12.3. Instalación automatizada
Los administradores de Falcot Corp, como muchos administradores de grandes servicios IT, necesitan herramientas para instalar (o reinstalar) rápidamente, y automáticamente si es posible, nuevas máquinas.
Un amplio rango de soluciones pueden satisfacer estos requisitos. Por el otro lado, herramientas genéricas como SystemImager lo hacen creando una imagen basada en una máquina patrón y luego desplegando dicha imagen en los sistemas objetivo; en el otro extremo del espectro, el instalador Debian estándar puede ser presembrado con un archivo de configuración que provee las respuestas a las preguntas realizadas durante el proceso de instalación. Como un tipo de punto medio, una herramienta híbrida como FAI (instalador completamente automático: «Fully Automatic Installer») instala los equipos con el sistema de paquetes, pero también utiliza su propia infraestructura para tareas más específicas de despliegues masivos (como inicialización, particionado, configuración, etc).
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. Instalador completamente automático (FAI: «Fully Automatic Installer»)
Fully Automatic Installer es probablemente el sistema de despliegue automático para Debian más antiguo, lo que explica su estado como referencia; pero su naturaleza flexible compensa su complejidad.
FAI necesita un sistema servidor para almacenar la información de despliegue y permitir que las máquinas objetivo arranquen desde la red. Este servidor necesita el paquete fai-server (o fai-quickstart, que también incluye los elementos necesarios para una configuración estándar).
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.
Crear todos estos archivos de configuración requiere entender cómo funciona FAI. Un proceso de instalación típico consiste de los siguientes pasos:
obtener un núcleo de la red e iniciarlo;
montar el sistema de archivos raíz desde NFS;
ejecutar /usr/sbin/fai que controla el resto del proceso (los pasos siguientes, por lo tanto, son iniciados por este script);
copiar el espacio de configuración desde el servidor a /fai/;
ejecutar fai-class. Se ejecutan en orden los scripts /fai/class/[0-9][0-9]* y devuelve los nombres de «clases» que aplican a la máquina siendo instalada; esta información servirá como base para los pasos siguientes. Esto permite cierta flexibilidad en la definición de los servicios a instalar y configurar.
obtener una cantidad de variables de configuración, que dependen de las clases relevantes;
particionar los discos y dar formato a las particiones basándose en la información provista por /fai/disk_config/clase;
montar dichas particiones;
instalar el sistema base;
presembrar la base de datos Debconf con fai-debconf;
obtener la lista de paquetes disponibles para APT;
instalar los paquetes enumerados en /fai/package_config/clase;
ejecutar los scripts postconfiguración, /fai/scripts/clase/[0-9][0-9]*;
grabar los registros de instalación, desmontar las particiones y reiniciar.
12.3.2. Presembrado de Debian-Installer
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. Utilización de un archivo de presembrado
Hay varios lugares de los que el instalador puede obtener un archivo de presembrado:
en el initrd que arranca la máquina; en este caso, el presembrado ocurre muy al comienzo de la instalación y puede evitar todas las preguntas. Sólo debe asegurarse que el archivo tenga el nombre preseed.cfg y esté almacenado en la raíz del initrd.
en el medio de arranque (CD o llave USB); el presembrado ocurre tan pronto como se monte el medio, lo que significa inmediatamente después de las preguntas sobre idioma y distribución de teclado. Puede utilizar el parámetro de arranque preseed/file para indicar la ubicación del archivo de presembrado (por ejemplo, /cdrom/preseed.cfg cuando se realiza la instalación desde un CD-ROM o /hd-media/preseed.cfg en el caso de una llave USB).
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).
A primera vista, incluir el archivo de presembrado en el initrd parecería la solución más interesante; sin embargo, rara vez se la utiliza en la práctica porque generar un initrd de instalación es bastante complejo. Las otras dos soluciones son mucho más comunes, especialmente debido a que los parámetros de arranque proveen otra forma de presembrar las respuestas a las primeras preguntas del proceso de instalación. La forma usual de evitar la molestia de tipear estos parámetros a mano en cada instalación es guardarlos en la configuración de isolinux (en el caso del CD-ROM) o syslinux (para la llave USB).
12.3.2.2. Creación de un archivo de presembrado
Un archivo de presembrado es un archivo en texto plano en el que cada línea contiene la respuesta a una pregunta Debconf. Cada línea está dividida en cuatro campos separados por espacios en blancos (espacios o tabulaciones) como, por ejemplo, d-i mirror/suite string stable:
el primer campo es el «dueño» de la pregunta; utilizamos «d-i» para las preguntas relevantes al instalador, pero también puede ser el nombre de un paquete para las preguntas que provengan de un paquete Debian;
the second field is an identifier for the question (the template name);
tercero, el tipo de pregunta;
el cuarto y último campo contiene el valor de la respuesta. Tenga en cuenta que debe estar separado del tercer campo sólo por un espacio; si hay más de uno, el siguiente carácter de espacio es considerado parte del valor.
