Zentral verwalteter Netzwerkboot über Weitverkehrsnetze

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1 DFN Forum 2011 Zentral verwalteter Netzwerkboot über Weitverkehrsnetze Sebastian Schmelzer Lehrstuhl für Kommunikationssysteme, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

2 Motivation Trennung der Administration von Hardware und Software Zentralisiertes Management der Software Einfacher Austausch von Hardware Einfach zu adminstrierende flexible Linux Umgebungen Dynamische Auswahl einer großen Zahl bootbarer Systeme Schnelle Netze: ermöglicht WAN Boot DFN Forum

3 LAN-Boot Client erhält IP Konfiguration via DHCP, welche zusätzlich next-server und filename Parameter enthält Client lädt filename von next-server über TFTP (z.b. pxelinux) DFN Forum

4 LAN-Boot (optional) wird Boot-Menü angezeigt Kernel und Initramfs werden geladen Eigentlicher Bootprozess wird initiiert DFN Forum

5 OpenSLX - Motivation Booten des Kernels über LAN ist nur die halbe Miete - Initamfs muss modifiziert werden, um Hardware einzurichten Root-Filesystem über das Netzwerk zu mounten - Root-Filesystem selbst muss für den Betrieb über LAN angepasst werden OpenSLX vereinfacht diese Aufgaben DFN Forum

6 OpenSLX Ein Referenz-Client wird geclont (slxos-setup) - D.h.: Inhalt des Root-Filesystems wird via rsync auf den Server kopiert Das Root-Fileystems wird angepasst und über das Network via NFS, NBD verteilt (slxos-export) Das Initramfs wird erzeugt und zusammen mit dem Kernel und einem aktuellen PXE Menü auf dem TFTP Server abgelegt (slxconfig-demuxer) DFN Forum

7 OpenSLX DFN Forum

8 Beschränkungen des LAN-Boots Kontrolle über DHCP (und TFTP) Server ist erforderlich PXE ist fest auf der Netzwerk-Hardware eingebettet keine Modifikationen möglich TFTP ist unsicher und auf langen Distanzen unzuverlässig DFN Forum

9 Konzept des WAN Boots Als Ersatz für die Funktionalität von PXE wird ein Mini-Linux System eingesetzt Es ist verantwortlich für: - Initiales Netzwerksetup - Auswahl des zu Bootenden Systems - Konfiguration (Kiosk-Mode, Einbindung von zusätzlichen Netzwerkressourcen) - Start des eigentlichen Systems mittels kexec DFN Forum

10 Preboot Environment (PBL) Mini-Linux System: - Optimierter Kernel mit Unterstützung für die meisten gängigen Netzwerkadapter - Initramfs basiert auf BusyBox - Framebuffer GUI als Ersatz für PXE Menü sowie als Konfigurations-Schnittstelle Größe: ~25MB Verteilt via PXE, USB, HDD, CDROM, DFN Forum

11 Management Server Web-Anwendung zur Verwaltung: - Bootbarer Systeme - Konfiguration einzelner Benutzer - Globale Konfiguration - Mandantenfähige, gruppenbasierte Rechteverwaltung Zwei Schnittstellen für: - PBL (Inhalte und Logik der Framebuffer GUI) - Admin/Benutzer (über Browser) DFN Forum

12 Management Server DFN Forum

13 Big Picture (Komponenten & Bootprozess) DFN Forum

14 Szenario: Kiosk Systeme Nutzung von normalen Desktop PCs um einfache Web Terminals zu booten (ohne dabei die lokale Festplatte modifizieren zu müssen) Nutzerdaten werden nicht permanent gespeichert Reboot erzeugt wieder ein frisches System.. Für Konferenzen, Schulungen, Bibliotheken DFN Forum

15 Szenario: Admin Toolkit Single user Mode - Administrator nutzt USB Stick mit PBL, um ein auf ein globales Repository von Spezial-Systemen zuzugreifen PBL Stick: ~25Mb Systeme für AntiVirus, Intrusion Detection, Rescue, etc. Systeme sind stets aktuell DFN Forum

16 Szenario: Automated Maintenance Mit der Hilfe von Anwendungen wie wake on lan und ssh ist eine automatisierte Steuerung der Rechner möglich. Dies kann genutzt werden um beispielsweise Nachts Systeme für: - Backup - Systemüberprüfung - Software-updates - Etc. automatisch zu booten DFN Forum

17 Fazit & Ausblick Erfolgreiche Tests: - Aus dem DFN: Ulm, Offenburg, Karlsruhe - Via DSL/Kabel PBL-Stick zum testen: Aktuelle Arbeitsgebiete: - Erweiterung der Konfigurationsoptionen (Einbinden externer Netzwerkressourcen, Anbindung an zentrale Authentifizierung) DFN Forum

18 Fazit & Ausblick - Erweiterung der bootbaren Systeme (ipxe, grub4dos) - Fernsteuerung von Clients mit (WOL, (d)ssh) - Weiterentwicklung von DNBD Noch zu Untersuchen: - Geeigneter Proxy für Rootfilesysteme - SSO über kexec hinweg (z.b. via TPM) - PBL auf Flashspeicher direkt auf dem Mainboard (Fastboot ASUS Systeme, EFI) DFN Forum

19 Fragen Web-Ressourcen: - OpenSLX Homepage: - Wiki: DFN Forum

20 Demo DFN Forum

21 Demo DFN Forum

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