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Revisió del 09:43, 17 maig 2018

Manual de instalación y configuración.

Configuración de las Raspberry Pi

Instalación del sistema operativo

Todas las Raspberry Pi de nuestro proyecto cuentan con el sistema operativo Raspbian. Este sistema es la adaptación de la distribución Debian adaptada al hardware de una Raspberry. A excepción del resto de Raspberry, la Raspberry con función de firewall (BERRY-01) llevará instalada la versión con interfaz gráfica.

Una vez instalado el sistema operativo Raspbian en cada una de las Raspberry, procederemos a la configuración básica con la ejecución del siguiente comando:

$ sudo raspi-config

Opciones de configuración al ejecutar el comando raspi-config

Asignación del direccionamiento IP

Dado que el proyecto está montado bajo una LAN, se creó una red independiente con IPs de clase privada de tipo C. Para configurar la IP estática en las Raspberry deberemos editar el siguiente fichero:

$ sudo nano /etc/dhcpcd.conf

En éste asignaremos el direccionamiento correspondiente a cada Raspberry:

Raspberry 1:

Hostname: BERRY-01
Software: HAProxy y UFW
IP (eth0): 192.168.30.254/24
IP (eth1): 192.168.3.123/24
DNS: 192.168.30.254 10.27.100.1

Raspberry 2:

Hostname: BERRY-02
Software: WordPress
IP (eth0): 192.168.30.2/24
DNS: 192.168.30.254

Raspberry 3:

Hostname: BERRY-03
Software: WordPress
IP (eth0): 192.168.30.3/24
DNS: 192.168.30.254

Raspberry 4:

Hostname: BERRY-04
Software: MariaDB y Galera Cluster
IP (eth0): 192.168.30.4/24
DNS: 192.168.30.254

Raspberry 5:

Hostname: BERRY-05
Software: MariaDB y Galera Cluster
IP (eth0): 192.168.30.5/24
DNS: 192.168.30.254

Raspberry 6:

Hostname: BERRY-06
Software: MariaDB y Galera Cluster
IP (eth0): 192.168.30.6/24
DNS: 192.168.30.254

Configuración básica para la Raspberry firewall

Dado que todo el escenario estará montado bajo una LAN, deberemos configurar en la Raspberry con función de firewall (BERRY-01) aspectos como:

Servidor DNS: Nos proporcionará la asignación de un dominio para la tienda online.
Enrutamiento: Permitirá la circulación de tráfico.
Enmascaramiento: Permitirá enmascarar el tráfico de la red LAN con la IP de la interfaz "eth1".

Servidor DNS

Para configurar un servidor DNS en Raspbian necesitaremos instalar el paquete "bind9", para ello ejecutaremos el siguiente comando:

pi@BERRY-01:~$ sudo apt install bind9

Una vez instalado, realizaremos una copia de seguridad de los archivos de configuración. De esta manera, en caso de tener un error podremos restaurar la configuración por defecto:

pi@BERRY-01:~$ sudo cp /etc/bind/named.conf.local /etc/bind/named.conf.local.bak
pi@BERRY-01:~$ sudo cp /etc/bind/db.local /etc/bind/db.woseberry

Seguidamente editaremos el archivo /etc/bind/named.conf.local para crear la zona directa e indicar cual es el archivo que contiene su configuración:

pi@BERRY-01:~$ sudo nano /etc/bind/named.conf.local

zone "woseberry.tk" {
    type master;
    file "/etc/bind/db.woseberry";
};

Por último, crearemos la zona directa editando el fichero /etc/bind/db.woseberry

pi@BERRY-01:~$ sudo nano /etc/bind/db.woseberry

;
; BIND reverse data file for local loopback interface
;
$TTL    604800
@           IN  SOA     woseberry.tk. root.woseberry.tk. (
                  2     ; Serial
             604800     ; Refresh
              86400     ; Retry
            2419200     ; Expire
             604800 )   ; Negative Cache TTL
;
@	    IN	NS	woseberry.tk
@	    IN	A	192.168.30.123
BERRY-01    IN	A	192.168.30.254
BERRY-02    IN	A	192.168.30.2
BERRY-03    IN	A	192.168.30.3
BERRY-04    IN	A	192.168.30.4
BERRY-05    IN	A	192.168.30.5
BERRY-06    IN	A	192.168.30.6

