Virtualisierung mit XCP-ng

Autor des Abschnitts: @cweikl

XCP-ng ist eine reine OpenSource-Virtualisierungslösung, die auf Basis von XEN arbeitet. XCP-ng bietet sog. Enterprise-Features wie Replikation, automatisierte Backups, Verschieben von VMs im laufenden Betrieb und weitere Funktionen. Daher eignet sie sich besonders für den virtuellen Betrieb von linuxmuster.net, da diese recht einfach skalierbar ist, mehrere Virtualisierungs-Hosts in einem sog. Ressource-Pool zusammengeführt und verwaltet werden können.

Der Betrieb wird auf jeglicher Markenhardware und auf einer Vielzahl an NoName-Hardware unterstützt.

In diesem Dokument findest Du „Schritt für Schritt“ Anleitungen zum Installieren der linuxmuster.net-Musterlösung in der Version 6.2 auf Basis von XCP-ng.

Nach der Installation gemäß dieser Anleitung erhältst Du eine einsatzbereite Umgebung bestehend aus

• einem Host (XCP-ng) für alle virtuellen Maschinen,
• einer Firewall (IPFire)
• einem Server (linuxmuster.net v6.2)
• einer VM (XOA) zur web-basierten Verwaltung des Virtualisierungs-Hosts
• Optional: einer VM zur Softwareverteilung für Windows-Clients OPSI

Voraussetzungen

• Es wird vorausgesetzt, dass Du einen Administrationsrechner (Admin-PC genannt) besitzt, den Du je nach Bedarf in die entsprechenden Netzwerke einstecken kannst und dessen Netzwerkkonfiguration entsprechend vornehmen kannst.
• Der Internetzugang des Admin-PCs und auch des XCP-ng-Hosts sollte zunächst gewährleistet sein, d.h. dass beide zunächst z.B. an einem Router angeschlossen werden, über den die beiden per DHCP oder fester IP ins Internet können. Sobald später die Firewall korrekt eingerichtet ist, bekommt der Admin-PC und bei Bedarf auch der XCP-ng-Host eine IP-Adresse im Schulnetz.

Hinweis

Virtualisierungs-Hosts sollten grundsätzlich niemals im gleichen Netz wie andere Geräte sein, damit dieser nicht von diesen angegriffen werden kann. In dieser Dokumentation wird zur Vereinfachung der Fall dokumentiert, dass der XCP-ng-Host sich im internen Schulnetz befindet.

Bereitstellen des XCP-ng-Hosts

Hinweis

Der XCP-ng-Host bildet das Grundgerüst für die Firewall IPFire und den Schulserver server. Die Virtualisierungsfunktionen der CPU sollten zuvor im BIOS aktiviert worden sein.

Die folgende Anleitung beschreibt die einfachste Implementierung ohne Dinge wie VLANs, Teaming oder RAIDs. Diese Themen werden in zusätzlichen Anleitungen betrachtet.

Download-Quellen VMs

Die Quellen finden Sie im Abschnitt Voraussetzungen detailliert beschrieben.

Alternativ finden sich alle VMs zum Download auf der Download-Übersicht XCP-Übersicht-v6.2:

Erstellen eines USB-Sticks zur Installation des XCP-ng-Host

Für die Installation wird benötigt:

• ein Installationsdatenträger mit XCP-ng

Installation XCP-ng

Herunterladen von XCP-ng

Diese Anleitung bezieht sich auf die Version 7.6. Für nachfolgende Versionen ist dieses Vorgehen entsprechend anzuwenden.

Die ISO-Datei muss heruntergeladen und ein bootfähiger USB-Stick erstellt werden.

1. Herunterladen: XCP-Webseite

2. USB-Stick erstellen: In das Download-Verzeichnis wechseln, Buchstaben für USB-Stick unter Linux ermitteln, X durch den korrekten Buchstaben ersetzen und dann nachstehenden Befehl eingeben:

dd if=XCP-ng_7.6.0.iso of=/dev/sdX bs=8M status=progress oflag=direct

Installieren von XCP-ng

Vom USB-Stick booten, danach erscheint folgender Bildschirm:

Starten der Installtion mit ENTER.

