Linux - 打造輕巧 Linux 練習 Lab

HowHow included in Linux

2022-05-31 3445 words 7 minutes

1. 練習環境介紹

主控端虛擬化 bastion Server 。
4 台巢狀式虛擬式機器 (練習區)。
所有均為無圖形化伺服器，減少無用資源消耗及硬碟空間。
可以透過主控端隨時快速還原 4 台虛擬式機器 (練習區) 為初始設定。
非常羽量化 (佔用較低的硬碟空間 )。
已經配置好 Ansible 環境可以直接使用。

2. 環境需求

需具備 VMware player 16.x (含)以上或 VirtualBox 虛擬軟體 (建議使用 VMware)。
建議執行所需資源(含以上):

CPU Memory Disk

4 Cores 8G 40G
極限最小執行資源(效能較差):

CPU Memory Disk

2 Cores 4G 20G

CPU	Memory	Disk
4 Cores	8G	40G

CPU	Memory	Disk
2 Cores	4G	20G

Tip

執行速度會依據各電腦 CPU 時脈不同及硬碟 IO 速度有差別。

3. 練習環境下載點

* 載點為 Google Drive ，下載連結請點我

~~檔案壓縮後約 12 GB~~

建議使用新版 Lab 練習環境(強化功能跟優化)，連結請點我

Success

Google Drive 雲端硬碟下載速度較其它空間來的快速，下載後解壓縮後，請依下方安裝步驟執行。

建議將檔案放置 SSD 硬碟分區內，執行速度會比較快。

Google Drive 下載圖例。

4. 環境安裝方式

4.1 VMware 安裝方式

解壓縮後雙擊 howhow-bastion.ovf 檔案並使用 VMware 開啟，匯入機器名稱及路徑可以自行定義。
編輯虛擬機並確保下圖紅框（巢狀式虛擬化功能有開啟），另可以依實際狀況調整 CPU 或是 Memory

儲存後即可開啟機器
機器開啟後，虛擬機畫面會提示連線的 IP 及帳號密碼訊息。

帳號 : student
密碼 : student

Tip

1. 預設使用 NAT 網路，VMware 可以直接從宿主機器 SSH 訪問 bastion 虛擬機，如要使用其它機器訪問請修改為 Bridged 橋接模式。

2. 建議登入 Bastion 使用任何可以支援 SSH 連線工具 (Putty 、 GitBash 、 Terminal、Xshell ) 等登入練習，比較方便使用複製貼上等功能。

3. Windows 10 新版本使用者可以直接使用 CMD 中 ssh 功能。

4.1 VirtuallBox 安裝方式

開啟 VirtuallBox 並點擊新增。
- 名稱 : howhow8-mini-base 。
- 機器資料夾 : 預設或是可以自訂定義。
- 類型： Linux 。
- 版本： Red Hat (64-bit) 。
選擇使用現有虛擬硬碟檔案。

點擊加入虛擬硬碟檔案。
選取練習環境下載解壓縮後的 rhowhow-bastion-disk1.vmdk 。
選取上一步加入的硬碟。
建立後請勿開機，請先點擊設定選項。
查看系統-處理器下方紅框 “啟用 Nested VT-x/AMD-v” 選項是否呈現不可點選狀態。

如出現上一步狀態，需切換至 VirtuallBox 資料夾(VirtuallBox檔案安裝路徑)後透過命令列方式啟動巢狀式虛擬化，指令如下 :

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.\VBoxManage.exe modifyvm  "howhow8-mini-base"  --nested-hw-virt on

輸入完上一步指令後即可點選啟用巢狀式虛擬，並依需求調整 CPU 及 Memory。

修改虛擬機網路介面卡，將介面卡1 NAT 改為橋接介面卡。

Warning

VirtuallBox 與 VMware 不同，一定要使用橋接式網路，這樣才可直接從宿主機器 SSH 訪問 bastion 虛擬機。

儲存後即可開啟機器。

機器開啟後，虛擬機畫面會提示連線的 IP 及帳號密碼訊息。

帳號 : student
密碼 : student

Tip

1. 建議登入 Bastion 使用任何可以支援 SSH 連線工具 (Putty 、 GitBash 、 Terminal、Xshell ) 等登入練習，比較方便使用複製貼上功能。

2. Windows 10 新版本使用者可以直接使用 CMD 中 ssh 功能。

5. 練習環境操作

5.1 Bastion 主控機

5.1.1 rht-vmctl 管理工具介紹

Bastion 主控機主要為啟停四台虛擬機或還原四台虛擬機初始設定。

Danger

Bastion 主控機主要做為跳板機及控制虛擬機功能，裡面很多套件都被移除，請勿在此機器上執行其它操作，該機器無法自動還原 ..

