Operatsioonisüsteemid 2024/25 sügis

Kolmas praktikum – Ubuntu paigaldus ja LVM seadistus

Käesolevas praktikumis paigaldame ja seadistame Ubuntu 22.04 64-bit ning tutvume LVM-iga.

1. Seadistame virtuaalmasinas Linuxi LVM-partitsioonid
2. Paigaldame Ubuntu Linuxi nendele LVM-partitsioonidele
3. Tutvume Linuxi kasutajaliidese ja seadistamisega
4. Mängime läbi LVM-partitsioonide suurendamise kõvaketaste lisamisel

Juhul, kui sul puudub varasem kogemus Linuxiga, soovitame tutvuda praktikumi 2 materjalidega enne käesoleva praktikumi sooritamist.

1. Partitsioneerimine

1. Enne tänase praktikumi juurde asumist on tungiv soovitus enda VirtualBox alandada versioonile 7.0.20, sest viimase nädala jooksul on ilmnenud mitmeid vigu/Bug VirtualBox versioonis 7.1 eriti halb neist on, et võrguühendused virtuaalmasinates on tüütult madalad ning käesoleva nädala praktikumis esineb probleeme ka graafika kuvamisega.
   • Selleks laadige VirtualBoxi kodulehelt https://www.virtualbox.org/wiki/Download_Old_Builds_7_0 alla vanem versioon 7.0.20 ja käivitage enda arvutis. Vajadusel paigaldage ka vanema versiooni Extensionid. Olemasolevad virtuaalmasinad säiluvad, seega loodetavasti te virtuaalmasinatega midagi tegema ei pea.
   • https://forums.virtualbox.org/viewtopic.php?p=550586#p550586.
2. Tänases praktikumis loome uue VirtualBoxi virtuaalmasinat järgmiste parameetritega:
   • Name and Operating System – Virtuaalmasina nimi OS-Perenimi-Ubuntu22.04, kus Perenimi asendage enda nimega.
   • Name and Operating System – Type: Linux
   • Name and Operating System – Version: Ubuntu 22.04 LTS (64-bit)
   • Kasutame vanemat Ubuntu 22.04 versiooni kuna kahjuks Ubuntu uuemad versioonid ja VirtualBox 7.1 ei suutnud õppejõu testimisel stabiilselt omavahel läbi saada ja esinesid pidevalt veidrused ning probleemid paigaldamisel ja kasutamisel.
   • Hardware – Base memory: 3 GB
   • Hardware – Processors: 2
   • Hard Disk – HDD: 24 GB
   • Pärast virtuaalmasina loomist (kuid enne käivitamist ava virtuaalmasina graafika seaded ja anna täiendavat videomälu. Setting -> Display -> Video Memory - 128 MB (või vastavalt teie riistvara võimekusele)
3. Käivita virtuaalmasin.
4. Ühenda eelnevalt loodud VirtualBoxi virtuaalmasina CD/DVD-seadmesse Ubuntu Desktop 22.04 64-bit ISO fail, mille saad õppejõult USB pulgal praktikumis või Ubuntu kodulehelt (pööra tähelepanu versioonile, samalt lehelt saab erinevaid versioone!).
   • Apple M seeria ARM protsessori omanikud saate endale sobiva versiooni laadida siit: https://cdimage.ubuntu.com/jammy/daily-live/current/
5. Kui Ubuntu paigaldus käivitub, vali Try or Install Ubuntu -> Try Ubuntu (või Proovi Ubuntut, kui valisid eesti keele). See käivitab Ubuntu otse CD plaadilt (meie puhul küll ISO-failist).
   • Kui Ubuntu ei käivitu, siis veendu, et esimeses CD/DVD-seadmes oleks Ubuntu ISO ja vajutasid õigel hetkel ANY KEY, kui virtuaalmasin käivitus.
   • Kui teil hakkab virtuaalmasin automaatselt Linuxit paigaldama ja Try Ubuntu valikut ei teki siis olete suure tõenäosusega punktis 1 ette andnud Ubuntu ISO faili ja Virtualbox sooritab Unattended Install. Sulgege virtuaalmasin, kustutage virtuaalmasin ning alustage juhendiga algusest peale.
6. Ava programm nimega GParted ja lisa kõvakettale uus partitsioonitabel (Partition table). Selleks vali Device -> Create Partition Table -> tüüp: msdos -> Apply
7. Lisa programmiga GParted uus partitsioon suurusega 500MB (Partition -> New -> New size (MiB): 500, Create as: Primary Partition, File system: ext4, Label: BOOT -> Add. Alglaade partitsioon on kombeks teha primaarne (primary) ja mitte laiendatud partitsioon (extended partition).
8. Lisa GPartedis teinegi partitsioon ülejäänud Linuxi failisüsteemide jaoks. See peab olema Primary partition-tüübiga. Suuruseks vali kogu vaba kettaruum. Failisüsteemiks vali lvm2 pv (LVMi füüsiline volüüm). Nimeks (Label) võib anda UBUNTU (kuid kahjuks LVMi tüübi puhul nimi ei salvestu).
9. Kinnita muudatused GPartedis rohelisele linnukesele vajutamisega Apply All Operations.
10. Pärast eelnevaid samme GPartedis peaks kettaruum välja nägema järgmine:

