Das FreeBSD-Handbuch
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# 16.6. Anwendung von Jails

## 16.6.1. Service-Jails

Beigetragen von Daniel Gerzo.

Dieser Abschnitt basiert auf einer von Simon L. Nielsen `<simon@FreeBSD.org>` auf http://simon.nitro.dk/service-jails.html präsentierten Idee und einem aktualisierten Artikel von Ken Tom (`<locals@gmail.com>`). Er beschreibt, wie ein FreeBSD-System durch Benutzung der jail(8)-Funktion mit zusätzlichen Sicherheitsebenen ausgestattet werden kann. Es wird dabei angenommen, dass auf Ihrem FreeBSD-System RELENG_6_0 oder neuer installiert ist und dass Sie die Informationen aus den vorangehenden Abschnitten gelesen und verstanden haben.

### 16.6.1.1. Design

Eines der Hauptprobleme bei Jails ist das Management ihres Upgrade-Prozesses. Dieser neigt dazu, problematisch zu sein, da jede Jail bei jedem Upgrade komplett neu gebaut werden muss. Das stellt normalerweise kein Problem dar, wenn es sich um eine einzelne Jail handelt, da der Upgrade-Prozess recht einfach ist. Verwenden Sie aber eine größere Anzahl von Jails, kann dieser Prozess sehr zeitaufwendig werden.

> Warnung: Diese Konfiguration erfordert fortgeschrittene Kenntnisse im Umgang mit FreeBSD sowie der Benutzung seiner Funktionen. Sollten die unten vorgestellten Schritte zu kompliziert wirken, wird empfohlen, sich einfachere Verfahren wie `sysutils/ezjail` anzusehen, da diese einfachere Methoden zur Administration von Jails verwenden und daher nicht so anspruchsvoll sind wie der hier beschriebene Aufbau.

Diese Konfiguration basiert darauf, Jails so weit als möglich gemeinsam zu verwalten. Dies passiert auf sichere Art und Weise durch den Einsatz von mount_nullfs(8)-Mounts (read-only). Dadurch werden Aktualisierungen erleichtert und das Verteilen von verschiedenen Diensten auf verschiedene Jails wird attraktiver. Außerdem bietet dieses Verfahren einen einfachen Weg, Jails hinzuzufügen, zu entfernen und zu aktualisieren.

> Anmerkung: Beispiele für Dienste sind in diesem Zusammenhang: Ein HTTP-Server, ein DNS-Server, ein SMTP-Server und so weiter.

Die Ziele des in diesem Abschnitt beschriebenen Aufbaus sind:

- Das Erstellen einer einfachen und gut verständlichen Struktur von Jails. Dies beinhaltet, nicht für jede Jail ein vollständiges installworld laufen lassen zu müssen.

- Es einfach zu machen, neue Jails zu erstellen oder alte zu entfernen.

- Es einfach zu machen, bestehende Jails zu aktualisieren.

- Es einfach zu machen, einen angepassten FreeBSD-Zweig zu nutzen.

- Paranoid bezüglich Sicherheit zu sein und Angriffsmöglickeiten weitgehend zu reduzieren.

- Soviel Platz und Inodes wie möglich einzusparen.

Wie bereits erwähnt, ist dieses Design stark darauf angewiesen, dass eine read-only-Hauptvorlage in jede Jail hinein gemountet wird (bekannt als nullfs), und dass jede Jail über wenigstens ein beschreibbares Gerät verfügt. Das Gerät kann hierbei eine separate physikalische Platte oder ein vnode unterstütztes md(4)-Gerät sein. Im folgenden Beispiel wird ein nullfs-Mount genutzt, auf den nur Lesezugriff erlaubt ist.

Das Layout des Dateisystems wird in der folgenden Liste beschrieben:

- Jede Jail wird unterhalb des `/home/j`-Verzeichnisses gemountet.

- `/home/j/mroot` ist die Vorlage für jede Jail und die nur lesbare Partition für alle Jails.

- Unterhalb von `/home/j` wird für jede Jail ein leeres Verzeichnis angelegt.

