liam zheng
9 April 2020

裸机云快速部署利器Ubuntu MAAS：单机安装及测试系列教程第一篇

Ubuntu MAAS (Metal as a Service)可将你的物理服务器转化成云资源，实现物理服务器的自助申请，即取即用, 远程访问。MAAS提供API, CLI及WEB图形管理介面，方便地实现物理服器的操作系统自动部署，网卡绑定，VLAN，网络IP地圵管理，磁盘及文件系统高级配置(soft raid, lvm, bcache)等。

1. 测试目标及环境要求

MAAS不仅内置Ubuntu, CentOS映像, 也有相应工具支持RHEL, Windows, ESXI的映像制作。在Ubutnu的Charmed OpenStack, Charmed Kubernetes, 大数据, AI and ML等通过Juju部署及管理的解决方案中，如果涉及物理裸机，则MAAS为必需及基础组成部份。MAAS在物理服务器环境中的安装及测试通常需要一台机器当作MAAS服务器, 另外一台或多台服务器当作被管理机，不仅需要单独的网段用于DHCP及PXE，MAAS还需要通过BMC/ipmi的电源管理实现自动开关电源。MAAS在Charmed OpenStack中的典型网络构架如下：

如果在没有相应物理服务器及网络资源的情况下，如何在单台物理服务器或个人电脑上来安装及测试MAAS，为这个blog的目标。单机MAAS测试需要如下环境：

1台物理服务器或个人电脑(可以是桌面电脑，笔记本电脑)或能支持KVM虚拟化的虚拟机。最少配置为2 core, 4G内存，24G可用空间；如果需要进一步测试Charmed Openstack或Charmed kurberntes, 则通常需要能支持3-5台虚拟机，则配置至少为16G内存，100G可用空间。
个人电脑或服务器支持Ubuntu 18.04.4 Server或Desktop；可查看是否有相应Ubuntu认证(https://certification.ubuntu.com/)。
Internet访问，直接或通过proxy; proxy时的额外设置及方法请参考扩展及附录的3.3节。

2. MAAS安装测试过程及方法

以下为单机安装及测试Ubuntu MAAS过程及方法

安装Ubuntu Server或Ubuntu Desktop
启用lxd容器虚拟机及安装MAAS服务器
配署MAAS KVM POD及虚拟机自动供给
OS部署及机器管理

以下为本文测试环境的主机名及网络IP分配

2.1 安装Ubuntu Server或Ubuntu桌面

安装Ubuntu通常需要下载iso, 用iso制作DVD-ROM或可启动U盘, 根据你现有环境的不同下载制作方法差别很大，比较方便的是你已有Linux环境也会使用终端命令。在现有的Linux环境下，以下方法下载及制作相应的启动U盘:

注意：在你的环境中U盘设备不一定为/dev/sdc，可以通过sudo fdisk -l从列出的磁盘分区及大小上判断，另外现有U盘内容会被全部覆盖。

$ wget -nd -c   http://releases.ubuntu.com/18.04.4/ubuntu-18.04.4-desktop-amd64.iso   
$ sudo dd if=ubuntu-18.04.4-desktop-amd64.iso of=/dev/sdc bs=1M 
$ wget -nd -c http://cdimage.ubuntu.com/releases/18.04.4/release/ubuntu-18.04.4-server-amd64.iso
$ sudo dd if=/ubuntu-18.04.4-server-amd64.iso of=/dev/sdc bs=1M

如果需要在Windows或Mac OS环境下制作DVD-ROM或启动U盘, 请参考如下网页中的指导https://ubuntu.com/tutorials?topic=desktop

如果是服务器，通常可以通过BMC管理启动远程控制台来直接加载iso到虚拟光驱来启动安装，具体参考服务器厂家文档及指导。

一亘启动了Ubuntu Desktop/Server的安装程序，其过程及设置都相当简单及直接，如果需要详细指导及说明可参考

系统安装完成及重启之后，如果你能够登录，打开命令行终端，也能sudo切换到root权限，这个机器能访问internet, 则可以继续下面MAAS的安装及测试步骤。

2.2 启用LXD容器虚拟机及安装MAAS服务器

Ubuntu LXD是基于容器技术的操作系统虚拟化技术，提供了和虚拟机一样的用户使用体验，包含完整的系统启动程序，系统日志，网络及远程ssh登录。也俱有容器的密度及速度优势，没有自已的内核而是共享及使用主机内核。另外Ubuntu已提供了各种常用的预制映像，创建LXD容器机时直接从相应映像仓库下载。

MAAS通常及推荐直接安装及运行在主机Ubuntu Server操作系统上, 但对于Ubuntu桌面环境, 由于网络通常使用更为动态及智能的管理方法，所以在LXD虚拟机中安装及测试最为合适。另外选用LXD可以省去KVM配置及虚机安装或导入过程，一亘MAAS工作之后，你就可以使用MAAS自动编排KVM虚拟及自动部署OS。

