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Mit dem Durchbruch der Virtualisierung sind Menge und Artenvielfalt der Betriebssysteme, die ein Admin zu installieren hat, nicht eben geringer geworden. Ein Server mit dem schönen Namen Uranos will dem Verwalter größerer Betriebssystem-Zoos wieder Freiräume verschaffen.

Der spätere Uranos-Entwickler Mario Gzuk stand eines Tages vor der Aufgabe, eine bunte Menge von Betriebssystemen möglichst ohne manuellen Eingriff installieren zu müssen. Eigentlich wollte er dies gern mit Unattended [1] erledigen, einer Linux-Software, die diverse Windows-Systeme vollautomatisch auf einen Rechnerpool ausrollt.

Ihn störten jedoch die fehlende Oberfläche und einige andere Aspekte. Wie schon oft in der Freie-Software-Szene geschehen, machte sich Gzuk kurzerhand daran, ein eigenes Framework (aufbauend auf Unattended) zu entwickeln: Uranos [2], zur Namensgebung siehe Kasten “Griechische Tragödie”.

Gegen Uranos man mag einwenden, dass Linux-Distributionen eigene Deployment-Möglichkeiten offerieren, etwa Kickstart oder Preseeding, und auch Windows mit Microsofts eigenem Installserver einen Weg auf Zielsysteme findet. Die Praxis aber zeigt, dass sich die verschiedenen Installationsserver gerne ins Gehege kommen und dass sich die zentrale Administration eines vielgestaltigen Rechner-Zoos stets schwierig gestaltet.

Hier setzt Mario Gzuk an, um mit Uranos eine einheitliche Plattform zu schaffen. Das System bietet Admins zudem eine grafische Verwaltungsoberfläche, eine Inventarisierung der Systeme und eine Softwareverteilung.

Die Architektur

Uranos besitzt ein Web-GUI und ist in PHP geschrieben. In der Minimalausstattung benötigt es PHP, einen Webserver und eine Datenbank, genauer: MySQL, PostgreSQL oder Microsoft SQL Server. Die Schnittstelle zu MySQL ist am ausgereiftesten und daher zu bevorzugen. Uranos besteht aus Modulen (Tabelle 1), die der Admin bei Bedarf nachinstalliert und aktiviert. Für die Aufgabe als Installationsserver reichen die Module PXE (für die TFTP-Struktur), Computer (zum Verwalten der zu installierenden Systeme) und Installation (verwaltet die Betriebssysteme und Festplattenpartitionen).

Zu einem Installationsserver gehören auch ein DHCP- und ein TFTP-Server für den Netzwerkboot und damit automatische Installationen. Uranos verwaltet dabei ein TFTP-Rootverzeichnis, das mittels des Syslinux-Pakets eine Menüstruktur anbietet beziehungsweise spezifische Einträge für zur Installation bestimmte Hosts bereitstellt. In der Einrichtung des DHCP-Servers genügt es, dass die TFTP-Konfiguration (Parameter »filename« und »next-server« , wenn der DHCP-Server nicht auf dem Uranos-Host läuft) auf den Uranos-Server und die Startdatei »pxelinux.0« zeigt.

Das Rechtekonzept

Damit der Webserver, der die anderen Dienste konfiguriert, nicht die Berechtigung besitzen muss, auf die Konfigurationsdateien von DHCP- oder DNS-Servern zuzugreifen, benötigen diese ein LDAP-Backend, auf das Uranos dann wieder nach Angabe eines LDAP-Accounts mit den entsprechenden Berechtigungen zugreifen kann. Dabei darf der LDAP-Server auch auf einem anderen Host liegen, solange er erreichbar ist.

Die Benutzer verwaltet Uranos in der verwendeten Datenbank. Zur Authentisierung verpflichtet es aber auch einen vorhandenen LDAP-, Radius- oder einen IMAP-Server. Zur Software-Installation bedarf es noch eines Samba-Servers für Windows-Systeme, optional für Linux-Systeme auch eines NFS-Servers.

