IaaC – automatyzacja udostępniania maszyn wirtualnych na Hyper-V (Hyper-V IaaC cz. 2)

Powershell jest wystarczającym narzędziem umożliwiającym wykonanie wielu czynności. Świetnie to obrazuje projekt MSLab (wcześniej WSLab – stąd często przemiennie może pojawiać się jedna z nazw), dzięki któremu można stawiać szybkie rozwiązania PoC. Zachęcam do zapoznania się z tym projektem, szczególnie w przypadku budowy rozwiązań PoC. A to w takich przypadkach najczęściej zdarza się, że trzeba szybko wszystko postawić od zera, chociaż może nie tylko w takich przypadkach…

Poszedłem jednak trochę pod prąd, ponieważ wziąłem powyższy kod i wywaliłem to co mi się nie przydaje, dodałem to czego mi brakowało i teraz z powodzeniem stosuję również na produkcji stawiając setki maszyn wirtualnych.

Dlaczego tak? Mam pewność że skrypt się nagle nie zmieni, nie zniknie, mam zachowaną lokalnie taką wersję która dobrze działa w moim środowisku. A Czasami coś się hardokoduje w skrypcie żeby nie mnożyć parametrów które dla każdej maszyny są takie same, a utrudniają czytelność konfiguracji IaaC.

Ale od początku. Co uzyskamy za pomocą MSLab?

  1. Spreparujemy obraz systemu (VHDX), łącznie z wgraniem poprawek zabezpieczeń.
  2. Korzystając z powyższego obrazu i konfiguracji IaaC, utworzymy maszyny wirtualne i wstrzykniemy im wszystko co potrzebne do instalacji nienadzorowanej (włącznie z dodaniem do domeny!).

Przygotowanie obrazów systemów

Zaczynamy od pobrania paczki skryptów https://aka.ms/mslab/download i rozpakowujemy je do C:\WSLab.

Pobieramy również https://github.com/microsoft/MSLab/blob/master/Tools/DownloadLatestCUs.ps1 i zapisujemy do C:\WSLab.

Pobranie poprawek z Windows Update

Zaczynamy od skryptu DownloadLatestCUs.ps1, który uruchamiamy i wskazujemy by pobrał poprawki Cumulative Updates do katalogu C:\WSLab\UpdateRollup

Zależnie jakie docelowo systemy operacyjne chcemy stawiać, wskazujemy odpowiednie numery systemów. Dzięki temu spreparujemy obraz który będzie posiadał w sobie główne poprawki zabezpieczeń (odpada ręczne instalowanie i restartowanie systemu post factum – o ile będziemy utrzymywali dosyć świeży obraz startowy).

Windows Server 2016 LTSC to 1607, Windows Server 2019 LTSC to 1809. Szczegóły który numer co oznacza znajdziemy w https://docs.microsoft.com/pl-pl/windows-server/get-started/windows-server-release-info

Przygotowanie obrazów systemów

Pora na przygotowanie obrazu systemu. W swoich środowiskach korzystam z Windows Server 2019 Standard GUI, oraz Windows Server 2019 Datacenter CORE.
Żeby takie obrazy przygotować wpierw uruchamiamy skrypt (będąc w katalogu C:\WSLab) który pobierze wszystkie potrzebne komponenty do utworzenia obrazu systemu:

Następnie uruchamiamy już ostateczny skrypt przygotowujący obraz systemu:

W trakcie wykonywania podajemy namiary na obraz ISO systemu operacyjnego, katalog gdzie pobraliśmy najnowsze Cumulative Updates do systemu, oraz wskazujemy wersję systemu który ma zostać przygotowany:
– 2019 GUI Standard (1809)
– 2019 CORE Datacenter (1809)

Dysk C: ustawiamy na rozmiar 64 GB.

Obrazy systemów zapisałem pod nazwami:
– Win2019_GUI_Standard_2021_02.vhdx
– Win2019_CORE_Datacenter_2021_02.vhdx

IaaC – Infrastructure as a Code

Bardzo modne ostatnio hasło. Do tej pory tworzenie maszyn wirtualnych na Hyper-V nie było za dobrze zagospodarowane. Był Virtual Machine Manager, który jednak w moich środowiskach powodował problemy wydajnościowe więc z niego zrezygnowałem, można posiłkować się Vagrantem – ale nie przekonał mnie żeby korzystać z niego na produkcji.

