МІНІСТЕРСТВООСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРАСНОДОНСЬКИЙПРОМИСЛОВО ЕКОНОМІЧНИЙ КОЛЕДЖ
Рефератз предмету
Операційнісистеми
На тему
Створеннявіртуальної мережі з віддаленим завантаженням вузлів
Студента групи 1ОКІСМ-06
Петренко Михайла
Краснодон
2009
Зміст
Введення
1. Загальні відомості
2. Створення віртуальнихкомп'ютерів
3. Налаштування клієнта
3.1 Створення образу завантаження
3.2 Запис образу завантаження
4. Налаштування сервера
4.1 Установка операційної системи
4.2 Налаштування адаптера eth0
4.3 Налаштування DHСP
4.4 Налаштування FTP і TFTP
4.5 Настройка DNS
4.6 Створення ядра
4.7 Налаштування NFS
4.8 Налаштування файлової системидля клієнта
Висновок
Література
Введення
Завантаження помережі надає адміністраторам ряд переваг, серед яких:
· легкість установки нового ПЗ;
· централізоване адміністрування;
· можливість відмови від встановленняжорстких дисків на клієнтські комп'ютери, що призводить до підвищеннянадійності системи і зниженню її вартості.
У даній статтіми розглянемо організацію процесу такої завантаження. Для зручності проведенняекспериментів будемо працювати не з фізичними комп'ютерами, а з віртуальними,для реалізації яких використовуємо пакет VMware Workstation (використовуваласяверсія 4.0), встановлений в ОС Windows 2000 SP4.
1.Загальні відомості
Ідея мережевийзавантаження полягає в наступному [1]. Комп'ютер (клієнт) має венергонезалежній пам'яті (на жорсткому диску, на дискеті) деякий початковий кодзавантаження, який дозволяє з'єднатися з іншим комп'ютером (сервером),завантажити з нього ядро, а також використовувати його файлову систему. Такимчином, на клієнті може взагалі бути відсутнім жорсткий диск.
Стандартнийпроцес мережевий завантаження виглядає наступним чином:
1. Після ініціалізації завантажувачвизначає необхідні IP-адреси: свій, сервера, шлюзу. Вони запитуються по BOOTPабо DHCP.
2. Отримавши відповідь від сервера, вінініціалізує процес завантаження ядра по протоколу TFTP.
3. Ядро підключає файлову систему. Вонаможе знаходиться на жорсткому диску клієнта, в пам'яті клієнта, абопідключатися з сервера по протоколу NFS.
Варіантівреалізації мережевої завантаження може бути багато. Ми розглянемо такий:клієнтський комп'ютер — Бездисковий, для створення завантажувачавикористовується Etherboot, визначення налаштувань відбувається по DHCP,операційна система клієнта і сервера — Debian (версія ядра — 2.4.18).Підключення кореневої файлової системи здійснимо двома способами: за NFS і зRAM-диска.
2.Створення віртуальних комп'ютерів
Запустимо VMwareworkstation і натиснемо Ctrl + N для створення нового віртуального комп'ютера.Далі, вибираємо:
· Virtual machine configuration: Custom;
· Guest operation system: Linux;
· Virtual machine name: Client;
· Location: каталог для віртуальногокомп'ютера;
· Memory guest size (MB): 64;
· Network connection: Use host-onlynetworking;
· Disk: Create a new virtual disk;
· Disk size (GB): 0,1;
· Disk file: Client.vmdk.