Wenn die Installationsdateien nicht für jeden Client aus dem Internet zu holen sind, reicht für die meisten Linux-Distributionen ein lokaler Webserver. Wer das Switch-Verwaltungsmodul einsetzen will, muss zudem das Paket »php5-snmp« (so lautet der Name bei Ubuntu) installieren, das für SNMP-Abfragen zuständig ist.

Uranos-Server installieren

Auf [2] findet sich auch eine Anleitung, die Schritt für Schritt beschreibt, was der Administrator als Voraussetzung installiert haben sollte: PHP, Pear für PHP-Module und einige PHP-Module. Bei einer Testinstallation gab es leichte Abweichungen bei diesen Modulen (siehe auch Kasten “Support”). Administratoren von Debian-basierten Distributionen können gleich mit Cut&Paste die »apt-get« -Kommandos zur Installation in die Kommandozeile einfügen.

Wer sich für MySQL entscheidet, bekommt die Kommandos zum Anlegen der Datenbank sowie zum Einrichten des Benutzers serviert. Administratoren, die PostgreSQL bevorzugen, müssen die Befehle übersetzen, was nicht weiter schwer ist. Im nächsten Schritt konfiguriert der Admin einen virtuellen Apache-Host, dessen Document-Root auf den Baum zeigt, in dem Uranos liegen soll. Nun packt der Admin das Uranos-Archiv dorthin aus und ruft »http://Uranos-Server/www/install.php« auf. Zehn einfache Schritte leiten durch die Installation.

Treiber nicht verwendeter Datenbanken muss man selbstverständlich nicht installieren. Die Installationsroutine fragt die verwendete Datenbank, deren Kennung für den Uranos-Applikations-User, eine Benutzergruppe und den Administrator-User ab. Nach Abschluss bekommt man einen Link zur Login-Seite angeboten.

Modul-Fehler umgehen

Mit der eben angelegten Kennung startet der Admin auf der »Settings« -Seite mit der Modulinstallation. Anlässlich dieses Artikels hatten die Tester die Module von oben nach unten installiert und aktiviert. Das führte jeweils dazu, dass Uranos in der Datenbank Tabellen zu den Modulen anlegte und teilweise mit Werten füllte. Danach ließen sich keine Festplatten mehr anlegen. Eine Recherche ergab, dass dieser Fehler bekannt ist.

Admins entkommen ihm, indem sie entweder bei der Installation zuerst(!) das »unattended« – und danach das »Computer« -Modul installieren oder mit der SQL-Anweisung

ALTER TABLE `part_computerconfig` ADD `replace_partitions` TINYINT( 3 ) UNSIGNED NULL DEFAULT NULL;

die Tabelle um eine fehlende Spalte erweitern.

Die Uranos-Konfigurationen für DHCP- und DNS-Server hat der Admin selbst den lokalen Gegebenheiten anzupassen, außerdem muss er das LDAP um die entsprechenden Schemata erweitern. Für DHCP empfiehlt es sich, das Grundgerüst mit den Objektklassen »dhcpService« und »dhcpServer« einzurichten und dem »dhcpService« die wichtigsten Parameter und die Subnetze beizubringen. Wer keinen eigenen LDAP-Editor wie LDAP Studio im Einsatz hat, benutzt dazu am besten das LDAP-Modul von Uranos. Steht das Grundgerüst, dann kann das DHCP-Modul zur weiteren Konfiguration verwendet werden.

Nach der Aktivierung der Module bietet das Menü unter »Settings | Modules« jeweils die Option »Configuration« an. Bei Modulen, die auf LDAP-Datenbanken zugreifen, muss der Administrator hier die Zugangsparameter Account, Server und Base-DN eingeben. Danach erscheint im Menübalken auf der linken Seite ein Eintrag, um das Modul zu benutzen. Neben den Modulen kennt Uranos noch Konnektoren, um externe Systeme wie Bugzilla oder RT anzuschließen.

