Virtualisierte Webserver auf dem RasPi 4B 8 GByte

Wollen Sie innerhalb kurzer Zeit einen Webserver neu aufsetzen, eignen sich für solche Fälle virtuelle Maschinen, die selbst auf dem RasPi laufen.

Beim Entwickeln von Webseiten arbeiten an einem neuen Projekt oft mehrere Teams. Dabei erleichtert es die Arbeit, wenn jedes einen eigenen Webserver hat, auf dem es nach Belieben schalten und walten kann. Da zum Erstellen von Webseiten unterschiedliche Technologien zum Einsatz kommen, brauchen die Arbeitsgruppen zum Teil unterschiedliche Software für den Betrieb des Webservers. Die Technologien verbrauchen zudem mehr oder weniger Ressourcen, sodass sich die Hardware von Fall zu Fall unterscheidet.

Wie wäre es da mit einem kostengünstigen Computer, auf dem mehrere Webserver zeitgleich laufen, die darüber hinaus im Netzwerk zu erreichen sind? Mit dem RasPi 4 klappt das problemlos, sofern Sie den Mini-PC ausreichend kühlen. Außerdem sollte die als Basis dienende Distribution keine zu hohen Ansprüche stellen.

Installation

Für das geplante Unterfangen eignet sich vor allem der RasPi 4B mit 4 oder 8 GByte Arbeitsspeicher. Sofern das aktuelle Flaggschiff mit 8 GByte zum Einsatz kommt, müssen Sie unter Raspberry Pi OS den 64-Bit-Modus aktivieren, um im Betrieb den kompletten Arbeitsspeicher nutzen zu können [1].

Dazu stellen Sie in der Konfigurationsdatei /boot/config.txt auf das kernel8.img um und aktivieren den 64-Bit-Modus (Listing 1). Anschließend starten Sie den Mini-PC neu und überprüfen mit uname -a, ob der RasPi in den 64-Bit-Modus gebootet hat.

##/boot/config.txt
...
kernel=kernel8.img
...
[all]
arm_64bit=1
...

Zur Virtualisierung stehen für den RasPi die Tools Qemu [2], Libvirt [3] und das zugehörige Frontend Virtual Machine Manager [4] bereit. Dank Letzterem erstellen Sie komfortabel auf der grafischen Oberfläche mittels KVM oder Qemu virtuelle Maschinen (VMs).

Der Virtual Machine Manager nutzt dabei die Tools Qemu und Libvirt, die auf der Kommandozeile laufen. Sie sind zwar nicht so leicht zu beherrschen wie das Frontend, stellen aber für virtuelle Maschinen ohne GUI die bessere Wahl dar. Unter Raspberry Pi OS ist die hier erwähnte Software jedoch nicht mehr ganz aktuell. Die Qemu-Version im Pi-OS-Repository stammt aus dem Jahr 2018, bei Libvirt handelt sich um das Release 0-5.0, und das Frontend weist die Version 2.0 auf.

Diese Tools installieren Sie unter Raspberry Pi OS mit dem Befehl aus der ersten Zeile von Listing 2. Nach der Installation fügen Sie der Gruppe libvirt-qemu jene Benutzer hinzu, die die Virtualisierung auf dem RasPi nutzen dürfen (zweite Zeile). Damit die Änderungen greifen, starten Sie den RasPi neu. Server-Virtualisierungen erfordern zudem ein virtuelles Netzwerk, das mit bestehenden Netzwerken interagiert (Zeilen 3 und 4). Die Einstellungen für das Standardnetzwerk speichert Libvirt in der Datei /var/lib/libvirt/dnsmasq/default.conf ab. Hier ist unter anderem der IP-Adressbereich definiert.

$ sudo apt install virt-manager libvirt0 qemu-system
$ sudo usermod -aG libvirt-qemu User
$ sudo virsh net-start default
$ sudo virsh net-autostart default

In der GUI

Der ARM-Prozessor erzielt nicht die Leistung eines Intel Core i7 oder Core i9. Daher empfiehlt es sich, lediglich minimal gehaltene Images zu nutzen, die ohne X-Server auskommen und nur das Nötigste an Programmen mitbringen. Das trifft etwa auf Alpine Linux [5] zu, dessen zur Virtualisierung bestimmte 64-Bit-Abbilder keine 50 MByte groß sind.

Sofern Sie eine Maschine virtualisieren, die ebenfalls im AArch64-Modus läuft, sollten Sie von der Technologie der Kernel-basierten virtuellen Maschine (KVM) Gebrauch machen. Der ARM-Prozessor beherbergt KVM-Funktionen, sodass Sie die Hardwarebeschleunigung nutzen können [6]. Allerdings unterstützt die aktuelle Version von Raspberry Pi OS KVM noch nicht, deshalb laufen KVM oder Qemu unter diesem System langsamer als etwa unter Manjaro ARM.

Virtuelle Maschinen erstellen Sie mit dem Virtual Machine Manager oder dem Kommandozeilenwerkzeug Virt-install (Abbildung 1). Im Frontend klicken Sie auf das Symbol für das Erstellen einer neuen VM (ganz links in der Werkzeugleiste) und wählen im Fenster Neue VM den Punkt Lokales Installationsmedium aus, da sich die ISO-Abbilder von Alpine Linux wie CD-ROMs installieren lassen. An den voreingestellten Optionen brauchen Sie nichts zu ändern, da die virtuelle Maschine wie der RasPi im AArch64-Modus läuft und somit KVM als Typ passt (Abbildung 2).

Abbildung 1: Das Startfenster des Virtual Machine Managers bietet direkt die Möglichkeit, eine neue virtuelle Maschine anzulegen.

Abbildung 2: Im ersten Schritt wählen Sie als Installationsart Lokales Installationsmedium aus.

Als Nächstes nennen Sie den Pfad zum ISO-Abbild und geben im unteren Eingabefeld das Wort “alpine” ein. Dort wählen Sie die Version aus, die am ehesten auf die Version des heruntergeladenen ISO-Abbilds zutrifft (Abbildung 3).