Ubuntu 16.04 LTSでZFS Root環境を構築する

この記事は2016年6月10日に公開したものです。情報が古い可能性がありますのでご注意ください。

はじめに

Ubuntu 16.04 LTSでZFSが正式にサポートされました。

さくらのVPS(KVM環境)にUbuntu 16.04 LTSでZFS Root環境を構築してみたのでその手順のメモです。

Ubuntu 16.04 Root on ZFS構築手順

環境

OS Ubuntu 16.04 LTS(4.4.0-21-generic)
プラットフォーム さくらのVPS

事前準備

まず、事前準備を行います。

Live CDの取得

64-bit Ubuntu 16.04 Xenial Live CDをダウンロードします。

ISOイメージのアップロード

ダウンロードしたISOイメージをさくらのVPSのISOイメージアップロード機能を使ってアップロードしておきます。

Live CDの起動

さくらのVPSのカスタムイメージインストール機能を使って先ほどアップロードしたubuntu-16.04-desktop-amd64.isoからBootします。

Boot後以下のような画面になります。しばらく待てばWelcom画面が表示されます。

以下の画面で「Ubuntuを試す」を選択します。

起動後、ターミナルを起動します。
Ctrl+Alt+tでターミナルを起動できます。
ubuntuユーザでログインされています。

さくらのVPSに割り当てられているネットワーク情報を元に/etc/network/interfacesへ設定します。

$ sudo vi /etc/network/interfaces

以下のように記述します。(環境に合わせて読み替えてください。)

# The primary network interface
auto ens3
iface ens3 inet static
	address xxx.xxx.xxx.xxx
	netmask 255.255.xxx.0
	network xxx.xxx.xxx.0
	broadcast xxx.xxx.xxx.255
	gateway xxx.xxx.xxx.xxx
	dns-nameservers xxx.xxx.xxx.xxx xxx.xxx.xxx.xxx
	dns-search sakura.ne.jp

ネットワークインタフェースを有効化します。

$ sudo ifup ens3
OpenSSHのインストール

このままコンソールからの操作だとコマンドのコピペができず不便なので、外部からログインして作業できるようにOpenSSHをインストールします。

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get --yes install openssh-server
ubuntuユーザにpasswordを設定

ubuntu ユーザでログインできるようパスワードを設定します。

$ sudo passwd ubuntu
外部からログイン

外部からubuntuユーザでログインし直します。

$ ssh ubuntu@さくらのVPSのIP

これで準備完了です。

LiveCD環境にZFSのインストール

root権限でシェルを実行します。

$ sudo -i

ZFS環境構築に必要なパッケージをインストールします。

# apt-add-repository universe

# apt-get update

# apt-get install --yes debootstrap gdisk zfs-initramfs

ディスクフォーマット&パーティション作成

パーティションテーブルがないことを確認します。
※KVM仮想マシンで実行する場合は/dev/vda*を使う必要がありますが、物理サーバで実行する場合は /dev/disk/by-id/scsi-* というエイリアスのデバイスファイルを指定する必要があります。

# sgdisk -p /dev/vda1
Creating new GPT entries.
Disk /dev/vda1: 104855552 sectors, 50.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 192C5AB8-08B9-4947-8423-E0182A6E5C5F
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 104855518
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 104855485 sectors (50.0 GiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name

※データがある場合は初期化します。

# sgdisk -Z /dev/vda1

レガシーブート(BIOS)用のパーティションを作成します。

# sgdisk -a1 -n2:34:2047  -t2:EF02 /dev/vda1
Creating new GPT entries.
Warning: The kernel is still using the old partition table.
The new table will be used at the next reboot or after you
run partprobe(8) or kpartx(8)
The operation has completed successfully.

パーティションの最後に余剰空間を作成しておきます。(たぶんなくても良い)

# sgdisk     -n9:-8M:0    -t9:BF07 /dev/vda1
Warning: The kernel is still using the old partition table.
The new table will be used at the next reboot or after you
run partprobe(8) or kpartx(8)
The operation has completed successfully.

データ領域用のパーティションを作成します。

# sgdisk     -n1:0:0      -t1:BF01 /dev/vda1
Warning: The kernel is still using the old partition table.
The new table will be used at the next reboot or after you
run partprobe(8) or kpartx(8)
The operation has completed successfully.