Wähle das Tastaturlayout.

Wir verwenden [querz] de.

Sollten zusätzliche Treiber benötigen werden können diese nun mit F9 geladen werden. Starte das XCP-ng Setup mit Ok.

Akzeptiere die Lizenzbedingungen mit Accept EULA.

XCP-ng prüft die verwendete System Hardware. Eventuell wird die Nichtaktivierung der Hardware Virtualisierung beanstandet. Bestätige die Meldung und schalten die Hardware Virtualisierung später im BIOS ein.

Bei einer Neuinstallation werden für das gewählte Medium dann die Partitionen erstellt und das Dateisystem erzeugt.

Danach wird nach der Installationsquelle gefragt.

Gebe hier Local Media an.

Danach wirst Du gefragt, ob das Installationsmedium überprüft werden soll.

Bestätige dies mit Verfy installation source.

Nach Abschluss der erfolgreichen Überprüfung des Installationsmediums wird dies bestätigt.

Lege danach das Kennwort für den Administrator (user: root) fest und bestätigen dieses.

Nun werden die Netzwerkeinstellungen abgefragt. Festlegen der IP-Adresse über die der Virtualisierer im Netz erreichbar ist.

Hostnamen festlegen und die DNS-Server eintragen.

Erst die Region wählen.

Danach die Stadt auswählen.

Zeit manuel eintragen auswählen

Bestätige danach die Frage nach der Installation von XCP-ng.

Danach startet die Installation

Die Frage nach Installation eines Supplemental Pack ist mit No zu beantworten.

Installation wird fortgesetzt.

Uhrzeit und anders einstellen und mit Enter bestätigen.

Nach erfolgreicher Installation kannSt Du mit Ok den Server neu starten. Achte darauf, dass der USB-Stick nicht mehr für den Bootvorgang aktiv ist.

Beim Startvorgang erscheint folgende Auswahl:

XCP-ng wird nach einigen Sekunden automatisch gestartet.

Nach erfolgreichem Start bootet XCP-ng in folgende Konsole des Hypervisors:

Aktualisierung des XCP-ng-Hosts

Wähle in dem Startbildschirm des XCP-ng Hosts den Menüpunt Local Command Shell und drücke Enter. Gebe als Benutzer root an und das Passwort das Du während der Installation vergeben hast.

Gebe auf der Konsole den Befehl

yum update

ein. XCP-ng fragt nun via Internetverbindung die Repositories ab und prüft, ob Aktualisierungen vorhanden sind. Falls ja, werden die zu aktualisierenden Pakete angezeigt. Die Aktualisierung ist mit y zu starten.

Danach ist Dein XCP-ng Host auf dem aktuellen Stand.

XCP-ng: Administration

Für die Administration deines XCP-ng-Hosts stehen Dir zwei Möglichkeiten zur Verfügung.

Der XCP-ng-Host kann web-basiert administriert werden. Dies erfolgt mithilfe der Anwendung XenOrchestra (XOA - Xen Orchestra Application). linuxmuster.net stellt hierfür ebenfalls eine vorkonfigurierte VM mit einer installierten XOA App zur Verfügung. XOA wurde hier „from stratch“ installiert und an die lmnv6.2 angepasst. Eine Beschreibung befindet sich weiter unten in dieser Anleiltung.

Die andere Möglichkeit nutzt einen Adminstrations-Rechner. Auf diesem installierst Du Dir auf einem Rechner im Netzwerk das Windows-Programm XCP-ng Center. Hiermit kannst Du die gesamte Umgebund administrieren und insbesondere die vorkonfigurierten VMs einfach importieren. Wir beschreiben hier die Installation und Benutzung unter Windows.

Eine Anleitung für die Installation des Programms unter Linux mithilfe von Wine und PlayOnLinux wird unter XCP-ng Center unter Linux installieren beschrieben.

