やりたいこと

ESXiでUbuntu(Ubuntu Server 22.04 LTS)を構築したい
頻繁に作り直したり、追加したりするため、毎回インタラクティブなインストーラーで設定するのは面倒
事前にコードとして定義しておくことで(IaC)、バージョン管理や構築作業の簡略化を行いたい
そこで採用したのがcloud-initとUbuntu Cloud Images(OVAファイル)を用いたプロビジョニング

使用技術

Ubuntu Cloud Images

Ubuntu 22.04 (Jammy Jellyfish) Daily Buildから取得可能
「Ubuntu Cloud Images」という名称だが、実際には各仮想環境向けにインストール済みイメージを提供しているものなので、クラウドではない環境であっても利用可能となっている
VHDやIMG、Vagrant Box、OVA、VMDK等、様々なファイル形式で提供されている
今回はOVAファイルを利用する

OVF

今回、直接的には取り扱わないが、OVAと密接に関係している技術なのでついでに紹介する
OVFはOpen Virtualization Formatの略称
DMTF(Distrivuted Management Task Force)のOpen Virtualization Format Working Group(OVFWG)というワーキンググループで標準化された仮想環境向けの規格(ファイル形式)
このワーキンググループにはNovell、Dell、ヒューレット・パッカード、IBM、Microsoft、VMware、XenSource等が参画していた
この規格はISOによってISO/IEC 17203:2017としても標準化されている
2007年にOVF 0.9、2009年にOVF 1.0、2010年にOVF 1.1、2013年にOVF 2.0が策定されている
元々はベンダに依存しないサーバ仮想化のファイル形式を提供することが目的だったが、実際にはVMware製品で利用されることが多い模様
OVFは単一のファイル形式を指す規格ではなく、複数のファイルから構成される
- .ovfファイル
  - 仮想マシンのメタデータがXMLで記述されている
  - 仮想マシンの構成情報、仮想ディスクイメージの情報、ハードウェア要件、アプリケーションの構成情報、ライセンス情報等が含まれている
- 仮想ディスクファイル
  - VMDKやVHD等、複数のファイル形式がサポートされている
    - VMDKはVMwareが開発し、主にVMwareの製品に採用されている
    - VHDはConnectix(現在はMicrosoftに買収)が開発し、Hyper-VやXen、VirtualBox等に採用されている
  - ただし、仮想化ソフトウェアがその仮想ディスクのファイル形式をサポートしている必要がある
- .mfファイル
  - マニフェスト
  - 各ファイルの完全性を証明するためにSHA-1のチェックサムが記述されている
- .certファイル
  - X.509証明書
  - 仮想マシンが信頼できるソースから提供されていることを証明する

OVA

OVAはOpen Virtualization Format Archiveの略称
OVFの各ファイルをtarで１つに固めたもの
拡張子は.ova
Ubuntu Cloud Imagesで提供されているOVAファイルのみを使用した場合、デフォルトのユーザも存在しない(つまりログインできない)、まともな設定がされていない仮想マシンが作成されるため、別途cloud-initで設定を行う必要がある

cloud-init

仮想マシンの初期設定を行うツール
多様なプラットフォームに対応しているため、ベンダロックされないのも利点の一つ
仕組みとしてはメタデータやユーザデータ等を何らかの形で受け取り、それを元に初期設定を行う
Ubuntu Serverはデフォルトでcloud-initがインストールされている
UbuntuのサポートやLXD、MAAS(Metal as a Service)等を開発しているカノニカル社が開発した
GitHub: https://github.com/canonical/cloud-init
公式ドキュメント: https://cloudinit.readthedocs.io/en/latest/

Ubuntuの構築

cloud-initのコンフィグの作成

cloud-initのコンフィグは基本的にmeta-data、user-data、network-config、vendor-dataから構成される
- このうち、meta-data、user-dataは必須
- network-config、vendor-dataは任意
- vendor-dataはESXiでは使用できない

meta-data

# インスタンスID(任意の名称)
instance-id: foo-bar-baz
# ホスト名
local-hostname: foo-bar-baz

user-data

#cloud-config
users:
  - name: username
    plain_text_passwd: password
    # falseにしないとパスワードでログインできないらしい
    lock_passwd: false
    # sudoする際にパスワードを聞かれないようにする
    sudo: ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL
    shell: /bin/bash
    ssh_authorized_keys:
      # 必要があれば事前にSSHキーを生成しておく
      - ssh-ed25519 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX foo@example.com

network-config

version: 2
ethernets:
  # 設定の対象とするネットワークインタフェース
  ens192:
    # 静的IPアドレスを割り当てたいため、DHCPをオフにする
    dhcp4: false
    # 静的IPアドレスの割り当て
    addresses:
      - 192.168.0.X/24
    # デフォルトゲートウェイの指定
    gateway4: 192.168.0.1
    # DNSキャッシュサーバの指定
    # Google Public DNS(8.8.8.8)等のPublic DNSを指定しても良い
    nameservers:
      addresses:
        - 192.168.0.1

