12.3. Automatische Installation
Die Falcot Corp. Administratoren benötigen, wie viele Administratoren großer IT-Dienste, Werkzeuge, um ihre neuen Rechner schnell aufzusetzen (oder wieder aufzusetzen), und das möglichst automatisch.
Diese Erfordernisse können von einer großen Vielzahl von Lösungen erfüllt werden. Auf der einen Seite erledigen allgemeine Hilfsprogramme wie zum Beispiel SystemImager dies, indem sie von einem Rechner als Vorlage ein Abbild erzeugen und dieses dann auf den Zielsystemen einrichten. Am anderen Ende des Spektrums kann das normale Debian-Installationsprogramm mit einer Konfigurationsdatei voreingestellt werden, die die Fragen, die während des Installationsprozesses gestellt werden, beantwortet. Als eine Art Mittelweg setzt ein Hybridwerkzeug wie FAI (Fully Automatic Installer) Rechner unter Verwendung des Paketsystems auf, gleichzeitig verwendet es aber auch seine eigene Infrastruktur für Aufgaben, die für eine Massenverteilung typisch sind (wie zum Beispiel das Starten, Partitionieren, Konfigurieren und so weiter).
Each of these solutions has its pros and cons: SystemImager works independently from any particular packaging system, which allows it to manage large sets of machines using several distinct Linux distributions. It also includes an update system that doesn't require a reinstallation, but this update system can only be reliable if the machines are not modified independently; in other words, the user must not update any software on their own, or install any other software. Similarly, security updates must not be automated, because they have to go through the centralized reference image maintained by SystemImager. This solution also requires the target machines to be homogeneous, otherwise many different images would have to be kept and managed (an amd64 image won't fit on a powerpc machine, and so on).
On the other hand, an automated installation using debian-installer can adapt to the specifics of each machine: the installer will fetch the appropriate kernel and software packages from the relevant repositories, detect available hardware, partition the whole hard disk to take advantage of all the available space, install the corresponding Debian system, and set up an appropriate bootloader. However, the standard installer will only install standard Debian versions, with the base system and a set of pre-selected “tasks”; this precludes installing a particular system with non-packaged applications. Fulfilling this particular need requires customizing the installer… Fortunately, the installer is very modular, and there are tools to automate most of the work required for this customization, most importantly simple-cdd (CDD being an acronym for Custom Debian Derivative). Even this solution, however, only handles initial installations; this is usually not a problem since the APT tools allow efficient deployment of updates later on.
We will only give a rough overview of FAI, and skip SystemImager altogether (which is no longer in Debian, but available as a third-party package), in order to focus more intently on debian-installer and simple-cdd, which are more interesting in a Debian-only context.
12.3.1. Fully Automatic Installer (FAI)
Fully Automatic Installer ist vielleicht das älteste automatische Einrichtungssystem für Debian, wodurch sich sein Status als Referenz erklärt. Seine sehr flexible Art ist jedoch nur ein schwacher Ausgleich für die mit ihm einhergehende Kompliziertheit.
FAI erfordert ein Server-System, um die Einrichtungsinformation zu speichern und das Hochfahren der Zielrechner über das Netzwerk zu ermöglichen. Dieser Server benötigt das Paket fai-server (oder fai-quickstart, das auch die für eine Standardkonfiguration erforderlichen Elemente mit sich bringt).
FAI uses a specific approach for defining the various installable profiles. Instead of simply duplicating a reference installation, FAI is a full-fledged installer, fully configurable via a set of files and scripts stored on the server; the default location /srv/fai/config/ according to /etc/fai/nfsroot.conf is not automatically created, so the administrator needs to create it along with the relevant files. Most of the times, these files will be customized from the example files available in the documentation for the fai-doc package, more particularly the /usr/share/doc/fai-doc/examples/simple/ directory.
Once the profiles are defined, the fai-setup command generates the elements required to start an FAI installation; this mostly means preparing or updating a minimal system (NFS-root) used during installation. An alternative is to generate a dedicated boot CD with fai-cd.