XCP-ng Center unter Windows installieren

Lade Dir das Windows-Programm zur Verwaltung von der Seite des XCP-ng Projekts herunter:

XCP-ng Center AktuelleVersion

Installiere das Programm durch einen Rechtsklick auf die MSI-Datei auf dem Windows-Rechner und wähle dann Als Administrator ausführen aus.

Bestätige die Rückfrage mit Ja

Rufe nach erfolgreicher Installation das Programm XCP-ng Center auf.

Wähle hier den Menüpunkt Add New Server

Gebe die bei der Installation vergebene IP-Adresse des XCP-Hosts sowie die Benutzerdaten an.

Das folgende Fenster kann mit Klick auf „Close“ geschlossen werden.

Netzwerk einrichten

Jetzt muss das Netzwerk eingerichtet werden. Notiere Dir hierzu die Bezeichnungen und MAC-Adressen der eingebauten Netzwerkkarten. Diese findest Du unter der Reiterkarte NICs. Die Netzwerkkarte, die die Verbindung zum Internet übernehmen soll wird später dem Netzwerk Red, diejenige für das interne Schulungsnetz dem Netzwerk Green und die dritte Netzwerkkarte für die Steuerung des WLAN dem Netzwerk Blue zugeordnet.

Damit dies korrekt erfolgt, ist es wichtig zu wissen, wie NIC 0,1,2 physikalisch angeschlossen sind und welche MAC-Adressen diese aufweisen. Anhand der Informationen erfolgt dann im folgenden Schritt die Zuordnung der Netze (vSwitche).

Wähle nun Für den XCP-ng-Host die Reiterkarte Networking aus.

Wähle das erste Netwerk Network 0 aus, prüfe die Zurdonung der Netzwerkkarte.

Es muss diejenige zugewiesen sein, die die Internet-Verbindung steuert. Klicke dann auf Properties und ändere den Namen für das Netzwerk in RED.

Führe diese Schritte ebenfalls für die weitere Netze aus und ändere die Namen auf BLUE und GREEN.

VMs importieren

Nachdem das Netzwerk korrekt eingerichtet wurde, können nun die VMs der linuxmuster.net importiert werden.

Lade Dir vorher zunächst alle VMs, die Du importieren möchtest unter linuxmuster.net herunter.

Danach rufe im XCP-ng Center den Menüpunkt File -> Import auf.

Es erscheint ein neues Fenster.

Mittels Browse ... wählst Du erst den Speicherort aus.

Dann die Datei mit der zu importierenden VM.

Die VMs weisen die Dateiendung .xva auf.

Nach Bestätigung mit Öffnen erscheint nun das erste Fenster, um den Import zu steuern.

Zunächst must Du den XCP-ng-Host festlegen, für den der Import der VM erfolgen soll.

Wähle danach Deinen gewünschten Speicher aus. Bestätige mit Next.

Prüfe die Netzwerkeinstellungen, die von der zu importierenden VM stammen.

Bestätige diese mit Next.

Prüfe nun nochmals alle Einstellungen für den Import der VM. Falls Änderungen erforderlich sind, gehe mit Previous zurück zur gewünschten Einstellung.

Bestätige nun den Import mit Finish.

Der Import kann einige Zeit dauern. Danach solltest Du die importierte VM im XCP-ng Center sehen können.

VMs starten und aktualisieren

Wähle im XCP-ng Center links die VM aus, die Du starten möchtest. Klicke danach oben in der Menüleiste das Icon Start aus.

Beginne mit der Firewall IPFire. Starte diese.

Starte die VM mit dem linuxmuster.net Server.

Sofern Du weitere VMs importiert hast, starte diese.

XCP-ng Center unter Linux installieren

XCP-ng Center ist eine Anwendung zur Administration des XCP-ng Virtualisierers, die für den Betrieb unter Windows programmiert wurde. Um diese Verwaltungssoftware betriebssystemunabhängig einzusetzen, nutzt Du die bereits vorkonfigurierte virtuelle Maschine (VM) Xen Orchestra (XOA) und importierst diese in XCP-ng.

