16.6. Toepassing van jails

16.6.1. Dienst jails

Bijgedragen door Daniel Gerzo.

Deze sectie is gebaseerd op een idee van Simon L. B. Nielsen op http://simon.nitro.dk/service-jails.html, en een geupdate artikel door Ken Tom . Deze sectie illusteert hoe een FreeBSD systeem opgezet kan worden met een extra laag beveiliging door gebruik te maken van jail(8). Er wordt vanuit gegaan dat het betrokken systeem minstens RELENG_6_0 draait en dat de informatie eerder in dit hoofdstuk goed begrepen is.

16.6.1.1. Ontwerp

…ťn van de grootste problemen met jails is het beheer van het upgrade proces. Dit is meestal een probleem omdat elke jail vanaf het begin af aan moet worden opgebouwd wanneer er geupdate wordt. Meestal is dit voor een enkele jail geen probleem, omdat het update proces redelijk simpel is, maar het kan een vervelende tijdrovende klus zijn als er meerdere jails zijn.

Waarschuwing:

Deze opstelling vereist uitgebreide kennis en ervaring van FreeBSD en zijn mogelijkheden. Als onderstaande stappen te lastig lijken te zijn, wordt aangeraden om een simpeler systeem te bekijken zoals sysutils/ezjail, welke een simpele manier geeft voor het beheren van FreeBSD jails en niet zo complex is als deze opstelling.

Het idee werd geopperd om zulke problemen zoveel als mogelijk te voorkomen door zoveel als mogelijk te delen tussen de verschillende jails op een zo veilig mogelijke manier — door gebruik te maken van alleen-lezen mount_nullfs(8) koppelingen, zodat het upgraden simpeler wordt en het inzetten van jails voor enkele diensten interessanter wordt. Daarnaast geeft het een simpele manier om nieuwe jails toe te voegen of te verwijderen en om deze te upgraden.

Opmerking:

Voorbeelden binnen deze context zijn: een HTTP server, een DNS server, een SMTP server enzovoorts.

De doelen van de opstelling zoals beschreven in dit hoofdstuk zijn:

  • Het creeŽren van een simpele en makkelijk te begrijpen jail structuur. Dit impliceert dat er niet elke keer een volledige installworld gedraaid hoeft te worden voor elke jail.

  • Het makkelijk maken van het aanmaken en verwijderen van jails.

  • Het makkelijk maken van het updaten en upgraden van bestaande jails.

  • Het mogelijk maken van het draaien van een eigen gemaakte FreeBSD tak.

  • Paranoia zijn over beveiliging, zoveel mogelijk beperken, om de kans op inbraak zo klein mogelijk te maken.

  • Het zoveel mogelijk besparen van ruimte en inodes.

Zoals reeds besproken is dit ontwerp sterk afhankelijk van het hebben van een master-template, welke alleen-lezen (beter bekend als nullfs) gekoppeld is binnen elke jail, en een beschrijfbaar apparaat per jail. Een apparaat kan hierin zijn een aparte fysieke schijf, een partitie, of een door vnodes ondersteunde md(4) apparaat. In dit voorbeeld wordt gebruik gemaakt van lezen-schrijven nullfs koppelpunten.

Het gebruikte bestandssysteem wordt beschreven door de volgende lijst:

  • Elke jail zal gekopeld worden onder de /home/j directory.

  • /home/j/mroot is de template voor elke jail en tevens de alleen-lezen partitie voor elke jail.

  • Voor elke jail zal een lege directory structuur gemaakt worden, welke valt onder de /home/j directory.

  • Elke jail heeft een /s directory, welke gekoppeld zal worden aan het beschrijfbare gedeelte van het systeem.

  • Elke jail zal zijn eigen beschrijfbaar systeem hebben welke gebaseerd is op /home/j/skel.

  • Elke jail ruimte (het beschrijfbare gedeelte van de jail), wordt gecreeŽrd in de /home/js directory.

