Preskočiť na obsah

Lab

LosOS Lab kreslí zostavu LosOS ako sieťový diagram a ukazuje prevádzku, ktorá cez ňu tečie. Každé zariadenie ho podáva na /lab/, v bočnom paneli administrácie pod položkou Laboratórium. Ako ostatné administračné stránky odpovedá iba v lokálnej sieti.

Otvára sa na This box (toto zariadenie). Lab prečíta nastavenia zariadenia a edge, ktoré zariadenie našlo, cez tie isté tri administračné routy ako ostatné stránky, a podľa nich zariadenie nakreslí: jeho router, edge v dosahu, oficiálny edge, ak je nastavený, a notebook. Router, káble a notebook sú predpokladané, pretože zariadenie ich nevidí. Lab do zariadenia nikdy nič nezapisuje. Ak nie je nikto prihlásený, povie to a otvorí vstavané zostavy.

Čo ukazuje​

  • Pohľady Logický a Fyzický. Logický pohľad ukazuje podsiete, cesty cez edge a mesh. Fyzický pohľad ukazuje racky, stoly a káble medzi nimi.
  • Režimy Reálny čas a Simulácia. Reálny čas prehráva prevádzku tak, ako sa deje. Má hodiny, ktoré môžete zrýchliť (1×, 10×, 60×, 10 min/s, 1 h/s), a tlačidlo, ktoré preskočí na najbližší časovač: reštart o 00:07, upgrade o 03:00, garbage collection o 04:30 a začiatok a koniec výpočtového okna. Simulácia zadrží každý paket, kým nestlačíte Spustiť alebo Krok, a vypíše každý skok s jeho protokolom.
  • Vlastné zostavy. Začnite od Empty canvas (prázdne plátno) alebo od ktorejkoľvek vstavanej zostavy, vytiahnite zariadenia z panela a natiahnite medzi ich portami meď, optiku alebo Wi-Fi. Uložiť stiahne zostavu ako súbor .llf (LosOS Lab file, vnútri JSON) a Otvoriť ho načíta späť. Posledná zostava, ktorú ste zmenili, sa uchováva aj v prehliadači a vo výbere je uvedená ako "Posledná zostava". Otvorený súbor sa znova postaví tými istými nástrojmi ako panel, takže čokoľvek v ňom, čo by panel nevedel vytvoriť, sa vynechá a Lab povie, koľko častí zahodil.
  • Vstavané zostavy. Dve lokality za jedným oficiálnym edge, jedno domáce zariadenie, firma s vlastnou bránou, LAN bez internetu a tri učebnicové topológie: hviezda, zbernica a sieť. Sú to len východiskové body, postavené tým istým panelom.
  • Notebook s LosOS Desktop. Má prihlasovaciu obrazovku, prehľad a prehliadač, ktorý môžete nasmerovať na ľubovoľné zariadenie alebo edge v diagrame.
  • Sieťové zariadenia (routery, switche, Wi-Fi prístupové body a koaxiálna zbernica) bežia na vlastnom malom systéme s názvom Netzgeräte Betriebssystem. Jeho konzola má show interfaces, show ip route, show arp a show dhcp.

Diagram sa riadi tými istými pravidlami ako skutočný softvér. Príklady: zariadenie bez edge v dosahu nespustí žiadny tunel; prepnutie na mesh sa odmietne s edgeRequired; trh sa otvorí iba vedľa oficiálneho edge (takého, ktorého certifikát podpísal koreňový kľúč LosOS); LAN brána s otvoreným zápisom prijme neznáme zariadenia pri prvom použití; a administračné routy odmietajú loopback.

Dve kópie​

Na zariadení (/lab/)Hostovaná
Zostavuje junix build .#losos-admin-ui (Lab je jeho druhá stránka)admin-ui/lab/engine/build.sh v lab.yml
Konzolysimulované, alebo skutočné hosty pod libvirt, keď zariadenie spúšťa pomocníkaskutočné x86_64 hosty pod libvirt na vašom počítači, inak qemu-wasm
Potrebujenič okrem zariadeniacross-origin izolovaný hostiteľ (COOP + COEP)

Lab je súčasťou administračného rozhrania: admin-ui/app/lab/index.html je druhá stránka Vite vedľa administračných stránok, postavená z tých istých komponentov, palety, ikon a jazykov, a podávaná na /lab/. Všetko, čo nie je kreslenie, beží vo WebAssembly: model, simulátor, hodiny, konzoly a stránky sú Rust crate admin-ui/lab/core (losos-lab-core), ktorý nix zostaví pre wasm32 ešte pred vlastným zostavením administračného rozhrania. Stránka beží pod vlastnou content security policy: tou z administračnej stránky plus 'wasm-unsafe-eval', aby prehliadač smel skompilovať jadro.