Weitere Hinweise findest Du unter ‚Xen Orchestra (XOA)`_

Für die Installtion unter Linux sind folgende Schritte notwendig:

1. Installation einer aktuellen Wine Version unter Linux
2. Installation von PlayOnLinux
3. INstalation der aktuellen XCP-ng Center App via PlayOnLinux Plugin
4. Verbindung zum XCP-ng Server via Port 80

Installation von Wine

Zunächst muss Wine für das jeweils genutzte Linux-Derivat installiert werden. Das Projekt Wine bietet hierzu eine Reihe an Hinweisen an. Diese stehen ebenfalls für die jeweiligen Linux-Derivate zur Verfügung:

• https://wiki.winehq.org/Wine_Installation_and_Configuration
• https://wiki.winehq.org/Debian
• https://wiki.debian.org/Wine
• https://wiki.winehq.org/Ubuntu

Hast Du für Dein Linux Wine installiert, ist nun PlayOnLinux zu installieren.

Installation PlayOnLinux

Für die jeweiligen Linux-Derivate stehen fertige Pakete für die Installation zur Verfügung. Diese finden sich inkl. den Installationshinweisen unter InstPlayOnLinux:

In der Regel verfügen die Linux-Derivate bereits über eingetragene Paketquellen für PlayOnLinux. Über den Download-Bereich des Projekts sind die aktuellsten Pakete zu erhalten.

Hinweis

Es sollte wine 4.0 (i386) mit 32-Bit Unterstützung und PlayOnLinux 4.3.4 installiert sein. PlayOnLinux soll Windows 7 simulieren.

Installation von XCP-ng Center

Für die Installation von XCP-ng Center must Du vorab eine XCP-ng Center Version herunterladen, die für die Installation mit PlayOnLinux vorbereitet wurde. Es handelt sich hierbei um einen PlayOnLinux Container, der XCP-ng Center mit allen Abhängigkeiten (IE8, .NET Framework 2.0 SP2 und .NET Framework 4.7.2) enthält.

Die aktuellste Version lädst Du vorab herunter:

Danach rufst Du PlayOnLinux auf. Dort gehst Du im Menü auf den Menüpunkt -> Erweiterungen (Plugins) -> Untermenü PlayOnLinux Vault.

Es erscheint dann ein neues Fenster für die weitere Installation der Anwendung.

Klicke hier auf Weiter.

Du gelangst zum nächsten Fenster, in dem Du angegeben kannst, ob Du eine Anwendung installieren oder deinstallieren möchtest.

Wähle hier die Option Restore an applications... und gehe auf Weiter.

Im nächsten Schritt must Du die Anwendung angeben, die zu installieren ist.

Hier must Du auf Durchsuchen klicken und dann im Dateisystem den bereits heruntergeladenen PlayOnLinux-Container mit XCP-ng Center angeben. Die Datei weist die Dateierweiterung .polApp auf.

Danach klickst Du auf Weiter.

Es wird nochmals eine Übersicht angezeigt, mit der zu installierenden Anwendung und dem erforderlichen Speicherplatz.

Klicke für die Installation auf Weiter.

Der Installationfortschritt wird Dir angezeigt.

Nach erfolgreicher Installtion siehst Du folgendes Fenster:

Gehe auf Weiter. Das Fenster wird dadurch geschlossen.

Aufruf XCP-ng Center unter PlayOnLinux

Die zuvor installierte XCP-ng Anwendung findest Du nun unter PlayOnLinux.

Markiere die Anwendung und gehe links im Kontextmenü auf Ausführen.

Das Programm startet dann.

Greife nun auf XCP-ng zu, indem zu als Server die IP + Portnummer angibst. Es funktioniert derzeit nur der Port 80. Ein Zugriff auf Port 443 ist derzeit noch nicht möglich.

Gebe hier die lokale IP des XCP-Hosts dann einen Doppelpunkt und die Portnummer an. Z.B. 192.168.199.59:80

Bemerkung

Es erfolgt somit kein verschlüsselter Zugriff auf den XCP-Host. Bitte unbedingt beachten !