2. Linuxi LVM-partitsioonide seadistamine

LVM (Logical Volume Manager) on Linuxi alamsüsteem, mis võimaldab kettaruumi hallata paindlikumalt kui klassikaline partitsioneerimise skeem. Näiteks võimaldab see ühendada mitu füüsilist kõvaketast üheks loogiliseks kettaks. Seda saab teha süsteemi töö käigus, ilma et tekiks mingit seisakut. Samuti on selle abil võimalik teha failisüsteemist momentvõtteid (snapshots). Momentvõtte tegemise järel tehakse igast selle koosseisu kuulunud kettaplokist muutmisel koopia, et säilitada ka momentvõtte tegemise hetkel kehtinud seis.

Linuxi LVM kasutab kolme põhimõistet:

• füüsiline volüüm (physical volume) – vastab füüsilisele partitsioonile kettal
• volüümide grupp (volume group) – grupeerib hulga füüsilisi volüüme üheks grupiks
• loogiline volüüm (logical volume) – nagu partitsioonid, aga tehtud volüümide grupi peale, mistõttu võivad ületada füüsiliste volüümide suurust

Milline loogiline volüüm sisaldab millist füüsilist volüümi, on kasutaja jaoks peidetud, seda haldabki LVM.

1. Paigalda LVMi halduse tarkvara, selleks klõpsa üheksa punkti ikoonil Show Applications (vasakul kõige alumine) ja kirjuta sinna märksõna software, leitud vastetest ava Software & Updates. Luba täiendav tarkvara paigaldamine universe-tarkvarahoidlast. Vajuta Close ja Reload ehk uuenda saadaoleva tarkvara nimistut. Järgnevalt klõpsa üheksa punkti ikoonil uuesti ja kirjuta sinna märksõna software, leitud vastetest ava Ubuntu Software ja avanenud aknas sisesta otsingusõna partitionmanager (otsing tuleb nähtavale, kui alustad trükkimist), leitud vastetest paigalda KDE Partition Manager.
2. Sama asi käsurea abil:

 ubuntu@ubuntu:~$ sudo add-apt-repository universe
 ubuntu@ubuntu:~$ sudo apt update
 ubuntu@ubuntu:~$ sudo apt install partitionmanager

(Ubuntu keskkonnas saab käivitada terminali, klõpsates üheksa punkti ikoonil ja tippides terminal (ja Enter :) ) või CTRL+ALT+T.

3. Ava LVMi halduse tarkvara. Selleks sisesta käsureal käsk sudo partitionmanager. Järgnevaid tegevusi võid teha nii käsurealt kui ka graafilises keskkonnas, kusjuures hoiatame, et graafiline keskkond ei pruugi alati töötada. Detailne juhend on ainult käsurea jaoks ja graafilises keskkonnas palume tähelepanu pöörata sellele, et pärast volume groupi tegemist partitsioonile /dev/sda2 peaks valima vasakult menüüst omanimelise volüümide grupi, siis saad sinna luua loogilised volüümid.