La forma más simple de escribir un archivo de presembrado es instalar un sistema a mano. Luego, debconf-get-selections --installer proveerá las respuestas que involucran al instalador. Puede obtener las respuestas sobre otros paquetes con debconf-get-selections. Sin embargo, una solución más limpia es escribir el archivo de presembrado a mano, comenzando con un ejemplo y la documentación de referencia: con este enfoque, sólo necesitará presembrar las preguntas en las que desea modificar la respuesta predeterminada; utilizar el parámetro de arranque priority=critical le indicará a Debconf que sólo realice las preguntas críticas y que utilice las respuestas predeterminadas para las demás.
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. Creación de un medio de arranque personalizado
Saber dónde almacenar el archivo de presembrado está bien, pero la ubicación no lo es todo: uno debe, de una u otra forma, alterar el medio de arranque de la instalación para modificar los parámetros de arranque y agregar el archivo de presembrado.
12.3.2.3.1. Arranque desde la red
Cuando un equipo arranca desde la red, el servidor que envía los elementos de inicialización también define los parámetros de arranque. Por lo tanto, debe modificar la configuración de PXE en el servidor de arranque; más específicamente, en su archivo de configuración
/tftpboot/pxelinux.cfg/default. Definir el arranque por red es un prerequisito; revise la guía de instalación para más detalles.
12.3.2.3.2. Preparación de una llave USB de arranque
Once a bootable key has been prepared (see
Sección 4.1.2, “Arranque desde una llave USB”), 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):
Ejemplo 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:
Ejemplo 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:
Ejemplo 12.4. Archivo syslinux.cfg y parámetros de presembrado
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. Creación de una imagen de CD-ROM
Una llave USB es un medio de lectura y escritura, por lo que es sencillo agregar un archivo allí y cambiar unos pocos parámetros. En el caso de un CD-ROM, la operación es más compleja ya que necesitamos generar una imagen ISO completa. debian-cd se encarga de esto, pero es bastante extraño utilizar esta herramienta: necesita un repositorio local y requiere entender todas las opciones que provee /usr/share/debian-cd/CONF.sh; aún entonces, debe ejecutar make varias veces. Se recomienda leer /usr/share/debian-cd/README.
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: la solución todo-en-uno
Utilizar sólamente un archivo de presembrado no es suficiente para satisfacer todos los requisitos que podrían aparecer en despliegues grandes. Aunque es posible ejecutar algunos scripts al final del proceso normal de instalación, todavía no es muy flexible la selección del conjunto de paquetes a instalar (básicamente, sólo puede seleccionar «tareas»); lo que es más importante, esto sólo permite instalar paquetes Debian oficiales y excluye aquellos generados localmente.
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. Creación de perfiles
Simple-CDD define «perfiles» que coinciden con el concepto de «clases» de FAI; una máquina puede tener varios perfiles (determinados en el momento de la instalación). Se define un perfil con un conjunto de archivos profiles/perfil.*:
el archivo .description contiene una descripción de una línea sobre el perfil;
el archivo .packages enumera los paquetes que se instalarán automáticamente si se selecciona el perfil;
el archivo .downloads enumera los paquetes que se almacenarán en el medio de instalación pero no se instalarán obligatoriamente;
el archivo .preseed contiene información de presembrado para las preguntas de Debconf (para el instalador y/o los paquetes);
el archivo .postinst contiene un script que se ejecutará al final del proceso de instalación;
lastly, the .conf file allows changing some parameters based on the profiles to be included in an image.
El perfil default («predeterminado») tiene un rol particular ya que siempre está activo; contiene lo mínimo necesario para que funcione Simple-CDD. Lo único que generalmente personalizaremos en este perfile es el parámetro de presembrado simple-cdd/profiles: esto permite esquivar la pregunta sobre los perfiles a instalar que agrega Simple-CDD.
Sepa también que necesitará ejecutar todo desde el directorio que contenga el directorio profiles.
12.3.3.2. Configuración y uso de build-simple-cdd
Simple-CDD necesita muchos parámetros para todo su funcionamiento. En la mayoría de los casos los obtendrá de un archivo de configuración al que podemos apuntar con la opción --conf de build-simple-cdd, pero también podemos especificarlos como parámetros específicos al ejecutar build-simple-cdd. Aquí hay una vista rápida sobre cómo funciona este programa y cómo utilizar sus parámetros:
el parámetro profiles enumera los perfiles que se incluirán en la imagen de CD-ROM generada;
basado en la lista de paquetes necesarios, Simple-CDD descarga los archivos necesarios desde el servidor mencionado en server y los reúne en un repositorio parcial (que luego le proveerá a debian-cd);
también se integrarán a este repositorio local los paquetes personalizados mencionados en local_packages;
luego ejecutará debian-cd (con una ubicación predeterminada que puede configurar con la variable debian_cd_dir) con la lista de paquetes a integrar;
una vez que debian-cd preparó este directorio, Simple-CDD realiza algunos cambios al mismo:
agrega los archivos que contienen los perfiles en un subdirectorio simple-cdd (que serán incluidos en el CD-ROM);
también se agregarán los demás archivos enumerados en el parámetro all_extras;
ajustará los parámetros de arranque para permitir presembrado. Puede evitar las preguntas sobre idioma y país si almacena la información necesaria en las variables language y country.
luego debian-cd genera la imagen ISO final.
12.3.3.3. Generación de una imagen ISO
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.
