Proxmox VE*Rheinwerk Verlag GmbH Hot

So bauen Sie stabile, virtualisierte Umgebungen auf

Flexible und leistungsstarke Infrastrukturen sind nicht nur in der Cloud zu finden! In diesem Praxisbuch zeigt Ihnen Proxmox-Experte Marco Gabriel, wie Sie die Kontrolle über Ihre eigene IT behalten und virtualisierte Umgebungen schaffen, die genau auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind. Von der Dimensionierung der Hardware und der Installation des Grundsystems bis zum Shared Storage oder dem Netzwerk: Sie verstehen die Konzepte moderner Cluster-Umgebungen und administrieren Ihre VMs und Container sicher. Geeignet für den Umstieg von VMWare vSphere.

• Virtualisierte Infrastrukturen aufbauen, migrieren und verwalten
• Backup & Restore, Hochverfügbarkeit und Lastenmanagement
• Alles für zuverlässige Cluster: hyperkonvergenter Storage mit Ceph, Live-Migrationen, Software Defined Networking

Aus dem Inhalt:

• Architektur und Hardware
• Installation, Aktualisierung und Administration
• Netzwerkkonfiguration
• VMs und Container im Einsatz
• Backups mit dem Proxmox Backup Server
• Cluster-Verwaltung und Lastenmanagment
• Software Defined Networking (SDN
• Shared Storage Systeme
• Hyperkonvergenz mit Ceph Storage
• Live-Migrationen im und außerhalb des Clusters
• Hochverfügbarkeit: Proxmox HA Cluster
• Migration zu Proxmox

1. Was ist Proxmox? . . . 21

1. 1 . . . Einführung in Proxmox VE: Features . . . 21

1. 2 . . . Open Source . . . 24

1. 3 . . . Development — selbst etwas zu Proxmox VE beitragen oder selbst entwickeln . . . 25

1. 4 . . . Die Proxmox-VE-Dokumentation verbessern . . . 26

1. 5 . . . Vorteile mit Proxmox VE . . . 27

1. 6 . . . Hilfe erhalten . . . 28

1. 7 . . . Projekthistorie . . . 28

1. 8 . . . Was Sie schon wissen sollten und was Sie lernen werden . . . 31

2. Grundlagen der Virtualisierung . . . 33

2. 1 . . . Vorteile durch den Einsatz von Virtualisierung . . . 34

2. 2 . . . Was Sie auf einem einzelnen Proxmox-VE-Server tun können . . . 35

2. 3 . . . Was Sie auf mehreren Proxmox-VE-Servern tun können . . . 36

3. Architektur und Hardware . . . 37

3. 1 . . . Architektur . . . 37

3. 2 . . . Hardware . . . 54

4. Installation und Updates . . . 65

4. 1 . . . Installation . . . 65

4. 2 . . . Updates und Upgrades . . . 92

4. 3 . . . Die Upgrade-Schritte im Detail . . . 105

4. 4 . . . Zusätzliche Schritte bei Cluster-Setups . . . 110

4. 5 . . . Abschließende Arbeiten . . . 110

5. Benutzerverwaltung und Rechtemanagement . . . 111

5. 1 . . . Die grundlegende Funktionsweise der rollenbasierten Zugriffskontrolle . . . 111

5. 2 . . . Kombination der Komponenten und Anwendungsbeispiele . . . 118

5. 3 . . . Berechtigungen konfigurieren und administrieren . . . 122

6. Die Firewall in Proxmox VE . . . 135

6. 1 . . . Features . . . 135

6. 2 . . . Vererbung von Regeln und Definitionen . . . 136

6. 3 . . . Aliases und IPSets . . . 138

6. 4 . . . Vordefinierte Ausnahmen im lokalen Netzwerk . . . 139

6. 5 . . . Firewall-Regeln definieren . . . 141

6. 6 . . . Automatisch gesetzte Firewall-Ausnahmen . . . 143

6. 7 . . . Security Groups . . . 144

6. 8 . . . Logging von Firewall-Verbindungen . . . 144

6. 9 . . . Aktivierung der Firewall . . . 145

6. 10 . . . Installation der proxmox-firewall . . . 146

6. 11 . . . Beispiele für Firewall-Regeln . . . 147

7. Backup und Restore mit dem integrierten vzdump . . . 149

7. 1 . . . Überblick und Architektur . . . 149

7. 2 . . . Features und Einschränkungen des integrierten vzdump-Backups . . . 149