NB! Asenda käskudes meelis oma eesnimega!

4. Lisada füüsiline volüüm partitsiooni /dev/sda2 jaoks (initialize). Võimalik, et tegid selle juba programmiga GParted.

   ubuntu@ubuntu:~$ sudo pvcreate /dev/sda2
     Writing physical volume data to disk "/dev/sda2"
     Physical volume "/dev/sda2" successfully created
   

5. Lisada volüümide grupp vg_eesnimi ja lisada eelnevalt loodud füüsiline volüüm sinna.

   ubuntu@ubuntu:~$ sudo vgcreate vg_meelis /dev/sda2
     Volume group "vg_meelis" successfully created
   

6. Lisada loogiline volüüm lvswap Linuxi saalimisala (swap) jaoks suurusega 2048MiB.

   ubuntu@ubuntu:~$ sudo lvcreate -L 2G -n lvswap vg_meelis
     Logical volume "lvswap" created
   

7. Lisada loogiline volüüm lvroot Linuxi juurfailisüsteemi jaoks (kogu vaba kettapind).

   ubuntu@ubuntu:~$ sudo lvcreate -l 100%FREE -n lvroot vg_meelis
     Logical volume "lvroot" created
   

8. Loodud loogiliste volüümide kontrollimiseks

3. Ubuntu paigaldus

1. Vali vasakust menüüst Install Ubuntu (vasakul ülevalt esimene) või tee virtuaalmasinale taaskäivitus ja vali paigaldusprogrammi menüüst Install Ubuntu.
2. Keeleks vali English, Keyboard – English US,
3. Aknas nimega Updates and other Software Normal installation ja mugavuse huvides paigalda ka uuendused ja kolmanda osapoole rakendused.
4. Paigalduse tüübiks vali Something else. Kuna alustasime LVM-ga käsitsi, siis läheme niimoodi ka lõpuni.
5. Seadista partitsioonid:
   • /dev/mapper/vg_eesnimi-lvroot -> Use as Ext4 journaling file system ja Mount point valida /. Partitsioon tuleb formaatida.
   • /dev/mapper/vg_eesnimi-lvswap -> Use as swap area.
   • /dev/sda1 -> Use as Ext4 journaling file system ja Mount point valida /boot . Tuleb formaatida, kuna seda me enne ei teinud.
   • Alglaadur (bootloader) paigalda /dev/sda peale.