Enrutamiento y enmascaramiento

Dado que la BERRY-01 es la encargada de dar acceso a Internet a la LAN, es primordial activar la directiva de enrutamiento además de enmascarar las IP de la LAN por la IP de la interfaz eth1. Para ello, editaremos el archivo /etc/rc.local con la finalidad de que dichas directivas se ejecuten en el inicio del sistema.

pi@BERRY-01:~$ sudo nano /etc/rc.local

…

# Activar el enrutamiento
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

# Enmascarar el tráfico de la LAN con la IP de la interfaz que nos proporciona salida a Internet
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.30.0/24 -o eth1 -j MASQUERADE

exit 0

Instalación y configuración WordPress

Ahora que tenemos salida a Internet desde la LAN procederemos a realizar la instalación del los servidores de base de datos y los gestores de contenido WordPress.

Instalación servidor base de datos MySQL

Empezaremos con la instalación de MySQL Server en las BERRY-04 y BERRY-05, las cuales son las encargadas de almacenas todos los datos que se generarán en la tienda virtual. Para ello ejecutaremos el siguiente comando en ambas Raspberry:

pi@BERRY-04:~$ sudo apt install mysql-server mysql-client phpmyadmin
pi@BERRY-05:~$ sudo apt install mysql-server mysql-client phpmyadmin
pi@BERRY-06:~$ sudo apt install mysql-server mysql-client phpmyadmin

Finalizada la instalación, generaremos un usuario llamado pi que tendrá todos los privilegios en cualquier base de datos y desde cualquier máquina. Realizaremos la siguiente operación en las tres Raspberry:

pi@BERRY-04:~$ sudo su
root@BERRY-04:/home/pi# mysql -u root 
MariaDB [(none)]> CREATE USER 'pi'@'%' IDENTIFIED BY 'woseberry';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'pi'@'%';
MariaDB [(none)]> FLUSH PRIVILEGES;
MariaDB [(none)]> exit;

Aprovechando que estamos gestionando las bases de datos y los usuarios, crearemos una base de datos llamada wordpress y un usuario con el mismo nombre con permisos sobre esa base de datos.

MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE wordpress;
MariaDB [(none)]> GRANT ALL ON wordpress.* TO 'wordpress'@'%' IDENTIFIED BY 'woseberry';
MariaDB [(none)]> FLUSH PRIVILEGES;
MariaDB [(none)]> exit;

Instalación servidor web apache

Con los servidores de base de datos ya en marcha en las BERRY-04 y BERRY-05, procederemos a la instalación y de los servidores web en las BERRY-02 y BERRY-03. Para que WordPress funcione correctamente, necesitamos instalar los siguientes paquetes:

pi@BERRY-02:~$ sudo apt-get install apache2 php7.0 libapache2-mod-php7.0 php7.0-mysql php7.0-curl php7.0-gd php7.0-imap php7.0-mcrypt php7.0-recode php7.0-tidy php7.0-xmlrpc

pi@BERRY-03:~$ sudo apt-get install apache2 php7.0 libapache2-mod-php7.0 php7.0-mysql php7.0-curl php7.0-gd php7.0-imap php7.0-mcrypt php7.0-recode php7.0-tidy php7.0-xmlrpc

Descarga, instalación y configuración Wordpress

En primer lugar descargamos wordpress de su página oficial.

pi@BERRY-02:~$ wget https://es.wordpress.org/wordpress-4.9.5-es_ES.zip

pi@BERRY-03:~$ wget https://es.wordpress.org/wordpress-4.9.5-es_ES.zip

Descomprimimos Wordpress y copiamos el contenido de la carpeta en el directorio /var/www/html

pi@BERRY-02:~$ unzip wordpress-4.9.5-es_ES.zip
pi@BERRY-02:~$ sudo cp -R wordpress/* /var/www/html

pi@BERRY-03:~$ unzip wordpress-4.9.5-es_ES.zip
pi@BERRY-03:~$ sudo cp -R wordpress/* /var/www/html

