FreeBSD: Mal was anderes!

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1 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 1/ 34 FreeBSD: Mal was anderes! Eine Einführung Johannes M. Dieterich Computational Chemistry and Biochemistry Institut für Physikalische Chemie Georg-August-Universität Göttingen Source Talk 2012

2 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 2/ 34 Disclaimer ausschliesslich Nutzer Rechnerumgebung dominiert von Linux (SuSE) Privatmeinungen und -erfahrungen kein Training sondern Einführung und Startpunkt Advocacy The power to serve...

3 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 3/ 34 FreeBSD: Ein Linux mit lustigem Maskottchen? Was ist FreeBSD? 1 Beastie:

4 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 4/ 34 FreeBSD: Historie und Abstammung * BSD NET/ * 386BSD 0.0 BSD/386 ALPHA 386BSD >+ BSD/ [13] \ 4.4BSD Alpha 386BSD 1.0 BSD/ [34] 4.4BSD / 4.4BSD-Encumbered NetBSD 0.8 BSD/ FreeBSD 1.0 NetBSD 0.9 BSD/ direkter Nachfolger von AT&T Unix (via 4.3BSD Unix) 1 erster Release 1993 (FreeBSD 1.0) Prozess um AT&T Code vs Unix Systems Laboratories komplett Neuentwickelung der Codepassagen (FreeBSD ) Stand März 2010: 400 aktive Entwickler, mehrere Tausend Contributors 3 freigibige Lizenz (daher in anderen Projekten Code enthalten) 1 BSD Stammbaum: /usr/src/share/misc/bsd-family-tree 2 Wikipedia 3 FBSD Entwickler:

5 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 5/ 34 Die BSD Lizenz Copyright The FreeBSD Project. All rights reserved. Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification, are permitted provided that the following conditions are met: 1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer. 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer in the documentation and/or other materials provided with the distribution. THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE FREEBSD PROJECT AS IS AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE FREEBSD PROJECT OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.

6 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 6/ 34 *BSD 5 NetBSD Fork von 4.3BSD 1993 Portabilität: 57 Architekturen, 15 Prozessorarchs, 1 Toaster Virtualisation, SMP, Kompatibilität Kernthemen 16.3% user base 4 OpenBSD Fork von NetBSD 1995 Sicherheitsfokus open-source Treiber (Anti-BLOB) u.a. Maintainer von pf und OpenSSH 32.8% user base BSD Usage Survey Report 5 Stammbaum: /usr/src/share/misc/bsd-family-tree

7 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 7/ 34 Forks und (entfernte) Verwandte DRAGONFLYBSD: Fork aus FreeBSD 4.X (enthält HammerFS) PC-BSD und DESKTOP BSD: Vereinfachte Installation und Benutzbarkeit TRUSTEDBSD: Erweiterungen von FreeBSD für sicherheiskritische Anwendungen GENTOO/FREEBSD: Experimentelles Projekt für Gentoo Tools auf FBSD PICOBSD/NANOBSD/TINYBSD: Distributionen mit besonders geringem Footprint (embedded systems) DEBIAN GNU/KFREEBSD: FreeBSD Kernel mit GNU Userland und Debian Paketen 6 6 kfreebsd: 1 Myths of FreeBSD:

8 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 8/ 34 FreeBSD in der Businessumgebung FreeBSD als Basis Apple... Cisco CiscoOS auf Routern Juniper Junos NetApp Data ONTAP 8.x Netflix OpenConnect content delivery network Panasas und Isilon Cluster storage operating systems FreeBSD als Server Yahoo! Traditionell enge Beziehung zu FBSD Apache Yandex / Rambler Sina Sony Japan Netcraft / Experts Exchange... 1 FreeBSD users:

9 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 9/ 34 Was ist FreeBSD eigentlich? Kernel monolithisch hohe API und ABI Stabilität Auslieferung: GENERIC Customizing, Tuning, Kompilation einfach World Userland auch Importe anderer Hersteller (Shells, BIND,...) alles in einem svn-repository (svn.freebsd.org/base/) FreeBSD ist ein komplettes Betriebssystem

10 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 10/ 34 Tier-1 7 Vollständig unterstützte Architekturen amd64 i386 Tier-2 Entwicklungsarchitekturen arm ia64 pc98 powerpc sparc64 Tier-3 Experimentelle Architekturen mips S/390 Unterstützte Architekturen 7 FBSD Architekturen:

11 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 11/ 34 Entwicklungsprinzipien und Visionen DISCLAIMER! Stabilität einfache Konfiguration Sicherheit wenige, dafür durchdachte Alternativen API/ABI Stabilität POLA/kein PITA für kommerzielle und nichtkommerzielle Benutzer Release Engineering Team trifft Entscheidungen Dokumentation genauso wichtig wie Code My system, how I want it! 8 8

12 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 12/ 34 Erste Schritte mit FreeBSD 1. Download ISOs: CURRENT: Bleeding edge (z.z. 10-CURRENT) Snapshots STABLE: Backports und Weiterentwicklungen der Zweige (z.z. 7/8/9-STABLE) Snapshots RELEASE: Stabile Version mit Sicherheitspatches (z.z. 7.4/8.3/9.0-RELEASE) 2. Installation sysinstall oder bsdinstall letzteres in Zukunft, komplett skriptbar Auswahl von Images (src, ports, doc...) 3. Konfiguration /boot/loader.conf /etc/rc.conf