Hostovaná kópia je tá istá stránka zostavená s VITE_LAB_HOSTED=1, plus qemu-wasm: QEMU skompilované do WebAssembly, takže každá konzola je skutočný linuxový host v karte prehliadača. Zariadenia a edge bootujú busybox ako náhradu za LosOS a sieťové zariadenia bootujú Netzgeräte Betriebssystem, ktorý zostaví nix z admin-ui/lab/engine/gear/netzgeraete.nix. Lab zapojí sieťové karty hostov do diagramu, takže DHCP, ARP, ping a HTTP medzi hostmi idú po kábloch, ktoré ste nakreslili. Host routera prideľuje leasy vlastným udhcpd. Jedna karta spustí naraz najviac tri hosty. So štvrtým hostom došli jadrá a hosty zamrzli, preto Lab odmietne ďalší nabootovať. qemu-wasm spúšťa vlákna QEMU ako Web Workery so zdieľanou pamäťou a prehliadače to dovolia iba na stránke podávanej s Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin a Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp. vercel.json nastaví obe hlavičky na Verceli a serve.json urobí to isté pre serve na vašom vlastnom počítači:

admin-ui/lab/engine/build.sh /tmp/lab     # docker, nix, node
npx --yes serve@14.2.4 -l 8080 /tmp/lab   # then open http://localhost:8080/lab/

lab.yml zostaví hostovanú kópiu pre každý pull request, ktorý sa dotkne admin-ui/lab/ alebo stránky Labu v admin-ui/app/, a nahrá ju ako artefakt losos-lab-hosted. Pri pushi do main kópiu navyše nasadí na Vercel, ak má repozitár secrets VERCEL_TOKEN, VERCEL_ORG_ID a VERCEL_PROJECT_ID.

GPU plátno​

Diagram má dve plátna. Stránka vždy začína tým SVG, takže zostava je na obrazovke hneď, ako sa načíta jadro. Potom sa prehliadača opýta, čo ponúka. S WebGPU načíta WebGPU zostavenie admin-ui/lab/render (losos-lab-render). Bez WebGPU, ale s WebGL2 načíta zostavenie pre WebGL2. Bez oboch zostane pri SVG.

Každé zostavenie je Bevy 0.19.1 skompilované do WebAssembly spolu s jadrom Labu. Stránka presunie zostavu do vlastného jadra modulu tak, že zopakuje každú zmenu, ktorú urobila v prvom jadre, a pokračuje iba vtedy, ak potom obe opisujú tú istú zostavu. Plátno Bevy potom zaujme miesto plátna SVG a ponechá si výber, nástroj a kameru.

Scéna je 3D. Každá miestnosť, dosah Wi-Fi, kábel a zariadenie je samostatný plochý mesh na základnej rovine a ortografická kamera sa na ňu pozerá kolmo zhora, takže oba pohľady vyzerajú ako v SVG. Názvy a adresy sú text v priestore obrazovky nad scénou. Kliknutia sú lúče vrhané z kamery do scény.

Stránka sa vráti k SVG a raz to oznámi, ak sa modul nenačíta, ak do 20 sekúnd nepríde žiadny snímok, alebo ak sa neskôr stratí GPU zariadenie. Stratené zariadenie WebGPU si prehliadač zapamätá a ďalšia návšteva začne na WebGL2.

Každé zostavenie má asi 16 MB WebAssembly, s brotli 3,4 MB pre WebGPU a 3,6 MB pre WebGL2. Prehliadač stiahne iba to, ktoré použije, a to až po vykreslení plátna SVG. Content security policy stránky netreba meniť, pretože 'wasm-unsafe-eval' už prehliadaču dovoľuje skompilovať jadro.

