IP-KVM via QEMU

Felsökning av operativsystemets uppstart på servrar utan KVM är en utmaning. Vi skapar KVM-over-IP via en återställningsavbildning och en virtuell maskin.

Vid problem med operativsystemet på den avlägsna servern, laddar administratören upp en återställningsbild och utför nödvändiga åtgärder. Denna metod fungerar utmärkt när orsaken till felet är känd och återställningsbilden och det installerade operativsystemet på servern tillhör samma familj. Om orsaken till felet ännu inte är känd måste man övervaka uppstartsprocessen för operativsystemet.

Avlägsen KVM

Åtkomst till serverns konsol kan göras via inbyggda verktyg som IPMI eller Intel® vPro™, eller genom externa enheter kallade IP-KVM. Det finns situationer där alla ovanstående teknologier är otillgängliga. Men det är inte slutet. Om servern kan startas om på distans till en återställningsbild baserad på ett operativsystem från Linux-familjen kan KVM-over-IP snabbt ordnas.

Återställningsbilden är ett fullständigt operativsystem som finns i RAM-minnet. Därför kan vi köra mjukvara, inklusive virtuella maskiner (VM). Det vill säga att en VM kan startas, där operativsystemet för servern kommer att köras. Åtkomsten till VM-konsolen kan ordnas, till exempel via VNC.

För att starta serverns operativsystem inuti VM måste serverns diskar anges som VM-diskar. I operativsystem från Linux-familjen representeras fysiska diskar som blockenheter av typen /dev/sdX, med vilka man kan arbeta som med vanliga filer.

Vissa hypervisorer, såsom QEMU och VirtualBox, tillåter lagring av VM-data i 'rå'-format, det vill säga endast lagringsdata utan hypervisor-metadata. Därför kan VM köras med hjälp av serverns fysiska diskar.

Denna metod kräver resurser för att köra återställningsbilden och VM inuti den. Men med fyra eller fler gigabyte RAM bör detta inte vara ett problem.

Förberedelse av miljön

Som virtuell maskin kan man använda ett lättvikts- och enkelt program QEMU, som oftast inte är en del av återställningsbilden och därför måste installeras separat. Återställningsbilden som vi erbjuder våra kunder baseras på Arch Linux, där pakethanteraren pacman.

Först måste vi säkerställa att återställningsavbildningen använder de senaste versionerna av programvaran. En kontroll och uppdatering av alla operativsystemskomponenter kan göras med följande kommando:

pacman -Suy

Efter uppdateringen måste QEMU installeras. Kommandot för installation via pacman ser ut så här:

pacman -S qemu

Vi kontrollerar att qemu har installerats korrekt:

root@sel-rescue ~ # qemu-system-x86_64 --version
QEMU-emulator version 4.0.0
Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard och QEMU-projektets utvecklare

Om allt ser bra ut, är återställningsavbildningen redo för användning.

Starta den virtuella maskinen

Först måste vi bestämma mängden resurser som ska tilldelas VM, och ta reda på vägarna till de fysiska diskarna. I vårt fall kommer vi att tilldela två kärnor och två gigabyte RAM till den virtuella maskinen, och diskarna ligger på vägen /dev/sda och /dev/sdb. Låt oss starta VM:

qemu-system-x86_64
-m 2048M
-net nic -net user
-enable-kvm
-cpu host,nx
-M pc
-smp 2
-vga std
-drive file=/dev/sda,format=raw,index=0,media=disk
-drive file=/dev/sdb,format=raw,index=1,media=disk
-vnc :0,password
-monitor stdio

Lite mer detaljer om vad varje parameter betyder:

• -m 2048M — vi tilldelar 2 GB RAM till VM;
• -net nic -net user — vi lägger till en enkel nätverksanslutning genom hypervisorn med hjälp av NAT (Nätverksadressöversättning);
• -enable-kvm — vi aktiverar full virtualisering med KVM (Kernel Virtual Machine);
• -cpu host — vi säger till den virtuella processorn att få hela funktionaliteten från serverns processor;
• -M pc — typ av utrustning PC;
• -smp 2 — den virtuella processorn måste vara tvåkärnig;
• -vga std — vi väljer ett standardgrafikkort som inte stöder högupplösta skärmar;
• -drive file=/dev/sda,format=raw,index=0,media=disk
  • file=\/dev\/sdX — vägen till blockenheten som representerar serverns disk;
  • format=raw — vi anger att alla data i den angivna filen ligger i "rå" format, det vill säga som på disken;
  • index=0 — disknumret, som ska öka med en enhet för varje nästa disk;
  • media=disk — den virtuella maskinen ska känna igen detta lagringsutrymme som en disk;
• -vnc :0, password — vi startar VNC-servern som standard på 0.0.0.0:5900, med lösenord som autentisering;
• -monitor stdio — kommunikationen mellan administratören och qemu kommer att ske via standard in- och utström.

Om allt är i ordning kommer QEMU-monitoren att starta:

QEMU 4.0.0 övervakning - skriv 'hjälp' för mer information
(qemu)

Vi angav att autentisering sker med lösenord, men angav inte själva lösenordet. Det kan göras genom att skicka kommandot change vnc password i QEMU-monitorn. Viktig anmärkning: Lösenordet får inte vara längre än åtta tecken.

(qemu) ändra vnc-lösenord
Lösenord: ******

Efter detta kan vi ansluta med vilken VNC-klient som helst, till exempel Remmina, via IP-adressen till vår server med det angivna lösenordet.

Nu kan vi inte bara se eventuella fel under uppstarten, utan också hantera dem.

När arbetet är slutfört måste den virtuella maskinen stängas av. Detta kan göras antingen inuti operativsystemet genom att skicka en signal för avstängning, eller genom att ge kommandot system_powerdown i QEMU-monitoren. Detta kommer att vara ekvivalent med att trycka på strömbrytaren en gång: operativsystemet inuti den virtuella maskinen kommer att avslutas smidigt.

Installation av operativsystemet

Den virtuella maskinen har full tillgång till serverns diskar och kan därför användas för att installera operativsystemet manuellt. Den enda begränsningen är mängden RAM-minne: ISO-bilden får inte alltid plats i RAM-minnet. Vi tilldelar fyra gigabyte i RAM-minnet för att lagra bilden i /mnt:

mount -t tmpfs -o size=4G tmpfs /mnt

Vi laddar också ner installationsbilden av operativsystemet FreeBSD 12.0:

wget -P /mnt ftp://ftp.freebsd.org/pub/FreeBSD/releases/amd64/amd64/ISO-IMAGES/12.0/FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso

Nu kan vi starta VM:

qemu-system-x86_64
-m 2048M
-net nic -net user
-enable-kvm
-cpu host,nx
-M pc
-smp 2
-vga std
-drive file=/dev/sda,format=raw,index=0,media=disk
-drive file=/dev/sdb,format=raw,index=1,media=disk
-vnc :0,password
-monitor stdio
-cdrom /mnt/FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso
-boot d


Flagga -boot d ställer in uppstart från CD-enheten. Vi ansluter med VNC-klienten och ser FreeBSD-laddaren.

Eftersom internetåtkomst skedde genom att hämta en adress via DHCP kan det vara nödvändigt att starta det just installerade systemet och korrigera nätverksinställningarna efter konfigurationen. I vissa fall kan det krävas installation av drivrutiner för nätverkskortet, eftersom nätverkskortet som är installerat i servern och emuleras i VM skiljer sig.

Slutsats

Denna metod för att organisera fjärråtkomst till serverkonsolen använder en del av serverns resurser, men ställer inga särskilda krav på serverns hårdvara, och kan därför utföras under nästan vilka förhållanden som helst. Användningen av en sådan lösning gör det betydligt lättare att diagnostisera programvarufel och återställa funktionaliteten hos den fjärrstyrda servern.

Källa: habr.com