Необхіднозробити зауваження щодо пам'яті. За замовчуванням, в VMware діють обмеження навикористовувану віртуальними комп'ютерами пам'ять. Так, якщо на комп'ютерівстановлено 256 Мб пам'яті, то віртуальні комп'ютери не можуть використовуватибільш 192 Мб. Оскільки буде необхідно одночасно запускати клієнтський ісерверний комп'ютери, кожному з них не можна виділити більше 80 Мб (по 16 Мбпотрібно самій VMware на запуск кожного віртуального комп'ютера). Для трьохвіртуальних комп'ютерів це обмеження опускається до 48 Мб. Змінити ліміт зазамовчуванням можна в меню Edit пункт Application Settings ..., вкладка Memory.Виконавши цю операцію ще двічі, замінюючи Client на Server і на Work, вибравширозмір жорсткого диска 1,0 і 0,5 відповідно, створюємо віртуальний сервер іробочий віртуальні комп'ютери. Набудуємо обладнання кожного віртуальногокомп'ютера. Це можна зробити, вибравши в контекстному меню відповідногокомп'ютера пункт Edit ..., вкладка Hardware. У клієнта видалимо Hard Disk 1,CD-ROM 1, USB Controller і Audio; у сервера і робочої комп'ютерів — Floppy 1,USB Controller і Audio. Додамо серверу другу мережеву картку, встановивши длянеї тип NAT. Тепер необхідно відредагувати налаштування мережі, для чоговиберемо пункт Virtual Network Setting… меню Edit. Перейдемо на закладкуDHCP, виберемо адаптер VMnet1 і натиснемо кнопку Remove. Таким чином ми відключаємослужбу DHCP від адаптера VMnet1 (до якого за замовчуванням будуть підключенівіртуальні комп'ютери), тому що ми будемо налаштовувати її на серверіспеціальним чином. Для подальших налаштувань нам необхідно знати IP адресаадаптера VMnet1. Переглянути його можна, виконавши команду ipconfig укомандному рядку ОС Windows. У мене він такий: 192.168.223.1
3.Налаштування клієнта
3.1Створення образу завантаження
Для створенняобразу завантажувача скористаємося вільно поширюваним пакетом Etherboot. Створитиобраз можна вручну, за допомогою утиліт, що входять в пакет. Однак мивикористовуємо сервіс, що надаються сервером ROM-o-matic.net. Тут можна вибратитип своєї карти за допомогою стандартного Web-інтерфейсу і зробити необхідніналаштування, а сервер автоматично згенерує образ завантажувача й запропонуєйого завантажити.
При написаннідокумента користувалася версія 5.2.5 пакету ROM-o-matic. Для створення образунеобхідно:
1. вибрати тип мережевої карти (довідку запідтримуваним картками можна отримати тут);
2. вибрати формат завантажувача (залежитьвід того, куди ви хочете помістити код завантажувача);
3. призвести, якщо потрібно, додатковунастройку завантажувача, натиснувши кнопку Configure;
4. натиснути кнопку Get ROM і скачатизамовлений образ.
VMware 4.0емулює мережеву картку AMD 79c970 PCnet LANCE, тому в першому пункті виберемоpcnet32: lancepci, у другому — Floppy bootable ROM Image, натиснемо кнопку GetROM і збережемо образ завантажувача в C: \ Temp \ boot.img.
3.2Запис образу завантаження
Образзавантажувача може зчитуватися комп'ютером з жорсткого диска, дискети або звбудованої FLASH пам'яті мережевої карти. Останній варіант — найбільш зручний,але перш ніж записувати завантажувач під FLASH, необхідно переконається в йогопрацездатності. Тому, для тестування, ми запишемо завантажувач на дискету.
Зробити це можназа допомогою програми rawrite2, яка входить в стандартний дистрибутив Debian(знаходиться на першому диску в каталозі install). Як параметри їй необхідновказати файл з завантажувачем і пристрій для запису.
Вставимо чистудискету в дисковод A і дамо команду: тrawrite2-f C: \ Temp \ boot.img-d a
Тепер можнаспробувати завантажити клієнтський комп'ютер (вибравши його у списку танатиснувши Ctrl + B). Завантаження зупиниться на повідомленні Searching forserver (DHCP )… Після слова lancepci буде відображений MAC адресу мережевоїкарти, у мене він такий: 00:0 C: 29: E6: 36: BC. Запишемо його, він стане внагоді при налаштуванні DHCP.