Opmerking:

De voorbeelden gaan er vanuit dat de jails geplaatst worden in /home partitie. Dit kan uiteraard aangepast worden, maar dan moeten de voorbeelden hieronder ook worden aangepast naar de plek die gebruikt zal worden.

16.6.1.2. De template creeŽren

Deze sectie leert welke stappen er genomen moeten worden om de master-template te maken. Deze zal het alleen-lezen gedeelte vormen van de jails.

Het is altijd een goed idee om ervoor te zorgen dat het FreeBSD systeem de laatst beschikbare -RELEASE versie draait. Zie het corresponderende hoofdstuk in het Handboek om te lezen hoe dit gedaan wordt. In het geval dat het de moeite niet is om te updaten, zal een buildworld nodig zijn voordat er verder gegaan kan worden. Daarnaast is het sysutils/cpdup pakket benodigd. Er wordt gebruik gemaakt van deportsnap(8) applicatie om de FreeBSD Ports Collectie te downloaden. Het handbook met het hoofdstuk over Portsnap, is een aanrader voor nieuwe gebruikers.

  1. Als eerste moet er een directory structuur gecreeŽrd worden voor het alleen-lezen bestandssysteem, welke de FreeBSD binaries zal bevatten voor de jails. Daarna wordt het alleen-lezen bestandssysteem geÔnstalleerd vanuit de FreeBSD broncode directory in de jail template:

    # mkdir /home/j /home/j/mroot
    # cd /usr/src
    # make installworld DESTDIR=/home/j/mroot
  2. Hierna moet de FreeBSD Ports Collectie worden voorbereid, evenals de FreeBSD broncode directory, wat voor mergemaster vereist is:

    # cd /home/j/mroot
    # mkdir usr/ports
    # portsnap -p /home/j/mroot/usr/ports fetch extract
    # cpdup /usr/src /home/j/mroot/usr/src
  3. Nu moet er een skelet gecreeŽrd worden voor het bechrijfbare gedeelte van het systeem:

    # mkdir /home/j/skel /home/j/skel/home /home/j/skel/usr-X11R6 /home/j/skel/distfiles
    # mv etc /home/j/skel
    # mv usr/local /home/j/skel/usr-local
    # mv tmp /home/j/skel
    # mv var /home/j/skel
    # mv root /home/j/skel
  4. De mergemaster applictie moet gebruikt worden om de ontbrekende configuratie bestanden te installeren. Erna moeten alle overtollige directories die gecreeŽrd zijn door mergemaster verwijderd worden:

    # mergemaster -t /home/j/skel/var/tmp/temproot -D /home/j/skel -i
    # cd /home/j/skel
    # rm -R bin boot lib libexec mnt proc rescue sbin sys usr dev
  5. Nu moet er een symbolische link gemaakt worden tussen het beschrijfbare bestandssysteem en het alleen-lezen bestandssysteem, zorg ervoor dat de links gemaakt worden in de juiste /s directory. Als hier echte directories worden gemaakt of de directories worden op de verkeerde plak aangemaakt zal dit resulteren in een mislukte installatie:

    # cd /home/j/mroot
    # mkdir s
    # ln -s s/etc etc
    # ln -s s/home home
    # ln -s s/root root
    # ln -s ../s/usr-local usr/local
    # ln -s ../s/usr-X11R6 usr/X11R6
    # ln -s ../../s/distfiles usr/ports/distfiles
    # ln -s s/tmp tmp
    # ln -s s/var var
  6. Als laatste stap moet er een generieke /home/j/skel/etc/make.conf gemaakt worden met de volgende inhoud:

    WRKDIRPREFIX?=  /s/portbuild

    Door het gebruik van WRKDIRPREFIX op deze manier, is het mogelijk om per jail FreeBSD ports te compileren. Onthoud dat de ports directory onderdeel is van het alleen-lezen bestandssysteem. Het eigen pad voor WRKDIRPREFIX maakt het mogelijk dat port builds gedaan worden op het beschrijfbare gedeelte van elke jail.