Ya que hemos copiado el contenido de la carpeta wordpress directamente en el directorio por defecto del servidor web, eliminamos la página de ejemplo de Apache2.

pi@BERRY-02:~$ sudo rm /var/www/html/index.html

pi@BERRY-03:~$ sudo rm /var/www/html/index.html

Copiamos el archivo de configuración de ejemplo de Wordpress.

pi@BERRY-02:~$ sudo cp /var/www/html/wp-config-sample.php /var/www/html/wp-config.php

pi@BERRY-03:~$ sudo cp /var/www/html/wp-config-sample.php /var/www/html/wp-config.php

Cambiamos el propietario y los permisos a los archivos de Wordpress.

pi@BERRY-02:~$ sudo chown -R www-data:www-data /var/www/html/
pi@BERRY-02:~$ sudo chmod -R 755 /var/www/html/

pi@BERRY-03:~$ sudo chown -R www-data:www-data /var/www/html/
pi@BERRY-03:~$ sudo chmod -R 755 /var/www/html/

Activamos los módulos correspondientes de Apache2 para que Wordpress funcione correctamente.

pi@BERRY-02:~$ sudo a2enmod headers
pi@BERRY-02:~$ sudo a2enmod rewrite

pi@BERRY-03:~$ sudo a2enmod headers
pi@BERRY-03:~$ sudo a2enmod rewrite

Reiniciar Apache2 para aplicar los cambios.

pi@BERRY-02:~$ sudo service apache2 restart

pi@BERRY-03:~$ sudo service apache2 restart

Modificamos el archivo de configuración wp-config.php para vincularlo con la base de datos correspondiente.

pi@BERRY-02:~$ sudo nano /var/www/html/wp-config.php

// ** MySQL settings - You can get this info from your web host ** //
/** The name of the database for WordPress */
define('DB_NAME', 'wordpress');

/** MySQL database username */
define('DB_USER', 'wordpress');

/** MySQL database password */
define('DB_PASSWORD', 'woseberry');

/** MySQL hostname */
define('DB_HOST', '192.168.30.4');

/** Database Charset to use in creating database tables. */
define('DB_CHARSET', 'utf8');

/** The Database Collate type. Don't change this if in doubt. */
define('DB_COLLATE', '');

pi@BERRY-03:~$ sudo nano /var/www/html/wp-config.php

// ** MySQL settings - You can get this info from your web host ** //
/** The name of the database for WordPress */
define('DB_NAME', 'wordpress');

/** MySQL database username */
define('DB_USER', 'wordpress');

/** MySQL database password */
define('DB_PASSWORD', 'woseberry');

/** MySQL hostname */
define('DB_HOST', '192.168.30.5');

/** Database Charset to use in creating database tables. */
define('DB_CHARSET', 'utf8');

/** The Database Collate type. Don't change this if in doubt. */
define('DB_COLLATE', '');

Ahora solo nos falta completar el proceso de instalación desde la interfaz web. Para ello, en la barra de direcciones de un navegador web, escribimos el dominio o la dirección IP del servidor de la siguiente forma http://dominio_o_IP

En nuestro caso, accederemos mediante el dominio:

http://woseberry.tk

Certificados SSL - HTTPS

Dado que la finalidad es conseguir una tienda online que sea operativa, es primordial que cuente con unos certificados SSL que acrediten que la tienda es segura y se puede comprar en ella sin miedo a que nuestros datos se vean comprometidos por falta de seguridad. Para ello, las empresas suelen pagar por unos certificados validados por entidades certificadoras que acreditan la autenticidad de los certificados. Sin embargo, también existe la posibilidad de hacerlo de manera gratuita completando unos formularios y cumpliendo determinados requisitos. Paralelamente, también debemos realizar las configuraciones oportunas para que nuestro site funcione de forma segura a través del puerto 443 con el protocolo HTTPS.

Crear, configurar e instalar certificados - Let's Encrypt

Podemos utilizar la página web Get HTTPS for free para conseguir unos certificados válidos acreditados por esta entidad. Para ello se deben siguir ciertos pasos que detallamos a continuación.