作成したパーティションを確認します。

# sgdisk -p /dev/vda1
Disk /dev/vda1: 104855552 sectors, 50.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): D00D7469-F38C-4463-8725-86E9354C26AC
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 104855518
Partitions will be aligned on 2-sector boundaries
Total free space is 0 sectors (0 bytes)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048       104839133   50.0 GiB    BF01
   2              34            2047   1007.0 KiB  EF02
   9       104839134       104855518   8.0 MiB     BF07

ZFSストレージプール作成

ZFS ストレージプールを作成します。

# zpool create -f -o ashift=12 -O atime=off -O canmount=off -O compression=lz4 -O normalization=formD -O mountpoint=/ -R /mnt rpool /dev/vda1

作成したZFS ストレージプールを確認します。

# zpool status
  pool: rpool
 state: ONLINE
  scan: none requested
config:

        NAME        STATE     READ WRITE CKSUM
        rpool       ONLINE       0     0     0
          vda1      ONLINE       0     0     0

errors: No known data errors

ZFSファイルシステム作成

ZFSファイルシステムを作成します。

# zfs create -o canmount=off -o mountpoint=none rpool/ROOT

ZFSルートファイルシステムを作成します。

# zfs create -o canmount=noauto -o mountpoint=/ rpool/ROOT/ubuntu
# zfs mount rpool/ROOT/ubuntu

他にも必要なデータセットがあれば、作成します。

# zfs create                 -o setuid=off              rpool/home

# zfs create -o canmount=off -o setuid=off  -o exec=off rpool/var

# zfs create                                            rpool/var/log

# zfs create                                            rpool/tmp

# zfs create                                            rpool/usr

# zfs create -o com.sun:auto-snapshot=false -o exec=on  rpool/var/tmp

システムのインストール

上記でrpool/var/tmpを作成している場合は、/mnt/var/tmpのパーミッションを変更します。

# chmod 1777 /mnt/var/tmp

基本システムをインストールします。

# debootstrap xenial /mnt
I: Retrieving InRelease
I: Checking Release signature
I: Valid Release signature (key id 790BC7277767219C42C86F933B4FE6ACC0B21F32)
I: Retrieving Packages
I: Validating Packages
:
I: Configuring systemd...
I: Configuring initramfs-tools...
I: Configuring ureadahead...
I: Configuring resolvconf...
I: Base system installed successfully.

ファイルシステムのデバイスファイルを開けないようにします。

# zfs set devices=off rpool

System Configuration

hosts, hostname, DNSリゾルバ, ネットワーク設定を、環境に合わせて編集します。

# vi /mnt/etc/hosts
# vi /mnt/etc/hostname
# vi /mnt/etc/resolvconf/resolv.conf.d/base
# vi /mnt/etc/network/interfaces.d/ens3

LiveCD環境の仮想ファイルシステムを新しいシステムのファイルシステムへバインドします。

# mount --rbind /dev  /mnt/dev
# mount --rbind /proc /mnt/proc
# mount --rbind /sys  /mnt/sys

chrootします。

# chroot /mnt /bin/bash --login

ロケールの設定を行います。

# locale-gen en_US.UTF-8
Generating locales (this might take a while)...
  en_US.UTF-8... done
Generation complete.
# echo 'LANG="en_US.UTF-8"' > /etc/default/locale

タイムゾーンを設定します。Asia/Tokyoを選択します。

# dpkg-reconfigure tzdata

外部リポジトリの設定のため、以下を追記します。

# vi /etc/apt/sources.list
deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial main universe
deb-src http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial main universe

deb http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security main universe
deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security main universe

deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates main universe
deb-src http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates main universe

/proc/self/mounts を/etc/mtabへリンクします。

# ln -s /proc/self/mounts /etc/mtab

最小のパッケージをインストールします。

# apt-get update
Get:1 http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security InRelease [94.5 kB]
Hit:2 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial InRelease
Get:3 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates InRelease [94.5 kB]
Get:4 http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security/main Sources [30.5 kB]
Get:5 http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security/universe Sources [7840 B]
Get:6 http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security/main amd64 Packages [117 kB]
Get:7 http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security/main Translation-en [44.8 kB]
Get:8 http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security/universe amd64 Packages [33.2 kB]
Get:9 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial/main Sources [868 kB]
Get:10 http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security/universe Translation-en [19.9 kB]
Get:11 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial/universe Sources [7728 kB]
Get:12 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial/main Translation-en [568 kB]
Get:13 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial/universe amd64 Packages [7532 kB]
Get:14 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial/universe Translation-en [4354 kB]
Get:15 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates/main Sources [90.6 kB]
Get:16 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates/universe Sources [55.3 kB]
Get:17 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates/main amd64 Packages [248 kB]
Get:18 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates/main Translation-en [98.1 kB]
Get:19 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates/universe amd64 Packages [152 kB]
Get:20 http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial-updates/universe Translation-en [74.9 kB]
Fetched 22.2 MB in 9s (2317 kB/s)
# apt-get install --yes ubuntu-minimal
Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
ubuntu-minimal is already the newest version (1.361).
0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 43 not upgraded.