Ak chcete plátno vybrať, pridajte k adrese ?canvas=svg, ?canvas=webgpu alebo ?canvas=webgl2. Kľúč lokálneho úložiska losos-lab-canvas berie tie isté hodnoty a uchová voľbu v danom prehliadači. Odznak enginu v hornej lište uvádza plátno vo svojom tooltipe.

Hosty pod libvirt​

qemu-wasm je pomalé: emuluje každú inštrukciu bez KVM, každý host stojí kartu asi 450 MB a jedna karta spustí tri. Ak má počítač, na ktorom je Lab otvorený, libvirt (to, čo ovláda virt-manager), Lab môže svoje hosty spúšťať tam, pod KVM, ak ho procesor má. Nabootujú za pár sekúnd a naraz ich beží až osem.

Host môže bežať tromi spôsobmi, v poradí podľa preferencie:

  1. Pomocník ovláda libvirt cez virsh. Pomocník je podpríkaz edge registrátora, losos-registrar lab, bežiaci na tom istom počítači ako libvirt. Potrebuje tam libvirt, QEMU a príkaz virsh a obrazy hostov v priečinku, ktorý pomocník vie čítať.
  2. Stránka ovláda libvirt sama, cez relay pomocníka. Pomocník ponúka aj WebSocket, ktorý bajt po bajte kopíruje do vlastného socketu libvirt. Stránka Labu nesie WebAssembly klienta libvirt (admin-ui/lab/virt-rpc, balík losos-lab-virt) a hovorí cez neho protokolom libvirt, takže táto cesta potrebuje pomocníka a bežiaceho démona libvirt, ale na počítači žiadny virsh ani klientsku knižnicu libvirt. Stránka ju použije, keď pomocníkovi chýba virsh, a pre každý host, ktorý prvý spôsob nevedel spustiť.
  3. qemu-wasm v karte. Na počítači nič, iba engine hostovaného Labu. Je to pomalá cesta a záloha pre každý host, ktorý prvé dve nevedia spustiť.

Pomocník a virsh​

Pomocník spúšťa každý host ako dočasnú (transient) doménu s názvom losos-lab-... cez virsh create. Transient znamená, že libvirt ju nikdy neuloží, takže nič neprežije pomocníka: Ctrl-C alebo SIGTERM zničí každý host, ktorý spustil, host, ktorý žiadna stránka Labu minútu nesledovala, sa zničí tiež a pri štarte pomocník odstráni každú doménu losos-lab-, ktorú po sebe nechal zabitý pomocník. Host nie je v žiadnej sieti libvirt ani na žiadnom bridge. Jeho sériová konzola a sieťová karta sú pripojené k pomocníkovi na 127.0.0.1 a pomocník obe odovzdá stránke cez WebSockety. Switchom je stále stránka, takže host pod libvirt a host pod qemu-wasm môžu zdieľať kábel a DHCP, ARP a ping medzi nimi fungujú ako predtým.

Ako ho použiť vedľa virt-managera na vlastnom PC:

  1. Nainštalujte libvirt a QEMU (na väčšine distribúcií balíky, ktoré už stiahol virt-manager) a binárku losos-registrar (nix build .#losos-registrar).

  2. Dajte obrazy hostov do priečinka s názvom guest: bzImage, rootfs.bin a pre routery, switche a prístupové body gear.bin. admin-ui/lab/engine/build.sh vyrobí všetky tri a hostovaný Lab ich podáva pod /lab/guest/, takže si ich môžete stiahnuť odtiaľ.

  3. Spustite pomocníka v priečinku nad guest:

    losos-registrar lab --origin https://your-lab.example.org

    Počúva na 127.0.0.1:8095 a používa qemu:///session, ktoré nepotrebuje root. Zadajte --connect qemu:///system, ak chcete, aby sa hosty zobrazili vo virt-manageri vedľa vašich ostatných VM (váš používateľ musí byť v skupine libvirt a vlastný qemu používateľ libvirt musí vedieť čítať priečinok s obrazmi). --origin uvádza adresu stránky Labu, ktorú otvárate; kópia podávaná na localhost:8080, ako vyššie, je povolená aj bez neho. Ďalšie prepínače sú --images DIR, --max-guests N (8), --memory MiB (96), --virt-type auto|kvm|qemu, --idle 60s, --virsh PATH a --token-file FILE. Bez súboru s tokenom pomocník odmietne počúvať na čomkoľvek inom ako loopback a odpovedá iba na požiadavky adresované na 127.0.0.1 alebo localhost.

