Установщик NiceOSInstaller

Введение

Зачем NiceOS потребовался собственный установщик

Проект NiceOS изначально создавался как универсальная защищённая операционная система, ориентированная на автоматическое развёртывание, централизованное управление и соответствие требованиям информационной безопасности. В рамках этих задач традиционные установщики — такие как Anaconda, Calamares или Debian Installer — оказались недостаточно гибкими и масштабируемыми.

NiceOS нуждалась в инструменте, который бы:

• Поддерживал установку без участия пользователя (автоматическая инсталляция на основе JSON-конфигураций, пригодных для CI/CD и массового развёртывания);
• Обеспечивал тонкую настройку структуры разделов, включая поддержку теневых разделов для A/B‑обновлений, шифрования, LVM и специализированных схем разметки;
• Интегрировался с контейнерами и внешними сборочными системами, включая подгрузку Docker-образов и выполнение Ansible‑плейбуков в процессе установки;
• Поддерживал различные режимы вывода: ISO-образы для живых сред и автоустановки, OVA‑шаблоны для VMware, AMI-образы для AWS;
• Позволял писать расширения на Python, не прибегая к громоздким языкам или сложной архитектуре модульности;
• Имел минимальные зависимости, подходя как для графических, так и полностью headless‑установок.

Ни один из существующих установщиков не отвечал всем этим требованиям сразу. Anaconda требовал сложной настройки и модификации для headless‑режимов, Calamares ориентирован на настольные дистрибутивы с графическим интерфейсом, а Debian Installer был недостаточно гибким в плане container‑интеграции и модульной архитектуры.

Таким образом, было принято решение разработать собственный установщик, ориентированный прежде всего на автоматизацию, модульность и универсальность. Это позволило не только удовлетворить внутренние потребности NiceOS, но и получить независимый инструмент, пригодный для использования в других проектах.

История проекта (на базе Photon OS Installer)

Разработка NiceOS Installer началась как форк Photon OS Installer — минималистичного установщика от VMware, созданного для серверной системы Photon Linux. В оригинале он был нацелен на установку с ISO и поддерживал базовые функции: разметку дисков, установку пакетов через tdnf, конфигурацию пользователя и загрузчика GRUB.

NiceOS пошёл дальше, сохранив лишь архитектурные идеи:

• минимализм и отсутствие GUI;
• модульность через Python‑файлы в каталоге modules/;
• использование tdnf как основного пакетного менеджера;
• полное управление установкой через kickstart‑файл в формате JSON.

Далее проект эволюционировал в сторону:

• поддержки различных типов образов (ISO, OVA, AMI, RAW);
• динамической загрузки JSON‑конфигурации с внешних источников, включая guestinfo в VMware, HTTP-сервера, параметры ядра (ks=) и внешние носители;
• расширения набора модулей постобработки, отвечающих за локаль, загрузку SSH‑ключей, настройку SELinux, добавление системных агентов и др.;
• поддержки A/B‑разделов и механизмов атомарных обновлений;
• возможности запуска в headless‑режиме без графики и пользовательского ввода, а также интеграции с системами CI/CD и cloud-init.

Таким образом, NiceOS Installer стал независимым и расширяемым решением, способным не только обеспечивать автоматическую установку, но и собирать образы, пригодные для развёртывания в облаках, контейнерах, виртуальных машинах и физических серверах.

Подготовка к работе

Установка через RPM‑пакет

Установщик NiceOS Installer распространяется в виде RPM‑пакета niceos-installer.rpm и устанавливается стандартными средствами пакетного менеджера dnf или tdnf.

Установка выполняется одной командой:

sudo tdnf install niceos-installer

Или, если используется локальный файл:

sudo rpm -ivh niceos-installer.rpm

После установки утилита niceos-installer становится доступной в /usr/bin/ и может быть вызвана напрямую:

niceos-installer --image-type iso --config /path/to/ks.json

Зависимости

Все необходимые зависимости подтягиваются автоматически при установке пакета. Тем не менее, для ручного запуска вне RPM‑окружения потребуются:

Установщик можно использовать как из ISO-среды, так и из любой системы с доступом к необходимым утилитам и правами root.

Краткий обзор архитектуры

Основные компоненты

Архитектура NiceOS Installer построена по модульному принципу, где каждый этап установки реализован в виде отдельного Python-класса или расширяемого модуля. Основные компоненты:

Роль ключевых каталогов

Исходный код установщика структурирован по каталогам с чётким назначением. Это облегчает модификацию, отладку и расширение установщика.

