Erste Schritte mit der Ubuntu Enterprise Cloud

[ 3 ] Januar 26, 2010 |

Das Eucalyptus System kann auf viele unterschiedliche Umgebungen beliebig angepasst werden. Diese Installations-Anleitung zeigt die Einrichtung einer Privat Cloud auf Basis von Eucalyptus mit der Ubuntu Enterprise Cloud.

Ziel dieses Tutorials

Dieses Tutorial beschreibt die Installation, Konfiguration und Registierung, sowie weitere Schritte für die Arbeit mit einer grundlegenden Eucalyptus Einrichtung. Am Ende haben wir eine Cloud mit einem „Front-End“ Controller und einem Knoten, auf dem mehrere Instanzen von Virtual Machines ausgeführt werden können, vollständig eingerichtet. Siehe dazu die Schritte 1 – 3.

In den Schritten 4 – 6 lernen wir die ersten Schritte für die Einrichtung einer Private Cloud und wie diese z.B. mit der RightScale Cloud Management Platform verbunden werden kann.

  • Schritt 1: Die Voraussetzungen
  • Schritt 2: Installation & Konfiguration
  • Schritt 3: Registrierung der Eucalyptus Komponenten
  • Schritt 4: Erster Login
  • Schritt 5: Erstellen eines Virtual Machine Image
  • Schritt 6: Starten eines Images

1. Schritt: Die Voraussetzungen

Das Eucalyptus System hat drei grundlegende Bestandteile:

  • eucalyptus-cloud: Beinhaltet den Cloud Controller (Front-End Services) und das Walrus Speichersystem.

  • eucalyptus-cc : Beinhaltet den Cluster Controller der für das virtuelle Netzwerk zuständig ist.

  • eucalyptus-nc: Beinhaltet den Node Controller zur Verwaltung der einzelnen Knoten, der mit der KVM (Kernel basierende Virtual Machine) kommuniziert und die jeweiligen Virtual Machines verwaltet.

Eine einfache Eucalyptus Umgebung besteht aus zwei Systemen, einem Front-End und einem Node. Das Front-End ist für eucalyptus-cloud und eucalyptus-cc zuständig. In einer komplexeren Umgebung mit mehreren Systemen können/ sollten die oben genannten Teile des Front-Ends voneinander getrennt betrieben werden. Da die Kommunikation vollständig über das Netzwerk erfolgt, ist diese Separierung einfach vorzunehmen.

Das folgende Diagramm zeigt einen einfachen Aufbau einer Eucalyptus Umgebung:

Vor der Installation der Pakete gibt es ein paar Voraussetzungen die erfüllt sein müssen, damit am Ende ein voll funktionsfähiges Eucalyptus System vorhanden ist. Zunächst muss das Front-End in der Lage sein E-Mails zu verschicken. Die Administrations-Tools von Eucalyptus nutzen E-Mails um den Administrator zu benachrichtigen, das er die Anmeldeinformationen von Benutzern prüfen muss. Dazu sollte Postfix installiert werden und als ‚mailhost‘ der ‚localhost‘ eingetragen werden (z.B. als Eintrag in die /etc/hosts).

Auf dem Node auf welchem von Eucalyptus die Virtual Machines ausgeführt werden, muss die erste Netzwerkschnittstelle als Bridge (BR0) konfiguriert werden. Sie dazu (Ubuntu Server Guide Bridging – in Englisch). Dieser Bridge fügt Eucalyptus für jede vorhandene Virtual Machine eine virtuelle Netzwerkschnittstelle (Virtual Network Interfaces) hinzu, bevor die Netzwerkverbindung einer Virtual Machine aktiviert wird.

Des Weiteren benötigt Eucalyptus einen DHCP Server der automatisch IP-Adressen vergibt. Ab dem Zeitpunkt wo die Virtual Machines über die Bridge mit dem lokalen Netzwerk verbunden sind, führen sie ihren lokalen DHCP Client aus, um eine IP-Adresse zu erhalten.

Auf jedem Host der einen Eucalyptus Client nutzt, sollten die Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) API und AMI Tools installiert werden. Dafür wird folgendes benötigt:

http://s3.amazonaws.com/ec2-downloads/ec2-api-tools-1.3-30349.zip
http://s3.amazonaws.com/ec2-downloads/ec2-ami-tools-1.3-26357.zip

Damit die ec2-ami-tools einwandfrei funktionieren müssen zusätzlich die Pakete ruby, libopenssl-ruby und curl installiert werden.

