In-Place-Upgrade für Red Hat Enterprise Linux (RHEL)

In diesem Beitrag beschreibe ich exemplarisch, wie ein In-Place-Upgrade von RHEL 7 auf RHEL 8 durchgeführt werden kann. Dabei beschreibe ich zuerst, was ein In-Place-Upgrade ist und in welchen Fällen es sinnvoll sein kann, bevor ich im Hauptteil anhand einer Test-VM die Durchführung demonstriere.

Was ist ein In-Place-Upgrade?

Als In-Place-Upgrade wird der Vorgang bezeichnet, bei dem ein Betriebssystem auf ein neues Major-Release aktualisiert wird, ohne das System dabei neuinstallieren zu müssen. Statt dessen werden alle zum Betriebssystem gehörenden Dateien gegen die entsprechende Version des neuen Release ausgetauscht.

Nutzer von Debian und Ubuntu kennen dieses Verfahren unter dem Begriff Distributions-Upgrade.

In-Place-Upgrade vs. Neuinstallation

Grundsätzlich bevorzuge ich die Neuinstallation eines Systems. Da man sich üblicherweise mit Backups und Deployment-Skripten darauf vorbereitet hat, einen Dienst bzw. eine Anwendung nach einem Verlust des laufenden Systems wiederherstellen zu können, kann man sich dies auch zu Nutze machen und den Dienst bzw. die Anwendung auf einem frisch installierten System wiederherzustellen. Auf diese Weise werden keine Altlasten über mehrere Betriebssystemversionen mitgeschleppt.

Gleichzeitig kann man die Downtime verkürzen, indem das neue System parallel zum alten aufgebaut wird und man nach dem Abschluss aller Arbeiten und Tests umschaltet. Das Altsystem kann im Nachgang in Ruhe abgebaut werden.

Es gibt jedoch auch Gründe, die für ein In-Place-Upgrade sprechen. Verfügt man nur über einen einzigen Host und kann kein Parallelsystem aufbauen, kann ein In-Place-Upgrade die Lösung sein.

Evtl. verfügt man selbst zwar über ausreichend Berechtigungen, um das vorhandene System zu aktualisieren, für die Provisionierung neuer Systeme ist man jedoch auf die Unterstützung weiterer Stellen angewiesen. Die Abhängigkeitskette lässt sich hier zum Teil deutlich reduzieren.

Dabei muss stets bedacht werden, dass bei einem In-Place-Upgrade auch ein katastrophaler Fehler eintreten kann, welcher zum Verlust des Systems führt. Es ist daher dringend angeraten, eine Datensicherung zu haben, aus welcher das System wiederhergestellt werden kann. Besitzt man ein Backup, auf das man sich verlassen kann, kann es auch schon losgehen.

Das Upgrade von RHEL 7 auf RHEL 8

Laut Kapitel 1 der unter [0] verlinkten Dokumentation stellt das In-Place-Upgrade den von Red Hat unterstützten und empfohlenen Weg dar, um auf das nächste Major-Release zu aktualisieren. Dabei kann man stets nur von der letzten Verfügbaren RHEL 7 Version auf das jeweils letzte gerade RHEL 8 Release (z.B. 8.4) aktualisieren. Details hierzu können im Artikel unter [1] nachgelesen werden.

Die folgenden Abschnitte können die Dokumentation unter [0] nicht ersetzen. Sie sollen lediglich einen kompakten Überblick über den Prozess geben.

Limitierungen

Zum Zeitpunkt der Artikelerstellung , kann das In-Place-Upgrade nicht auf Systemen mit verschlüsselten Dateisystemen durchgeführt werden.

Netzwerkspeicher, wie z.B. iSCSI oder NAS, werden nicht unterstützt und müssen während des Upgrades ausgehängt werden. Die dazugehörigen Dienste, wie z.B. autofs müssen vorübergehend deaktiviert werden.

Weitere bekannte Probleme sind Kapitel 8 in [0] zu entnehmen.

Vorbereitung

Bevor man mit dem Upgrade beginnen kann, sind folgende Voraussetzungen zu schaffen:

  • Das System erfüllt die minimalen Systemvoraussetzungen für RHEL 8 (siehe [2]).
  • Zugriff auf Repos mit aktuellen Paketen für RHEL 7.9 und RHEL 8.4.
  • Korrekte Registrierung des Systems am Red Hat Content Delivery Network (CDN) oder den Red Hat Satellite Server mittels Red Hat Subscription Manager (RHSM).