ISOの作成

cloud-initの各コンフィグからISOを作成する
- 作成したISOをCD/DVDドライブからマウントして使用するため
ISOの作成に必要なコマンドのインストール
- Linux環境であればgenisoimageコマンド(cdrkitパッケージに含まれる)が使用できるが、macOS環境では使用できない
- そのため、ほぼ同等の機能とコマンド体系を有するmkisofsコマンド(cdrtoolsパッケージに含まれる)を使用する

# mkisofs(cdrtools)のインストール
$ brew install cdrtools

# mkisofsのバージョンの確認
$ mkisofs -version 
mkisofs 3.02a09 (x86_64-apple-macosx22.1.0)

Copyright (C) 1993-1997 Eric Youngdale
Copyright (C) 1997-2017 Joerg Schilling
Copyright (C) 1997-2001 James Pearson
Copyright (C) 2006      HELIOS Software GmbH

ISOを作成する
- -jolietと-rockオプション
  - JolietとRock Ridgeフォーマットを有効にする
  - 長いファイル名、大文字と小文字を区別したファイル名、日本語を含んだファイル名等を使用することが可能になる
- -volidオプション
  - ISOのボリュームIDを指定している
  - cidataという値を指定することで、Ubuntuがメタデータやユーザデータ等をcloud-initに渡すことができるようになる

$ mkisofs -output seed.iso -volid cidata -joliet -rock meta-data user-data network-config
Total translation table size: 0
Total rockridge attributes bytes: 457
Total directory bytes: 0
Path table size(bytes): 10
Max brk space used 0
184 extents written (0 MB)

ISOのアップロード

ストレージ > <任意のデータストア> > データストアブラウザを開く

「アップロード」から作成したISOをアップロード

仮想マシンの作成

事前にUbuntu 22.04 (Jammy Jellyfish) Daily BuildからOVAファイルをダウンロードしておく
仮想マシン > 仮想マシンの作成/登録を開く
「OVF ファイルまたは OVA ファイルから ...」を選択

仮想マシンの名前を適当に設定
Ubuntu Cloud ImagesからダウンロードしたOVAファイルをアップロード

ストレージを選択

デプロイのオプションを選択する

設定を確認し、完了する

一旦、作成した仮想マシンの電源をオフにする

ISOのマウント

アクション > 設定の編集 > 仮想ハードウェアを開く
「CD/DVD ドライブ 1」で「データストア ISO ファイル」を選択

先程作成したISOを選択

「パワーオン時に接続」にチェックを入れる
保存し、仮想マシンの電源をもう一度入れる

設定の確認

コンソールに入る
ネットワークインタフェースとIPアドレスの確認

$ ip address
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens192: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:84:b3:bd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp11s0
    inet 192.168.0.5/24 brd 192.168.0.255 scope global ens192
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe84:b3bd/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

デフォルトゲートウェイの確認

$ ip route
default via 192.168.0.1 dev ens192 proto static
192.168.0.0/24 dev ens192 proto kernel scope link src 192.168.0.5

DNSキャッシュサーバの確認

$ cat /run/systemd/resolve/resolv.conf
# This is /run/systemd/resolve/resolv.conf managed by man:systemd-resolved(8).
# Do not edit.
#
# This file might be symlinked as /etc/resolv.conf. If you're looking at
# /etc/resolv.conf and seeing this text, you have followed the symlink.
#
# This is a dynamic resolv.conf file for connecting local clients directly to
# all known uplink DNS servers. This file lists all configured search domains.
#
# Third party programs should typically not access this file directly, but only
# through the symlink at /etc/resolv.conf. To manage man:resolv.conf(5) in a
# different way, replace this symlink by a static file or a different symlink.
#
# See man:systemd-resolved.service(8) for details about the supported modes of
# operation for /etc/resolv.conf.

nameserver 192.168.0.1
search .

パスワード認証でSSH接続ができることを確認

$ ssh kazukichi@192.168.0.5
kazukichi@192.168.0.5's password:

kazukichi@homelab-srv-01:~