13 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 13/ 34 Erste Probleme: Wie gehts? Handbuch: hervorragende Referenz immer aktuell deckt Standardprobleme gut ab Forum: viele interessante Threads sehr hilfreiche Community Mailinglisten Fragen und Probleme RELEASE und STABLE CURRENT spezielle Themen Volumen unterschiedlich typischerweise sehr freundlicher Ton

14 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung Weitere Ressourcen von Installation u ber Konfiguration hin zu Mail- und HTTP-Servern das Standardwerk potentiell leicht veraltet Fokus auf nu tzliche Tips und Tricks zur Einrichtung und Administration 14/ 34

15 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 15/ 34 BSD Userland Motivation GPL2 zu GPL3 Lizensierung der GNU Tools GPL-freie Base 9 moderne, POSIX-kompatible Tools gemeinsame Anstrengung der *BSDs Projekte 10 done: bc, cpio in work: binutils, sort, grep, groff to-be-done: dtc Compiler LLVM... 9 GPL3 Concerns: 10 GPL in base:

16 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 16/ 34 LLVM Infrastruktur Was ist LLVM? Compilerinfrastruktur (C++) BSD lizensiert, Entwicklung bei Apple clang C/C++ Compiler (C99 Support, C++11 fast unterstützt) lldb Debugger, llvm-as, llvm-ar,... FreeBSD und LLVM 2009: clang übersetzt FreeBSD Kernel korrekt erste Integration 2010, voller Ersatz in CURRENT Mai 2012 aktuell: Tier-1 Kernel und World OK, Tier-2 in development

17 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 17/ 34 Das Ports-System Was und wo sind Ports? Third-Party-Software, die nicht in Base ist aktuell Ports 11 unterstützt CURRENT und RELEASE Zweige klassisch in /usr/ports/ aktuelle Informationen in ports/updating interessant: Wichtige Tools make config && make && make install ports/ports-mgmt/portmaster: Vereinfachte Installation und Updating von Ports ports/ports-mgmt/portaudit: Sicherheitswarnungen zu installierten Ports 11 FreeBSD Ports:

18 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 18/ 34 Dämonisch gutes Java Natives Java Diablo-JDK Java 5 und 6, native (binäre) FreeBSD-Version, weiterhin zum Bootstrappen benutzt openjdk Java 6 und 7. Java 7 durch Mac OS X Port quasi offizieller Oracle-Support Emuliertes Java Linux SUN JDK Versionen 5-7, üeber den Linuxulator Des weiteren Netbeans, eclipse und viele weitere populäre Java Anwendungen in ports/java/. Mailingliste:

19 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 19/ 34 Firewalls und Redundanz Firewalls IPFILTER Klassiker auf *BSD, HPUX, Solaris IPFW FreeBSD Eigenbau PF OpenBSD Projekt Redundanz CARP 12 : Common Address Redundancy Protocol mehrere Hosts teilen sich eine IP erlaubt erhöhte Serververfügbarkeit (ausfallsicherer) Einsatzgebiet: Firewalls HAST 13 : Highly Available Storage

20 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 20/ 34 ZFS: Das letzte Wort Features CDDL-Entwicklung von SUN Microsystems kombiniertes FS und Volume Manager 2 64 maximale Größe Datenintegrität mittels Checksums Kompression, Snapshots, Quotas,... RAID0, RAID1, RAIDZ1, RAIDZ2 viele Filesysteme gewünscht (Overhead wie Verzeichnis) und vieles mehr :-) FreeBSD und ZFS ZFSv28 aktuell unterstützt ab 9.0-RELEASE ohne Tuning stabil Root-on-ZFS möglich aktive Entwicklergruppe

21 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 21/ 34 Virtualisation User XEN HVM (GENERIC/XENHVM Configs) und PV (XEN Config) DomU 14 KVM durch Kernelmodule 15 VMWARE, Virtualbox et al. Provider Qemu ports/emulators/qemu Virtualbox ports/emulators/virtualbox-ose Jails Base

22 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 22/ 34 Kryptographie und Sicherheit Kryptographie Unterstützung von verschlüsselten GEOM-Providern (HDDs, Partionen) GBDE: ältere Implementation GELI: modernere Implementation, einfache Verwendung, schnell Hardwarebeschleuniger mittels crypto Framework, z. B. aesni Sicherheit Jails: Jails sind virtuelle, sichere Umgebungen für z.b. Trennung von Serverfunktionalitäten, einfache Administration mit ezjail Capsicum: Neue Sandboxing Technologie (Robert Watson, Cambridge University, Google)

23 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 23/ 34 Sicherheit II Inhalt Einführung in alle relevanten Sicherheitsaspekte und -werkzeuge Anwendungen auf Serverfunktionalitäten Auswertung und Reaktion auf Risiken/Angriffe

24 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 24/ 34 Serverfunktionalitäten: HOWTOs kurze HOWTOs für viele Serverfunktionalitäten wichtige Config-Dateien wichtige Kommandos guter Einstieg Webpages Ausführlichere, spezielle HOWTOs. Potentiell älter. Die Quelle für alle Base-enthaltenen Server.