6. Hoiatust, mis ütleb et oleks vaja ka EFI partitsiooni võib ignoreerida ja jätkata paigaldusega valides Continue.

7. Jätka paigaldusega kuni lõpuni, valides kasutajatunnuseks oma eesnime väiketähtedes (näiteks meelis, pelle, alo, andres, erkki, ...). Vajadusel lihtsusta oma nime, et see sisaldaks ainult ladina tähti. Masina nimeks pane perenimi24, kus perenimi asenda enda nimega, näiteks peets24. Seadista kasutajale parool. Ülejäänud seaded vali ise.
   • Ubuntu paigaldus koos uuenduste ja kolmanda tootja tarkvaraga võtab umbes 15 min aega.
8. Installation has finished. ... hüpikaknas võib valida Restart Now ning varsti ilmub mustale ekraanile valge kiri Please remove the installation medium, then press ENTER. Virtualbox eemaldab ise virtuaalse DVD virtuaalmasinast, kuid sina peaksid siiski vajutama ENTER-klahvi.
9. Esimesel sisselogimisel antakse teade, et on olemas uuem Ubuntu 24.04 LTS, kuid ignoreerige hoiatust ja valige, et ta teile rohkem meelde ei tuletaks. Uuendame Ubuntu 24.04 või 24.10 versioonile hilisemates praktikumides.
10. Pärast algkäivitust paigalda Ubuntusse VirtualBoxi draiverid, valides VirtualBoxi Devices-menüüst Insert Guest Additions CD Image..., vasakust ikoonidest vali CD ja avanenud aknas Run Software, kuid avastad, et midagi ei juhtu. Sarnaselt Windowsile on vaja paigaldus käsitsi käivitada. Selleks on graafilises keskkonnas lihtsaim teha paremklõps failil autorun.sh ja avanenud menüüst omakorda valida Run as a Program, sisestada enda kasutaja parool administraatori õigusteks ja avaneb käsurida, kus paigaldatakse Ubuntule vajalikud lisad VirtualBoxi virtuaalmasinas töötamiseks.
    • Hoiatust This system is currently not set up to build kernel modules. võib ignoreerida.
    • Tee virtuaalmasinale Ubuntu kasutajaliidest taaskäivitus (Restart).
    • Pärast masina algkäivitust peaksid lisama Virtuaalmasina akna menüüst Devices - Shared clipboard - Bidirectional. Nüüd peaks sul töötama ka teksti kopeerimine-kleepimine enda põhioperatsioonisüsteemi ja virtuaalmasina vahel.
11. Sarnaselt Windowsile on mõistlik Linuxi virtuaalmasinale seadistada Shared Folder-funktsionaalsus põhi- ja virtuaalse operatsioonisüsteemi vahel failide vahetamiseks.
    • Täpse seadistamise juhendi peaksite ise internetist leidma.
12. Klaviatuuri asetuse valimine: lisa graafilises kasutajaliideses teine klaviatuuriasetus Keyboard -> Input Sources -> Other -> Estonian (või English, kui valisid varasemalt juba eesti keele) ja nüüd võid eesti keele lohistada nimekirjas esimeseks. Täiendavalt võib olla vaja aktiivne keel ära vahetada WIN + SPACE (TÜHIK) klahvikombinatsiooniga.
    • Ajalooliselt saab käsurealt klaviatuuripaigutusi muuta omale sobivaks käsuga sudo dpkg-reconfigure keyboard-configuration . Võid jätta kõik vaikeväärtused, välja arvatud küsimus, kus soovitakse teada sinu klaviatuuriasetuse keele-eelistust. Ajutiselt on mugav keelt vahetada terminalis ka käsuga setxkbmap ee või sudo loadkeys et (ei salvestu, seega pead iga kord uuesti tegema, kui terminali avad). Ubuntus on olemas veel ka localectl. NB! Enamik käsurea käske kahjuks ei muuda enam Ubuntus klaviatuuriasetust nii nagu varasemalt ja hetkel soovitab Ubuntu kasutusjuhend vahetada keelt graafilises kasutajaliideses.
13. Kui Ubuntu on pärast sisselogimist kasutamatult aeglane või pilt virvendab, muuda VirtualBox machine Settings -> Display -> Graphics Controller: VMSVGA ja/või Acceleration: Enable 3D Acceleration-linnuke. Vahest aitab ka, kui kontrollida, et andsid Ubuntu virtuaalmasinale 2 tuuma, või suurendada lubatud graafika hulka.
    • Käesolevat punkti on soovitatav teha ainult neil, kellel Ubuntu on tõesti aeglane (reageerib mitme sekundilise viivisega). Muidu jätta vaikeseaded.

4. Linux versioonid

Linuxil versiooni määramisel on olulised 3 peamist parameetrit: Distributsioon, kernel ja Desktop Environment versioon. Sisestage käsklus cat /etc/os-release ja tutvuge väljundiga. Veenduge, et meil on tegemist Ubuntuga. Linuxi kerneli versiooni näeb käsuga uname -a (väljund näiteks Linux peets24 6.8.0-45-generic #45~22.04.1-Ubuntu SMP PREEMPT_DYNAMIC Wed Sep 11 15:25:05 UTC 2 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux). Sarnast väljundit näeb ka käsuga cat /proc/version või hostnamectl (viimase käsuga on mugav vahetada ka arvuti hostinime, kui selleks peaks vajadus olema).