Такое разделение компонентов позволяет использовать niceos-installer не только как CLI-инструмент, но и как Python‑библиотеку в сторонних системах автоматизации и оркестрации.

Формат kickstart‑конфигурации

Установщик NiceOS Installer использует расширяемый JSON‑формат kickstart‑конфигураций, позволяющий полностью управлять установкой: от разметки дисков и списка пакетов до выполнения скриптов и загрузки Docker‑образов. Это делает конфигурации читаемыми, машинно‑обрабатываемыми и легко интегрируемыми в CI/CD и скрипты автоматического развёртывания.

Ключевые параметры конфигурации

Пример конфигурационного файла

Пример kickstart‑файла из каталога sample_ks/:

{
  "hostname": "niceos-machine",
  "password": {
    "crypted": false,
    "text": "changeme"
  },
  "disks": {
    "default": {
      "device": "/dev/sda"
    }
  },
  "partitions": [
    {
      "mountpoint": "/",
      "size": 0,
      "filesystem": "ext4"
    },
    {
      "mountpoint": "/boot",
      "size": 128,
      "filesystem": "ext4"
    },
    {
      "mountpoint": "/root",
      "size": 128,
      "filesystem": "ext4"
    },
    {
      "size": 128,
      "filesystem": "swap"
    }
  ],
  "packagelist_file": "packages_minimal.json",
  "additional_packages": [
    "vim"
  ],
  "postinstall": [
    "#!/bin/sh",
    "echo \"Hello World\" > /etc/postinstall"
  ],
  "public_key": "<ssh-key-here>",
  "linux_flavor": "linux",
  "niceos_docker_image": "niceos:5.0"
}

Дополнительные примеры можно найти в директории sample_ks/, в том числе сценарии с шифрованием, LVM, cloud-init, Ansible, overlay‑монтированием и кастомными Docker‑образами.

Пошаговый процесс установки

Установочный процесс NiceOS Installer организован как последовательность модульных шагов, каждый из которых отвечает за конкретную фазу установки. Это позволяет гибко управлять поведением инсталлятора, расширять его и отлаживать при необходимости.

1. Чтение параметров ядра и загрузка конфигурации

При запуске в режиме ISO, установщик ищет JSON‑файл конфигурации (kickstart) в следующих источниках:

• Параметр ядра ks= (например, ks=http://server/config.json)
• Файл /run/install.ks, размещённый на внешнем носителе
• Метаданные VMware (guestinfo.ks), закодированные в base64

Для нестандартных образов конфигурация указывается явно через --config:

niceos-installer --image-type iso --config /path/to/ks.json

2. Запуск configure() и выполнение preinstall

Метод configure() инициализирует установку: создаётся рабочая директория, проверяется валидность конфигурации, загружаются preinstall‑модули из m_preinstall.py и выполняются скрипты, описанные в секции preinstall JSON‑файла.

Это позволяет предварительно установить зависимости, подключить сетевые ресурсы или подготовить окружение.

3. Разбивка дисков, создание ФС, монтирование

Блок методов _prepare_devices(), _get_disk_sizes(), _calc_size_percentages(), _partition_disks() и _format_partitions() отвечает за:

• Разметку указанных дисков (/dev/sdX, LVM, GPT/MBR, теневые разделы для A/B)
• Форматирование файловых систем (ext4, xfs, swap, luks)
• Создание точек монтирования и подготовку к chroot‑установке

Поддерживаются различные режимы: BIOS/UEFI, LUKS‑шифрование, автоматическая генерация /boot и загрузочных разделов.

4. Настройка репозиториев, установка пакетов через TDNF

Из JSON‑конфигурации читается имя файла со списком пакетов (packagelist_file). Устанавливается репозиторная конфигурация и запускается tdnf install.

Дополнительные RPM‑пакеты (например, из каталога rpms/) могут быть установлены вручную через метод _install_additional_rpms().

5. Выполнение Ansible или Docker‑образов

При наличии параметров ansible_playbook или niceos_docker_image установщик запускает соответствующий код:

• Ansible: выполнение указанных плейбуков в chroot‑окружении
• Docker: загрузка и распаковка контейнера в директорию целевой системы

Это позволяет интегрировать готовые профили, роли, агенты мониторинга или DevOps‑инструменты в процессе установки.