透過 HowHow 的工具可以快速協助使用者可以簡單操作，以 student 帳號，並透過 rht-vmctl 腳本進行相關作業，可以使用 <TAB> 鍵自動補齊。

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[root@basesion ~]# rht-vmctl 
This utility manages  supplied VMs on the local hypervisor.
Usage: rht-vmctl VMCMD VMNAME 
  where VMCMD is one of:
    start      - start up VMNAME
    status     - get all status
    poweroff   - poweroff VMNAME
    stop       - if running, force stop VMNAME
    reset      - force poweroff, return to saved or original state, start VMNAME
    display    - show VMNAME vnc information
    version    - show program's version number
    VMNAME of "all" processes all VMs available in the workstation、server[a-c]
	
    powered by HowHowWen
    Read More from HowHowWen (https://how64bit.com) WebSite ~

start - 啟動虛擬機 ( VMname / all )
status - 查看虛擬機狀態 ( VMname / all )
poweroff - 停止虛擬機 ( VMname / all )
stop - 強制關閉虛擬機 ( VMname / all )
reset - 還原虛擬機至初始狀態 ( VMname / all / worker )
display - 顯示虛擬機 VNC 連線方式及訊息 ( VMname )
version - 顯示該程式版本

Info

此用工具只在 Basetion 機器上面執行，建議可以開多個終端機，讓其中一個終端機停留在 Bastion 操作畫面，方便隨時停啟或是重置機器。

5.1.1 啟動虛擬機

5.1.1.1 啟動全部虛擬機器

透過工具開啟全部機器。

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rht-vmctl start all

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[student@basesion ~]$ rht-vmctl start all
 Id   Name          State
-----------------------------
 1    workstation   running
 2    servera       running
 3    serverb       running
 4    serverc       running

[INFO]: String All machines.. Please Wait.. 
[INFO]: Try to use Ping workstation, until  the machines is turned on 
[INFO]: After booting, please use ssh student@workstation to log in to the machine and start practicing LAB  
[INFO]: You can find out Example PlayBook on /home/student/example 

持續 ping 直到 workstation 機器開機。

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[student@basesion ~]$ ping workstation
PING workstation.lab.example.com (172.25.250.9) 56(84) bytes of data.
From basesion.lab.example.com (172.25.250.1) icmp_seq=1 Destination Host Unreachable
From basesion.lab.example.com (172.25.250.1) icmp_seq=2 Destination Host Unreachable
From basesion.lab.example.com (172.25.250.1) icmp_seq=3 Destination Host Unreachable
From basesion.lab.example.com (172.25.250.1) icmp_seq=5 Destination Host Unreachable
From basesion.lab.example.com (172.25.250.1) icmp_seq=6 Destination Host Unreachable
64 bytes from workstation.lab.example.com (172.25.250.9): icmp_seq=7 ttl=64 time=2276 ms
64 bytes from workstation.lab.example.com (172.25.250.9): icmp_seq=8 ttl=64 time=1252 ms
...

登入 workstation 機器。

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ssh student@workstation

帳號： student
密碼： student

Success

上述步驟如果都順利，表示環境已經正常啟用了。

5.1.1.2 啟動指定虛擬機器

透過工具開啟指定機器。

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rht-vmctl start servera

持續 ping 直到 servera 機器開機。

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[student@bastion ~]$ ping servera
PING servera.lab.example.com (172.25.250.10) 56(84) bytes of data.
64 bytes from servera.lab.example.com (172.25.250.10): icmp_seq=5 ttl=64 time=0.765 ms
64 bytes from servera.lab.example.com (172.25.250.10): icmp_seq=6 ttl=64 time=0.480 ms
64 bytes from servera.lab.example.com (172.25.250.10): icmp_seq=7 ttl=64 time=0.446 ms
...