Um alle diese Konfigurationsdateien erstellen zu können, ist ein gewisses Verständnis darüber erforderlich, wie FAI funktioniert. Ein typischer Installationsprozess besteht aus folgenden Schritten:
einen Kernel aus dem Netzwerk holen und laden;
das Wurzel-Dateisystem des NFS einhängen;
/usr/sbin/fai ausführen, das den Rest des Prozesses steuert (die folgenden Schritte werden daher durch dieses Skript ausgelöst);
den Konfigurationsraum vom Server nach /fai/ kopieren;
fai-class ausführen. Die Skripten /fai/class/[0-9][0-9]* werden nacheinander ausgeführt und ergeben Bezeichnungen für „Klassen“, die für den Rechner gelten, der gerade installiert wird; diese Information dient als Grundlage für die nachfolgenden Schritte. Es ermöglicht eine gewisse Flexibilität in der Festlegung der Dienste, die installiert und konfiguriert werden.
eine Anzahl von Konfigurationsvariablen in Abhängigkeit von den entsprechenden Klassen holen;
die Festplatten partitionieren und die Partitionen formatieren auf der Grundlage der in /fai/disk_config/klasse bereitgestellten Informationen;
diese Partitionen einhängen;
das Grundsystem installieren;
die Debconf-Datenbank mit fai-debconf voreinstellen;
die Liste verfügbarer Pakete für APT holen;
die in /fai/package_config/klasse aufgelisteten Pakete installieren;
die Nachkonfigurationsskripten /fai/scripts/klasse/[0-9][0-9]* ausführen;
die Installationsprotokolle speichern, die Partitionen aushängen und einen Neustart durchführen.
12.3.2. Das Debian-Installationsprogramm voreinstellen
At the end of the day, the best tool to install Debian systems should logically be the official Debian installer. This is why, right from its inception, debian-installer has been designed for automated use, taking advantage of the infrastructure provided by debconf. The latter allows, on the one hand, to reduce the number of questions asked (hidden questions will use the provided default answer), and on the other hand, to provide the default answers separately, so that installation can be non-interactive. This last feature is known as preseeding.
12.3.2.1. Eine Preseed-Datei verwenden
Es gibt mehrere Orte, an denen das Installationsprogramm eine Preseed-Datei erhalten kann:
in der initrd, die zum Hochfahren des Rechners verwendet wird; in diesem Fall geschieht das Preseeding ganz zu Anfang der Installation, und alle Fragen können vermieden werden. Die Datei muss nur preseed.cfg genannt und im Hauptverzeichnis von initrd gespeichert werden.
auf den Boot-Medien (CD oder USB-Stick); das Preseeding geschieht dann, sobald das Medium eingehängt ist, das heißt, gleich nach den Fragen nach der Sprache und der Tastaturbelegung. Der Boot-Parameter preseed/file kann benutzt werden, um den Ort der Preseed-Datei anzugeben (zum Beispiel /cdrom/preseed.cfg, wenn die Installation von einer CD-ROM aus erfolgt, oder /hd-media/preseed.cfg im Falle eines USB-Sticks).
from the network; preseeding then only happens after the network is (automatically) configured; the relevant boot parameter is then preseed/url=http://server/preseed.cfg (HTTPS, FTPS, SFTP, etc. are not supported).
Auf den ersten Blick sieht es so aus, als bestehe die interessanteste Lösung darin, die Preseed-Datei in die initrd einzufügen; jedoch wird dies in der Praxis selten genutzt, da es recht kompliziert ist, eine Installations-initrd zu erstellen. Die anderen beiden Lösungen finden sich weit häufiger, vor allem da Boot-Parameter einen weiteren Weg zur Bereitstellung von Antworten auf die ersten Fragen des Installationsprozesses darstellen. Um sich die Mühe zu sparen, diese Boot-Parameter bei jeder Installation von Hand einzugeben, besteht der übliche Weg darin, sie in der Konfiguration für isolinux (im Falle der CD-ROM) oder für syslinux (beim USB-Stick) abzuspeichern.