- Jede Jail bekommt ein `/s`-Verzeichnis, das zum read/write-Teilbereich des Systems verlinkt wird.

- Jede Jail bekommt ihr eigenes read/write-System, das auf `/home/j/skel` basiert.

- Jeder Jailbereich (genauer der read/write-Teilbereich jeder Jail) wird in `/home/js` erstellt.

> Anmerkung: Es wird angenommen, dass die Jails sich unterhalb des `/home` Verzeichnisses befinden. Dieser Ort kann von Ihnen natürlich geändert werden. Allerdings müssen die Pfade in den folgenden Beispielen dann entsprechend angepasst werden.

### 16.6.1.2. Erstellen der Vorlage

Dieser Abschnitt beschreibt die Schritte, die zum Erstellen der Hauptvorlage (die den nur lesbaren Bereich für alle weiteren Jails darstellt) notwendig sind.

Es ist immer eine gute Idee, FreeBSD auf den aktuellen -RELEASE-Zweig zu aktualisieren. Lesen Sie das entsprechende Kapitel des Handbuchs für Informationen zu diesem Thema. Selbst wenn Sie auf eine Aktualisierung des Betriebssystems verzichten, müssen Sie dennoch ein buildworld durchführen, um fortfahren zu können. Außerdem müssen Sie das Paket `sysutils/cpdup` installiert sein. In diesem Beispiel wird portsnap(8) verwendet, um die aktuelle FreeBSD Ports-Sammlung herunterzuladen. Der Abschnitt Portsnap des Handbuchs beschreibt, wie Sie dieses Werkzeug effektiv einsetzen.

1. Zuerst erstellen wir eine Verzeichnissstruktur für das read-only-Dateisystem, das die FreeBSD-Binärdateien für unsere Jails enthalten wird. Anschließend wechseln wir in den FreeBSD-Quellcodebaum und installieren das read-only-Dateisystem in die (Vorlage-)Jail.

       # mkdir /home/j /home/j/mroot
       # cd /usr/src
       # make installworld DESTDIR=/home/j/mroot

2. Als nächstes bereiten wir die Ports-Sammlung fü die Jails vor und kopieren den FreeBSD Quellcodebaum in die Jail, da dieser für mergemaster benötigt wird:

       # cd /home/j/mroot
       # mkdir usr/ports
       # portsnap -p /home/j/mroot/usr/ports fetch extract
       # cpdup /usr/src /home/j/mroot/usr/src

3. Danach wird die Struktur für den read/write-Bereich des Systems erstellt:

       # mkdir /home/j/skel /home/j/skel/home /home/j/skel/usr-X11R6 /home/j/skel/distfiles
       # mv etc /home/j/skel
       # mv usr/local /home/j/skel/usr-local
       # mv tmp /home/j/skel
       # mv var /home/j/skel
       # mv root /home/j/skel

4. Nutzen Sie mergemaster, um fehlende Konfigurationsdateien zu installieren. Anschließend werden die von mergemaster erstellten Extra-Verzeichnisse entfernt:

       # mergemaster -t /home/j/skel/var/tmp/temproot -D /home/j/skel -i
       # cd /home/j/skel
       # rm -R bin boot lib libexec mnt proc rescue sbin sys usr dev

5. Nun wird das read/write-Dateisystem mit dem read-only-Dateisystem verlinkt. Bitte vergewissern Sie sich, dass die symbolischen Links an den korrekten `s/` Positionen erstellt werden. Echte Verzeichnisse oder an falschen Positionen erstellte Verzeichnisse lassen die Installation fehlschlagen.

       # cd /home/j/mroot
       # mkdir s
       # ln -s s/etc etc
       # ln -s s/home home
       # ln -s s/root root
       # ln -s ../s/usr-local usr/local
       # ln -s ../s/usr-X11R6 usr/X11R6
       # ln -s ../../s/distfiles usr/ports/distfiles
       # ln -s s/tmp tmp
       # ln -s s/var var

6. Zuletzt erstellen Sie eine allgemeine `/home/j/skel/etc/make.conf` mit folgendem Inhalt:

       WRKDIRPREFIX?=  /s/portbuild

   Ein gesetztes `WRKDIRPREFIX` erlaubt es, die FreeBSD-Ports innerhalb jeder Jail zu kompilieren. Das Ports-Verzeichnis ist Teil des read-only System. Der angepasste Pfad des `WRKDIRPREFIX` macht es möglich, innerhalb des read/write-Bereichs der Jail Ports zu bauen.