Wichtig: Ich empfehle ausdrücklich, vor Beginn der Arbeiten ein aktuelles Backup bzw. einen Snapshot zu erstellen, um auf den Ausgangszustand vor der Upgrade-Prozedur zurückkehren zu können.

Kapitel 2 in [0] bietet eine ausführliche Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Vorbereitung des Upgrades. Der folgende Codeblock bietet eine kompakte Übersicht der einzelnen Schritte. Als Zielsystem dient eine aktuelle RHEL 7.9 Minimal-Installation.

[tronde@rhel7-t1 ~]$ # Überprüfung, ob eine RHEL-Subskription abonniert wurde
[tronde@rhel7-t1 ~]$ sudo subscription-manager list --installed
[sudo] password for tronde: 
+-------------------------------------------+
    Installed Product Status
+-------------------------------------------+
Product Name:   Red Hat Enterprise Linux Server
Product ID:     69
Version:        7.9
Arch:           x86_64
Status:         Subscribed
Status Details: 
Starts:         06.10.2020
Ends:           06.10.2021

[tronde@rhel7-t1 ~]$ # Aktivierung des RHEL 7 Basis- und Extras-Repo
[tronde@rhel7-t1 ~]$ sudo subscription-manager repos --enable rhel-7-server-rpms
Repository 'rhel-7-server-rpms' is enabled for this system.
[tronde@rhel7-t1 ~]$ sudo subscription-manager repos --enable rhel-7-server-extras-rpms
Repository 'rhel-7-server-extras-rpms' is enabled for this system.

[tronde@rhel7-t1 ~]$ # Ist locale auf en_US.UTF-8 gesetzt?
[tronde@rhel7-t1 ~]$ cat /etc/locale.conf
LANG="en_US.UTF-8"

[tronde@rhel7-t1 ~]$ sudo yum install leapp leapp-repository
# Ausgabe gekürtzt
Transaction Summary
================================================================================
Install  2 Packages (+24 Dependent packages)

Total download size: 5.3 M
Installed size: 19 M
Is this ok [y/d/N]: y
# Ausgabe gekürtzt

Pre-Upgrade-Bericht erstellen

Bevor das eigentliche Upgrade durchgeführt wird, führe ich auf meinem Testsystem das Kommando leapp preupgrade aus. Dieses sammelt Informationen über das System, um die Upgradefähigkeit zu bewerten und erstellt einen detaillierten Bericht, welcher im Pfad /var/log/leapp/leapp-report.txt abgelegt wird.

[tronde@rhel7-t1 ~]$ sudo leapp preupgrade
# Ausgabe gekürzt
============================================================
                           ERRORS                           
============================================================

2021-08-31 06:33:26.035495 [ERROR] Actor: repository_mapping
Message: Data file /etc/leapp/files/repomap.csv is invalid or could not be retrieved.
Summary:
    Details: Could not fetch repomap.csv from https://cert.cloud.redhat.com/api/pes/repomap.csv (unreachable address).
    Hint: Read documentation at: https://access.redhat.com/articles/3664871 for more information about how to retrieve the file.
2021-08-31 06:35:22.415297 [ERROR] Actor: restricted_pcis_scanner
Message: Data file /etc/leapp/files/unsupported_driver_names.json is invalid or could not be retrieved.
Summary:
    Details: Could not fetch unsupported_driver_names.json from https://cert.cloud.redhat.com/api/pes/unsupported_driver_names.json (unreachable address).
    Hint: Read documentation at: https://access.redhat.com/articles/3664871 for more information about how to retrieve the file.
2021-08-31 06:35:47.800140 [ERROR] Actor: pes_events_scanner
Message: Data file /etc/leapp/files/pes-events.json is invalid or could not be retrieved.
Summary:
    Details: Could not fetch pes-events.json from https://cert.cloud.redhat.com/api/pes/pes-events.json (unreachable address).
    Hint: Read documentation at: https://access.redhat.com/articles/3664871 for more information about how to retrieve the file.

============================================================
                       END OF ERRORS                        
============================================================


Debug output written to /var/log/leapp/leapp-preupgrade.log

============================================================
                           REPORT                           
============================================================

A report has been generated at /var/log/leapp/leapp-report.json
A report has been generated at /var/log/leapp/leapp-report.txt

============================================================
                       END OF REPORT                        
============================================================

Answerfile has been generated at /var/log/leapp/answerfile
[tronde@rhel7-t1 ~]$

Dem obigen Codeblock ist zu entnehmen, dass der Pre-Upgrade-Check Fehler festgestellt hat, die behoben werden müssen, bevor ein In-Place-Upgrade durchgeführt werden kann. Dankenswerter Weise ist sowohl in der Ausgabe auf STDOUT als auch in /var/log/leapp/leapp-report.txt der Knowledge-Base-Artikel [3] verlinkt, welcher die Lösung parat hält.