12.3.2.2. Eine Preseed-Datei erstellen
Eine Preseed-Datei ist eine reine Textdatei, in der jede Zeile die Antwort auf eine Debconf-Frage enthält. Eine Zeile ist über vier Felder aufgeteilt, die durch Leerraum (Leerzeichen oder Tabulatoren) getrennt sind, wie zum Beispiel in d-i mirror/suite string stable:
das erste Feld ist der „Besitzer“ der Frage; „d-i“ wird für Fragen verwendet, für die das Installationsprogramm zuständig ist, es kann aber auch ein Paketname sein für Fragen, die von Debian-Paketen kommen;
the second field is an identifier for the question (the template name);
das dritte die Art der Frage;
das vierte und letzte Feld enthält den Eingabewert für die Antwort. Man beachte, dass es vom dritten Feld durch ein einzelnes Leerzeichen getrennt sein muss; gibts es weitere, so werden alle folgenden Leerzeichen als Teil des Eingabewerts betrachtet.
Am einfachsten lässt sich eine Preseed-Datei schreiben, indem man ein System von Hand installiert. Dabei stellt debconf-get-selections --installer die Antworten bereit, die das Installationsprogramm betreffen. Antworten zu anderen Paketen können mit debconf-get-selections erlangt werden. Eine sauberere Lösung besteht jedoch darin, die Preseed-Datei von Hand zu schreiben, indem man mit einem Beispiel und der Referenz-Dokumentation beginnt: bei dieser Herangehensweise brauchen nur Fragen, bei denen die voreingestellte Antwort geändert werden muss, angegeben zu werden; mit dem Boot-Parameter priority=critical weist man Debconf an, nur kritische Fragen zu stellen und für die übrigen die voreingestellten Antworten zu verwenden.
Pre-setting a value in a preseed file automatically instructs the Debian installer to not ask that question. This happens, because loading the preseed file does not just set the given value(s), but also marks each of the affected dialogs as “seen“ by the user. Thus it is possible to pre-set a question's value and still present the dialog to the user by resetting the “seen“ flag. Beware that order in this case matters and that the value has to be preseeded before setting the dialog to “unseen“ as shown in the following example:
d-i netcfg/hostname string worker
d-i netcfg/hostname seen false
12.3.2.3. Ein angepasstes Boot-Medium erstellen
Zwar ist es gut zu wissen, wo die Preseed-Datei gespeichert werden sollte, aber der Ort ist nicht alles: man muss auf die eine oder andere Weise das Boot-Medium für die Installation anpassen, um die Boot-Parameter zu ändern und die Preseed-Datei hinzuzufügen.
12.3.2.3.1. Aus dem Netzwerk hochfahren
Wenn ein Rechner aus dem Netzwerk hochgefahren wird, legt der Server, der die Initialisierungselemente sendet, auch die Boot-Parameter fest. Daher müssen die Änderungen in der PXE-Konfiguration für den Boot-Server vorgenommen werden; genauer gesagt in seiner Konfigurationsdatei
/tftpboot/pxelinux.cfg/default. Voraussetzung hierfür ist, dass das Hochfahren aus dem Netzwerk eingerichtet wird; siehe die Installationsanleitung für Einzelheiten.
12.3.2.3.2. Einen bootfähigen USB-Stick herstellen
Once a bootable key has been prepared (see
Abschnitt 4.1.2, „Von einem USB-Stick hochfahren“), a few extra operations are needed. Assuming the key contents are available under
/media/usbdisk/, copy the preseed file to
/media/usbdisk/preseed.cfg.