ZFS関連のパッケージをインストールします。

# apt-get install --yes --no-install-recommends linux-image-generic
# apt-get install --yes zfs-initramfs

Grubをインストールします。

# apt-get install --yes grub-pc




                     lqqqqqqu Configuring grub-pc tqqqqqqqk
                     x GRUB install devices:              x
                     x                                    x
                     x    [*] /dev/vda (53687 MB; ???)    x
                     x    [ ] /dev/vda1 (53686 MB; ???)   x
                     x                                    x
                     x                                    x
                     x                                x
                     x                                    x
                     mqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqj

必要なグループを作成します。

# addgroup --system lpadmin
perl: warning: Setting locale failed.
perl: warning: Please check that your locale settings:
        LANGUAGE = (unset),
        LC_ALL = (unset),
        LANG = "ja_JP.UTF-8"
    are supported and installed on your system.
perl: warning: Falling back to the standard locale ("C").
Adding group `lpadmin' (GID 110) ...
Done.
# addgroup --system sambashare
perl: warning: Setting locale failed.
perl: warning: Please check that your locale settings:
        LANGUAGE = (unset),
        LC_ALL = (unset),
        LANG = "ja_JP.UTF-8"
    are supported and installed on your system.
perl: warning: Falling back to the standard locale ("C").
Adding group `sambashare' (GID 111) ...
Done.

rootにパスワードを設定します。

# passwd

GRUB Installation

ZFSが認識されていることを確認します。

# grub-probe /
zfs

ZFSモジュールがインストールされていることを確認します。

# ls /boot/grub/*/zfs.mod
/boot/grub/i386-pc/zfs.mod

ZFSのカーネルモジュールをインストールしたのでInitramfsを再構築します。

# update-initramfs -c -k all
perl: warning: Setting locale failed.
perl: warning: Please check that your locale settings:
        LANGUAGE = (unset),
        LC_ALL = (unset),
        LANG = "ja_JP.UTF-8"
    are supported and installed on your system.
perl: warning: Falling back to the standard locale ("C").
update-initramfs: Generating /boot/initrd.img-4.4.0-22-generic

Grubを編集します。

# vi /etc/default/grub
:
#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
:
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet"
:
GRUB_TERMINAL=console

変更を反映します。

# update-grub
# grub-install /dev/vda
Installing for i386-pc platform.
Installation finished. No error reported.

First Boot

初期インストール時点でのZFSスナップショットを作成します。

# zfs snapshot rpool/ROOT/ubuntu@install

chroot環境のbashを終了します。

# exit

すべてのファイルシステムをアンマウントします。

# mount | grep -v zfs | tac | awk '/\/mnt/ {print $3}' | xargs -i{} umount -lf {}

ストレージプールをexportします。

# zpool export rpool

OSを停止します。

# shutdown -h now

さくらのVPSのコントロールパネルからOSを起動し、正常に起動したら、マネジメントコンソールからrootでログインしてユーザを作成し、パスワードを設定します。

# groupadd -g 1000 hoge

# useradd -u 1000 -g hoge -s /bin/bash -m -d /home/hoge hoge

# usermod -a -G adm,cdrom,dip,lpadmin,plugdev,sambashare,sudo hoge

# passwd hoge

openssh-serverのパッケージをインストールします。

# apt-get update

# apt-get install openssh-server

ここまでくればもうほとんど問題ありません。
外部からsshログインします。

$ ssh hoge@さくらのVPSのIP

Final Cleanup

作成したスナップショットを削除します。

$ sudo zfs destroy rpool/ROOT/ubuntu@install

rootのパスワードをリセットします。

$ sudo usermod -p '*' root

おわりに

UbuntuでもZFSが使えるようになって、今後よりZFSが身近なものになってくるかもしれません。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です