Rozwiązanie w pełni oparte na Powershellu ma dla mnie tę ogromną zaletę, że do wszystkiego co się po drodze dzieje mamy wgląd. Wystarczy dowolny edytor tekstu i możemy po kolei prześledzić jakie komendy są wykonywane, a jak potrzebujemy to wykorzystać je również w innych miejscach.

Przygotowanie sieci wirtualnej

Zanim wystartujemy z tworzeniem maszyn wirtualnych, musimy utworzyć dla nich wirtualną sieć do której będziemy je podpinać. Na potrzeby budowania środowiska PoC tworzę sieć typu internal, dzięki czemu wszystkie maszyny wirtualne są odizolowane od świata zewnętrznego, zachowując jednak dostęp do Internetu. Do maszyn dostęp jest tylko z hosta Hyper-V.

Tworzenie sieci opisałem w https://takietam.eu/konfiguracja-sieci-hyper-v-dla-srodowisk-poc-win10

Tworzymy pierwszą maszynę – kontroler domeny

W każdym środowisku zwykle trzeba wystartować od domeny. MSLab potrafi to zrobić za nas, ale w większości przypadków wolę mieć większą kontrolę nad tym co się dzieje. Dlatego pierwsza maszyna jaką wdrożę, będzie ta przeznaczona na kontroler domeny.

Przygotowujemy plik LabConfig.ps1 o zawartości:

We wszystkich przykładach korzystam ze swojej zmodyfikowanej wersji https://github.com/lukaszherman/WsLab/blob/main/POC_local_hyperv.ps1

Azure DevOps Library backup

Na dzisiaj w Azure nie mamy natywnego sposobu na backupowanie zasobów typu Library w Azure DevOps.
Jak temu zaradzić?

Instalacja AZ CLI

Rozwiązaniem stosowanym przeze mnie jest wykorzystanie powershella i modułu AZ.
Niestety komendy którymi się posługuję są obecnie w wersji 'preview’, tj. mogą się kiedyś zmienić i działać inaczej lub przyjmować inne parametry.

W pierwszej kolejności instalujemy u siebie odpowiedni moduł powershella:

Następnie uwierzytelniamy się w Azure naszym kontem:

Wylistowanie Library

Pierwsze co zróbmy to sprawdźmy jakie pozycje mamy w Library. Do tego potrzebujemy znać nazwę naszej organizacji i projektu. Odczytujemy to logując się do https://dev.azure.com

Następnie po wejściu w Azure DevOps w lewym menu wybieramy organizację a w prawym oknie mamy projekty.

Główna strona Azure DevOps - wybór organizacji i projektu
Główna strona Azure DevOps – wybór organizacji i projektu

Za pomocą komendy poniżej listujemy wszystkie pozycje w Library:

Azure DevOps Library list

Mam zasadę, że dla każdej aplikacji (razy ilość środowisk) mam osobne ustawienia dla IISa, SQLa i samej aplikacji. Trzymam konfiguracje wszystkich aplikacji, których dystrybucja odbywa się z użyciem Continous Deployment obsługiwanym przez Azure.

Dla kilkunastu aplikacji lista robi się już długa.

Pobranie pojedynczych ustawień

Jeżeli potrzebujemy pobrać ustawienia tylko dla jednego elementu z Library, to potrzebujemy jego numeru ID, który uzyskaliśmy wyżej. Np. dla ID 6 ustawienia pobierzemy za pomocą polecenia:

Wynikiem tego polecenia będzie wynik w formacie JSON który możemy zapisać w formie pliku – to jest nasz backup.
Uwaga. Jeżeli wartość była oznaczone jako 'Secret’, nie wyciągniemy jej wartości. Warto mieć to na względzie i wszelkie hasła i tokeny trzymać w niezależnym i bezpiecznym miejscu.

Pobranie wszystkich ustawień i zapis do plików

Jak mamy kilka pozycji w Library to możemy skorzystać z polecania powyżej i ręcznie wyciągać wartości dla wszystkich ustawień. Jeżeli jest ich więcej, lepiej jest przeiterować się pętlą po wszystkich pozycjach i zapisać je do plików.