6. Настройка системы через модули

Внутри chroot запускаются Python‑модули из каталога modules/, каждый из которых отвечает за определённую настройку:

• m_updaterootpassword.py — установка пароля root
• m_updatesshconfig.py — добавление SSH‑ключей и настройка доступа
• m_sethostname.py — установка имени хоста
• m_locale.py — локализация, timezone, язык

Пользователь может добавлять собственные модули, не меняя ядро установщика.

7. Установка GRUB и финальные шаги

На последнем этапе:

• Устанавливается загрузчик GRUB в зависимости от режима (bios, efi, dualboot)
• Генерируется grub.cfg
• Создаётся fstab, копируются ключи, ядро, initrd
• Выполняются постустановочные скрипты из postinstall и модуля m_postinstall.py
• Очищаются временные каталоги, размонтируются разделы

После завершения инсталляции отображается поздравительное сообщение либо создаётся образ (в случае запуска в режиме генерации ISO/OVA/AMI).

Режимы работы и создание образов

Установщик NiceOS Installer поддерживает несколько режимов работы в зависимости от сценария использования. Он может быть запущен как интерактивно (из ISO), так и в автоматическом режиме в рамках CI/CD, создавая готовые образы для виртуальных машин, облаков и физического оборудования.

Установка с ISO (IsoInstaller)

В режиме ISO используется класс IsoInstaller, который дополнительно реализует загрузку конфигурации из параметров ядра или внешних источников:

• Загрузка JSON‑конфигурации по параметру ks=
• Автоматическое определение внешних носителей (например, USB‑диск с /install.ks)
• Загрузка по HTTP/HTTPS
• Чтение из guestinfo.ks при установке в VMware (base64‑строка)

Такой режим подходит для автономной установки на физическое оборудование или развёртывания в средах без сети.

Генерация собственных ISO/OVA/AMI при помощи isoBuilder

Утилита isoBuilder.py входит в состав установщика и позволяет формировать образы следующих типов:

• ISO — для записи на USB или загрузки в виртуальной машине
• OVA — виртуальный шаблон для VMware/VirtualBox
• AMI — образ для загрузки в Amazon EC2
• RAW — универсальный блочный образ для кастомных решений (например, cloud-init)

Пример команды для генерации ISO:

python3 isoBuilder.py --type iso --config ks.json --output niceos.iso

Все параметры (включая структуру разделов, список пакетов, hostname и postinstall‑скрипты) берутся из указанного JSON‑файла. Это позволяет полностью автоматизировать сборку образов под конкретные задачи.

Внутри isoBuilder используется тот же механизм, что и в Installer, с дополнительными этапами упаковки в формат ISO, создания манифестов и настройки загрузчика.

Расширяемость

Одним из ключевых преимуществ NiceOS Installer является его модульная архитектура. Установщик проектировался таким образом, чтобы его можно было легко дополнять новыми функциями — без изменения основного кода. Это особенно важно для интеграции с внешними сервисами, кастомизации postinstall-процессов или поддержки специфических требований.

Собственные модули в photon_installer/modules/

Каждый модуль — это обычный Python-файл, размещённый в директории photon_installer/modules/ и содержащий функцию run(config, root_mount). Во время установки модули автоматически обнаруживаются и выполняются в определённой последовательности.

Пример простого модуля m_setmotd.py для добавления кастомного MOTD:

def run(config, root_mount):
    motd_path = f"{root_mount}/etc/motd"
    with open(motd_path, "w") as f:
        f.write("Welcome to NiceOS 🚀\\n")

Типовые задачи, реализуемые через модули:

• Установка root-пароля (m_updaterootpassword.py)
• Добавление SSH-ключей (m_updatesshconfig.py)
• Настройка hostname, локали, часового пояса
• Добавление systemd-сервисов, агентов мониторинга
• Регистрация в MDM или инициализация cloud-init

Чтобы добавить собственный модуль, достаточно:

1. Создать Python-файл в photon_installer/modules/
2. Определить в нём функцию run(config, root_mount)
3. При необходимости — добавить параметр в ks.json для управления поведением

Использование как Python‑библиотеки

Установщик можно использовать не только как CLI-инструмент, но и как встраиваемую библиотеку в Python-скриптах или CI‑сценариях. Все ключевые классы — Installer, IsoInstaller, ImageBuilder — можно импортировать напрямую и вызывать программно.