4.Налаштування сервера
4.1Установка операційної системи
Для установки ОСнеобхідний дистрибутив, що складається мінімум з двох дисків. Вставте першийдиск дистрибутиву Debian у пристрій для читання дисків та запустіть віртуальнийсервер. На запрошення boot: введіть vanilla і натисніть Enter. Це запуститьінсталяцію з ядром, що підтримує безліч пристроїв, у тому числі SCSI пристрої.Далі установка проходить у звичайному режимі. Підтримка мережі повинна бутивстановлена обов'язково. Якщо Debian знайде мережеву картку, то він автоматичнозапропонує вам налаштувати мережу. Якщо ж цього не станеться, необхідно вибратидрайвер мережевої картки вручну (pcnet32). Кілька слів про налаштування мережі.Задамо ім'я комп'ютера (hostname): server. Як інтерфейс для встановлення Debianчерез NFS або HTTP виберемо eth1. На питання про автоматичної конфігурації поDHCP відповімо згодою. Після установки ядра системи і драйверів відбудетьсяперезавантаження. Інсталятор Debian задасть кілька стандартних запитань знастроювання системи, а потім запропонує встановити додаткові пакети (запуститиtasksel і dselect для їх установки). Відмовтеся — це простіше виконати зкомандного рядка. Поштову систему також налаштовувати не потрібно. Увійдіть всистему як root і дайте наступну команду: apt-get install mc dhcp ftpd tftpdnfs-kernel-server bind kernel-source-2.4.18 make gcc libc6-dev Всенеобхідне програмне забезпечення знаходиться на першому і другому дискахдистрибутива. Детальний опис процесу встановлення знаходиться в [2].
4.2Налаштування адаптера eth0
Побудуємо наступнумережеву конфігурацію: сервер через адаптер eth1 буде пов'язаний із зовнішнімимережами (у тому числі з Internet, якщо комп'ютер підключений до Internet), ачерез адаптер eth0 — з внутрішньою мережею, що складається з віртуальнихкомп'ютерів. Коректну налаштування eth1 забезпечить VMware, а інтерфейс eth0необхідно сконфігурувати вручну.
Для цьоговідредагуємо файл / etc / network / interfaces, додавши в нього наступнірядки:
auto eth0
iface eth0 inetstatic
address192.168.223.2
netmask255.255.255.0
Замість адреси192.168.223.2 необхідно вказати адресу, наступний за адресою адаптера VMnet1.Після перезавантаження віртуального комп'ютера інтерфейс повинен заробити.
4.3Налаштування DHCP
Сервіс DHCPвідповідає за видачу клієнтові його IP адреси, імені, інших параметрів мережі,а також імені файлу з ядром операційної системи. Його настроювання здійснюєтьсяз допомогою конфігураційного файлу / etc / dhcpd.conf. Ми використовуємо такийфайл:
optiondomain-name «private.net»;
optiondomain-name-servers server.private.net;
subnet192.168.223.0 netmask 255.255.255.0 {
group {
filename«net_boot_kernel»;
host node01 {
hardwareethernet 00:0C:29:E6:36:BC;
fixed-address192.168.223.3;
optionhost-name «node01»;
}
}
}
Після subnetвказана IP адреса адаптера VMnet1, з заміненої на 0 останньою цифрою. У рядкуfilename сказано, що ім'я файлу з ядром для мережевої завантаження — net_boot_kernel. У рядку hardware ethernet необхідно вказати раніше записанийMAC адресу клієнта, у рядку fixed-adress вказується IP, який буде виданийклієнту. Нам необхідно, щоб DHCP сервер обробляє запити тільки з інтерфейсуeth0 (з внутрішньої мережі), тому відредагуємо файл / etc / default / dhcp,присвоївши змінної INTERFACES значення eth0. Невеликі зміни потрібні для DHCPклієнта. У файл / etc / dhclient.conf додамо наступні два рядки:
supersededomain-name «private.net»;
prependdomain-name-servers 127.0.0.1;
Перший рядоквказує домен пошуку, а друга — додає додатковий (до того, який буде отриманийвід DHCP сервера) DNS сервер. Ці зміни необхідні для формування правильногофайлу resolv.conf. Тепер, при завантаженні клієнта, на екрані повиннівідобразитися IP адреси клієнта і сервера, отримані від сервера (службу DHCPпопередньо необхідно перезапустити). Більш докладну інформацію з налаштуванняDHCP можна знайти в [3].
