die bis zum Start der nächsten VM vergehen soll, sowie die Verzögerungszeit beim Ausschalten (falls das Betriebssystem nicht rechtzeitig beendet wird, wird der Hypervisor es nach einer bestimmten Anzahl von Sekunden zwangsweise ausschalten).

Fazit

In diesem Artikel haben wir die Grundlagen erläutert, wie Sie mit Proxmox VE beginnen können, und wir hoffen, dass er Anfängern dabei hilft, ihren ersten Schritt zu machen und Virtualisierung in der Praxis auszuprobieren.

Proxmox VE ist ein wirklich leistungsstarkes und benutzerfreundliches Tool für jeden Systemadministrator; das Wichtigste ist, keine Angst vor Experimenten zu haben und zu verstehen, wie es wirklich funktioniert.

Wenn Sie Fragen haben, heißen wir Sie in den Kommentaren willkommen.

Quelle: habr.com