Sind später Windows-PC-Systeme zu installieren, wie es der nächste Abschnitt beschreibt, lässt Uranos den Client zunächst ein eigenes kleines Linux booten. Es packt notwendige Dateien lokal aus und partitioniert die Festplatte. Der Kernel und die Linux-Ramdisk befinden sich leider nicht im Paket, sondern sind von [3] zu besorgen und in der TFTP-Root, die Uranos verwaltet (»$URANOSROOT/www/modules/pxe/pxeroot« ), abzulegen. Der TFTP-Server braucht diesen Pfad auch als Rootverzeichnis.

Als letzter Schritt der Installation empfiehlt es sich, Installationsvorlagen für Betriebssysteme und Festplattenaufteilungen zu importieren. In der Weboberfläche ist die URL des Uranos-Projekts unter »Installation | Import« bereits voreingestellt, setzt aber voraus, dass der Uranos-Server Internetzugriff hat.

Einen Client vorbereiten

Um die Installation eines Systems über Uranos vorzubereiten, legt der Admin unter »Installation | Operating Systems« ein neues Betriebssystem an, zum Beispiel wählt er aus dem Popup-Menü eine Windows-XP-Installation und einen Ubuntu-Server 10 LTS. Jetzt kann er aus der Liste mit dem Klick auf »Content« diese Installationen anpassen. Abbildung 1 zeigt einen Teil der Möglichkeiten für Windows.

Abbildung 1: Nach dem Anlegen eines Client-Betriebssystems lässt sich dieses umfangreich anpassen, hier ein Teil der Möglichkeiten für Windows.

Hier lassen sich das Administrator-Passwort, zu installierende Komponenten, Netzwerkeigenschaften und Registry-Werte vorbelegen. Bei Ubuntu sind es das Rootpasswort, ein Standard-User, NTP-Server, Netzwerkparameter, eine Auswahl der Softwarekomponenten und die X11-Auflösung.

Festplatten dienen als Vorlage für die Partitionierung der Systeme. Es ist möglich, Partitionen absolut oder in Prozent anzugeben – zum Beispiel 10 GByte für das Betriebssystem und den Rest für Daten. Die Partitionen bekommen zudem Filesysteme zugeordnet und Mountpoints beziehungsweise Laufwerksbuchstaben. Wer unter den Vorlagen keine für sein Zielsystem geeignete findet, legt über »new harddisk« einfach eine passende an.

Arbeit mit Vorlagen

Im nächsten Schritt legt der Administrator das zu installierende System unter »Computer | New System« an (Computername, IP-Adresse und die MAC-Adresse auf dem Interface, das der Uranos-Server zu sehen bekommt). Das »Computer« -Menü bietet Gelegenheit, Systeme zu importieren. Dazu kann es ARP-Einträge auswerten, Bereiche durchpingen, LDAP-Datenbanken importieren, mit NMAP suchen und Textdateien importieren.

Die Importe liefern aber nur die Rohdaten, die die Tester im Beispiel manuell hinzugefügt haben. Ist der DHCP-LDAP-Connector installiert, steht im Kontextmenü des Rechners ein DHCP-Button, mit dem sich der Host direkt mit statischer Konfiguration in die in LDAP gespeicherte DHCP-Konfiguration eintragen lässt.

Zur Installation bekommt das angelegte System unter »Operating Systems« jetzt eine – oder mehrere – der Betriebsvorlagen zugeordnet. Bei mehreren Vorlagen entscheidet die Priorität. Der nächste Schritt ist die Zuordnung der Partitionierungsvorlage über »Partitionierung | new harddisk« , die sich per »Content« nochmals individuell anpassen lässt.

Kernel schön geordnet

Bevor der Admin mit der Installation loslegt, macht er noch die Einträge in das PXE-Bootmenü und legt die Installationsdateien für Windows auf ein Samba-Share. Die Windows-Installation erfolgt mit Uranos-Kernel und Ramdisk. Für Ubuntu kopiert der Admin die Dateien »linux« und »initrd.gz« von einer Installations-CD aus dem Verzeichnis »$CDDROM/install/netboot/ubuntu-installer/i386« in das »pxeroot« -Verzeichnis von Uranos. Wer diverse Kernel mehrerer Distributionen handhaben will, sollte eine Ordnerstruktur anlegen, um die Übersicht zu behalten.