4.4Налаштування FTP і TFTP
Перекачуванняядра з сервера на клієнт здійснюється по протоколу TFTP. Для його коректноїроботи у файлі / etc / inetd.conf повинна бути присутнім рядок: tftpdgram udp wait nobody /usr/sbin/tcpd /usr/sbin/in.tftpd /exports
Останнімпараметром зазначений каталог, у якому буде проводитись пошук ядра операційноїсистеми. Всі директорії та файли повинні бути доступні на читання всім. Якщопри спробі завантажити клієнта, ви отримуєте повідомлення TFTP error 1 (Filenot found), значить TFTP налаштований правильно. Для налаштування ftpвідредагуємо файл / etc / ftpusers, видаливши з нього рядок root, що дозволитьпідключатися до сервера за ftp під ім'ям root з ОС Windows.
4.5Настройка DNS
Доменом нашійвіртуальній мережі буде називатися private.net. Сервер буде мати ім'яserver.private.net, а клієнти імена nodeXX.private.net, де XX — порядковийномер клієнта.
Основнимконфігураційних файлів DNS сервера є / etc / bind / named.conf. В розділoptions цього фала додамо рядок:
listen-on {192.168.223.2; 127.0.0.1; };
Перший IP адреса- адреса інтерфейсу eth0. Тепер DNS сервер буде обробляти запити тільки з цихадрес. У кінець файлу додамо рядки:
zone«223.168.192.in-addr.arpa» {
type master;
file"/etc/bind/server.rev";
};
zone«private.net» {
type master;
file"/etc/bind/server.hosts";
};
Далі необхідностворити файли / etc / bind / server.rev і / etc / bind / server.hosts. Нижченаведено їх листинги.
Файл server.rev:
@ IN SOA server.private.net.root.server.private.net. (
2004120420;Serial
8H; Refresh
4H; Retry
4W; Expire
1D ); NegativeCache TTL
IN NS server.private.net.
2 IN PTR server.private.net.
3 IN PTR node01.private.net.
Файлserver.hosts:
@ IN SOA server.private.net.root.server.private.net. (
2004120420;Serial
8H; Refresh
4H; Retry
4W; Expire
1D ); NegativeCache TTL
IN NS server.private.net.
localhost IN A 127.0.0.1
server IN A 192.168.223.2
node01 IN A 192.168.223.3
На цьомуналаштування DNS-сервера закінчена. За додатковою інформацією звертайтеся до[4].
4.6Створення ядра
Компіляція ядра
Стандартне ядроне підходить для завантаження по мережі, тому необхідно його перекомпілювати.Перед компіляцією ядра необхідно з'ясувати конфігурацію устаткуваннявіртуального сервера. Для цього в Debian можна скористатися командою lspci.Запишемо моделі IDE, SCSI і Ethernet контролерів. У VMware 4.0 це IntelCorp.82371AB PIIX4 IDE, BusLogic BT-946C [MultiMaster 10] і AMD 79c970 [PCnetLANCE] відповідно. Перейдемо в каталог / usr / src і виконаємо команду tar — bzip2-x-f kernel-source-2.4.18.tar.bz2 Тепер зайдемо в каталог /usr/src/kernel-source-2.4.18 і виконаємо команду make mrproper config.
Зараз необхідновибрати конфігурацію ядра, відповідаючи на питання. Все, що може знадобитися дотого, як стануть доступні мережеві ресурси (мережеві карти, підтримка чіпсетів,протоколу TCP, NFS і т.д.) необхідно включити в ядро. Додатково, необхідновключити наступні налаштування:
· CONFIG_BLK_DEV_LOOP
· CONFIG_BLK_DEV_NBD
· CONFIG_BLK_DEV_RAM (тільки припідключенні кореневої файлової системи з RAM диска)
· CONFIG_BLK_DEV_RAM_SIZE = 30720 (тількипри підключенні кореневої файлової системи з RAM диска)
· CONFIG_BLK_DEV_INITRD (тільки припідключенні кореневої файлової системи з RAM диска)
· CONFIG_PACKET
· CONFIG_FILTER
· CONFIG_IP_PNP
· CONFIG_IP_PNP_DHCP
· CONFIG_NFS_FS
· CONFIG_NFS_V3
· CONFIG_ROOT_NFS (тільки при підключеннікореневої файлової системи через NFS)
Після завершенняналаштувань скомпіліруем ядро командою make bzImage
Передбачається,що версії встановленого і компіляції ядра збігаються. Якщо ж це не так, і прикомпіляції ядра деякі з опцій були скомпільовані як модулі, необхідно командоюmake modules призвести перекомпіляцій модулів. Докладніше про компіляції ядраможна дізнатися в [5].