Für den Zugriff der EC2-ami-Tools auf die Meta-Daten (wie z.b. EC2-bundle-vol), muss folgender Eintrag vorgenommen werden. Bei der CC_IP handelt es sich um die IP-Adresse des Rechners auf dem Eucalyptus-cc ausgeführt wird.

vi ec2ami/lib/ec2/amitools/instance-data.rb
(set META_DATA_URL="http://:8773/latest/meta-data")

  • Ports: Um auf Eucalyptus auch hinter einer Firewall zugreifen zu können muss der Port 8773 geöffnet werden. Das ist z.B. dann der Fall, wenn sich die EC2- und AMI-Tools sowie die Eucalyptus Cloud auf unterschiedlichen Seiten der Firewall befinden. Wenn das Eucalyptus System mit einer Cloud Management Platform verbunden werden soll, müssen zusätzlich die Ports 8773 und 8443 geöffnet werden.

Schritt 2: Installation & Konfiguration

Zuerst werden die eucalyptus-cloud und eucalyptus-cc Pakete auf der Front-End Machine installiert.

sudo apt-get install eucalyptus-cloud eucalyptus-cc

Anschließend erfolgt die Installation des eucalyptus-nc Pakets auf jedem Node.

sudo apt-get install eucalyptus-nc

Am Ende wird der eucalyptus-nc Service auf dem Node gestoppt und die /etc/eucalyptus/eucalyptus.conf editiert. In der eucalyptus.conf erhält die Bridge den Namen der ersten Netzwerkschnittstelle. Danach wird der eucalyptus-nc Service wieder gestartet.

Die oben beschriebenen Schritte können wie folgt umgesetzt werden:

sudo /etc/init.d/eucalyptus-nc stop
sudo vi /etc/eucalyptus/eucalyptus.conf
(set VNET_BRIDGE="br0")
sudo /etc/init.d/eucalyptus-nc start

Das folgende Diagramm zeigt, wie die Umgebung danach aussehen sollte:

Das Netzwerk sollte außerdem so konfiguriert werden, dass der IPv4 Datenverkehr von den IPv6 Ports weitergeleitet wird, da das Eucalyptus Web-Frontend standardmäßig IPv6 verwendet.

sudo vi /etc/sysctl.conf
(uncomment net.ipv4.ip_forward=1)
sudo sysctl -p

Schritt 3: Registrierung der Eucalyptus Komponenten

Eucalyptus setzt voraus, das jeder Node innerhalb des Systems zu einem Cluster gehört. Ein Cluster wiederum gehört zu einer Cloud. Auf jedem Node wird eine Kopie von eucalyptus-nc ausgeführt. Genauso muss auf jedem Cluster eine Kopie von eucalytpus-cc ausgeführt werden. In unserem Beispiel wird der eucalytpus-cc auf der selben Maschine ausgeführt wie der Cloud Controller (eucalyptus-clc). Diese Komponenten müssen sich vor dem Start des Systems nun gegenseitig registrieren.

Für die Registrierung eines Cluster wird der folgende Befehl benötigt:

sudo euca_conf -addcluster localhost

Dabei entspricht dem Namen des Clusters, den die Benutzer sehen werden. Es handelt sich dabei um einen reinen logischen Namen, der nur lokal zu Eucalyptus gehört und mit einer Verfügbarkeitszone übereinstimmt, wie sie bei den Client-Tools angezeigt wird.

Um nun einen Node bei einem Cluster zu registrieren, ist der folgende Befehl notwendig.

sudo euca_conf -addnode

Später können weitere Nodes – auf denen eine Kopie von eucalyptus-nc ausgeführt wird – hinzugefügt werden, indem der obige Befehl erneut für jeden Node ausgeführt wird.

Schritt 4: Erster Login

Nach dem ersten Start von Eucalyptus muss die Administrationsumgebung der Cloud eingerichtet werden. Dazu öffnen wir im Webbrowser folgende UR:

https://[front-end-ip-address]:8443

Mit den Standardzugangsdaten Benutzername: admin und Passwort: admin erfolgt die erste Anmeldung, bei der das Passwort geändert werden muss. Nun folgen wir den Anweisungen auf dem Bildschirm. Ist die Konfiguration abgeschlossen klicken wir auf den Reiter credentials und anschließend auf Download Certificate.

Wichtig ist hierbei zu beachten, dass wir eine sichere Verbindung nutzen, also „https“ anstatt „http“. Wir erhalten eine Warnung auf Grund des Sicherheitszertifikats. Dafür müssen wir eine Ausnahme eintragen, um die Seite sehen zu können. Wird für diese Seite keine Ausnahme eingetragen, kann die Konfigurationsseite von Eucalyptus nicht angezeigt werden.