Nun legt der Administrator im Menü »PXE« zwei neue Einträge für Windows und Ubuntu an. In der Standardstruktur gibt es für die Clients ein Untermenü »Installation« zum Einsortieren der beiden Einträge. Für Windows ist der Uranos-Kernel richtig, für Ubuntu der von der CD kopierte. Die »initrd« -Dateien werden entsprechend zugeordnet. Der Trick liegt jetzt in der Append-Zeile. Für die Ubuntu-Installation kommt der Preseed-Mechanismus zum Tragen, und die Append-Zeile sieht folgendermaßen aus:

auto=true priority=critical console-setup/layoutcode=de locale=de_DE url=http://URANOSSERVER/www/external.php?action=install_os --

Das Skript »external.php« erzeugt für Red Hat und seine Verwandten auf gleiche Weise Kickstart-Konfigurationen, nur ist der »ks« -Parameter für die Kommandozeile anzupassen. (Im Test mit Fedora 16 traten Probleme mit einer unbekannten Option auf. Die Tester haben sie dem Uranos-Entwickler gemeldet.)

Bei Ubuntu ist zu beachten, das im Profil die Parameter »Auto Partitioning« , »Auto Partitioning device« , »Auto Partitioning recipies« und »Auto Partitioning own recipies« aus dem »Partitioning« -Untermenü zu deaktivieren sind. Für Windows eignet sich folgende Zeile:

z_fs=SMB z_user=guest z_pass=guest z_path=//172.17.1.1/install profile=unattended

Wie diese Parameter vermuten lassen, sucht der Uranos-Kernel hier einen SMB-Share, in dem die XP-Installations- und ein paar mehr Dateien liegen. Unter [4] gibt es eine vollständige Liste der erlaubten Übergabeparameter.

Installation zentral ablegen

Beim Auspacken des Uranos-Verzeichnisses vorhin war neben dem »www« – auch ein Verzeichnis namens »z« entstanden, das die Root für die Freigabe enthält. Es lässt sich auf dem Uranos-Server per Samba für Gäste read-only freigeben. Im Unterverzeichnis »z/os« (das hat nichts mit dem gleichnamigen Großrechner-Betriebssystem zu tun) legt der Admin dann für jede Installationsvariante (wie Windows 7, XP, in Deutsch oder Englisch und für x86 oder x86_64) einen Unterordner mit geeignetem Namen an. In jeden Ordner gehört eine Datei »info.txt« , die für eine Windows-Installation beispielsweise so aussieht:

PRODUCT: XP
SERVICEPACK: 1
PRODUCTLANG: de-DE
ARCH: x86
FILELOC: 0
DRIVERDIR: /z/drivers/winxp

In der Datei »z/etc/init.conf« muss der Eintrag für den GUI-Server auf die Uranos-Installation zeigen. Für den zweiten Schritt der Windows-Installation muss der Admin die Datei »z/etc/win/postinst.js« anpassen. Hier sollten alle Einträge mit »UAX_« beginnen, also auf die lokale Installation zeigen. Schließlich kopiert er den »i386« -Ordner des Windows-XP-Mediums in den Betriebssystem-Ordner. In der Windows-XP-Vorlage (»Installation | Operating Systems« ) muss dieser Pfad in Windows-Schreibweise auch hinterlegt sein, damit beim Kopieren klar ist, woher die Dateien kommen.

Bootet der Client nun über das Netzwerk, erscheint am System das Uranos-Bootmenü (siehe Abbildung 2). Mit ihm entscheidet der Admin interaktiv, was geschehen soll. Für eine unbeaufsichtigte Installation muss der Administrator nochmal unter »Computer« auf das angelegte System wechseln und dann im Menü »PXE« des Hosts (nicht des Hauptmenüs) das zu installierende System (hier: Windows oder Ubuntu) auswählen.