Підготовка ядрадля віддаленого завантаження
Щоб ядро можнабуло завантажувати через мережу за допомогою Etherboot або Netboot, воно маєбути спеціальним чином підготовлено. Для цього служить програма mknbi, щовходить в пакет mknbi (при створенні цього документа використовувалася версія1.4.4). Помістити її на сервер можна, підключившись з OC Windows до сервера поftp.
Для її установкинеобхідно розпакувати файл з вихідними текстами в каталог / usr/src/mknbi-1.4.4і виконати команди
make
mkdir / usr /local / lib / mknbi
cp first32elf */ usr / local / lib / mknbi
Програма маєдекілька параметрів, з яких ми розглянемо чотири:
- Format = format Вказує формат вихідногофайлу.
- Target = target Вказує тип цільовогодвійкового коду.
- Rootdir = rootdir Зазначає ім'якаталогу, з якого буде подмонтірована коренева файлова система
- Ip = string Дозволяє задати IP адресиклієнта, сервера, шлюзу і маску підмережі. Також можливо вказати dhcp або bootpдля автоматичної настройки за допомогою цих протоколів.
Створимокаталог, в якому буде розташовуватися ядро для віддаленого завантаження: mkdir/ exports
Подальші діїзалежать від того, яким чином ми будемо підключати корову файлову систему. Дляпідключення через NFS необхідно виконати команду (передбачається, що кореневафайлова система буде розташовуватися в каталозі / exports/node01). / Mknbi — format = elf — target = linux — rootdir = / exports/node01 — ip = dhcp /usr/src/kernel-source-2.4.18/arch/i386/boot/bzImage> / exports /net_boot_kernel
Для варіанта зRAM диском команда виглядає трохи інакше:. / Mknbi — format = elf — target =linux — rootdir = / dev/ram0 — ip = dhcp /usr/src/kernel-source-2.4.18/arch/i386/boot/bzImage / initrd / initrd. gz>/ exports / net_boot_kernel
Про те, якстворити файл / initrd / initrd.gz, який містить образ кореневої файловоїсистеми, розповідається в п.4.8.
Після закінченняцього етапу клієнтський комп'ютер вже може завантажувати ядро. За інформацією зmknbi звертайтеся до [6].
4.7Налаштування NFS
Налаштування щонадаються сервером NFS в мережеве використання ресурсів здійснюється задопомогою файлу / etc / exports.
У нашомуприкладі використовуємо такий файл
/usr node01.private.net(rw,no_root_squash)
/exports node01.private.net(rw,no_root_squash)
/ 192.168.223.4(rw,no_root_squash)
Останній рядокпотрібна для доступу робочого віртуального комп'ютера (на якому ми будемоформувати файлову систему клієнта) до сервера і після створення файловоїсистеми клієнта її необхідно видалити.
Додатковаінформація з налаштування NFS доступна в [7].
4.8Налаштування файлової системи для клієнта
Для завершеннянастроювання мережевої завантаження необхідно підготувати файлову системуклієнта. Для цього на самому початку нами було створено третій віртуальнийкомп'ютер. Встановимо на нього ОС Debian згідно з тими ж, рекомендаціями, щобули дані в п.4.1.