Generar clave privada y solicitud de firma de certificado

Para generar una clave privada ejecutamos el siguiente comando en una de las Raspberry Pi.

$ openssl genrsa 4096 > Certificados/domain.key

Seguidamente generamos una petición de firma de certificado (CSR) con el dominio, en nuestro caso woseberry.tk

$ openssl req -new -sha256 -key Certificados/domain.key -subj "/" -reqexts SAN -config <(cat /etc/ssl/openssl.cnf <(printf "\n[SAN]\nsubjectAltName=DNS:woseberry.tk"))

Firmar la petición API

Para que la entidad Let’s Encrypt pueda validar que somos realmente nosotros quienes solicitamos los certificados y los que disponemos del servidor donde queremos instalarlos, deberemos ir generando unas claves a partir de nuestra clave privada. De este modo, devolviendo el HASH resultante podrán acreditar nuestra identidad y propiedad del dominio. Uno de los pasos a realizar es la configuración de un registro TXT en los DNS de nuestro proveedor de dominio que apunten al dominio woseberry.tk. Por esta razón, es primordial tener registrado dicho dominio y apuntarlo a un servidor público en Internet. De esta manera, al configurar el registro TXT en el DNS, Let’s Encrypt podrá validar correctamente nuestra identidad.

Instalación de certificados

Una vez finalizados los pasos anteriores, dispondremos de 3 claves:

domain.key
domain.crt
intermediate.pem

Estas claves las utilizaremos tanto en los servidores Apache de las Raspberry BERRY-02 y BERRY-03 como para la BERRY-01 con HAProxy. Por lo tanto, es primordial disponer de estos tres archivos en las tres Raspberry. Para ello, podemos copiarlos mediante el siguiente comando en la Raspberry correspondiente.

$ scp Certificados/* pi@BERRY-01:/home/pi/Certificados
$ scp Certificados/* pi@BERRY-02:/home/pi/Certificados
$ scp Certificados/* pi@BERRY-03:/home/pi/Certificados

Creamos la misma carpeta en las tres Raspberry para almacenar las claves.

$ sudo mkdir /etc/apache2/ssl

Una vez hayamos transferido los certificados y tengamos la carpeta /etc/apache2/ssl creada en las tres Raspberry, moveremos las claves a dicha carpeta mediante el siguiente comando.

$ sudo mv Certificados/* /etc/apache2/ssl

Configuración servidor apache para funcionar de forma segura mediante HTTPS

En primer lugar activamos el modulo SSL de apache2.

pi@BERRY-02:~$ sudo a2enmod ssl

Antes de modificar el archivo de configuración default-ssl.conf, hacemos una copia de seguridad del site SSL.

pi@BERRY-02:~$ sudo cp /etc/apache2/sites-available/default-ssl.conf /etc/apache2/sites-available/default-ssl.conf.bak

Ahora ya podemos modificar el archivo del site SSL y especificar las rutas al certificado y clave privada.

pi@BERRY-02:~$ sudo nano /etc/apache2/sites-available/default-ssl.conf

 <IfModule mod_ssl.c>
       <VirtualHost _default_:443>
               ServerAdmin [email protected]
               DocumentRoot /var/www/html
               ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
               CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined
               SSLEngine on
               SSLCertificateFile      /etc/apache2/ssl/domain.crt
               SSLCertificateKeyFile /etc/apache2/ssl/domain.key
               <FilesMatch "\.(cgi|shtml|phtml|php)$">
                               SSLOptions +StdEnvVars
               </FilesMatch>
               <Directory /usr/lib/cgi-bin>
                               SSLOptions +StdEnvVars
               </Directory>
       </VirtualHost>
 </IfModule>

Habilitamos el site con SSL.

pi@BERRY-02:~$ sudo a2ensite default-ssl.conf

Para aplicar los cambios debemos reiniciar el servicio de apache2.

pi@BERRY-02:~$ sudo service apache2 restart

Balanceo de las páginas web - HAProxy

Instalación y configuración HAProxy

Con los gestores de contenido ya operativos, el siguiente paso será configurar el balanceo de carga hacia ellos. Para ello instalaremos el paquete HAProxy ejecutando el siguiente comando en la BERRY-01:

pi@BERRY-01:~$ sudo apt install haproxy

Para poder iniciar el balanceador de carga, debemos entrar en el archivo /etc/default/haproxy y modificar el valor por defecto de la línea "ENABLED" por el valor 1

pi@BERRY-01:~$ sudo nano /etc/default/haproxy

...