Abbildung 2: Am interaktiven PXE-Bootmenü der Zielrechner entscheidet der Admin über die Installationsart.

Wenn der Rechner jetzt abermals über das Netzwerk bootet, dann installiert sich das gewünschte Betriebssystem. In der vorliegenden einfachen Konfiguration holt sich die Ubuntu-Installation die Pakete aus dem Internet (oder aus einem unter »Mirror« konfigurierten lokalen Repository).

Bei Windows bootet zuerst der Uranos-Kernel und kopiert die notwendigen Dateien auf das Zielsystem. Beim zweiten Booten, diesmal von lokaler Platte, bootet Windows und bringt die automatische Installation zu Ende. Uranos löscht dabei selbstständig den Netboot-Eintrag, sodass der Rechner über den Default-Eintrag des Bootmenüs lokal startet.

Nach erfolgreicher Installation setzt Uranos den Status des Betriebssystems auf »1« . Wenn jemand versucht nochmals zu installieren, so ist die Antwortdatei, die »external.php« generiert, leer. Um diesen Mechanismus zurückzusetzen, hat Uranos einen »Reset Status« -Button neben dem Betriebssystem-Eintrag des Computers platziert.

Suchgruppen als Muster

Bis hierhin war viel Detailarbeit nötig, um die beiden Systeme automatisch zu installieren – zwei manuelle Installtionen wären schneller gegangen. Mit Uranos’ Searchgroups jedoch kann der Admin nach Parametern wie Teilen der MAC-Adresse, dem Raum, in dem ein Rechner laut Datenbank steht, oder dem Hostnamen eine Gruppe von Rechnern definieren, die der Uranos-Server genau wie ein bestimmtes Referenzsystem installiert. Damit macht sich die anfängliche Detailarbeit mehrfach bezahlt.

Die Suchgruppen beinhalten auch die Konfiguration der Softwarepaket-Verteilung. Für die automatische Installation von Windows-7-Systemen beschreibt die Uranos-Webseite [2], wie man mit dem Sysprep-Tool von Microsoft ein Image vorbereitet, um es dann ebenfalls im Share abzulegen.

Zusätzliche Software

Neben Betriebssystemen kann Uranos auch Softwarepakete dazuinstallieren. Damit lässt sich ein fertig konfiguriertes System zusammenstellen, mit dem der Anwender losarbeiten kann. Uranos’ Logik unterscheidet dabei zwischen einem Repository (einer Sammlung von installierbaren Programmen), Software (einem zu installierenden Programm wie Firefox) sowie innerhalb der Software noch Versionen (für Versionsnummern und Lokalisierungen). Zudem gibt es Packages, die Software für bestimmte Sprachen gruppieren.

Ähnlich wie bei den Betriebssystemen und Festplatten kann der Admin hier ein Repository für freie Windows-Software von der Projektseite herunterladen, indem er unter »Repositories« ein neues Repository mit den Einstellungen aus Abbildung 3 anlegt.

Abbildung 3: An dieser Stelle lässt sich ein Repository für freie Windows-Software anlegen.

Bevor aber die Installation gelingt, muss der Administrator noch eine Kommandodatei je Betriebssystem anpassen. Im Dateibereich für die Installationsdaten gibt es für Windows die Datei »wemerge.cmd« und für Linux »wemerge.sh« . Beide sind nach der Installation nur als ».example« -Datei vorhanden, der Admin muss sie umbenennen beziehungsweise kopieren. Und er muss in beiden den Parameter »GUISERVER« mit der URL des Uranos-Systems belegen. (Hier wird wieder »external.php« mit den entsprechenden Kommandoparametern angehängt.)

Der Admin gibt noch die Parameter an, mit denen der Client den Dateibaum mounten soll – bei Windows per SMB, für Linux auch NFS oder SSH-FS. Nun darf er im Menü des zu installierenden Clients unter »Software« die Pakete auswählen, die er dazuinstalliert haben will. Befinden sich diese noch nicht im Dateibereich, wird Uranos sie herunterladen, sofern der Dateibereich für die Clients beschreibbar ist.