7. 3 . . . Live-Snapshots und VMA-Archive . . . 150

7. 4 . . . Backup-Fleecing . . . 153

7. 5 . . . Backup-Modus . . . 155

7. 6 . . . Backup-Ziele, Dateiformate und Kompression . . . 156

7. 7 . . . Retention (Haltezeiten) . . . 158

7. 8 . . . Backups durchführen . . . 159

7. 9 . . . Wiederherstellung gesicherter VMs und Container . . . 165

7. 10 . . . Backup-Voreinstellungen pro Node in /etc/vzdump. conf . . . 168

7. 11 . . . Best Practices für vzdump-Backups . . . 169

8. Administration der Nodes . . . 173

8. 1 . . . CPU-Microcode-Updates . . . 173

8. 2 . . . Disk-Management . . . 175

8. 3 . . . Node-Management mit pvenode . . . 180

8. 4 . . . Zertifikate in Proxmox VE . . . 181

8. 5 . . . Task-Logs auf den Nodes . . . 188

8. 6 . . . Node-Bulk-Actions . . . 191

8. 7 . . . Nodes mit Wake on LAN starten . . . 193

8. 8 . . . Optimierung und Best Practices . . . 194

8. 9 . . . Sicherheitshärtung eines Proxmox-VE-Servers . . . 196

8. 10 . . . Speicherdeduplizierung mit Kernel Samepage Merging (KSM) . . . 198

9. Netzwerkkonfiguration für Single-Server-Umgebungen . . . 203

9. 1 . . . Networking-Support durch den Linux-Kernel . . . 203

9. 2 . . . Netzwerkkonfiguration per GUI und /etc/network/interfaces . . . 203

9. 3 . . . Netzwerktypen in Proxmox VE . . . 206

9. 4 . . . Networking mit Linux-Netzwerkkomponenten . . . 206

9. 5 . . . Networking mit dem Open vSwitch (OVS) . . . 218

9. 6 . . . Networking mit dem Software Defined Networking (SDN) . . . 223

10. Storage in Proxmox VE . . . 225

10. 1 . . . Wie Proxmox Storage verwendet . . . 225

10. 2 . . . File-Storage . . . 225

10. 3 . . . Block-Storage . . . 226

10. 4 . . . Storage-Typen . . . 226

10. 5 . . . Lokaler Storage für einzelne Server . . . 229

10. 6 . . . Shared Storage für Cluster-Umgebungen . . . 231

10. 7 . . . Storage-Leistung messen und optimieren . . . 251

10. 8 . . . ZFS-Storage . . . 261

11. Virtuelle Maschinen mit KVM . . . 279

11. 1 . . . KVM als Hypervisor . . . 279

11. 2 . . . QEMU als Basis und Management . . . 280

11. 3 . . . VirtIO — paravirtualisierte Treiber für bessere Leistung . . . 281

11. 4 . . . QEMU Guest Agent . . . 283

11. 5 . . . Eine virtuelle Maschine (KVM) anlegen . . . 292

11. 6 . . . Arbeit mit virtuellen Maschinen (KVM) . . . 320

11. 7 . . . PCI- und USB-Geräte an VMs durchreichen . . . 328

11. 8 . . . Grafikkarten in VMs verwenden . . . 343

12. LXC-Container . . . 347

12. 1 . . . Grundlagen der Container-Virtualisierung . . . 347

12. 2 . . . Das Proxmox Container Toolkit (PCT) . . . 350

12. 3 . . . LXC-Images und Templates . . . 350

12. 4 . . . Storage und Mount-Points in LXC-Containern . . . 352

12. 5 . . . Erstellung und Konfiguration von Containern . . . 354

12. 6 . . . Migration und Hochverfügbarkeit . . . 367

12. 7 . . . Management eines LXC-Containers . . . 368

13. Subscriptions . . . 371

13. 1 . . . Grundlagen der Subscription . . . 371

13. 2 . . . Subscription-Level . . . 373

13. 3 . . . Wahl der passenden Subscription . . . 374

13. 4 . . . Die Anzahl und Level der Subscriptions bestimmen . . . 375

13. 5 . . . Subscription-Management . . . 376

14. Migration zu Proxmox VE . . . 379

14. 1 . . . Planung der Migration . . . 379

14. 2 . . . Migrationspfade und Werkzeuge . . . 382

14. 3 . . . Nach der Migration: Die Pflichtschritte . . . 389

14. 4 . . . Weitere Migrationspfade . . . 390

15. Cluster mit Proxmox VE . . . 391

15. 1 . . . Einführung in den Cluster-Bau mit Proxmox VE . . . 391

15. 2 . . . Das Proxmox Cluster File System pmxcfs . . . 392

15. 3 . . . Cluster-Kommunikation mit der Corosync Cluster Engine . . . 394

15. 4 . . . Basics des Cluster-Baus: Das Quorum . . . 397

15. 5 . . . GUI, CLI und Editoren als Werkzeuge . . . 398

15. 6 . . . Best Practices . . . 400

15. 7 . . . Erstellen eines Proxmox-VE-Clusters . . . 402

15. 8 . . . Cluster-Administration in der Praxis . . . 415

15. 9 . . . Status des Clusters prüfen und monitoren . . . 416

15. 10 . . . Das Problem mit 2-Node-Clustern und mögliche Lösungen . . . 419

15. 11 . . . Konkurrierende Aktionen durch Locks verhindern . . . 423

16. Migration im Live-Betrieb . . . 425

16. 1 . . . Live-Migration von VMs und Containern . . . 425

16. 2 . . . Storage-Migration . . . 427

16. 3 . . . Live-Migration von VMs mit lokalen Disks . . . 429

16. 4 . . . Automatische Optimierung: TRIM nach der Migration . . . 430

16. 5 . . . Remote-Migration von VMs und Containern zu externen Proxmox-VE-Servern . . . 431

