Владимир Туров

Устранение неисправностей при загрузке операционной системы на серверах без KVM — непростое занятие. Создаем себе KVM-over-IP через образ восстановления и виртуальную машину. В случае возникновения проблем с операционной системой на удаленном сервере, администратор загружает образ восстановления и проводит необходимые работы. Такой способ отлично работает, когда причина сбоя известна, а образ восстановления и установленная на сервере операционная система из одного семейства. Если причина сбоя еще не известна, необходимо понаблюдать за ходом загрузки операционной системы. Удаленный KVM Получить доступ к консоли сервера можно с помощью встроенных средств, таких как IPMI или Intel® vPro™, или с помощью внешних устройств, именуемых IP-KVM. Существуют ситуации, в которых все из перечисленных технологий недоступны. Однако это не конец. Если сервер можно удаленно перезагрузить в образ восстановления на базе операционной системы семейства Linux, то можно быстро организовать KVM-over-IP. Образ восстановления представляет собой полноценную операционную систему, которая размещается в оперативной памяти. Таким образом, мы можем запускать любое программное обеспечение, в том числе и виртуальные машины (ВМ). То есть можно запустить ВМ, внутри которой будет работать операционная система сервера. Доступ к консоли ВМ может быть организован, например, через VNC. Для запуска операционной системы сервера внутри ВМ необходимо указать диски сервера в качестве дисков ВМ. В операционных системах семейства Linux физические диски представляются блочными устройствами вида /dev/sdX, с которыми можно работать как с обычными файлами. Некоторые гипервизоры, такие как QEMU и VirtualBox позволяют хранить данные ВМ в «сыром» виде, то есть только данные хранилища без метаданных гипервизора. Таким образом, ВМ можно запустить с использованием физических дисков сервера. Подобный способ требует ресурсов на запуск образа восстановления и ВМ внутри него. Однако, при наличии четырех и более гигабайт оперативной памяти это не станет проблемой. Подготовка окружения В качестве виртуальной машины можно использовать легковесную и простую программу QEMU, которая чаще всего не является частью образа восстановления, поэтому должна быть установлена отдельно. Образ восстановления, который мы предлагаем клиентам, основан на Arch Linux, в котором используется пакетный менеджер pacman. Если установка QEMU завершилась ошибкой, следует добавить команду для расширения файлового пространства: mount -t airootfs -o remount,size4G /run/archiso/cowspace Теперь необходимо удостовериться, что образ восстановления использует последние версии программного обеспечения. Выполнить проверку и обновить все компоненты ОС можно следующей командой: pacman -Suy После обновления необходимо установить QEMU. Команда на установку через pacman будет выглядеть так: pacman -S qemu Проверим, что qemu установилась корректно: root@sel-rescue ~ # qemu-system-x86_64 --version QEMU emulator version 4.0.0 Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers Если все так, то образ восстановления готов к работе. Запуск виртуальной машины Сперва необходимо определиться с количеством ресурсов, выделяемых ВМ, и выяснить пути до физических дисков. В нашем случае мы выделим два ядра и два гигабайта оперативной памяти виртуальной машине, а диски находятся по пути /dev/sda и /dev/sdb. Запустим ВМ: 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,formatraw,index0,mediadisk \ -drive file/dev/sdb,formatraw,index1,mediadisk \ -vnc :0,password \ -monitor stdio Немного подробнее о том, что значит каждый из параметров: -m 2048M — выделяем 2 ГБ оперативной памяти на ВМ; -net nic -net user — добавляем простое подключение к сети через гипервизор с использованием NAT (Network Address Translation); -enable-kvm — включаем полную виртуализацию KVM (Kernel Virtual Machine); -cpu host — говорим виртуальному процессору получить весь функционал процессора сервера; -M pc — тип оборудования PC; -smp 2 — виртуальный процессор должен быть двухъядерным; -vga std — выбираем стандартную видеокарту, которая не поддерживает большие разрешения экрана; -drive file/dev/sda,formatraw,index0,mediadisk file/dev/sdX — путь до блочного устройства, представляющего диск сервера; formatraw — помечаем, что в указанном файле все данные лежат в «сыром» виде, то есть как на диске; index0 — номер диска, должен увеличиваться для каждого следующего диска на единицу; mediadisk — виртуальная машина должна распознать это хранилище как диск; -vnc :0, password — запускаем VNC-сервер по умолчанию на 0.0.0.0:5900, в качестве авторизации используем пароль; -monitor stdio — общение администратора с qemu будет происходить через стандартные потоки ввода-вывода. Если все в порядке, то запустится QEMU монитор: QEMU 4.0.0 monitor - type 'help' for more information (qemu) Мы указали, что авторизация происходит по паролю, но не указали сам пароль. Сделать это можно отправив команду change vnc password в QEMU-монитор. Важное замечание: пароль не может быть больше восьми символов. (qemu) change vnc password Password: ****** После этого мы можем подключиться любым VNC-клиентом, например, Remmina, по IP-адресу нашего сервера с указанным нами паролем. Параметры для подключения по VNC VNC-клиент помогает выяснить, почему операционная система не загрузилась. Теперь мы не только видим возможные ошибки на этапе загрузки, но и можем с ними бороться. По окончании работ необходимо завершить виртуальную машину. Это можно сделать как внутри ОС, подав сигнал на выключение, либо дать команду system_powerdown в QEMU-монитор. Это будет эквивалентно однократному нажатию кнопки выключения: операционная система внутри виртуальной машины плавно завершится. Установка операционной системы Виртуальная машина имеет полный доступ к дискам сервера и потому может быть использована для установки операционной системы вручную. Единственное ограничение заключается в количестве оперативной памяти: не всегда ISO-образ можно разместить в оперативной памяти. Выделим в оперативной памяти четыре гигабайта для хранения образа в /mnt: mount -t tmpfs -o size4G tmpfs /mnt Также загрузим установочный образ операционной системы 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 Теперь можно запускать ВМ: 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,formatraw,index0,mediadisk \ -drive file/dev/sdb,formatraw,index1,mediadisk \ -vnc :0,password \ -monitor stdio \ -cdrom /mnt/FreeBSD-12.0-RELEASE-amd64-bootonly.iso \ -boot d Флаг -boot d устанавливает загрузку с CD-привода. Подключаемся VNC-клиентом и видим загрузчик FreeBSD. Загрузчик FreeBSD. Так как для доступа в интернет использовалось получение адреса по DHCP, возможно, после настройки будет необходимо загрузиться в только что установленную систему и исправить сетевые настройки. В некоторых случаях может потребоваться установка драйверов сетевого адаптера, так как сетевая карта, установленная в сервере и эмулируемая в ВМ отличаются. Заключение Данный способ организации удаленного доступа к консоли сервера потребляет часть ресурсов сервера, однако, не предъявляет никаких особенных требований к аппаратной составляющей сервера, а потому может быть выполнен в практически любых условиях. Использование такого решения позволяет значительно облегчить диагностику программных неисправностей и восстановление работоспособности удаленного сервера.

Владимир Туров

Материалы автора