Über eine Sache sind die Tester hierbei gestolpert: Der Uranos-Server merkt sich sowohl installierte Betriebssysteme wie auch einmal installierte Software. Dies äußert sich so, dass im Unattended Install der Client beim Uranos-Server nachfragt, was zu tun ist, und dieser sagt ab dem zweiten Versuch – nichts. Um hier alles wieder auf Anfang zu setzen, gibt es den Menü-Eintrag »Computer | Reset« (direkt neben »Software« ). Mit ihm gibt der Admin in Auftrag, welche Teile Uranos wieder auf Anfang stellen soll.

Eigene Software hinzufügen

Am Beispiel der Virtualbox Guest Additions für Windows sei kurz gezeigt, wie sich eigene Softwarepakete dazuinstallieren lassen – die Dokumentation hierzu ist, wie in einigen Bereichen, nicht so ganz schlüssig. Im ersten Schritt legt der Admin ein neues Repository vom Typ »internal« mit dem Namen »local« an. Als Location gibt er einen Pfad im Fileserverbereich an; obgleich der nicht relevant ist, da Uranos nicht gegen diesen synchronisiert.

Nun legt der Administrator eine neue Software an. Abbildung 4 zeigt die Parameter. Die URL dort hat nichts mit dem Download zu tun, sondern dokumentiert nur, wo die Software herkommt. Der dritte Schritt erzeugt eine neue Version. Dies gelingt mit dem in Abbildung 5 rot umrahmten Icon. Der nun folgende Dialog enthält die Details, auf die es ankommt. Abbildung 6 zeigt die Einstellungen, die im Test zum Erfolg führten. Der »Path« ist so anzugeben, dass ihn der Client versteht. Für Linux-Systeme müsste hier ein Pfad relativ zum gemounteten NFS Verzeichnis stehen.

Abbildung 4: Die nötigen Parameter beim Anlegen des Virtualbox-Guest-Addtition-Pakets.

Abbildung 5: Das markierte Icon erzeugt eine neue Version der zu installierenden Software, in diesem Fall von Virtualbox Guest Additions für Windows.

Abbildung 6: Hier bestimmt der Admin Parameter für die jeweilige Version.

Unter »Repository Filename« bestimmt der Administrator die Installationsquelle, zum Beispiel eine URL, unter der sich das Paket in genau dieser Version herunterladen lässt. Im vorliegenden Beispiel ist das jedoch nicht notwendig, da die Guest Additions vom ISO-Image stammen, das zu Virtualbox gehört.

Fazit: Generation 50+

Uranos erwies sich im Test als ein mächtiges Werkzeug mit Web-GUI für den Administrator, der eine bunte Schar von Betriebssystemen vorhalten und zur Installation anzubieten hat. Ein Installationsserver, der auch Windows-Installationen ausliefert, ohne selbst ein Windows-Server zu sein, ist für den Linux-freundlichen Admin attraktiv. Dass Uranos DNS über LDAP, DHCP über LDAP sowie ein LDAP selbst verwaltet, verschafft weitere Pluspunkte. Die integrierte Inventarisierung und eine Lizenzverwaltung helfen dem Administrator den Überblick zu behalten.

Dies ist zwar in den Einzelteilen nichts Neues, aber ihre Summe macht Uranos zu einem interessanten Werkzeug. Im Test zeigte sich allerdings auch, dass die Installation und mehr noch das Setup ziemlich kompliziert sind – darum dokumentiert dieser Artikel auch ungewöhnlich viel davon.

Uranos ist in seinem Element, wenn es gilt, diverse Vorlagen von Windows und Linux-Derivaten vorhalten und automatisch installieren zu können. Das Aufsetzen eines Uranos-Servers verlangt dem Admin allerdings etwas Zeit und Mühe ab, bis er in der Logik des Systems zu Hause ist. Für eine Landschaft mit fünf Clients rechtfertigt sich der Aufwand sicher nicht, ab 50 lohnt es sich, darüber nachzudenken, und bei 500 ist Uranos eine sinnvolle Sache. (jk)