ENABLED=1

En el archivo de configuración de HAProxy disponemos de los apartados generales con los que el servicio comprueba el estado de los servidores, los logs donde guarda cada suceso, el modo de conexión que realiza para cada chequeo, etc.

Un parámetro importante a cambiar es el tiempo en el que HAProxy realiza el chequeo para comprobar el estado de los servidores. Por defecto, su valor está a 30 segundos. Si queremos mejorar la alta disponibilidad, deberemos bajar este valor, sin embargo, hay que tener en cuenta que al bajar este valor se generará más tráfico en la red por culpa de los chequeos.

En nuestro caso reduciremos este valor a 10 segundos:

pi@BERRY-01:~$ sudo nano /etc/haproxy/haproxy.cfg

global
       log /dev/log	local0
       log /dev/log	local1 notice
       chroot /var/lib/haproxy
       stats socket /run/haproxy/admin.sock mode 660 level admin
       stats timeout 10s
       user haproxy
       group haproxy
       daemon

Para balancear el tráfico hacia los diferentes servidores web, editaremos el archivo de configuración /etc/haproxy/haproxy.cfg. Al final del fichero crearemos un nuevo frontend el cual permite escuchar peticiones tanto por el puerto 80 como por el puerto 443 en cualquiera de las interfaces de la BERRY-01. Estas peticiones las reedirigirá hacia los servidores web indicados por el puerto 443. Además, también deberá conservar las sesiones pertinentes para que un usuario pueda iniciar sesión y no la pierda mientras navega por las diferentes páginas o realiza una compra.

pi@BERRY-01:~$ sudo nano /etc/haproxy/haproxy.cfg

frontend woseberry 
    bind *:80
    bind *:443 ssl crt /etc/apache2/ssl/cert_new/intermediate2.pem
    default_backend apaches 

backend apaches
    balance leastconn
    cookie SRVNAME insert
    server BERRY-02 192.168.30.2:443 check cookie BERRY-02 check ssl verify none
    server BERRY-03 192.168.30.3:443 check cookie BERRY-03 check ssl verify none

Visualizar el log de errores

Pendiente explicar archivo anterior y comprobar el errorfile.

Replicación bases de datos - Galera

3 bases de datos!

Instalación de Galera

PENDIENTE

Configuración de Galera

PENDIENTE

Usuario de chequeo

Por tal de que HAProxy sea capaz de comprobar que nodo MariaDB está operativo y cual está caído, deberemos crear un usuario sin contraseña. HAProxy utilizará este usuario para establecer una conexión y así mantener el nodo operativo. Para crear este usuario entraremos en la consola de MySQL en cualquiera de los nodos, como por ejemplo la BERRY-04:

pi@BERRY-04:~$ mysql -u pi -p

Una vez hayamos entrado en la consola, crearemos el usuario ejecutando el siguiente comando. ¡Es importante que el usuario no tenga una contraseña definida ni permisos sobre otras bases de datos, ya que únicamente se utilizará para establecer una conexión a modo de chequeo!:

MariaDB [(none)]> CREATE USER 'haproxy'@'192.168.30.254';

El usuario se llamará haproxy para ser más identificativo y solo permitirá conectarse desde la IP donde está instalado HAProxy.

