cloud-init se define como el estándar para personalizar instancias cloud. Las imágenes para las instancias cloud empiezan siendo idénticas entre sí, al ser clones. Es la información proporcionada por el usuario lo que le da a la instancia su personalidad y cloud-init es la herramienta que aplica esta configuración a las instancias de forma automática.
cloud-init fue desarrollado inicialmente por Canonical para las imágenes cloud de Ubuntu usadas por AWS. Desde entonces, la aplicación ha evolucionado y puede ser usada en otras muchas distribuciones y en otros entornos cloud (y no cloud).
Personalmente he estado usando Vagrant para simplificar y agilizar el proceso de creación de máquinas virtuales durante las pruebas con Docker y Kubernetes. Sin embargo, el hecho de usar clones de una máquina base presenta sus propios problemas específicos.
La solución pasa por generalizar la instalación del sistema operativo. Para ello, podemos encontrar scripts que eliminan todos aquellos identificadores que deben ser únicos. Puedes encontrar uno de estos scripts en la entrada How to Generalize a Linux VM Template.
Después de eliminar todas las características específicas del clon, pasamos a personalizar la instancia asignando un hostname, una IP, a instalar software, etc…
Una de las formas más potentes y sencillas de conseguir personalizar la máquina virtual es usar cloud-init.
Personalizando la máquina virtual con cloud-init
cloud-init se instala como un paquete más en cualquiera de las distribuciones linux en las que está soportado. En mi caso, usaré Debian. (Ubuntu proporciona las cloud images, que incluyen cloud-init, pero no he tenido éxito con ellas). La instalación se realiza como la de cualquier otro paquete:
sudo apt install cloud-init
Una vez instalado, cloud-init se ejecuta durante el proceso de arranque de la máquina virtual e intenta obtener la configuración de la instancia a partir de algún datasource.
El datasource es una abstracción que permite que cloud-init se adapte a los diferentes entornos en los que se ejecuta. Por ejemplo, el datasource NoCloud proporciona información de configuración desde medios locales, como un diskette o una imagen de CD/DVD montada en la máquina virtual. Esto permite especificar parámetros de configuración incluso antes de que el sistema operativo haya levantado la conexión de red.
cloud-init puede obtener los parámetros de configuración para la máquina a partir de ficheros en formato YAML o de scripts.
Usando cloud-init
El primer paso para crear la plantilla a partir de la que crear los clones es instalar uno de los sistemas operativos soportados por cloud-init en una máquina virtual. Instala únicamente los paquetes mínimos necesarios (el resto los puedes instalar más adelanta a través de cloud-init). En esta instalación mínima, incluye cloud-init.
Crea una imagen base a partir de la instalación que acabas de realizar (el método varía para cada hipervisor). Para evitar problemas más adelante, elimina cualquier identificador único de la máquina virtual antes de crear esta “imagen-plantilla”.
Si creas una nueva máquina virtual a partir de esta plantilla, observarás que el sistema operativo no arranca con éxito: después de una espera, el sistema entra en bucle intentando contactar con la URL http://169.254.169.254/user-data. Esta URL forma parte del datasource EC2 asociado a AWS.
Durante el arranque cloud-init intenta contactar con los datasources configurados. En mi caso, pasaré la configuración de la máquina a través de los ficheros user-data y meta-data. Estos ficheros los guardaré en una imagen ISO que pincharé a la máquina virtual para que cloud-init los encuentre durante el arranque.
Las primeras pruebas las realicé con un diskette virtual, pero no tuve éxito hasta que empecé a usar una imagen ISO.
Como no existe ningún cmdlet en PowerShell para crear una imagen ISO, he descargado de la versión para Windows del paquete cdrtools, que incluye mkisofs.exe desde Cdrtools: Win x86_64 Binaries.
Para que cloud-init identifique la ISO como un datasource debemos etiquetarla como cidata. En comando con el que he construido las imágenes es (.\initimg es la carpeta donde se encuentran los ficheros a copiar en la ISO):
mkisofs.exe -volid cidata -juliet -rational-rock -iso-level 2 -output init.iso .\initimg\
Conectamos la ISO y arrancamos la VM:
Set-VMDvdDrive -VMName TestVM -Path .\init.iso
Start-VM -Name TestVM
El fichero meta-data contiene el ID de la instancia y la configuración IP:
instance-id: cloudimg
network-interfaces: |
iface eth0 inet static
address 192.168.1.199
network 192.168.1.0
netmask 255.255.255.0
broadcast 192.168.1.255
gateway 192.168.1.1
El fichero user-data contiene el grueso de la configuración.
#cloud-config
manage_etc_hosts: true
hostname: vm-userdata-04
fqdn: vm-userdata-04.lab.local
default:
mounts:
- [ swap, null ]
# package_upgrade: true # Causes an upgrade (apt get upgrade -y)
packages: ['figlet']
timezone: "Europe/Madrid"
write_files:
- path: /etc/cloud/cloud-init.disabled
En este ejemplo, el primer bloque especifica el hostname de la máquina virtual. A continuación, inhabilita la swap, instala el paquete figlet y establece la zona horaria para configurar el reloj del sistema.
La última instrucción crea un fichero que deshabilita la ejecución de cloud-init (en caso contrario, se ejecutaría durante cada arranque). Una vez realizada la configuración de la máquina, podemos desmontar la imagen ISO.
Esto es sólo una prueba de concepto para probar la capacidad de cloud-init; consulta los ejemplos de la documentación oficial para hacerte una idea de las posibilidades que ofrece cloud-init.
Resumen
Mediante cloud-init podemos realizar la configuración automática de una máquina virtual a través de un fichero de configuración.
Podemos generar los ficheros de configuración de manera dinámica y específica para cada máquina. Aunque en esta primera prueba de concepto hemos entregado la configuración a través de ficheros en una imagen ISO, podemos hacer que cloud-init los obtenga accediendo a una URL desde un servidor web.
Después de dar el primer paso para adoptar la infraestructura como código (usando Vagrant, scripts personalizados o cualquier otra opción), cloud-init nos permite seguir adelante personalizando las máquinas virtuales creadas a partir de una plantilla.
cloud-init permite instalar software además de realizar configuración de la máquina, por lo que debemos valorar ventajas e inconvenientes de utilizar cloud-init frente a otras opciones especializadas como Ansible o Puppet, por ejemplo.