If you have been using a hybrid ISO image to create the bootable USB stick, then you have to edit /media/usbdisk/boot/grub/grub.cfg (for the EFI boot screen):
Beispiel 12.2. boot/grub/grub.cfg file and preseeding parameters
menuentry --hotkey=i 'Install' {
set background_color=black
linux /install.amd/vmlinuz preseed/file=/cdrom/preseed.cfg locale=en_US.UTF-8 keymap=us language=us country=US vga=788 --- quiet
initrd /install.amd/initrd.gz
}
And you have to edit /media/usbdisk/isolinux/isolinux.cfg (for BIOS boot) or one of the files it utilizes - e.g. /media/usbdisk/isolinux/txt.cfg - to add required boot parameters:
Beispiel 12.3. isolinux/txt.cfg file and preseeding parameters
label install
menu label ^Install
kernel [...]
append preseed/file=/cdrom/preseed.cfg locale=en_US.UTF-8 keymap=us language=us country=US vga=788 initrd=/install.amd/initrd.gz --- quiet
If you have been using the hd-media installer image for a custom USB stick, edit /media/usbdisk/syslinux.cfg and add the required boot parameters as shown in the example below:
Beispiel 12.4. syslinux.cfg-Datei und Preseeding-Parameter
default vmlinuz
append preseed/file=/hd-media/preseed.cfg locale=en_US.UTF-8 keymap=us language=us country=US vga=788 initrd=initrd.gz --
12.3.2.3.3. Ein CD-ROM-Abbild erstellen
Ein USB-Stick ist ein Lese- und Schreibmedium, von daher war es für uns einfach, auf ihm eine Datei hinzuzufügen und einige Parameter zu ändern. Im Falle einer CD-ROM ist dieser Vorgang komplizierter, da wir ein vollständiges ISO-Abbild neu erstellen müssen. Diese Aufgabe wird von debian-cd erledigt, jedoch ist dieses Hilfsprogramm in der Anwendung recht umständlich: es benötigt einen lokalen Spiegel, und es erfordert das Verständnis aller Optionen, die /usr/share/debian-cd/CONF.sh bietet; selbst dann noch muss make mehrmals aufgerufen werden. Es ist daher empfehlenswert, /usr/share/debian-cd/README durchzulesen.
Having said that, debian-cd always operates in a similar way: an “image” directory with the exact contents of the CD-ROM is generated, then converted to an ISO file with a tool such as genisoimage, mkisofs or xorriso. The image directory is finalized after debian-cd's make image-trees step. At that point, we insert the preseed file into the appropriate directory (usually $TDIR/$CODENAME/CD1/, $TDIR and $CODENAME being parameters defined by the CONF.sh configuration file). The CD-ROM uses isolinux as its bootloader, and its configuration file must be adapted from what debian-cd generated, in order to insert the required boot parameters (the specific files are $TDIR/$CODENAME/CD1/isolinux/isolinux.cfg and $TDIR/$CODENAME/CD1/boot/grub/grub.cfg as shown above). Then the “normal” process can be resumed, and we can go on to generating the ISO image with make image CD=1 (or make images if several CD-ROMs are generated).
12.3.3. Simple-CDD: die Komplettlösung
Um alle Erfordernisse zu erfüllen, die bei großen Verbreitungsaktionen auftreten, genügt es nicht, einfach eine Preseed-Datei zu verwenden. Obwohl es damit möglich ist, am Ende des normalen Installationsprozesses einige Skripten auszuführen, ist die Auswahl des zu installierenden Satzes von Paketen noch nicht sehr flexibel (im Grunde können nur „Aufgaben“ ausgewählt werden); wichtiger ist noch, dass so nur offizielle Debian-Pakete installiert werden können und lokal erstellte ausgeschlossen sind.
On the other hand, debian-cd is able to integrate external packages, and debian-installer can be extended by inserting new steps in the installation process. By combining these capabilities, it should be possible to create a customized installer that fulfills our needs; it should even be able to configure some services after unpacking the required packages. Fortunately, this is not a mere hypothesis, since this is exactly what simple-cdd does.