Jetzt müssen wir mittels X.509 Zertifikaten die EC2 API und AMI Tools auf unserem Server wie folgt einrichten.

mkdir ~/.euca
cd ~/.euca
mv ~/Desktop/euca2-admin-x509.zip ~/.euca
unzip euca2-admin-x509.zip

Die Installation kann mittels eines Skripts (ec2toolsinstall.sh) wie folgt durchgeführt werden.

cd ~/.euca
# Eucalyptus is not compatible with the newer ec2tools so we will
# install and remove them to insure all dependencies get installed
sudo apt-get install ec2-api-tools ec2-ami-tools
sudo apt-get remove ec2-api-tools ec2-ami-tools
wget http://s3.amazonaws.com/ec2-downloads/ec2-api-tools-1.3-30349.zip
unzip ec2-api-tools-1.3-30349.zip
mv ec2-api-tools-1.3-30349 ec2
wget http://s3.amazonaws.com/ec2-downloads/ec2-ami-tools-1.3-26357.zip
unzip ec2-ami-tools-1.3-26357.zip
mv ec2-ami-tools-1.3-26357 ec2ami
echo 'export JAVA_HOME=/usr' >> eucarc
echo 'export EC2_HOME=~/.euca/ec2' >> eucarc
echo 'export EC2_AMITOOL_HOME=~/.euca/ec2ami' >> eucarc
echo 'export PATH=$PATH:$EC2_HOME/bin:$EC2_AMITOOL_HOME/bin' >> eucarc

Vergabe der Zugriffsrechte:

chmod +x ec2toolsinstall.sh

Das Skript sollte die Datei eucarc erzeugt haben, die noch noch ge-sourced werden muss.

source ~/.euca/eucarc

Optional: Registrierung bei RightScale

RightScale bietet eine Cloud-Management-Plattform für den Einsatz mit Eucalyptus. Diese Cloud Management Software wird als Service innerhalb der Amazon Web Services ausgeführt und muss daher die Möglichkeit haben, mit dem Eucalyptus Cloud Controller (eucalyptus-clc) der hinter einer Firewall steht, zu kommunizieren.

Daher müssen die Ports 8443 und 8773 (Richtung > Internet) geöffnet werden, damit RightScale mit der Eucalyptus Cloud kommunizieren kann.

Um unsere Eucalyptus Cloud bei RightScale zu registrieren, folgen wir den Anweisungen in der unten verlinkten Anleitung:

  • Registrieren der Eucalyptus Cloud bei RightScale.

Schritt 5: Erstellen eines Virtual Machine Image

Mit dem vmbuilder können wird ein Virtual Machine Image erstellen, das mit Eucalyptus gestartet werden kann.

Zunächst erstellen wir eine Datei mit dem Namen part, in der die Größe, der Typ und der Mountpunkt der Virtual Machine beschrieben ist:

root 400
/mnt/ephemeral 0 /dev/sda2
swap 1 /dev/sda3

Anschließend erstellen wir eine Skriptdatei mit dem Namen firstboot. Dieses Skript wird ausgeführt wenn das Image das erste Mal in Eucalyptus gestartet wird und installiert dabei einen SSH Daemon.

apt-get -y install openssh-server

Nun erstellen wir ein Image mit dem vmbuilder und übergeben beim Aufruf die beiden Skripte als Parameter.

sudo vmbuilder xen ubuntu --part ./part --firstboot ./firstboot

Mit Hilfe der EC2 API Tools packen und registrieren wir abschließend den Kernel, die Ramdisk und das Image.

mkdir kernel
ec2-bundle-image -i /boot/vmlinuz-2.6.28-11-generic -d ./kernel --kernel true
ec2-upload-bundle -b kernel -m ./kernel/vmlinuz-2.6.28-11-generic.manifest.xml
EKI=`ec2-register kernel/vmlinuz-2.6.28-11-generic.manifest.xml | awk '{print $2}'`
echo $EKI

mkdir ramdisk
ec2-bundle-image -i /boot/initrd.img-2.6.28-11-generic -d ./ramdisk --ramdisk true
ec2-upload-bundle -b ramdisk -m ramdisk/initrd.img-2.6.28-11-generic.manifest.xml
ERI=`ec2-register ramdisk/initrd.img-2.6.28-11-generic.manifest.xml | awk '{print $2}'`
echo $ERI

mkdir image
ec2-bundle-image -i ubuntu-xen/root.img -d ./image --kernel $EKI --ramdisk $ERI
ec2-upload-bundle -b image -m ./image/root.img.manifest.xml
EMI=`ec2-register image/root.img.manifest.xml | awk '{print $2}'`
echo $EMI

Der Kernel, die Ramdisk und das Image sind nun in der Eucalyptus Cloud und können dort genutzt werden.