A co z odtwarzaniem?

Na razie nie miałem czasu do tego usiąść. Backupy do tej pory potrzebowałem tylko na zasadzie „A co było tam ustawione miesiąc temu, że teraz nie działa?”.

Znalazłem, że ktoś już napisał skrypt odtwarzający wpisy z Library, ale jako wejście przyjmuje plik CSV, a nie JSON (prawie na pewno da się zastosować bez zmian, tylko trzeba przetransponować JSONa na CSV):

https://www.powershellgallery.com/packages/Posh-AzureDevOps/1.0.7/Content/modules%5CLibraries%5CImport-AzDoVariableGroupVariables.psm1

https://github.com/ravensorb/Posh-AzureDevOps

Szybka instalacja kontrolera domeny Active Directory

Czasami na szybko potrzebujemy postawić maszynę wirtualną i skonfigurować na niej domenę. Całkiem sporo klikania które da się uprościć.

Nawet jak nie robimy tego na szybko, a ze względów na plan Disaster Recovery potrzebujemy mieć wszystko opisane jako kod, poniższe komendy mogą się przydać.

Na początku potrzebujemy postawić najprostszą możliwą maszynę wirtualną, np. Windows Server 2019 w wersji Core. Zwykle takiego typu maszynom ustawiam 2 procesory i kilka GB pamięci przydzielanej dynamicznie (w praktyce zwykle taka maszyna zużywa w okolicach 1 GB. Następnie uruchamiamy:

Instalacja wymaganych komponentów

Konfiguracja Active Directory

W czasie instalacji musimy tylko podać hasło do odzyskiwania domeny i po paru chwilach wszystko gotowe.

Warto zadbać żeby kontroler domeny miał stały adres IP, ponieważ wszystkie maszyny dołączane do domeny powinny korzystać z DNS zainstalowanego na kontrolerze domeny.

Weryfikację instalacji możemy wykonać komendą:

Konfiguracja sieci Hyper-V dla środowiska PoC (Hyper-V IaaC cz. 1)

Budując kolejne środowisko Proof of Concept (PoC) stanąłem przed wyzwaniem by był ono uniezależnione od wszystkich innych maszyn wirtualnych. To co udało się osiągnąć, to również szybki sposób na budowanie kolejnych sieci bez ryzyka, że wyczerpiemy pulę adresów IP w lokalnej sieci (często na 24 bitach, a jak zaczniemy się bawić w kontenery albo inne automaty to się okazuje, że to nie problem wysycić taki zapas adresów).

Punkt wejścia to posiadanie systemy Windows 10 Pro z zainstalowanym Hyper-V. Na Windows Server możemy zrobić to samo, ale w tym przypadku stawiam wszystko na systemie klienckim.

Konfiguracja switcha

Wpierw tworzymy switch typu internal. Takie rozwiązanie umożliwi nam bezproblemową komunikację wew. tworzonego środowiska, dostęp z wewnątrz do Internetu, oraz dostęp z hosta do usług które budujemy w warstwie wirtualizacji.

Zaczynamy od utworzenie switcha, np. o nazwie PocSwitchTest:

Konfiguracja NAT

Następnie żeby zapewnić komunikację o której wspomniałem wyżej, konfigurujemy zakres sieci (w gratisie mamy DHCP i DNS) i rezerwujemy pierwszy adres sieci dla naszego hosta – którym jest lokalny komputer z Hyper-V:

W tym przypadku zrobiłem sieć 192.168.123.0/24, ale to może być dowolna inna byle nie kolidowała z naszą fizyczną i innymi wirtualnymi sieciami.

Tworzenie switcha nie zrywa żadnego połączenia, można to robić łącząc się zdalnie do danej maszyny.

Gdybyśmy chcieli posprzątać, to dwie komendy (zakładając że do utworzonego switcha nic nie podłączyliśmy).

Podsumowanie

Tworząc maszyny wirtualne przypinamy je do utworzonego switcha i cieszymy się działającą siecią (jedna z innych sieci o nazwie PocSwitch i adresacji 192.168.0.0/24).

I widok z wewnątrz utworzonej maszyny wirtualnej (maszyna ma dwa adresy IP .110 i .111, brama wskazuje na adres .1 przypisany do maszyny-hosta):