  4. Otvorte Lab. Kópia na localhost hľadá pomocníka sama. Hostovaná kópia ho hľadá až vtedy, keď ju otvoríte s ?libvirt na konci adresy, pretože Chrome sa každého návštevníka verejnej stránky pýta na prístup k lokálnej sieti v okamihu, keď sa dotkne 127.0.0.1. Lab si voľbu zapamätá; ?libvirt=0 ju zabudne.

Odznak v hornej lište potom hovorí "KVM via libvirt" (alebo "QEMU via libvirt (no KVM)" na počítači bez neho) a každá konzola uvádza, čo spúšťa jej host: libvirt, alebo "QEMU in this tab". Ak pomocník nebeží alebo libvirt host odmietne, ten host nabootuje pod qemu-wasm ako predtým a Lab to raz oznámi. Vlastná kópia zariadenia qemu-wasm nemá, takže tam si ponechá simulovanú konzolu.

WebAssembly klient a relay​

Webová stránka nevie otvoriť socket libvirt: prehliadače bežnej stránke neponúkajú surové TCP ani unixové sockety a libvirt nemá vlastný WebSocket listener. Preto pomocník robí relay. Stránka si cez POST /lab/v1/virt-ticket vypýta tiket a potom otvorí WebSocket /lab/v1/virt so subprotokolmi losos-lab a ticket.<ticket>. Tiket platí raz, 30 sekúnd. Pomocník sa pripojí k socketu svojho --connect URI a kopíruje bajty oboma smermi bez toho, aby ich čítal. Pre qemu:///session je tým socketom $XDG_RUNTIME_DIR/libvirt/virtqemud-sock, alebo libvirt-sock vedľa neho pre monolitický libvirtd. Pre qemu:///system je to /run/libvirt/virtqemud-sock, potom /run/libvirt/libvirt-sock. ?socket=PATH v URI pomenuje socket priamo, rovnako ako pri virsh. Pomocník drží naraz otvorených najviac --max-guests relayovaných socketov.

GET /lab/v1/hello hlási túto cestu samostatne, ako virt: {available, socket}. available je true, keď socket práve teraz prijme spojenie, takže môže byť true, aj keď virsh chýba. Pomocník nespúšťa session démona tak, ako to robí virsh, takže pri qemu:///session musí démon už bežať alebo ho musí spustiť jeho systemd socket.

Stránka Labu túto cestu používa sama od seba (engine/virt-rpc.ts). Pre každý host si vypýta tiket, otvorí jedno relayované spojenie, vytvorí doménu pozastavenú, otvorí jej konzolu a potom ju obnoví, takže konzola uvidí prvý bajt, ktorý host vypíše. Doména je tá istá, akú by pomocník napísal pre virsh, až na to, že sériový port je pseudoterminál, ktorý klient číta ako konzolu domény. Modul klienta, asi 220 KB, sa načíta až vtedy, keď sa na tejto ceste spustí prvý host. Hlavička konzoly hovorí "KVM via libvirt from WebAssembly", alebo "QEMU via libvirt from WebAssembly (no KVM)". Bez KVM sa prvá doména odmietne a stránka sa opýta znova, na obyčajné QEMU.

Ku každému tiketu patrí aj sieťová karta: pomocník naviaže ten istý druh UDP tunela, aký dáva vlastným hostom, a odpovie jeho dvoma portami, názvom pre doménu (losos-lab-virt-...) a druhým tiketom. Stránka zapíše tunel do domény a otvorí kartu na guests/<key>/nic/0, takže tieto hosty sú na kábloch Labu ako ostatné a host jednej cesty vie pingnúť host druhej. Karta sa započítava do --max-guests; plný pomocník stále vydá relay tiket, ale žiadnu kartu, a host potom nabootuje bez siete, čo uvedie hlavička jeho konzoly.