Ist dieser Fehler behoben, lässt man leapp preupgrade ein weiteres Mal laufen und prüft die Ausgabe erneut. Auf meinem Testsystem erhalte ich nun folgende Ausgabe:

[root@rhel7-t1 ~]# leapp preupgrade
# Ausgabe gekürzt
============================================================
                     UPGRADE INHIBITED                      
============================================================

Upgrade has been inhibited due to the following problems:
    1. Inhibitor: Missing required answers in the answer file
Consult the pre-upgrade report for details and possible remediation.

============================================================
                     UPGRADE INHIBITED                      
============================================================


Debug output written to /var/log/leapp/leapp-preupgrade.log

============================================================
                           REPORT                           
============================================================

A report has been generated at /var/log/leapp/leapp-report.json
A report has been generated at /var/log/leapp/leapp-report.txt

============================================================
                       END OF REPORT                        
============================================================

Answerfile has been generated at /var/log/leapp/answerfile

Diesmal weist die Ausgabe darauf hin, dass ein Upgrade durch fehlende Antworten in /var/log/leapp/answerfile verhindert wird. Die genannte Datei kann mit einem Editor geöffnet und entsprechend bearbeitet werden:

[remove_pam_pkcs11_module_check]
# Title:              None
# Reason:             Confirmation
# =================== remove_pam_pkcs11_module_check.confirm ==================
# Label:              Disable pam_pkcs11 module in PAM configuration? If no, the upgrade process will be interrupted.
# Description:        PAM module pam_pkcs11 is no longer available in RHEL-8 since it was replaced by SSSD.
# Type:               bool
# Default:            None
# Available choices: True/False
# Unanswered question. Uncomment the following line with your answer
confirm = True

Die Datei enthält direkt eine Erklärung, warum das erwähnte Modul zu entfernen ist und wie dies zu geschehen hat.

Anschließend empfiehlt sich ein Blick in den Bericht unter /var/log/leapp/leapp-report.txt, um zu prüfen, ob einem Upgrade evtl. weitere Gründe entgegen stehen. Auf die Ausgabe des Berichts in diesem Artikel wird aus Platzgründen verzichtet. Da der Inhalt auf jedem System unterschiedlich ausfallen kann, ist sein Nutzen an dieser Stelle ohnehin stark begrenzt.

Durchführung des In-Place-Upgrade

An dieser Stelle wird es ernst. Man sollte sich noch einmal vergewissern, dass man einen Snapshot bzw. ein geeignetes Backup des Systems hat. Dann wird das Upgrade mit folgendem Befehl gestartet:

# leapp upgrade
# Ausgabe gekürzt
============================================================
                           REPORT                           
============================================================

A report has been generated at /var/log/leapp/leapp-report.json
A report has been generated at /var/log/leapp/leapp-report.txt

============================================================
                       END OF REPORT                        
============================================================

Answerfile has been generated at /var/log/leapp/answerfile

Dieser Vorgang kann mehrere Minuten dauern. Leapp lädt notwendige Daten herunter und bereitet die RPM-Transaktionen für das Upgrade vor. Dabei wird erneut geprüft, ob Gründe vorliegen, die ein Upgrade verhindern können. Sollte dies der Fall sein, bricht leapp den Vorgang ab und erzeugt einen neuen Bericht.

Ist das Upgrade erfolgreich durchgelaufen, muss das System manuell neugestartet werden. Das System startet anschließend in eine RAM-Disk und aktualisiert alle Pakete des Systems. Anschließend wird automatisch ein Neustart ausgeführt. Dieser Vorgang lässt sich am besten an einer (virtuellen) Konsole beobachten.

Nachdem das Upgrade abgeschlossen ist, kann man sich wieder am System anmelden und mit folgenden Kommandos prüfen, ob das System den gewünschten Status hat (vgl. Kapitel 5 in [0]):

[root@rhel7-t1 ~]# cat /etc/redhat-release 
Red Hat Enterprise Linux release 8.4 (Ootpa)

[root@rhel7-t1 ~]# uname -r
4.18.0-305.12.1.el8_4.x86_64

[root@rhel7-t1 ~]# subscription-manager list --installed
+-------------------------------------------+
    Installed Product Status
+-------------------------------------------+
Product Name:   Red Hat Enterprise Linux for x86_64
Product ID:     479
Version:        8.4
Arch:           x86_64
Status:         Subscribed
Status Details: 
Starts:         06.10.2020
Ends:           06.10.2021

[root@rhel7-t1 ~]# subscription-manager release
Release: 8.4

Hier sieht alles gut aus.