Balanceo de las bases de datos - HAProxy

Configuración del balanceo

Ahora que ya tenemos las bases de datos funcionando con el software Galera, es decir, funcionando en cluster y replicadas, balancearemos el tráfico hacia ellas para conseguir el mayor rendimiento posible. Para ello editaremos la configuración de HAProxy en el fichero /etc/haproxy/haproxy.cfg:

pi@BERRY-01:~$ sudo nano /etc/haproxy/haproxy.cfg

Añadiendo las siguientes líneas al final del fichero:

frontend mysql
   bind 192.168.30.254:3306
   mode tcp
   default_backend databases

backend databases
   balance roundrobin
   mode tcp
   option tcpka
   option mysql-check user haproxy
   server BERRY-04 192.168.30.4:3306 check weight 1
   server BERRY-05 192.168.30.5:3306 check weight 1
   server BERRY-06 192.168.30.6:3306 check weight 1

Como podemos observar, hemos creado un nuevo frontend encargado de escuchar peticiones a la IP 192.168.30.254 por el puerto 3306. Cuando estas peticiones se realicen redireccionará el tráfico hacia el backend llamado databases. Este backend balancea con el algoritmo roundrobin hacia los servidores MySQL de las BERRY-04, BERRY-05 y BERRY-06. Para comprobar que el servicio está operativo y sigue funcionando, realizará una conexión hacia la base de datos con el usuario haproxy, el cual creamos en el apartado anterior.

Finalizada esta configuración reiniciaremos el servicio de HAProxy para aplicar los cambios:

pi@BERRY-01:~$ sudo service haproxy restart

Configurar los servidores web

Hasta ahora, cada servidor web estaba configurado para realizar peticiones a una base de datos en concreto. Sin embargo, ahora que tenemos un sistema de replicas y balanceado, conviene que todos los servidores web soliciten la petición de la base de datos al HAProxy. De esta manera, él será el encargado de indicar a que base de datos realizar la consulta.

Para ello, deberemos editar el archivo /var/www/html/wp-config.php en los servidores web e indicar la nueva IP de la base de datos:

$ sudo nano /var/www/html/wp-config.php

// ** MySQL settings - You can get this info from your web host ** //
/** The name of the database for WordPress */
define('DB_NAME', 'wordpress');

/** MySQL database username */
define('DB_USER', 'wordpress');

/** MySQL database password */
define('DB_PASSWORD', 'woseberry');

/** MySQL hostname */
define('DB_HOST', '192.168.30.254');

/** Database Charset to use in creating database tables. */
define('DB_CHARSET', 'utf8');

/** The Database Collate type. Don't change this if in doubt. */
define('DB_COLLATE', );

Sincronizacíon de las uploads en WordPress - Rsync

Ahora que ya tenemos la replicación en las bases de datos, debemos tener en cuenta que WordPress almacena todas las imágenes de manera local, es decir, en el mismo servidor web. Para solucionar esta inconcurrencia de datos disponemos de dos mecanismos como:

Creación de un directorio compartido entre los servidores web: NFS
Sincronización del directorio wp-content: Rsync

En nuestro caso, hemos elegido la opción de sincronización de los directorios, ya que de esta manera nos ahorraremos la instalación de un nuevo servicio como es NFS. Simplemente con la utilización del paquete rsync conseguiremos mantener el directorio wp-content en ambos servidores web de manera idéntica. Esta sincronización la programaremos para que se realice cada 15 minutos, comprobando aquellos ficheros que son diferentes y realizando la copia mediante el uso de SSH. Para poder programar esta sincronización utilizaremos la herramienta del sistema crontab:

pi@BERRY-02:~$ crontab -e

Añadiendo la siguiente línea al final del fichero:

 # m     h  dom  mon dow  command
   */15  *  *    *   *    rsync -ahvrz /var/www/html/wp-content/uploads/* [email protected]:/var/www/html/wp-content/uploads

Dado que la copia se realiza con el uso de SSH, cuando se establezca la conexión nos pedirá la contraseña del usuario. Si queremos evitar esta acción y que se realice la sincronización sin interacción del usuario deberemos generar una clave pública y una clave privada para el usuario pi en la BERRY-02:

pi@BERRY-02:~$ ssh-keygen

Seguidamente copiaremos la clave pública en la BERRY-03 para que permanezca en la lista de claves autorizadas:

pi@BERRY-02:~$ ssh-copy-id [email protected]

Finalizada esta operación, la BERRY-02 se conectará automáticamente por SSH a la BERRY-03 y realizará una sincronización del directorio wp-content en caso de que haya ficheros o directorios distintos.

Realizaremos la misma operación en la BERRY-03, indicando al IP de la BERRY-02 en la conexión por SSH.