FreeBSD Einstieg Schulung: Administration mit ZFS, Jails und pf

Grundlagen von FreeBSD

• Was FreeBSD ist: vollständiges Betriebssystem aus Kernel und Basissystem unter BSD-Lizenz
• Herkunft aus BSD Unix und Einsatz in Speichersystemen, Firewalls und Netzwerkdiensten
• Die Philosophie: Basissystem und Drittsoftware getrennt, Konfiguration in Textdateien, Handbuch
• Unterschiede zu Linux: rc-System statt systemd, /usr/local für Pakete, eigene Werkzeuge
• Release-Zweige RELEASE, STABLE und CURRENT, Supportmodell ab FreeBSD 15: vier Jahre je stable-Zweig
• Installation mit bsdinstall: ZFS-Root, Verschlüsselung, Dienste und Härtungsoptionen
• Systemvorbereitung: Installation in einer VM, auf Hardware per USB-Abbild oder als Cloud-Image
• Nach der Installation: freebsd-version, erste Updates, Zeitzone und Zeitsynchronisation

Systemverwaltung und -konfiguration

• Benutzer- und Gruppenmanagement mit adduser und pw, Gruppe wheel
• Administrative Rechte über su, mdo aus dem Basissystem oder doas und sudo aus den Paketen
• Netzwerk- und IP-Konfiguration in /etc/rc.conf: Schnittstellen, DHCP, Gateway, IPv6
• Namensauflösung und Verbindungen prüfen mit ifconfig, netstat und sockstat
• Systemdienste einrichten: mit sysrc aktivieren, mit service starten und überwachen
• rc-Skripte unter /etc/rc.d und /usr/local/etc/rc.d lesen und verstehen
• Bootloader und Kernelmodule: /boot/loader.conf, kldload und sysctl

Dateisysteme und Speicherverwaltung

• ZFS-Pools anlegen und prüfen: zpool create, zpool status, Spiegel und RAID-Z
• Datasets, Eigenschaften, Kompression und Quotas mit zfs verwalten
• Snapshots anlegen, zurückrollen und einzelne Dateien aus .zfs/snapshot holen
• Boot-Umgebungen mit bectl vor Updates anlegen und im Notfall aktivieren
• Backups und Wiederherstellung mit zfs send und zfs receive auf einen zweiten Rechner
• Pool-Zustand pflegen: regelmäßiger Scrub, defekte Platte ersetzen
• Partitionen mit gpart verwalten, UFS anlegen und über /etc/fstab mounten
• Datenträger im GEOM-Framework: Spiegel und Verschlüsselung mit GELI

Softwaremanagement mit FreeBSD

• Pakete und Ports: der Unterschied zwischen fertigen Paketen und Quellbau aus dem Ports-Baum
• Softwareinstallation und -aktualisierung mit pkg install, pkg upgrade und pkg info
• Paket-Repository wählen: quarterly für Stabilität oder latest für aktuelle Versionen
• Ports mit eigenen Build-Optionen und ein eigenes Repository mit poudriere
• Basissystem aus Distribution Sets aktualisieren und auf ein neues Release heben mit freebsd-update
• Basissystem als Pakete (pkgbase): Tech Preview ab FreeBSD 15, Updates mit pkg upgrade, Umstieg mit pkgbasify
• Automatisierung mit sh-Skripten, cron und den periodic-Aufgaben
• Mehrere Server einheitlich konfigurieren mit Ansible

Sicherheit und Firewall-Konfiguration

• Grundlagen der Sicherheit: Security Advisories, pkg audit und tägliche Sicherheitsberichte
• Härtung über Installer-Optionen, securelevel und sysctl-Einstellungen
• Paketfilter pf einrichten: /etc/pf.conf, Makros, Tabellen und Standardregel „block“
• pf betreiben und optimieren: pfctl, Zustandstabelle, overload gegen Anmeldeversuche
• IPFW als Alternative: Einsatzfälle und Bandbreitensteuerung mit dummynet
• Nutzerrechte und Zugriffskontrollen: Dateirechte, chflags und ACLs auf UFS und ZFS
• SSH-Zugang absichern: Schlüssel statt Passwort, Einstellungen in sshd_config

Systemüberwachung und Troubleshooting

• Logs analysieren: /var/log/messages, syslogd und Rotation mit newsyslog
• Kernelmeldungen und Bootvorgang mit dmesg nachvollziehen
• Performance-Monitoring mit top, systat, vmstat, iostat und gstat
• Fehlerbehebung: Einzelbenutzermodus, Boot-Umgebung zurückrollen, volle Pools
• Laufendes System mit DTrace untersuchen (Überblick)

Virtualisierung und Jails

• Jails: Isolation von Prozessen, Dateisystem und Netzwerk im FreeBSD-Kernel
• Jails mit jail.conf, eigenem ZFS-Dataset und VNET-Netzwerkstapel einrichten
• Ihr erster FreeBSD-Jail: Basissystem einspielen, Dienst starten, Updates einspielen
• Verwaltungswerkzeuge für Jails wie Bastille im Überblick
• Vergleich zu Docker: Jails, OCI-Container mit Podman auf FreeBSD und Linux-Kompatibilität
• Virtuelle Maschinen mit dem Hypervisor bhyve für Gastsysteme wie Linux oder Windows

Praxisprojekt: Datenserver mit ZFS und Jails für eine Volkssternwarte

• Vollständigen Server aufbauen: ZFS-Spiegel, Datasets je Beobachtungsprojekt mit Quotas und Snapshot-Plan
• Samba-Freigabe für die Aufnahmen der Teleskope und öffentliche Bildergalerie in getrennten Jails
• pf-Regelsatz und nächtliche Replikation per zfs send auf einen zweiten Rechner
• Störfälle üben: Platte im Spiegel tauschen, missglücktes Update per Boot-Umgebung zurückrollen