25 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 25/ 34 Webserver mit erweiterten Funktionalitäten Anforderungen Webserver für Gruppenhomepage VCS für Quellcode und Paperdrafts Gruppenwiki Diverses Hardware AMD Opteron Quad 8 GB ECC RAM 3ware RAID-Controller RAID1 750GB

26 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 26/ 34 Webserver mit erweiterten Funktionalitäten II Implementation FreeBSD 9.0-RELEASE DNS Slave: Bind (Base) Webserver: apache (ports/www/apache22) Wiki: Mediawiki (ports/www/mediawiki) VCS: Subversion (ports/devel/subversion) Git (ports/devel/git) /etc/rc.conf: sshd enable="yes" apache22 enable="yes" apache22 http accept enable="yes" mysql enable="yes" syslogd flags="-c" denyhosts enable="yes" ntpd enable="yes" named enable="yes"

27 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 27/ 34 Routerbox Anforderungen AccessPoint (WLAN, DHCP) kleiner Fileserver hohe Betriebsdauer Hardware Intel Atom 2GB RAM 2x 1TB HDD

28 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 28/ 34 Routerbox II Implementation FreeBSD 9.0-RELEASE (+pf, +11n) ZFSv28 RAID1 (Tuning 16 ) + NFSv3 Export DHCP: ports/net/isc-dhcp42-server ifconfig_re0="dhcp" wlans_ath0="wlan0" ifconfig_wlan0="inet /24" create_args_wlan0="wlanmode hostap " gateway_enable="yes" hostapd_enable="yes" dhcpd_enable="yes" dhcpd_ifaces="wlan0" pf_enable="yes" pf_rules="/etc/pf.conf" pf_program="/sbin/pfctl" pf_flags="" pflog_enable="yes" pflog_logfile="/var/log/pflog" 16 ZFS Tuning Guide: wiki.freebsd.org/zfstuningguide

29 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 29/ 34 Gehärteter Server Anforderungen Einfacher periodischer Buildbot (kein Jenkins :-) ) VCS für Paper und Source... sichere Trennung von Funktionalitäten Hardware v-server (TransIP) 2 Intel 1GB RAM

30 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 30/ 34 Implementation FreeBSD 9.0-RELEASE Gehärteter Server II alle Funktionalitäten in einzelnen Jails (mit ports/sysutils/ezjail) pf-basiertes NAT ing VCS: Subversion mit ssh-key Login Buildbot: crontab und sh-skripte sshd_enable="yes" ezjail_enable="yes" cloned_interfaces="tap0 tap1 tap2 tap3 tap4 tap5 tap6" ifconfig_tap0=" netmask " ifconfig_tap1=" netmask " pf_enable="yes" pf_rules="/etc/pf.conf" rpcbind_enable="no" # Disable the RPC daemon cron_flags="$cron_flags -J 15" # Prevent jails running conc. cron syslogd_flags="-ss" # Disable syslogd listen for incoming sendmail_enable="none" # Completely disable sendmail clear_tmp_enable="yes" # Clear /tmp at startup sshd_enable="no" # disable sshd

31 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 31/ 34 Gehärteter Server III /etc/pf.conf: ext_if="vtnet0" # The external interface int_if="tap0" # The internal interface external_addr="xxx.xxx.xxx.xxx" # Your public IP address internal_net=" /24" # Your internal subnet # bewirkt das "routing", korrekter NAT nat on $ext_if from $internal_net to any -> ($ext_if) rdr on $ext_if proto tcp from any to $external_addr/32 port > port 22 pass in all pass out all

32 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 32/ 34 (Cluster)-Fileserver Anforderungen 4 TB Daten per NFSv3 verteilen 30 Nutzer (verschiedenste Profile) 20 Clusternodes (Gigabit) 15 Workstations (Gigabit) Hardware Intel Xeon Quad 8 GB ECC RAM Areca 1222 RAID-Controller 8 HDDs (1TB) HW-RAID6

33 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 33/ 34 (Cluster)-Fileserver II Implementation FreeBSD 8.2-RELEASE ZFSv28 Storage-Pool individuelle ZFS-Filesysteme pro User (Quota,..) NFSv3 Exports /etc/rc.conf: nfs server enable="yes" nfs server flags="-u -t -n 128 " /etc/zfs/exports: -maproot=nobody -network XXX.XXX.XXX.0 -mask NIS slave Server nisdomainname="mynisdomain" nis server enable="yes" nis client enable="yes" nis client flags="-s mynisdomain,myhostname"

34 Einleitung Technologien Anwendungen Zusammenfassung 34/ 34 Zusammenfassung FreeBSD ist ein echtes UNIX modernes Betriebssystem interessante Features aktive Community grossartiges Server-OS und Desktop (nächstes Jahr?) Ausprobieren! :-) Danke für die Aufmerksamkeit! Fragen?

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