2.2.1 LXD初始化

LXD初始化让你配置LXD服务及LXD容器所使用存储，网络，IP地址等。如下默认配置适于大多数情况，例子中命今行或输出之后的#…为解释及说明，它们不是命令输入或命令运行的输出。

ubuntu@test1:~$ sudo lxd init    #test1为测试KVM虚拟机,为MAAS自动部署; 它对应于你测试的服务器或个人电脑;
Would you like to use LXD clustering? (yes/no) [default=no]: 
Do you want to configure a new storage pool? (yes/no) [default=yes]: 
Name of the new storage pool [default=default]: 
Name of the storage backend to use (btrfs, dir, lvm) [default=btrfs]: 
Create a new BTRFS pool? (yes/no) [default=yes]: 
Would you like to use an existing block device? (yes/no) [default=no]: 
Size in GB of the new loop device (1GB minimum) [default=15GB]: 
Would you like to connect to a MAAS server? (yes/no) [default=no]: 
Would you like to create a new local network bridge? (yes/no) [default=yes]: 
What should the new bridge be called? [default=lxdbr0]: 
What IPv4 address should be used? (CIDR subnet notation, “auto” or “none”) [default=auto]: 192.168.10.1/24  
Would you like LXD to NAT IPv4 traffic on your bridge? [default=yes]: 
What IPv6 address should be used? (CIDR subnet notation, “auto” or “none”) [default=auto]: none
Would you like LXD to be available over the network? (yes/no) [default=no]: 
Would you like stale cached images to be updated automatically? (yes/no) [default=yes]  
Would you like a YAML "lxd init" preseed to be printed? (yes/no) [default=no]: 
ubuntu@test1:~$

注意: 红色加亮部份为你输入及注意的部份，以下相同。

2.2.2 创建LXD容器机并安装MAAS

ubuntu@test1:~$ lxc launch ubuntu:18.04 maas-server  
Creating maas-server
Starting maas-server
ubuntu@test1:~$ lxc list
+-------------+---------+----------------------+------+------------+-----------+
|    NAME     |  STATE  |         IPV4         | IPV6 |    TYPE    | SNAPSHOTS |
+-------------+---------+----------------------+------+------------+-----------+
| maas-server | RUNNING | 192.168.10.61 (eth0) |      | PERSISTENT | 0         |
+-------------+---------+----------------------+------+------------+-----------+
ubuntu@test1:~$ lxc exec maas-server bash
root@maas-server:~# add-apt-repository -yu ppa:maas/2.7 ＃2.7是当前最新版本;也提供及推荐snap包安装，但PPA
                                                        ＃方式可利用下载比较快的地区源
Get:1 http://ppa.launchpad.net/maas/2.7/ubuntu bionic InRelease [15.9 kB]
...  ＃...表示省略一行或多行输出                                                                                                                                    
Hit:7 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic-security InRelease                                                                                                                                        
Fetched 21.9 kB in 9s (2565 B/s)                                                                                                                                                                           
Reading package lists... Done
root@maas-server:~# apt install maas   ＃安装MAAS服务，包括regiond, rackd; 
...                                    ＃MAAS也支持群集或多个rackd服务以支持多个网段及大规模节点管理
Applying sites.0002_alter_domain_unique... OK
Setting up maas (2.7.0-8232-g.6e1dba4ab-0ubuntu1~18.04.1) ...
root@maas-server:~# exit

2.2.3 LXD网络及MAAS IP配置

MAAS通常使用自带的DHCP服务来实现PXE网络启动，所以需要禁用LXD服务中的DHCP服务。同时配置maas-server为静态IP。

ubuntu@test1:~$ lxc exec maas-server bash
root@maas-server:~# vi /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
root@maas-server:~# cat /etc/netplan/50-cloud-init.yaml 
# This file is generated from information provided by
# the datasource.  Changes to it will not persist across an instance.
# To disable cloud-init's network configuration capabilities, write a file
# /etc/cloud/cloud.cfg.d/99-disable-network-config.cfg with the following:
# network: {config: disabled}
network:
    version: 2
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: false
            addresses: [192.168.10.10/24]
            gateway4: 192.168.10.1
            nameservers:
               addresses: [192.168.10.1]
               search: [maas]
root@maas-server:~# exit 
ubuntu@test1:~$ lxc network edit  lxdbr0
ubuntu@test1:~$ lxc network show  lxdbr0
config:
  ipv4.address: 192.168.10.1/24
  ipv4.dhcp: "false"
  ipv4.nat: "true"
  ipv6.address: none
description: ""
name: lxdbr0
type: bridge
used_by:
- /1.0/containers/maas-server
managed: true
status: Created
locations:
- none
ubuntu@test1:~$

2.2.4 设置iptables端口转发访问MAAS管理介面

设置iptables端口转发，以访问MAAS web管理介面，如果使用的是Ubuntu桌面测试，则不需要这步，因为本机浏览器可直接从本地192.168.10.1这个地址访问192.168.10.10MAAS服务器。如果是Ubuntu Server环境，则网络上的其它桌面电脑能常不能直接访问到MAAS IP(路由原因），则通过端口转发功能来访问MAAS是最为便利的。

ubuntu@test1:~$ sudo vi /etc/rc.local
ubuntu@test1:~$ cat /etc/rc.local 
#!/bin/bash
iptables -t nat -A PREROUTING --dst 172.24.201.82 -p tcp --dport 5240 -j DNAT --to-destination 192.168.10.10:5240
exit 0
ubuntu@test1:~$ sudo chmod 755 /etc/rc.local

ubuntu@test1:~$ sudo systemctl enable rc-local
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/rc-local.service.
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/rc-local.service → /lib/systemd/system/rc-local.service.
ubuntu@test1:~$ sudo systemctl start rc-local
ubuntu@test1:~$ sudo iptables -t nat -L -n
Chain PREROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
DNAT       tcp  --  0.0.0.0/0            172.24.201.82        tcp dpt:5240 to:192.168.10.10:5240
..
Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
MASQUERADE  all  --  192.168.10.0/24     !192.168.10.0/24      /* generated for LXD network lxdbr0 */
ubuntu@test1:~$

2.2.5 MAAS管理帐号

以下方法在maas-server容器中创建MAAS管理帐户：

root@maas-server:~# maas-region createadmin 
Username: root
Password: 
Again: 
Email: root@maas-server.maas         
Import SSH keys [] (lp:user-id or gh:user-id): 
root@maas-server:~#