登入 servera 機器。

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ssh student@servera

帳號： student
密碼： student

5.1.2 查看虛擬機狀態

5.1.2.1 查看全部虛擬機器

透過工具查看全部機器。

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rht-vmctl status all

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[student@basesion ~]$ rht-vmctl status all
 Id   Name          State
-----------------------------
 1    workstation   running
 2    servera       running
 3    serverb       running
 4    serverc       running

5.1.3 停止虛擬機

5.1.3.1 停止全部虛擬機器

透過工具停止全部機器。

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rht-vmctl poweroff all

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[student@basesion ~]$ rht-vmctl poweroff all
[INFO]: Stoping workstation ... Please Wait 
[INFO]: Stoping servera ... Please Wait 
[INFO]: Stoping serverb ... Please Wait 
[INFO]: Stoping serverc ... Please Wait 
[INFO]: Please double check that all machines are stopped

Tip

rht-vmctl stop all ，可以強制關閉所有虛擬機器電源。

5.1.3.2 關閉指定虛擬機器

透過工具關閉指定機器。

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rht-vmctl poweroff servera

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[student@basesion ~]$ rht-vmctl poweroff servera
[INFO]: Stoping servera ... Please Wait 

Tip

rht-vmctl stop servera ，可以強制關閉 servera 虛擬機器電源。

5.1.4 重置虛擬機

5.1.4.1 重置全部虛擬機器

透過工具重置全部機器。

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rht-vmctl reset all

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[student@basesion ~]$ rht-vmctl reset all
[INFO]: workstation Reset complete... 
[INFO]: workstation Rebooting... 
[INFO]: servera Reset complete... 
[INFO]: servera Rebooting... 
[INFO]: serverb Reset complete... 
[INFO]: serverb Rebooting... 
[INFO]: serverc Reset complete... 
[INFO]: serverc Rebooting... 
...

5.1.4.2 重置指定虛擬機器

透過工具重置指定機器。

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rht-vmctl reset servera

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[student@basesion ~]$ rht-vmctl reset servera
[INFO]: servera Reset complete... 
[INFO]: servera Rebooting... 
[INFO]: servera String .. Please Wait.. 
[INFO]: Try to use Ping servera, until  the machines is turned on 

Tip

指令 rht-vmctl reset worker，只會重置 servera-c 三台機器，使得 workstation 機器不會被重置。

5.1.5 顯示虛擬機 VNC 連線方式及訊息

需求 :
- 使用 VNC Viewer Client 端軟體並安裝，載點請點我
透過工具顯示指定機器。

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rht-vmctl display servera

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[student@basesion ~]$ rht-vmctl display servera
[INFO]:  servera  of VNC connection address: 192.168.23.136:5902

開啟 VNC Viewer Client ，並工具提示的連線地址進行連接。

輸入連線地址後即可操作機器。
也可以透過 VNC 進行 reboot重新開機，並請查看開機進度或是至 GRUB 設定。

Info

執行 reboot 都可以保持 VNC 畫面連線，但是執行 poweroff 指令等同把虛擬機關機，VNC連線會自動中斷。
每一次連線的 Port 都是隨機的，不一定是上一次的 Port，使用前請先檢查。

5.1.6 建立代理，查看虛擬機網路服務

囿於 4台虛擬機是透過 NAT 網路方式連線，本身宿主機的瀏覽器是無法直接訪問的，必須要透過建立代理方式。
假設 Servera 啟動 httpd 服務在 80 port，且防火牆已經開放規則或是停用，如下圖。
使用瀏覽器嘗試訪問 servera ip (172.25.250.10) ，是無法正常顯示。

5.1.6.1 建立代理步驟:

選擇任意可以支援 ssh 工具（以GitBash為例）建立 ssh 動態傳輸隧道。
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ssh -vND 127.0.0.1:9453 root@<Your Bastion IP>
- 密碼 : redhat