16. 6 . . . Optimierungsmöglichkeiten für Enterprise-Umgebungen . . . 433

17. Hyperkonvergenz mit Proxmox VE und Ceph . . . 437

17. 1 . . . Was ist Ceph? . . . 437

17. 2 . . . Architektur und Komponenten . . . 445

17. 3 . . . Voraussetzungen und Sizing eines Proxmox-VE-HCI-Clusters . . . 454

17. 4 . . . Installation und Initialisierung . . . 464

17. 5 . . . Konfiguration von Pools und Storage . . . 477

17. 6 . . . CephFS — das verteilte Dateisystem . . . 482

17. 7 . . . Wartung und Betrieb . . . 488

17. 8 . . . Monitoring und Troubleshooting . . . 494

17. 9 . . . Best Practices: Scrubbing-Einstellungen anpassen . . . 498

18. Asynchrone Replikation mit der Proxmox Storage Replication . . . 499

18. 1 . . . Funktionsweise der Storage-Replikation . . . 500

18. 2 . . . Failover-Szenarien beim Einsatz der Storage-Replikation . . . 501

18. 3 . . . Voraussetzungen für die Storage-Replikation . . . 502

18. 4 . . . Einrichten der Storage-Replikation . . . 502

19. Hochverfügbarkeit mit Proxmox-VE-Clustern . . . 505

19. 1 . . . Was bedeutet HA in Proxmox VE? . . . 505

19. 2 . . . Voraussetzungen für einen stabilen HA-Betrieb . . . 507

19. 3 . . . Der HA-Stack in Proxmox VE . . . 509

19. 4 . . . Basics des Cluster-Baus: Fencing — der Schutz vor Datenkorruption . . . 513

19. 5 . . . Konfiguration und Praxis . . . 515

19. 6 . . . Einen HA-Cluster deaktivieren . . . 523

20. Mit Hook-Skripten auf Events reagieren . . . 525

20. 1 . . . Hook-Skripte in Backups . . . 525

20. 2 . . . Hook-Skripte in VMs und Containern . . . 529

21. Templates und Clones . . . 533

21. 1 . . . VM- und Container-Templates . . . 533

21. 2 . . . Ein VM-Template vorbereiten und erzeugen . . . 534

21. 3 . . . LXC-Appliances als Container-Templates . . . 536

21. 4 . . . cloud-init für extern bereitgestellte Images . . . 537

21. 5 . . . Proxmox-VE-Backups als Templates nutzen . . . 538

22. Automatisierung mit der Proxmox-API . . . 539

22. 1 . . . Der RESTful-Ansatz . . . 540

22. 2 . . . Architektur und Komponenten . . . 542

22. 3 . . . Authentifizierung . . . 543

22. 4 . . . Werkzeuge für den API-Zugriff . . . 547

22. 5 . . . Arbeiten mit der API: Konzepte und Stolpersteine . . . 549

23. Backups mit dem Proxmox Backup Server (PBS) . . . 555

23. 1 . . . Einführung und Architektur . . . 555

23. 2 . . . Planung und Installation . . . 560

23. 3 . . . Einrichtung und Konfiguration . . . 564

23. 4 . . . Integration in Proxmox VE . . . 568

23. 5 . . . Backup und Restore in der Praxis . . . 570

23. 6 . . . Wartung und Pflege . . . 572

23. 7 . . . Air-Gapped mit Offsite-Sync, Tape-Backup und S3-Anbindung . . . 576

23. 8 . . . Ruhig schlafen . . . 577

24. Erweiterte Netzwerkkonfiguration für Enterprise- und Cluster-Umgebungen . . . 579

24. 1 . . . Physisches Cluster-Netzwerkdesign . . . 579

24. 2 . . . Stern- oder Mesh-Topologie? . . . 588

24. 3 . . . Segmentierung von VM-Netzwerken . . . 603

25. Software-Defined Networking (SDN) in Proxmox VE . . . 609

25. 1 . . . Grundlagen des Software-Defined Networkings . . . 609

25. 2 . . . Integration in Proxmox VE . . . 610

25. 3 . . . Anforderungen an die physische Netzwerkanbindung . . . 611

25. 4 . . . Die Komponenten des Proxmox-VE-SDN: Zone, VNet und Subnet . . . 613

25. 5 . . . Zone-Types und deren Technologien . . . 616

25. 6 . . . Einsatz eines Routing-Controllers für EVPN-Zonen . . . 623

25. 7 . . . IP Address Management: IPAM und DHCP . . . 626

25. 8 . . . Praktische Beispiele für den Einsatz des SDN . . . 628

Index . . . 631