Пример минимального использования в стороннем скрипте:

from photon_installer.installer import Installer

installer = Installer(config_path="ks.json")
installer.configure()
installer.run()

Это даёт разработчику полный контроль над поведением установщика: можно вручную вызывать этапы установки, выполнять только разметку, или использовать внутренние утилиты (например, генератор fstab, загрузчик docker‑образов и т. д.).

Сравнение с популярными установщиками

NiceOS Installer — это легковесный, модульный и ориентированный на автоматизацию установщик, в отличие от традиционных решений, таких как Anaconda, Calamares или Debian Installer. Ниже представлено сравнительное описание по ключевым критериям.

Когда удобнее применять NiceOS Installer

• Автоматические сборки ISO/OVA/AMI в рамках CI/CD
• Развёртывание headless-серверов на базе JSON-профилей
• Массовая установка с USB или по сети с кастомными параметрами
• Интеграция с Docker и Ansible прямо в процессе инсталляции
• Минимальные зависимости и высокая предсказуемость в изолированных средах
• Гибкость при создании дистрибутивов, использующих A/B‑обновления

Практические примеры

Ниже приведены готовые kickstart-конфигурации, демонстрирующие возможности NiceOS Installer в типичных сценариях: быстрое развертывание минимальной системы и создание кастомного образа с дополнительными пакетами и скриптами.

Минимальный kickstart для быстрого развертывания

Подходит для серверов, CI/CD и начальной настройки дистрибутива без лишних компонентов.

{
  "hostname": "minimal-node",
  "password": {
    "crypted": false,
    "text": "admin123"
  },
  "disks": {
    "default": {
      "device": "/dev/sda"
    }
  },
  "partitions": [
    {
      "mountpoint": "/",
      "size": 0,
      "filesystem": "ext4"
    }
  ],
  "packagelist_file": "packages_minimal.json"
}

Такой профиль разворачивает минимальную систему с одним разделом и заданным паролем root. Дополнительно можно включить SSH-ключ или Ansible-плейбук.

Создание образа с кастомными пакетами и postinstall‑скриптами

Пример конфигурации для генерации ISO-образа с предустановленными пакетами, пользовательским скриптом и Docker-образом:

{
  "hostname": "custom-image",
  "password": {
    "text": "securepass"
  },
  "disks": {
    "default": {
      "device": "/dev/vda"
    }
  },
  "partitions": [
    {
      "mountpoint": "/",
      "size": 0,
      "filesystem": "xfs"
    },
    {
      "mountpoint": "/boot",
      "size": 256,
      "filesystem": "ext4"
    }
  ],
  "packagelist_file": "packages_base.json",
  "additional_packages": [
    "htop",
    "mc",
    "git"
  ],
  "postinstall": [
    "#!/bin/sh",
    "touch /etc/installed-custom",
    "systemctl enable sshd"
  ],
  "niceos_docker_image": "niceos/base:5.0"
}

Такой профиль может быть использован в связке с isoBuilder.py для генерации установочного ISO:

python3 isoBuilder.py --type iso --config ks_custom.json --output niceos-custom.iso

Заключение

NiceOS Installer — это модульный, расширяемый и легко автоматизируемый установщик, специально созданный для нужд защищённой, инфраструктурной и облачной среды. Он сочетает в себе простоту JSON‑конфигураций, гибкость Python‑модулей и встроенные средства генерации установочных образов.

Благодаря своей архитектуре он одинаково эффективно работает в роли:

• Установщика с ISO‑образа на физические машины и виртуалки
• Инструмента генерации OVA, RAW и AMI‑образов
• Компонента в сборочных CI/CD‑конвейерах
• Части инфраструктурного решения для массового автозапуска и кастомизации дистрибутива

Планы развития

• Поддержка network boot (PXE) с автоматической загрузкой kickstart‑конфигураций
• Добавление GUI-интерфейса (на базе curses или web‑UI) для ручной установки
• Расширение поддержки форматов: QCOW2, VHDX, интеграция с облаками
• Поддержка многоуровневой валидации конфигураций и шаблонов
• Разработка SDK для модулей и библиотек postinstall‑расширений
• Улучшенная документация, мастер генерации конфигураций и интерактивные шаблоны

В долгосрочной перспективе NiceOS Installer станет ключевым компонентом экосистемы NiceOS, позволяющим не только устанавливать систему, но и формировать предсказуемые, управляемые образы, готовые к эксплуатации в защищённой среде, корпоративной инфраструктуре или облаке.