Graafilise keskkonna Desktop environment leidmiseks on lihtsaim moodus avada Settings - About vaade. Leia sealt enda GNOME versioon. Sama asja saab käsurealt teha programmiga screenfetch, Vajadusel lubage universe repositooriumi (tarkvara hoidla, vt juhendit eespool) ja siis apt käsuga selle paigaldama. Siinkohal me täpset juhendit ei anna ja loodame, et juba oskate varasemast Linux käsureal tarkvara paigaldada. Tulemus võiks välja näha selline...

(Kui siiski hätta jääte küsige abi enda praktikumijuhendajalt.)

Linux arvutis olevat riistvara näed käsuga sudo lshw

• Saad vastuseks palju teksti ... keri seda ülespoole ja proovi leida nimekirjast endale huvitavat riistvara parameetri infot (näiteks protsessori mudel).

5. Graafilise keskkonna vahetamine

Linux võimaldab väga kergesti muuta operatsioonisüsteemi graafilist keskkonda vastavalt kasutaja eelistustele ja soovidele. Vaikimisi on Ubuntu graafiliseks keskkonnaks GNOME, mis vajab aga suhteliselt head riistvara ega ole seega kõige parem lahendus virtuaalmasinas kasutamiseks (s.t võib olla tüütult aeglane ja tülikas kasutada). Selleks soovitame paigaldada mõne teise graafilise keskonna, näiteks LXDE (lubuntu-desktop ja Lubuntu login sessioon) või XFCE (xubuntu-desktop ja Xfce login sessioon):

sudo apt install lubuntu-desktop

Paigalduse käigus küsitakse, milline graafiline sisselogimisviis (display manager) oleks vaikimisi aktiivne, ja selleks vali gdm3. Pärast paigaldust tee algkäivitus. Graafilist keskkonda saad valida sisselogimise hetkel (kui küsitakse kasutaja parooli), vajutades all paremal olevale hammasratta ikoonile ja siis valides hüpikmenüüst Lubuntu. Kui kasutad automaatset sisselogimist, siis peaksid vajutama log out ning siis parooli sisestamise akna juures pääsed vajalikule hammasrattamenüüle ligi.

• Tutvuge Lubuntu kasutajaliidesega (WindowsXP-ga sarnane stardimenüü)
• Avage terminal Qterminal ja sisestage käsk screenfetch. Võrrelge juhendis oleva eelmise pildiga, mis on erinev?
• Tehke ekraanivaade Lubuntu kasutajaliidest ja screenfetch käsu väljundist ning esitage praktikum 3 dokumentatsiooni juurde hindamiseks.
  • Tehke pilt kogu virtuaalmasina Lubuntu aknast nii, et screenfetch programmi väljund oleks kõik nähtav.
• Pärast Lubuntu edukat katsetamist võite kasutajaliidese soovi korral tagasi vahetada modernsema Ubuntu GNOME töölaua ja kasutajaliidese vastu.

6. LVM-partitsiooni suurendamine

1. Sulge Ubuntu virtuaalmasin (Ubuntu kasutajaliideses üleval paremal Power Off).
2. Lisa virtuaalmasinale uus kõvaketas. Selleks vali VirtualBoxi tööriistaribalt Settings, seejärel vasakult Storage, klõpsa parema nupuga Controller:SATA peal ja vali Add hard disk.
3. Avanevas aknas vali Create, seejärel VDI (VirtualBox Disk Image) ja Dynamically allocated (vaikeseadistus). Ketta nimeks pane praktikum3, suuruseks 3 GB.
4. Käivita virtuaalmasin Ubuntu GNOME kasutajaliideses ja uuri käsuga lsblk, kas tekkis uus ketas tähisega sdb ehk täisviitega /dev/sdb.

Lisatud ketas tuleb initsialiseerida LVMi jaoks füüsiliseks volüümiks, lisada see volüümide gruppi ning suurendada selle võrra loogilist volüümi. Lisaks tuleb suurendada ka failisüsteemi selle loogilise volüümi peal.

Juhul, kui te pole käsureaga varem kokku puutunud, soovitame ära lahendada enne praktikumi 2 ülesanded ja siis naasta järgnevate käskude juurde, mis on teile ette antud vihjete vormis ainult osaliselt. Alternatiivina saab tegevusi teha ka graafilises keskkonnas, kuid siis võib olla vaja Internetist otsida, kuidas täpselt järgnevaid samme teha.