Є один нюанс:оскільки ми роздаємо IP адреси статично, перш, ніж новий комп'ютер зможеотримати конфігурацію від DHCP сервера, необхідно підправити файл / etc /dhcpd.conf. Коли установник Debian задасть питання про конфігурацію по DHCP,переключимося на другий термінал (натиснувши Alt + F2), виконаємо командуifconfig-a і запишемо MAC-адреса адаптера. Після цього переключимося увіртуальний комп'ютер сервера, і відредагуємо файл / etc / dhcpd.conf, додавшив розділ group рядки:
host work {
hardwareethernet 00:0C:29:03:AB:CA;
fixed-address192.168.223.4;
}
У другому рядкунеобхідно вказати записаний MAC адресу. Щоб зміни вступили в силу, необхідноперезапустити DHCP сервер командою / Etc / init.d / dhcp restart
Можнапродовжувати установку. Команда для встановлення пакунків з програмнимзабезпеченням тепер буде виглядати наступним чином: apt-get install mc portmap
Для варіанту зпідключенням кореневої файлової системи по NFS будемо користуватися каталогом /tmp. Для варіанта з RAM-диском необхідно заздалегідь створити образ RAM-диска.Зробити це можна різними способами. Наведемо один з них:
dd if = / dev /zero of = / initrd / initrd bs = 1k count = 30720
mke2fs-m0-F /initrd / initrd
mount-t ext2-oloop / initrd / initrd / mnt
Тут ми створюємопорожній файл об'ємом 30 Мб, потім формуємо у ньому файлову систему ext2 імонтуємо його як loop пристрій у каталог / mnt, в якому і будемо створюватифайлову систему.
Процес створенняфайлової системи однаковий для обох варіантів і полягає в наступному:
1. Скопіюйте каталоги / bin, / dev, / etc,/ lib, / sbin цілком;
2. Створити каталоги home, root, proc, tmp;
3. Створити каталоги usr, usr / bin;скопіювати каталог / usr / sbin, скопіювати файл expr в каталог usr / bin;
4. Створити каталоги var, var / lock, var /log, var / log / news, var / run, var / tmp, var / lib; скопіювати каталог var/ lib / dhcp.
Підправимо файл/ mnt / etc / fstab. У самому простому вигляді він може виглядати так:
/dev/ram0 / ext2errors=remount-ro 0 1
proc /proc proc defaults0 0
server.private.net:/usr/usr nfs
Для підключеннякореневої файлової системи по NFS перший рядок необхідно замінити на
server.private.net:/exports/node01/ nfs
Тепер необхідностворити файл / etc / dhclient-enter-hooks, внести до нього наступні два рядки,щоб кожен клієнт встановив своє ім'я, отримане від DHCP сервера
echo"$new_host_name" > /etc/hostname
hostname -F/etc/hostname
і зробити цейфайл виконуваним: chmod a + x / etc / dhclient-enter-hooks
Якщо вискомпілював ядро більш нової версії, то необхідно в каталог / lib / modulesскопіювати каталог з перекомпілювати модулями, а старий каталог видалити.
Якщо змонтованийфайл з RAM диском, його необхідно відключити командою umount / mnt, а потімвиконати команду mount-t nfs server.private.net: / / mnt
для підключенняфайлової системи сервера в каталог / mnt. Далі, для першого варіанта необхідноскопіювати вміст / tmp в каталог / mnt/exports/node01, а для другого — виконатикоманди
gzip -9 / initrd/ initrd
cp / initrd /initrd.gz / mnt / initrd
після чогофайлову систему сервера необхідно демонтувати, виконавши umount / mnt
Тепер необхідноприєднати отриманий образ до ядра, як описано в кінці п.4.6.
Висновок
Отже, мидокладно розглянули організацію процесу мережевий завантаження. У прикладі мистворили тільки одного клієнта, з назвою node01. Для підключення наступних, насервері в файли dhcpd.conf, server.rev, server.hosts, exportfs потрібно додативідповідні записи. При необхідності можна створити і нову файлову систему,помістивши її в каталог / exports / nodeXX, або створивши нове ядро длявіддаленого завантаження. Всі вищеописані дії без будь-яких змін можуть бути застосованідля створення реальної мережі з реальних машин.
Література
1. Введенняв завантаження по мережі і Etherboot
2. InstallingDebian GNU / Linux 3.0 For Intel x86
3. DHCPmini-HOWTO
4. DNSHOWTO
5. Ставимоядро 2.6, або Ядерна фізика для домогосподарки
6. Документаціяпо mknbi
7. NFSHOWTO
8. Завантаженнямашин по мережі
9. Віддаленезавантаження і Linux: Налаштування віддалено завантажуються робочих станцій зLinux, DOS, Windows 95/98 і Windows NT