### 16.6.1.3. Jails erstellen

Da nun eine komplette FreeBSD-Jailvorlage vorliegt, sind wir nun in der Lage, Jails einrichten und in `/etc/rc.conf` zu konfigurieren. Dieses Beispiel zeigt das Erstellen von drei Jails: “NS”, “MAIL” und “WWW”.

1. Fügen Sie die folgenden Zeilen in `/etc/fstab` ein, damit die read-only-Vorlage und der read/write-Bereich für alle Jails verfügbar sind:

       /home/j/mroot   /home/j/ns     nullfs  ro  0   0
       /home/j/mroot   /home/j/mail   nullfs  ro  0   0
       /home/j/mroot   /home/j/www    nullfs  ro  0   0
       /home/js/ns     /home/j/ns/s   nullfs  rw  0   0
       /home/js/mail   /home/j/mail/s nullfs  rw  0   0
       /home/js/www    /home/j/www/s  nullfs  rw  0   0

   > Anmerkung: Mit der Pass-Nummer 0 markierte Partitionen werden beim Booten des Systems nicht von fsck(8) geprüft, mit 0 als Dump-Nummer markierte Partitonen werden von dump(8) nicht gesichert. Wir wollen nicht, dass fsck unsere nullfs-Mounts prüft oder dass dump die nur lesbaren nullfs-Mounts unserer Jails sichert. Deshalb werden diese Bereiche in den letzten beiden Spalten der obenstehenden `fstab` mit “0 0” markiert.

2. Konfigurieren Sie die Jails in `/etc/rc.conf`:

       jail_enable="YES"
       jail_set_hostname_allow="NO"
       jail_list="ns mail www"
       jail_ns_hostname="ns.example.org"
       jail_ns_ip="192.168.3.17"
       jail_ns_rootdir="/usr/home/j/ns"
       jail_ns_devfs_enable="YES"
       jail_mail_hostname="mail.example.org"
       jail_mail_ip="192.168.3.18"
       jail_mail_rootdir="/usr/home/j/mail"
       jail_mail_devfs_enable="YES"
       jail_www_hostname="www.example.org"
       jail_www_ip="62.123.43.14"
       jail_www_rootdir="/usr/home/j/www"
       jail_www_devfs_enable="YES"

   > Warnung: Der Grund dafür, dass die Variablen `jail_`name`_rootdir` nach `/usr/home` statt nach `/home` zeigen, liegt darin, dass der physikalische Pfad des `/home`-Verzeichnisses unter FreeBSD `/usr/home` lautet. Die Variable `jail_`name`_rootdir` darf im Pfad aber keinen symbolischen Link enthalten, weil das Jail ansonsten nicht gestartet werden kann. Verwenden Sie realpath(1), um den korrekten Wert für diese Variable zu bestimmen. Weitere Informationen finden Sie im Security Advisory FreeBSD-SA-07:01.jail.

3. Erstellen Sie die notwendigen Mountpunkte für die nur lesbaren Bereiche jeder Jail:

       # mkdir /home/j/ns /home/j/mail /home/j/www

4. Installieren Sie die read/write-Vorlage in jede Jail. Benutzen Sie hierfür `sysutils/cpdup`, welches es erleichtert, eine korrekte Kopie jedes Verzeichnisses zu erstellen:

       # mkdir /home/js
       # cpdup /home/j/skel /home/js/ns
       # cpdup /home/j/skel /home/js/mail
       # cpdup /home/j/skel /home/js/www

5. An dieser Stelle werden die Jails erstellt und fü den Betrieb vorbereitet. Zuerst mounten Sie die notwendigen Dateisysteme für jede Jail und starten diese dann mit dem Skript `/etc/rc.d/jail`:

       # mount -a
       # /etc/rc.d/jail start

Die Jails sollten nun laufen. Um zu prüfen, ob sie korrekt gestartet wurden, verwenden Sie jls(8). Nach dem Aufruf dieses Befehls sollten Sie eine Ausgabe ähnlich der folgenden erhalten:

    # jls
       JID  IP Address      Hostname                      Path
         3  192.168.3.17    ns.example.org                /home/j/ns
         2  192.168.3.18    mail.example.org              /home/j/mail
         1  62.123.43.14    www.example.org               /home/j/www

An diesem Punkt sollte es möglich sein, sich an jeder Jail anzumelden, Benutzer anzulegen und Dienste zu konfigurieren. Die Spalte `JID` gibt die Jail-Identifikationsnummer jeder laufenden Jail an. Nutzen Sie den folgenden Befehl, um administrative Aufgaben in der Jail mit der `JID` 3 durchzuführen:

    # jexec 3 tcsh

### 16.6.1.4. Jails aktualisieren

Mit der Zeit wird es notwendig sein, das System auf eine neuere Version von FreeBSD zu aktualisieren. Zum einen aus Sicherheitsgründen, zum anderen, um neu eingeführte Funktionen nutzen zu können, die für die bestehenden Jails sinnvoll sind. Das Design dieses Aufbaus bietet einen einfachen Weg, bestehende Jails zu aktualisieren. Zudem reduziert es die Downtime, da die Jails erst im allerletzten Schritt gestoppt werden müssen. Außerdem bietet es die Möglichkeit, zu älteren Versionen zurückzukehren, falls irgendwelche Probleme auftreten.

1. Im ersten Schritt wird das Host-System aktualisiert. Anschließend wird eine temporäre neue read-only Vorlage `/home/j/mroot2` erstellt.

       # mkdir /home/j/mroot2
       # cd /usr/src
       # make installworld DESTDIR=/home/j/mroot2
       # cd /home/j/mroot2
       # cpdup /usr/src usr/src
       # mkdir s

   Der `installworld`-Durchlauf erzeugt einige unnötige Verzeichnisse, die nun entfernt werden sollten:

       # chflags -R 0 var
       # rm -R etc var root usr/local tmp

2. Erzeugen Sie neue symbolische Links für das Hauptdateisystem:

       # ln -s s/etc etc
       # ln -s s/root root
       # ln -s s/home home
       # ln -s ../s/usr-local usr/local
       # ln -s ../s/usr-X11R6 usr/X11R6
       # ln -s s/tmp tmp
       # ln -s s/var var

3. Nun ist es an der Zeit, die Jails zu stoppen:

       # /etc/rc.d/jail stop

4. Unmounten des originalen Dateisystems:

       # umount /home/j/ns/s
       # umount /home/j/ns
       # umount /home/j/mail/s
       # umount /home/j/mail
       # umount /home/j/www/s
       # umount /home/j/www

   > Anmerkung: Die read/write-Systeme sind an das read-only System angehängt (`/s`), das daher zuerst ausgehängt werden muss.

5. Verschieben Sie das alte read-only-Dateisystem und ersetzen Sie es durch das neue Dateisystem. Das alte Dateisystem kann so als Backup dienen, falls etwas schief geht. Die Namensgebung entspricht hier derjenigen bei der Erstellung eines neuen read-only-Dateisystems. Verschieben Sie die originale FreeBSD Ports-Sammlung in das neue Dateisystem, um Platz und Inodes zu sparen:

       # cd /home/j
       # mv mroot mroot.20060601
       # mv mroot2 mroot
       # mv mroot.20060601/usr/ports mroot/usr

6. Nun ist die neue read-only-Vorlage fertig. Sie müssen daher nur noch die Dateisysteme erneut mounten und die Jails starten:

       # mount -a
       # /etc/rc.d/jail start

Nutzen Sie jls(8) um zu prüfen, ob die Jails korrekt gestartet wurden. Vergessen Sie nicht, innerhalb jeder Jail `mergemaster` laufen zu lassen. Die Konfigurationsdateien müssen (ebenso wie die rc.d-Skripten) aktualisiert werden.

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