Post-Upgrade-Tasks

Kapitel 6 in [0] beschreibt detailliert, welche Aufgaben nach einem erfolgreichen In-Place-Upgrade noch auszuführen sind, um ein möglichst sauberes System zu erhalten.

Auf meinem Testsystem sind einige RHEL 7 Pakete zurückgeblieben, welche ich mit folgendem Kommando entferne:

# dnf remove `rpm -qa | grep -e '\.el[67]' | grep -vE '^(gpg-pubkey|libmodulemd|katello-ca-consumer)' | sort`
Updating Subscription Management repositories.
Dependencies resolved.
===============================================================================
 Package              Arch       Version                     Repository   Size
===============================================================================
Removing:
 doxygen              x86_64     1:1.8.5-4.el7               @System      15 M
 kernel               x86_64     3.10.0-1160.31.1.el7        @System      64 M
 kernel               x86_64     3.10.0-1160.36.2.el7        @System      64 M
 leapp                noarch     0.12.1-1.el7_9              @System      93 k
 leapp-repository     noarch     0.14.0-4.el7_9              @System     1.7 M
 python2-leapp        noarch     0.12.1-1.el7_9              @System     618 k
 ustr                 x86_64     1.0.4-16.el7                @System     279 k

Transaction Summary
===============================================================================
Remove  7 Packages

Freed space: 146 M
Is this ok [y/N]:

# cd /lib/modules && ls -d *.el7*
3.10.0-1160.25.1.el7.x86_64  3.10.0-1160.36.2.el7.x86_64
3.10.0-1160.31.1.el7.x86_64

# /bin/kernel-install remove 3.10.0-1160.36.2.el7.x86_64 /lib/modules/3.10.0-1160.36.2.el7.x86_64/vmlinuz
# /bin/kernel-install remove 3.10.0-1160.25.1.el7.x86_64 /lib/modules/3.10.0-1160.25.1.el7.x86_64/vmlinuz
# /bin/kernel-install remove 3.10.0-1160.31.1.el7.x86_64 /lib/modules/3.10.0-1160.31.1.el7.x86_64/vmlinuz

Damit ist es geschafft. Das System wurde erfolgreich auf RHEL 8 aktualisiert.

Fazit

Dieser Artikel stellt das RHEL-In-Place-Upgrade vor und nennt kurz einige Gründe, wann dies gegenüber einer Neuinstallation Vorteile bietet. Anschließend wurde das Upgrade an einem Testsystem demonstriert mit dem Ziel, einen Überblick über den Upgrade-Prozess zu geben.

Für In-Place-Upgrades von Produktionssystemen ist ein Blick in die Hersteller-Dokumentation, Backups und sorgfältige Planung unerlässlich.

Das für diesen Artikel verwendete Testsystem besteht lediglich aus einer Minimal-Installation ohne Anwendungen von Dritten. Ob ein In-Place-Upgrade auch mit installierten Anwendungen Dritter funktioniert, hängt vom Einzelfall ab und ist sorgfältig zu prüfen und zu testen.

Erste Versuche mit Web- und Anwendungsservern aus unserer Umgebung konnten mit positivem Ergebnis abgeschlossen worden.

Es gibt Anwendungsfälle, wo ein In-Place-Upgrade vorteilhaft ist. Ich persönlich bevorzuge, wenn möglich und vom Aufwand vertretbar, jedoch die Neuinstallation inkl. Migration der Daten auf einem neuen System. So kann sichergestellt werden, dass keine unentdeckten Altlasten mitgeschleppt werden.

[0] Upgrading from RHEL 7 to RHEL 8. Instructions for an in-place upgrade from Red Hat Enterprise Linux 7 to Red Hat Enterprise Linux 8. Red Hat Enterprise Linux 8. Red Hat Customer Content Services.

[1] Supported in-place upgrade paths for Red Hat Enterprise Linux (Login required)

[2] Red Hat Enterprise Linux technology capabilities and limits

[3] Data required by the Leapp utility for an in-place upgrade from RHEL 7 to RHEL 8 (Login required)

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