Warning

此 SSH 步驟登入後，如要繼續使用網路代理請不要中斷該連線，會中止傳輸隧道。

選擇任意瀏覽器配置 Proxy （以 Firefox 為例），並保存使生效。
重新嘗試訪問 servera ip (172.25.250.10)，即可順利顯示。

Tip

建議使用 Firefox 為瀏覽工具，設定方式相對容易。

5.1.7 手動新增靜態路由

如果想除了瀏覽器之外也能直接存取虛擬機器，可以透過此方式，直接將手動新增路由表。

此操作需要宿主機器的 Root/Administrator 權限並會修改靜態路由表，請自行判斷並斟酌使用。

在宿主機器內新增 172.25.250.0/24 網路路由，並將其流量導入虛擬機器內。

EX. Windows CMD 為例

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route add 172.25.250.0/24 MASK 255.255.255.0  <Your Bastion IP>

至 Bastion 機器內清除 iptable 禁止轉發至其它網路規則。

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iptables -D LIBVIRT_FWO 2
iptables -D LIBVIRT_FWI 2

Tip

預設規則為 2，執行前使用 iptables -nL --line-numbers 指令確保 ID 為 2。

上述步驟完成，可以直接在宿主機器瀏覽器或是任意設備存取 172.28.250.0/24 網段資源。

5.2 登入 4 台練習虛擬機

登入 bastion 主控機後，並完成其內部虛擬機開機，即可使用 ssh 登入。
1. 一般使用者
  - 帳號: student
  - 密碼: student
2. 管理者
  - 帳號: root
  - 密碼: redhat

Tip

workstation、servera、serverb、serverc 都可以任選登入。
練習 Ansible 請使用 workstaion機器，已經配置指定使用者免密碼認證機制。

如要重置該虛擬機，需至 bastion 主控機執行 rht-vmctl reset 指令。

Tip

指令 rht-vmctl reset worker，只會重置 servera-c 三台機器，使得 workstation 機器不會被重置。

Ansible 練習環境已經打造好了，透過 workstation 當作控制端，即可測試 Ansible 功能 :

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[student@workstation example]$ ansible-playbook playbook.yaml 

PLAY [Example] ********************************************************************************************************************************************

TASK [Print Hello Ansible] ********************************************************************************************************************************
ok: [servera.lab.example.com] => {
    "msg": "Hello Ansible!"
}
ok: [serverb.lab.example.com] => {
    "msg": "Hello Ansible!"
}
ok: [serverc.lab.example.com] => {
    "msg": "Hello Ansible!"
}
...

Note

Ansible 測試目錄在 workstation /home/student/example 底下。

6. 使用練習環境小技巧

如果因練習不小心誤刪重要檔案，或是機器當機無法啟動的話，直接執行 rht-vmctl reset all ，重置所有機器或是指定單台機器，可以快速恢復初始的練習環境喔。

Danger

Bastion 那一台虛擬機請勿隨意更改配置，此機器無法透過指令還原，可能會導致整個環境不可用!!

如果不幸發生 Bastion 無法正常啟用，請在 VMware / VirtuallBox 將機器刪除，重新再將原始機器匯入。

7. 小結

透過 Bastion 機器的 rht-vmctl 腳本能有效控制 KVM 虛擬機器。透過此 Lab 環境可以很快速達成多台機器練習，也不用擔心練習操作誤刪檔案或是操作不當導致機器失效，並且能在每一次 Lab 實驗還原最初的機器狀態，避免影響下一次實驗操作。

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Contents

Linux - 打造輕巧 Linux 練習 Lab

1. 練習環境介紹

2. 環境需求

3. 練習環境下載點

4. 環境安裝方式

4.1 VMware 安裝方式

4.1 VirtuallBox 安裝方式

5. 練習環境操作

5.1 Bastion 主控機

5.1.1 rht-vmctl 管理工具介紹

5.1.1 啟動虛擬機

5.1.1.1 啟動全部虛擬機器

5.1.1.2 啟動指定虛擬機器

5.1.2 查看虛擬機狀態

5.1.2.1 查看全部虛擬機器

5.1.3 停止虛擬機

5.1.3.1 停止全部虛擬機器

5.1.3.2 關閉指定虛擬機器

5.1.4 重置虛擬機

5.1.4.1 重置全部虛擬機器

5.1.4.2 重置指定虛擬機器

5.1.5 顯示虛擬機 VNC 連線方式及訊息

5.1.6 建立代理，查看虛擬機網路服務

5.1.6.1 建立代理步驟:

5.1.7 手動新增靜態路由

5.2 登入 4 台練習虛擬機

6. 使用練習環境小技巧

7. 小結