Linux – 打造輕巧 Linux 練習 Lab

輕量級的 Linux 練習環境，並虛擬化多台機器，俾利 Lab 練習。

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 (所有加起來機器空間僅使用硬碟 9G)
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(效能極差且可能導致虛擬機停機):

CPU Memory Disk

2 Cores 4G 20G

CPU	Memory	Disk
4 Cores	8G	40G

CPU	Memory	Disk
2 Cores	4G	20G

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 6.95 GB

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

開啟 VMware 並選擇開啟虛擬機器

選擇下載後解壓縮的 howhow8-mini-base.vmx 檔
點擊編輯編輯該虛擬機器
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
開啟後請選擇 "I Copied It" ， VMware 將會自動產生新的 Mac Address

機器開啟後，登入帳號及密碼使用 ip addr show 查看你的電腦所分配的到浮動IP (此為 Bastion 控制機器IP)
- 帳號 : student
- 密碼 : student

預設使用橋接式網路，可以直接從宿主機器 SSH 訪問 bastion 虛擬機。

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。

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 howhow8-mini-base.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

.\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

儲存後即可開啟機器
機器開啟後，登入帳號及密碼使用 ip addr show 查看你的電腦所分配的到浮動IP (此為 Bastion 控制機器IP)
- 帳號 : student
- 密碼 : student

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。

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

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，使用 student 帳號，並透過 rht-vmctl 腳本進行相關作業

[student@bastion ~]$ 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
    stop       - if running, force stop VMNAME
    reset      - force poweroff, return to saved or original state, start VMNAME
    display    - show VMNAME vnc information
    VMNAME of "all" processes all VMs available in the workstation、server[a-c]
	
    powered by HowHowWen

start – 啟動虛擬機 ( VMname / all )
status – 查看虛擬機狀態 ( VMname / all )
stop – 停止虛擬機 ( VMname / all )
reset – 還原虛擬機至初始狀態 ( VMname / all )
display – 顯示虛擬機 VNC 連線方式及訊息 ( VMname )

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

rht-vmctl start all

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

[INFO]: 請先嘗試 ping workstation 直到機器完全開機 .. 
[INFO]: 開機完畢後請使用 ssh student@workstation 登入機器並開始練習 LAB  
[INFO]: /home/student/example 目錄下有範例主機及範例 Ansbile Playbook ~~

持續 ping 直到 workstation 機器開機

[student@bastion ~]$ ping workstation
PING workstation.lab.example.com (172.25.250.9) 56(84) bytes of data.
From bastion.com (172.25.250.1) icmp_seq=1 Destination Host Unreachable
From bastion.com (172.25.250.1) icmp_seq=2 Destination Host Unreachable
From bastion.com (172.25.250.1) icmp_seq=3 Destination Host Unreachable
64 bytes from workstation.lab.example.com (172.25.250.9): icmp_seq=4 ttl=64 time=0.385 ms
64 bytes from workstation.lab.example.com (172.25.250.9): icmp_seq=5 ttl=64 time=0.374 ms
...

登入 workstation 機器

ssh student@workstation

帳號： student
密碼： student

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

rht-vmctl start servera

持續 ping 直到 servera 機器開機

[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

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

rhel-vmctl status all

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

rht-vmctl stop all

[student@bastion ~]$ rht-vmctl stop all
[INFO]: 正常停止 workstation ... 請耐心等待 
[INFO]: 正常停止 servera ... 請耐心等待 
[INFO]: 正常停止 serverb ... 請耐心等待 
[INFO]: 正常停止 serverc ... 請耐心等待 
[INFO]: 請再次檢查所有機器是否均停止 ... 
...

5.1.3.2 啟動指定虛擬機器

透過工具停止指定機器

rhel-vmctl stop servera

[student@bastion ~]$ rht-vmctl stop servera
[INFO]: 正常停止 servera ... 請耐心等待

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

rht-vmctl reset all

[student@bastion ~]$ rht-vmctl reset all
[INFO]: workstation 重置完畢... 
[INFO]: workstation 重新開機中... 請耐心等待 
[INFO]: servera 重置完畢... 
[INFO]: servera 重新開機中... 請耐心等待 
[INFO]: serverb 重置完畢... 
[INFO]: serverb 重新開機中... 請耐心等待 
[INFO]: serverc 重置完畢... 
[INFO]: serverc 重新開機中... 請耐心等待 
...

5.1.4.2 重置指定虛擬機器

透過工具重置指定機器

rhel-vmctl reset servera

[student@bastion ~]$ rht-vmctl reset servera
[INFO]: servera 重置完畢... 
[INFO]: servera 重新開機中... 請耐心等待

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

rht-vmctl display servera

[student@bastion ~]$ rht-vmctl display servera
[INFO]:  servera VNC 此次連線地址: <Your Bastion IP>: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

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
```
ssh -vND 127.0.0.1:9453 root@<Your Bastion IP> 
```
- 密碼 : redhat

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

建議使用 Firefox 為瀏覽工具，設定方式相對容易。

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

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

四台虛擬機只有 workstation 已經配置好 yum 倉庫來源，其餘三台需自行配置(設計用來練習)，如急需使用可以透過下方指令操作

sudo cp /etc/yum.repos.d/back_repo/rhel8.repo /etc/yum.repos.d/

執行範例：

[root@servera ~]# yum repolist all
No repositories available
[root@servera ~]# cp /etc/yum.repos.d/back_repo/rhel8.repo /etc/yum.repos.d/
[root@servera ~]# yum repolist all
repo id                                                        repo name                                                      status
AppStream                                                      AppStream                                                      enabled
BaseOS                                                         BaseOS                                                         enabled

如果要練習硬碟分割槽建立、格式化及 LVM ，可以透過 serverc ，已經掛載額外三顆硬碟如下

[root@serverc ~]# lsblk 
NAME                    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0                      11:0    1 1024M  0 rom  
vda                     252:0    0   10G  0 disk 
├─vda1                  252:1    0    1G  0 part /boot
└─vda2                  252:2    0    9G  0 part 
  ├─rl_workstation-root 253:0    0    8G  0 lvm  /
  └─rl_workstation-swap 253:1    0    1G  0 lvm  [SWAP]
vdb                     252:16   0  200M  0 disk 
vdc                     252:32   0  300M  0 disk 
vdd                     252:48   0  500M  0 disk

額外掛載的硬碟空間都很小，主要設計用來切割 Partition、 LVM 等練習喔～～

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

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

PLAY [exmaple] **********************************************************************************************************************

TASK [Print Hello Ansible] **********************************************************************************************************
ok: [servera] => {
    "msg": "Hello Ansible ~~"
}
ok: [serverb] => {
    "msg": "Hello Ansible ~~"
}
ok: [serverc] => {
    "msg": "Hello Ansible ~~"
}
...

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-vm 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。

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，重新至 Google 雲端硬碟上下載再從新安裝匯入。

7. 小結

後續 HowHow 會持續更新 Linux 練習及 Ansible 練習題目，讓大家可以使用這個環境來進行練習。

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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 啟動指定虛擬機器

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:

5.2 登入 4 台練習虛擬機

6. 使用練習環境小技巧

7. 小結

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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 啟動指定虛擬機器

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:

5.2 登入 4 台練習虛擬機

6. 使用練習環境小技巧

7. 小結

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