Zur Bestätigung geben wir folgenden Befehl ein:

ec2-describe-images

Die Ausgabe sollte nun einen registrierten Kernel, Ramdisk und Image anzeigen, die als „available“ gekennzeichnet sind.

Schritt 6: Starten eines Images

Bevor eine Instanz eines Image gestartet wird, müssen wir ein Schlüsselpaar (SSH Key) erstellen um uns nach dem Start als Root anmelden zu können. Der Schlüssel wird gespeichert, daher muss dieser Schritt nur einmal durchgeführt werden.

ec2-add-keypair mykey > ~/.euca/mykey.priv
chmod 0600 ~/.euca/mykey.priv

Falls wir unseren Key mal vergessen sollten, können wir uns mittels ec2-describe-keypairs eine Liste aller erstellten und auf dem System gespeicherten Schlüssel anzeigen lassen.

Nun können wir Instanzen von unserem registrierten Image wie folgt erstellen.

ec2-run-instances $EMI -k mykey

Während des ersten Starts einer Instanz erstellt das System einen Cache für das Image aus welchem die Instanz erstellt wird. Da die Images in der Regel sehr groß sind, kann dieser Vorgang etwas dauern.

Der aktuelle Status der Instanz kann mit folgendem Befehl abgefragt werden.

ec2-describe-instances

Die Ausgabe zeigt die aktuellen Informationen und den Status der Instanz. Während des ersten Starts sollte sich die Instanz im Status „pending“ befinden. Ist die Instanz gestartet, sollte der Status auf „running“ wechseln. Nachdem die Instanz über DHCP eine IP-Adresse erhalten hat können wir uns mittels des oben generierten SSH Keys mit der Instanz verbinden.

ssh -i ~/.euca/mykey.priv root@

Die Umgebung der Eucalyptus Cloud sollte nun diesem Diagramm entsprechen.

Weitere Informationen

  • Log Dateien: /var/log/eucalyptus
  • Konfigurationsdateien: /etc/eucalyptus
  • Init Skripte: /etc/init.d/eucalyptus-cc, /etc/init.d/eucalytpus-cloud und /etc/init.d/eucalytpus-nc
  • Datenbank: /var/lib/eucalyptus/db
  • Neustart (Anmerkung): Bei einem Neustart wird Eucalyptus nicht automatisch neu gestartet. Die Services müssen daher manuell geladen werden.
  • Umgebung (Anmerkung): Bevor der Client gestartet wird, sollten die Quellen unter ~/.euca/eucarc ge-sourced werden.

Quellen

Eucalyptus-Jaunty

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Category: Tutorials

René Büst

About the Author ()

Rene Buest is Senior Analyst and Cloud Practice Lead at Crisp Research, covering cloud computing, IT infrastructure, open source and Internet of Things. Prior to that he was Principal Analyst at New Age Disruption and member of the worldwide Gigaom Research Analyst Network. Rene Buest is top cloud computing blogger in Germany and one of the worldwide top 50 bloggers in this area. In addition, he is one of the world’s top cloud computing influencers and belongs to the top 100 cloud computing experts on Twitter and Google+. Since the mid-90s he is focused on the strategic use of information technology in businesses and the IT impact on our society as well as disruptive technologies. Rene Buest is the author of numerous professional cloud computing and technology articles. He regularly writes for well-known IT publications like Computerwoche, CIO Magazin, LANline as well as Silicon.de and is cited in German and international media – including New York Times, Forbes Magazin, Handelsblatt, Frankfurter Allgemeine Zeitung, Wirtschaftswoche, Computerwoche, CIO, Manager Magazin and Harvard Business Manager. Furthermore Rene Buest is speaker and participant of experts rounds. He is founder of CloudUser.de and writes about cloud computing, IT infrastructure, technologies, management and strategies. He holds a diploma in computer engineering from the Hochschule Bremen (Dipl.-Informatiker (FH)) as well as a M.Sc. in IT-Management and Information Systems from the FHDW Paderborn.

Comments (3)

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  1. Robert Poehler sagt:

    Super Tutorial. Hat auf Anhieb einwandfrei geklappt die Cloud aufzusetzen und läuft stabil.

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