Järgnevad käsud tuleks anda Ubuntu terminaliaknas. Kuna neid tuleb käivitada administraatorina, siis tuleb kõigile ette lisada sudo.

5. Määrata uus ketas kasutama LVM-partitsiooni tüüpi programmiga GParted või partitionmanager (vt näide eespool juhendis). PS! Arvatavasti peate programmid GParted ja partitionmanager kõigepealt paigaldama. Lisatud ketta tähis Linuxi all on /dev/sdb ja LVM-partitsioon /dev/sdb1.
   • Enne uuele andmekandjale partitsioonide loomist tuleb andmekandja lähtestada (initialize). Praktikumis on sobilikuks partitsioonitabeli tüübiks MS-dos, mis on ajalooliselt üks levinuimaid ja sobib kasutamiseks nii Windowsi kui Linuxi keskkonnas.
   • Järgnevalt võite LVMi luua otse kettale /dev/sdb või ketta initsialiseerida ja luua LVM-partitisiooni /dev/sdb1. Tulemus on sarnane ja arvestame korrektse lahendusena mõlemat.
6. Võta uus ketas kasutusele LVMi füüsilise volüümina: pvcreate (vt näide eespoolt või kasuta Google'i abi).
7. Lisa füüsiline volüüm varem lisatud volüümide gruppi. Selleks tuleb kasutada käsku vgextend. Täpsemalt loe parameetrite kohta man vgextend või Google'ist (mina kasutaksin otsingusõna "vgextend examples").
8. Suurenda loogilise volüümi lvroot suurust, et see täidaks kogu volüümide grupi vaba ala (vihje: ... -l +100%FREE ...). Selleks tuleb kasutada käsku lvextend. Täpsemalt loe man lvextend või Google'ist.
9. Suurenda lvroot-failisüsteemi suurust, et see kataks kogu suurendatud loogilise volüümi. Selleks tuleb kasutada käsku resize2fs. Täpsemalt loe man resize2fs või Google'ist.
10. Kontrolli tulemust käskudega vgdisplay, lvdisplay, lsblk ja df -h – volüümide grupp peab sisaldama kahte füüsilist volüümi ning vaba ala suurus peab olema 0.

Näide oodatavast tulemusest (piltidel on võetud LVMina kasutusele kogu ketas /dev/sdb, kuid võite esitada ka lahenduse, kus teil on kasutusel LVM-partitsioon /dev/sdb1):

7. Esitada

1. Ubuntu paigalduse, seadistuse ja Lubuntuks muutmise tõestuseks tehke ekraanivaade Lubuntu kasutajaliidest ja screenfetch käsu väljundist ning esitage praktikum 3 dokumentatsiooni juurde hindamiseks. (Juhendis osa 5. Graafilise keskkonna vahetamine)
   • Tehke pilt kogu virtuaalmasina Lubuntu aknast nii, et screenfetch programmi väljund oleks tervikuna kõik nähtav (ärge lõigake väiksemaks ega jätke infot pildilt välja).
2. LVMi laienduse tõestuseks tee käskude sudo vgdisplay , sudo lvdisplay , lsblk ja df -h väljundist ekraanitõmmised.
   • NB! Linuxi ekraanitõmmised tee alati nii, et oleks näha ka sisestatud käsk. Kindlasti peab kõigilt Ubuntu ekraanivaadetelt olema näha sinu eesnimi@perenimi24 nimekuju käsureal, et saaksime veenduda, et tegu on sinu virtuaalmasina pildiga, mitte kaastudengi omaga.
3. Esita ekraanitõmmised Github/Gitlab dokumentatsiooni ja link moodle.ut.ee keskkonda hindamiseks.
   • Moodle ülesande link: https://moodle.ut.ee/mod/assign/view.php?id=1195119

(Tähtaeg 2 nädalat)

Lisamaterjalid

https://github.com/AndresNamm/opsys_Namm/blob/main/praks3_lvm.md