Um später XCP-ng unter Linux direkt vom Desktop aus aufrufen zu können, kannst Du in PlayOnLinux XCP-ng als Anwendung in der rechten Hälfte des Fenster markieren und links dann im Kontextmenü den Eintrag Eintrag erstellen auswählen.

Danach findet sich auf dem Desktop der gewünschte Starter-Eintrag.

Mögliche Fehler mit PlayOnLinux

Sollte nach Aufruf des Programm mit PlayOnLinux ein Fehlerfenster erscheinen, so gibt es verschiedene Fehlerquellen.

Es ist häufiger der Fall, dass Wine in einer 64-Bit Umgebung installiert wurde und nur 64-Bit Programme lauffähig sind. XCP-ng Center benötigt allerdings 32-Bit Laufzeitumgebungen für Wine.

In diesem Fall kannst Du einfach wine32 nachinstallieren, indem Du root auf der Eingabekonsole für Debian - Derivate angibst:

sudo apt-get install wine32

Sollten danach immer noch Fehler auftreten, so solltest Du die Wine-Istallation und die PlayOnLinux - Installation aktualisieren.

Sollte es weiterhin Probleme geben, so must Du ggf. einen Rebuild erstellen. Hinweise hierzu erhälst Du auf GitHub unter

Xen Orchestra Appliance(XOA)

Xen Orchestra Appliance (XOA) bietet die Möglichkeit, die Virtualisierungsumgebung XCP-ng webbasiert und plattformunabhängig zu administrieren. Die bereitgestellten Funktionen entsprechen denen des Programms XCP-ng Center für Windows und gehen hinsichtlich der Backups darüber hinaus. Es können via Borwserzugriff VMs importiert, exportiert, neue VMs erstellt und verschoben werden. Zudem lassen sich so plattformunabhängig verschiedene Arten von Backups auf unterschiedlichen Datenträgern erstellen und Zeitpläne zur automatisierten Erstellung der Backups definieren und aktivieren.

Xen Orchestra wird von der französischen Firma vates entwickelt und supportet. Diese stellt XOA als Open Source zur Verfügung. Der Quellcode findet sich auf github.

linuxmuster.net hat gemäß dieser Anleitung eine XOA-VM zum Einsatz auf der Virtualisierungsumgebung XCP-ng auf Basis von Ubuntu 18.04 LTS mit Anpassungen für linuxmuster v7 erstellt. Die VM wurde from the sources erstellt, und für den Betrieb mit linuxmuster.net auf XCP-ng angepasst.

Bemerkung

Um XOA VM nutzen zu können, muss diese zuerst unter XCP-ng importiert worden sein!

Import der VM

Lade zuerst die vorbereitete XOA-VM für linuxmuster.net als ZIP-Archiv herunter. Entpacke dieses Archiv lokal (ca. 6 GiB) und importiere dann die VM wie bereits zuvor im Unterkapitel VMs importieren beschrieben.

Anpassung der VM

Einige Einstellungen der vorkonfigurierten VM sind nach dem Import auf die eigene Virtualisierungsumgebung anzupassen. Öffne hierzu einen Webbrowser und öffne die Seite http://10.16.1.4 oder https://10.16.1.4. Der PC, auf dem der Browser geöffnet wird, muss sich im Netz 10.16.0.0/12 (grünes Netz - internes LAN der linuxmuster.net) befinden, damit eine Verbindung möglich ist. Wählst Du den verschlüsselten Zugriff, so bestätige die Zertifikatswarnung, da ein selbst erstelltes Zertifikat für XOA ertsellt und konfiguriert wurde.

Es erscheint folgende Anmeldemaske:

Gebe hier den User admin@admin.net mit dem Passwort Muster! ein und klicke auf Login.

Nach erfolgreicher Anmeldung wirst Du darauf hingewiesen, dass Du XOA from Sources nutzt und Du daher kein Support und keine Updates erhälst.

Bestätige dies, indem Du Ok klickst.

Danach siehst Du das Welcome-Fenster.

Du must nun den XCP-ng Host oder den XCP-ng Pool angeben, damit XOA hierauf zugreifen und die Ressourcen verwalten kann. Wähle den Eintrag Add Server.