Klient vytvára svoje hosty s príznakom autodestroy libvirt, takže skončia, keď skončí spojenie: keď sa karta zatvorí a keď sa pomocník zastaví, pretože pomocník pri Ctrl-C alebo SIGTERM zatvorí každý relayovaný socket. Keď stránka host vypne, zničí doménu sama a kartu vráti cez DELETE guests/<key>. Karta, ktorú žiadna stránka nesleduje, sa ukončí po --idle, ako host samotného pomocníka, a keďže Lab pomenúva svoju doménu rovnako ako pomocník, pomocníkovo upratovanie a kontrola nečinnosti zasiahnu aj túto doménu. admin-ui/lab/virt-rpc/README.md ukazuje klienta samostatne, cez jeho demo stránku.

Bezpečnosť​

Kto drží relayovaný socket, má libvirt s právami pomocníka. libvirt identifikuje protistranu socketu podľa jej user id, takže vidí pomocníka a nikdy nie stránku, a polkit sa pýta tiež na pomocníka. Pri qemu:///system je to rovnako dobré ako root na počítači, pretože stránka môže vytvoriť doménu, ktorá pripojí ľubovoľný súbor alebo disk hostiteľa, a relay nevie takú doménu odmietnuť bez parsovania protokolu libvirt. Na vlastnom PC uprednostnite qemu:///session: potom sú najhorším prípadom súbory vášho vlastného používateľa. Hosty Labu zo systémovej inštancie nič nepotrebujú.

Pomocník preto pustí k relay socketu iba s tiketom a tiket stojí toľko isto ako spustenie hosta: bearer token, keď má pomocník --token-file, a inak požiadavku adresovanú na 127.0.0.1 alebo localhost z povolenej stránky. Zoznam --origin je tu najdôležitejší. WebSocket nie je viazaný CORS, takže ktorákoľvek stránka otvorená v tom istom prehliadači sa môže pokúsiť dostať na ws://127.0.0.1:8095, a pomocník odmietne každú požiadavku, ktorej Origin nie je na zozname ani nie je vlastnou adresou pomocníka.

Na zariadení​

losos.lab.libvirt.enable (predvolene vypnuté) zapne libvirtd a spustí toho istého pomocníka ako službu, s qemu:///system. lososd mu relayuje požiadavky Labu pod /api/lab/ s administračným kľúčom, vrátane POST /api/lab/virt-ticket. Konzoly a sieťové karty hostov (/api/lab/ws/) a relay libvirt (/api/lab/virt) idú cez nginx priamo k pomocníkovi, iba z lokálnej siete, a každé potrebuje tiket, ktorý môže získať iba tento kľúč. Relay vydáva libvirt ako používateľ pomocníka, ktorý je v skupine libvirtd, takže na zariadení je ekvivalentný rootu; administračný kľúč už vie prestavať celý systém, takže neprezradí nič, čo kľúč predtým nemal. Dajte tri obrazy do /var/lib/losos-lab/images (losos.lab.libvirt.images).

Čo nie je skutočné​

Hosty sú náhrady: busybox a obraz s veľkosťou 4 MiB, nie NixOS. Edge, tunel, mesh a trh sú modelované v jadre v Ruste podľa pravidiel uvedených vyššie; nie je to bežiaci kód. Pracovná plocha notebooku je obrázok LosOS Desktop, nie samotná plocha.

Ako ho meniť​

  • Stránka a jej časti sú v admin-ui/app/src/lab/. npm run lab:core zostaví jadro do src/lab/core-pkg/ a npm run lab:virt klienta libvirt do src/lab/virt-pkg/ (oboje v gitignore; potrebujú cargo s cieľom wasm32-unknown-unknown a wasm-bindgen 0.2.127) a potom npm run dev podáva stránku na /lab/. npm run lab:render rovnako zostaví dva moduly GPU plátna do src/lab/render-pkg/ a spustí na nich wasm-opt, keď ho WASM_OPT pomenúva. Stránka sa bez nich nezostaví a ich zostavenie trvá asi 13 minút. tests/lab.browser.mjs ju kontroluje pod vlastnou politikou Labu, cestu cez relay proti falošnému démonovi libvirt.
  • Kontrakt jadra je admin-ui/lab/core/README.md. Jeho testy porovnávajú každú vstavanú zostavu so správaním JavaScriptového Labu, ktorý nahradilo.
  • Hosty: admin-ui/app/src/lab/engine/ skúša libvirt cez virsh pomocníka, potom libvirt cez vlastného klienta stránky a relay pomocníka, potom qemu-wasm, v tomto poradí.