16.6.1.3. Jails creeŽren

Nu we een complete FreeBSD template hebben, kunnen we de jails opzetten en configureren in /etc/rc.conf. Dit voorbeeld demonstreert het creeŽren van drie jails: NS, MAIL en WWW.

  1. Zet het volgende in /etc/fstab zodat de alleen-lezen template voor de jails en de beschrijfbare partititie beschikbaar zijn in de respectievelijke jails:

    /home/j/mroot   /home/j/ns     nullfs  ro  0   0
    /home/j/mroot   /home/j/mail   nullfs  ro  0   0
    /home/j/mroot   /home/j/www    nullfs  ro  0   0
    /home/js/ns     /home/j/ns/s   nullfs  rw  0   0
    /home/js/mail   /home/j/mail/s nullfs  rw  0   0
    /home/js/www    /home/j/www/s  nullfs  rw  0   0

    Opmerking:

    Partities die gemarkeerd zijn met een 0 als passnummer worden niet gecontroleerd door fsck(8) tijdens het opstarten, en partities met een dumpnummer van 0 worden niet geback-upped door dump(8). Het is niet gewenst dat fsck de nullfs koppelingen controleert of dat dump een back-up maakt van de alleen-lezen nullfs koppelingen van de jails. Daarom worden ze gemarkeerd met 0†0 in de laatste twee kolommen van elke fstab regel hierboven.

  2. Configureer de jails in /etc/rc.conf:

    jail_enable="YES"
    jail_set_hostname_allow="NO"
    jail_list="ns mail www"
    jail_ns_hostname="ns.example.org"
    jail_ns_ip="192.168.3.17"
    jail_ns_rootdir="/usr/home/j/ns"
    jail_ns_devfs_enable="YES"
    jail_mail_hostname="mail.example.org"
    jail_mail_ip="192.168.3.18"
    jail_mail_rootdir="/usr/home/j/mail"
    jail_mail_devfs_enable="YES"
    jail_www_hostname="www.example.org"
    jail_www_ip="62.123.43.14"
    jail_www_rootdir="/usr/home/j/www"
    jail_www_devfs_enable="YES"

    Waarschuwing:

    De reden dat de jail_name_rootdir variabele verwijst naar de /usr/home directory in plaats van naar /home komt doordat het fysieke pad van de /home directory op een standaard FreeBSD installatie verwijst naar /usr/home. De jail_name_rootdir variabele mag niet ingesteld worden op een symbolische link, omdat dan de jail weigert te starten. Gebruik het realpath(1) programma om te zien welke waarde ingesteld moet worden voor deze variabele. Zie de FreeBSD-SA-07:11.jail waarschuwing voor meer informatie.

  3. CreeŽr de benodigde koppelpunten voor het alleen-lezen bestandssysteem van elke jail:

    # mkdir /home/j/ns /home/j/mail /home/j/www
  4. Installeer de beschrijfbare template in elke jail. Let op het gebruik van sysutils/cpdup, wat helpt om een goede kopie te maken in elke directory:

    # mkdir /home/js
    # cpdup /home/j/skel /home/js/ns
    # cpdup /home/j/skel /home/js/mail
    # cpdup /home/j/skel /home/js/www
  5. In deze fase zijn de jails gebouwd en voorbereid om op te starten. Koppel eerst de benodigde bestandssystemen voor elke jail, en start ze vervolgens door gebruik te maken van het rc-bestand voor de jail:

    # mount -a
    # service jail start

De jails zouden nu gestart moeten zijn. Om te zien of ze correct gestart zijn, wordt het jls(8) programma gebruikt. Het resultaat hiervan ziet er ongeveer als volgend uit:

# jls
   JID  IP Address      Hostname                      Path
     3  192.168.3.17    ns.example.org                /home/j/ns
     2  192.168.3.18    mail.example.org              /home/j/mail
     1  62.123.43.14    www.example.org               /home/j/www

Op dit moment, zou het mogelijk moeten zijn om op elke jail aan te loggen, nieuwe gebruikers toe te voegen en het configureren van daemons. De JID kolom geeft het identificatie nummer voor elke gestarte jail. Gebruik het volgende commando om administratieve commando's uit te voeren in de jail met het JID 3:

# jexec 3 tcsh

16.6.1.4. Upgraden

Naarmate de tijd verstrijkt komt de noodzaak om het systeem te updaten naar een nieuwere versie van FreeBSD, danwel vanwege een veiligheids waarschuwing danwel vanwege nieuwe mogelijkheden die geÔmplementeerd zijn en nuttig zijn voor de jails. Het ontwerp van deze opzet levert een makkelijke manier voor het upgraden van jails. Daarnaast minimaliseert het de down-time, omdat de jails alleen in de allerlaatste minuut uitgeschakeld worden. Het geeft ook de mogelijkheid om terug te keren naar een oudere versie, voor het geval er problemen ontstaan.

  1. De eerste stap is het upgraden van het host systeem zelf, waarna een nieuwe alleen-lezen template gemaakt wordt in /home/j/mroot2.

    # mkdir /home/j/mroot2
    # cd /usr/src
    # make installworld DESTDIR=/home/j/mroot2
    # cd /home/j/mroot2
    # cpdup /usr/src usr/src
    # mkdir s

    Het installworld doel creeŽrt een aantal onnodige directories, welke verwijderd moeten worden:

    # chflags -R 0 var
    # rm -R etc var root usr/local tmp
  2. Maak opnieuw de beschrijfbare symbolische linken voor het hoofd bestandssysteem:

    # ln -s s/etc etc
    # ln -s s/root root
    # ln -s s/home home
    # ln -s ../s/usr-local usr/local
    # ln -s ../s/usr-X11R6 usr/X11R6
    # ln -s s/tmp tmp
    # ln -s s/var var
  3. Dit is het juiste moment om de jails te stoppen:

    # service jail stop
  4. Ontkoppel de originele bestandssystemen:

    # umount /home/j/ns/s
    # umount /home/j/ns
    # umount /home/j/mail/s
    # umount /home/j/mail
    # umount /home/j/www/s
    # umount /home/j/www

    Opmerking:

    Het beschrijfbare gedeelte van de jail is gekoppeld aan het alleen-lezen gedeelte (/s) en moet derhalve eerst ontkoppeld worden.

  5. Verplaatst het oude alleen-lezen systeem en vervang het door de nieuwe systeem. Het oude systeem dient als reservekopie voor het geval er iets misgaat. De naam moet het zelfde zijn als bij de installatie van het nieuwe systeem. Verplaats de FreeBSD Ports Collectie naar het nieuwe bestandssysteem om ruimte en inodes te besparen:

    # cd /home/j
    # mv mroot mroot.20060601
    # mv mroot2 mroot
    # mv mroot.20060601/usr/ports mroot/usr
  6. Op dit moment is het alleen-lezen gedeelte klaar, de enig overgebleven taak is nu om alle bestandssystemen opnieuw te koppelen en om de jails weer op te starten:

    # mount -a
    # service jail start

Gebruik het jls(8) programma om te zien of de jails correct zijn opgestart. Vergeet niet om in elke jail het mergemaster programma te starten. Ook moeten de configuratie bestanden en de rc.d scripts geupdate worden.

All FreeBSD documents are available for download at http://ftp.FreeBSD.org/pub/FreeBSD/doc/

Questions that are not answered by the documentation may be sent to <freebsd-questions@FreeBSD.org>.
Send questions about this document to <freebsd-doc@FreeBSD.org>.