The purpose of this tool is to allow anyone to easily create a distribution derived from Debian, by selecting a subset of the available packages, preconfiguring them with Debconf, adding specific software, and executing custom scripts at the end of the installation process. This matches the “universal operating system” philosophy, since anyone can adapt it to their own needs.
12.3.3.1. Profile erstellen
Simple-CDD legt „Profile“ fest, die dem Konzept der „Klassen“ bei FAI entsprechen, und ein Rechner kann über mehrere Profile verfügen (die während der Installation bestimmt werden). Ein Profil wird durch einen Satz von Dateien namens profiles/profil.* definiert:
die Datei .description enthält eine einzeilige Beschreibung des Profils;
die Datei .packages listet die Pakete auf, die bei der Auswahl des Profils automatisch installiert werden;
die Datei .downloads listet die Pakete auf, die auf den Installationsmedien gespeichert, aber nicht unbedingt installiert werden;
die Datei .preseed enthält die Preseeding-Information für Debconf-Fragen (für das Installationsprogramm und für die Pakete);
die Datei .postinst enthält ein Skript, das am Ende des Installationsprozesses ausgeführt wird;
lastly, the .conf file allows changing some parameters based on the profiles to be included in an image.
Das Profil default spielt eine besondere Rolle, da es immer ausgewählt ist; es enthält das absolute Minimum dessen, das erforderlich ist, damit Simple-CDD funktioniert. Das Einzige, das in diesem Profil normalerweise angepasst ist, ist der Preseed-Parameter simple-cdd/profiles: er vermeidet die Frage, welche Profile installiert werden sollen, die sonst von Simple-CDD gestellt würde.
Man beachte auch, dass die Befehle von dem Verzeichnis aus aufgerufen werden müssen, das dem Verzeichnis profiles übergeordnet ist.
12.3.3.2. build-simple-cdd konfigurieren und benutzen
Simple-CDD erfordert zahlreiche Parameter, um in vollem Umfang zu wirken. Sie sind meistens in einer Konfigurationsdatei versammelt, an die build-simple-cdd mit der Option --conf verwiesen werden kann, sie können aber auch über besondere Parameter festgelegt werden, die an build-simple-cdd übergeben werden. Hier ist ein Überblick darüber, wie sich dieser Befehl verhält, und wie die Parameter eingesetzt werden:
der Parameter profiles listet die Profile auf, die in dem erzeugten CD-ROM-Abbild enthalten sein werden;
ausgehend von der Liste der erforderlichen Pakete lädt Simple-CDD die passenden Dateien von dem Server herunter, der unter server genannt ist, und versammelt sie in einem partiellen Spiegel (der später an debian-cd übergeben wird);
die selbst erstellten Pakete, die in local_packages angegeben sind, werden auch in diesen lokalen Spiegel integriert;
dann wird debian-cd mit der Liste der zu integrierenden Pakete ausgeführt (innerhalb eines voreingestellten Ortes, der mit der Variablen debian_cd_dir festgelegt werden kann);
sobald debian-cd sein Verzeichnis erstellt hat, wendet Simple-CDD einige Änderungen auf dieses Verzeichnis an:
Dateien, die die Profile enthalten, werden einem Unterverzeichnis namens simple-cdd hinzugefügt (das sich schließlich auf der CD-ROM wiederfinden wird);
weitere Dateien, die im Parameter all_extras aufgeführt sind, werden ebenfalls hinzugefügt;
die Boot-Parameter werden so angepasst, dass sie das Preseeding ermöglichen. Fragen zur Sprache und zum Land können vermieden werden, indem die erforderliche Information in den Variablen language und country gespeichert wird.
debian-cd erzeugt dann das endgültige ISO-Abbild.
12.3.3.3. Ein ISO-Abbild erzeugen
Once we have written a configuration file and defined our profiles, the remaining step is to invoke build-simple-cdd --conf simple-cdd.conf. After a few minutes, we get the required image in images/debian-11-amd64-CD-1.iso.