Es erscheint dann das Einstellungs-Fenster für die Server (Settings).

Trage den Hostnamen, die IP-Adresse 10.X.X.X ein, die Du dem XCP-ng Server gegeben hast und gebe dahinter - durch einen Doppelpunkt getrennt - den Port an. I.d.R. ist dies Port 443, der zu nutzen ist. XCP-ng nutzt hierbei self-signed certificates. Trage den Benutzernamen des root-Benutzers von XCP-ng sowie sein Kennwort ein. Setze zudem den Schiebeschalter nach rechts - auf grün -, damit nicht authorisierte Zertifikate - also self-signed certificates - akzeptiert werden. Klicke auf Connect. Es wird nun von der XOA-VM die Verbindung zum XCP-ng Host aufgebaut und gespeichert.

Bemerkung

Falls Du einen XCP-ng Pool mit mehreren Servern und Speicherressourcen definiert hast, must Du hier nur den Pool-Master als Server eintragen. Alle weiteren Server und Ressourcen werden dann automatisch erkannt.

Ändere nun das voreingestellte Kennwort für den root-Benutzer (admin@admin.net) der XOA-VM. Klicke hierzu auf der linken Menüleiste ganz unten auf das Personensymbol.

Danach bist du im Kontexmenü des Benutzers, für den Du das Kennwort ändern und weitere Einstellungen vornehmen kannst.

Trage das bisherige Kennwort Muster! sowie zweimal Dein neues Kennwort ein, stelle die Sprache ein und bestätige die Änderungen mit einem Klick auf OK.

SSH-Verbindung zur VM

Um sich erstmalig mit der XOA-VM via SSH zu verbinden, gibst Du in einem Terminal ein:

ssh -p 22 muster@10.16.1.4

Bestätige den fingerprint mit yes``und gebe das Kennwort ``Muster! ein.

Gebe auf der Konsole passwd ein und ändere der Kennwort für den Benutzer muser.

Wechsle auf der Konsole zum root-Benutzer, indem Du als Benutzer muster den Befehl sudo su angibst. Du wirst nach dem Kennwort des Muster-Nutzers gefragt. Gebe das vorher geänderte Kennwort an. Du kannst nun als Benutzer root arbeiten.

Im Verzeichnis /root findet sich eine README-Datei mit Hinweisen zur VM sowie weitere Skripte zur Aktualisierung der XOA-Installation.

Update der XOA-Installation

Um die XOA-Installation zu aktualisieren, findest Du ein Skript, das Du als root-Benutzer ausführen must.

Rufe das Skript /root/xo-update.sh auf. Die XOA-Installation from Sources wird aktualisiert. Hierbei wird aber die von linuxmuster.net angepasste Konfigurationsdatei des xo-servers wieder überschrieben. Daher must Du nach dem Update noch die angepasste Konfigurationsdatei des xo-servers wieder zurückspielen. Diese Datei liegt unter /root/config.toml.backup und sollte dort niemals gelöscht werden! Für die Rücksicherung der Konfigurationsdatei findest Du unter root/restore-xo-config.sh ein Skript, das Du als Benutzer root ausführen must. Die angepasste Konfigurationsdatei wird so an den korrekten Ort zurückgeschrieben und danach wir der xo-server neu gestartet.

Weitere Hinweise findest Du unter root/README.

Backups: Backup NG

Um mithilfe von XOA Backups zu definieren, wählst Du in der GUI der XOA-VM links im Menü den Eintrag Backup NG. Dies ist der Eintrag, um Backups für XCP-ng zu erstellen. Der Menüeintrag Backup existiert aufgrund der Abwärtskompatibilität zu XenServer -Installationen.

Grundlegende Erläuterungen zu den verschiedenen Backup-Möglichkeiten mit XOA findest Du im Handbuch zu XOA. Hier gibt es ebenfalls Einführungsvideos.

Wurden Backups definiert und wurden diese bereits ausgeführt, dann kannst Du deren Status und ggf. zusätzliche Backupinformationen aufrufen.

Dies kann dann z.B. wie in folgender Abbildung aussehen: