Правильный Linux. Пробуем NixOS, уникальный, странный и очень удобный дистрибутив

Декларативный и функциональный

NixOS — это дистрибутив Linux, построенный вокруг двух ключевых идей:

1. Декларативное описание конфигурации (или, лучше сказать, состояния) системы.
2. Функциональный менеджер пакетов, допускающий откаты и параллельную установку приложений.

В отличие от других дистрибутивов NixOS не требует от пользователя выполнять длинную цепочку действий, чтобы получить систему, которая ему нужна: устанавливать систему, загрузчик и пакеты, добавлять пользователей, править конфиги и так далее.

Вместо этого NixOS предлагает описать необходимое состояние системы в специальном конфигурационном файле, где будет перечислено все, начиная от пакетов и заканчивая возможностью логина по SSH с помощью пароля. Далее достаточно выполнить одну команду, и, в каком бы состоянии система ни находилась в данный момент, пакетный менеджер приведет ее к требуемому.

Другими словами, если тебе нужна система с установленным Apache, PHP, MySQL, SSH и с некоторыми дополнительными настройками, ты просто описываешь все это в одном конфиге, а затем отдаешь команду на развертывание системы. Независимо от того, свежеустановленная это ОС или уже используемая, ты получишь абсолютно идентичную систему с идентичным набором пакетов и конфигов.

Все это возможно благодаря пакетному менеджеру Nix. В классических дистрибутивах Linux пакетный менеджер при установке пакета «размазывает» его содержимое по всей системе: запускаемые файлы в /usr/bin, библиотеки в /usr/lib, остальные компоненты — в /usr/share. В результате ты получаешь проблемы с неудачным обновлением/удалением пакетов (когда могут остаться файлы-сироты), ад зависимостей (когда два приложения требуют разные версии /usr/lib/libjpeg.so, например) и легкий способ уничтожить всю систему, неудачно обновившись.

Пакетный менеджер Nix размещает все установленные пакеты в собственных подкаталогах внутри каталога /nix/store. К примеру, установленный пакет Git будет располагаться в каталоге /nix/store/nawl092prjblbhvv16kxxbk6j9gkgcqm-git-2.14.1, где набор цифр — это хеш, образованный от окружения сборки пакета: файлов исходников, дерева зависимостей, флагов компилятора и другого. Поэтому с помощью Nix можно установить одновременно не только две версии одного приложения, но и даже две разные сборки.

Благодаря возможности устанавливать разные версии и сборки пакетов и тому, что они располагаются отдельно от системных каталогов, NixOS решает почти все проблемы классических пакетных менеджеров — от неконсистентности системы после неудачного обновления до ада зависимостей. Этот же механизм позволяет откатить систему к предыдущему состоянию и создать сразу несколько разных профилей (слепков) системы, переключаться между которыми можно, не перезагружая машину. Хочешь превратить домашний комп в сервер одной командой? В NixOS с этим нет проблем. Ты даже можешь унести конфигурационный файл NixOS на другую машину и развернуть на ней точно такую же систему с абсолютно тем же набором пакетов.

NixOS позволяет устанавливать софт не только root, но и обычным пользователям (в этом случае пакет будет установлен в домашний каталог), а также имеет встроенный сборщик мусора, который автоматически удалит все пакеты-зависимости, если они больше никому не нужны.

Устанавливаем

В NixOS нет инсталлятора, но если ты когда-нибудь устанавливал Arch Linux, то у тебя не должно возникнуть проблем. Для начала скачиваем последнюю версию NixOS с официального сайта и записываем ее на флешку:

$ wget https://d3g5gsiof5omrk.cloudfront.net/nixos/18.03/nixos-18.03.133192.45f52f765cd/nixos-graphical-18.03.133192.45f52f765cd-x86_64-linux.iso
$ sudo dd if=nixos-graphical-18.03.133192.45f52f765cd-x86_64-linux.iso of=/dev/sdX

Затем перезагружаем машину и грузимся с флешки. NixOS встретит тебя приветствием командной строки.

Первое, что мы должны сделать, — подготовить диск для установки. Проще всего сделать это с помощью parted (в данном примере мы создаем один большой раздел ext3 на диске с разметкой в стиле DOS):

$ parted /dev/sda
(parted) mklabel msdos
(parted) mkpart primary ext4 0% 100%
(parted) quit

Мы будем ставить систему на зашифрованный диск, поэтому для начала инициализируем шифрование:

$ export NIXOS_NAME="name" # Придумай свое имя
$ cryptsetup luksFormat /dev/sda1
$ cryptsetup luksOpen /dev/sda1  ${NIXOS_NAME}

Затем примонтируем диск к каталогу /mnt:

$ mkfs.ext4 -L ${NIXOS_NAME} /dev/mapper/${NIXOS_NAME}
$ mount /dev/mapper/${NIXOS_NAME} /mnt

Теперь обновляем репозитории:

$ nix-channel --update

И генерируем дефолтовые файлы конфигурации:

$ nixos-generate-config --root /mnt

Команда сохранит на диск два файла: configuration.nix и hardware-configuration.nix. Первый — это и есть тот самый файл описания состояния системы, с которым мы будем работать в дальнейшем. Содержимое второго изменять не надо — оно создается автоматически на основании железа, на которое устанавливается NixOS.

Наконец, устанавливаем систему и перезагружаемся:

$ nixos-install

Другие статьи в выпуске:

Xakep #234. Взломать iPhone

• Содержание выпуска
• Подписка на «Хакер»

Configuration.nix

Файл configuration.nix — основа дистрибутива. В нем пользователь указывает всю желаемую/необходимую конфигурацию (состояние) системы от пользователей и пакетов до шрифтов и в любой момент может ее изменять. Система будет выглядеть ровно так, как ее опишет пользователь в этом файле.

Конечно, можно не заморачиваться и найти уже готовый конфиг на том же Гитхабе и взять его «попользоваться». Но это не имеет особого смысла, потому что рано или поздно придется во всем разбираться самому, да и попасться тебе может какое-нибудь непотребство, а не конфиг.

Чтобы изменения конфигурации вступили в силу, необходимо выполнить команду

$ nixos-rebuild switch

и перезагрузиться.

Перед этим работоспособность конфига можно проверить командой

$ nixos-rebuild test

Выбираем загрузчик

Выбери жизнь, выбери семью, выбери загрузчик.

Если ты установил систему на диск с разметкой DOS (как было описано в статье), то в configuration.nix необходимо добавить следующие строки:

## Включаем GRUB
boot.loader.grub.enable = true;
## Нам нужен GRUB 2
boot.loader.grub.version = 2;
## Загрузчик должен быть установлен на /dev/sda
boot.loader.grub.device = "/dev/sda";
## Включаем поддержку зашифрованных дисков
boot.loader.grub.enableCryptodisk = true;

Для UEFI-систем достаточно двух строчек:

boot.loader.systemd-boot.enable = true;
## Разрешить EFI вносить изменения 
boot.loader.efi.canTouchEfiVariables = true;

Имя машины и часовой пояс

Здесь все совсем просто:

networking.hostName = "mymachine"; 
time.timeZone = "Europe/Moscow";

Заодно сразу активируем NetworkManager:

networking.networkmanager.enable = true;

Создаем пользователей

Добавим пользователя vasya:

users.users.vasya = {
    isNormalUser = true;
    # Дополнительная информация
    description = "Userov User"; 
    # Группы, в которые входит пользователь
    extraGroups = [ "networkmanager" ];
};

По умолчанию у пользователя не будет пароля, поэтому сразу после логина под его именем стоит запустить команду passwd и указать пароль.

Ставим пакеты

Повседневно используемые программы вроде htop, Thunderbird и Vim устанавливаются без особых заморочек. Перечисляешь то, что хочешь поставить, сохраняешь, делаешь nixos-rebuil switch и пользуешься:

environment.systemPackages = with pkgs; [
    htop
    thunderbird
    vim
]

Эти же пакеты можно устанавливать не только записывая их названия в конфигурационный файл, но и командой

$ nix-env -iA "package_name"

Команду можно выполнять с правами root и без. В первом случае пакет будет установлен общесистемно и станет доступным всем пользователям, во втором — только установившему пользователю. В любом случае все пакеты устанавливаются в /nix/store, поэтому, если два пользователя поочередно установят один и тот же пакет, он будет скачан только один раз, а пользователи получат доступ к нему через символические ссылки.

Символические ссылки не перезаписываются при переустановке/обновлении пакета. Поэтому пользователи могут ставить разные версии одних и тех же пакетов без «пересечений».

С названиями пакетов могут быть сложности, поэтому лучше проверять правильность их написания тут.

Ставим проприетарные пакеты

С проприетарными пакетами в NixOS не все так просто. Можно разрешить ставить любые проприетарные пакеты командой export NIXPKGS_ALLOW_UNFREE=1, но лучше будет разрешать ставить только нужные, а все остальные будут под запретом. Например, так:

{
    allowUnfreePredicate = (pkg: elem (builtins.parseDrvName pkg.name).name [ "package_name_1" "package_name_2" ]);
}

GUI

NixOS, как и любой другой дистрибутив, позволяет выбирать GUI. Для этого понадобится примерно такая конструкция:

services.xserver = {
    # Включаем иксы
    enable = true;
    # Выбираем окружение рабочего стола
    desktopManager.gnome3.enable = true;
    # и/или менеджер окон
    windowManager.i3.enable = true;
};

Другие настройки

NixOS поддерживает огромное количество настроек, которые можно указать в configuration.nix. Узнать о них можно с помощью команды nixos-option:

$ nixos-option
This attribute set contains:
assertions
boot
containers
ec2
environment
fileSystems
fonts
gnu
gtkPlugins
hardware
...

Но это только разделы настроек, можно копнуть и глубже:

$ nixos-option services
This attribute set contains:
accounts-daemon
acpid
activemq
...

И еще глубже:

$ nixos-option services.openssh
This attribute set contains:
allowSFTP
authorizedKeysFiles
challengeResponseAuthentication
enable
extraConfig

Также можно использовать онлайн-поисковик по опциям.

Откаты

Так же как и пакеты, конфигурации не перезаписываются, вместо этого создаются новые для возможности переключаться между ними и безболезненно откатывать состояние. Все версии файла, которые были применены командой nixos-rebuild, хранятся в GRUB, и при загрузке можно будет выбрать не дефолтную = последнюю версию, а нужную и потом уже сделать ее загружаемой по умолчанию.

Посмотреть список доступных конфигураций позволяет команда

$ ls -l /nix/var/nix/profiles/system-*-link

Можно и без перезагрузки откатиться к предыдущему конфигу командой

$ nixos-rebuild switch --rollback

или к еще более раннему командой

$ /nix/var/nix/profiles/system-N-link/bin/switch-to-configuration switch

где N — это номер версии конфига. Чтобы этот конфиг загружался по умолчанию, нужна команда

$ /run/current-system/bin/switch-to-configuration boot

Обновления

NixOS можно обновлять через каналы. Канал — это нечто вроде репозитория пакетов. И так же, как репозитории, они могут быть стабильные и нестабильные (для смелых). Существуют и small-каналы — своего рода серверные редакции репозиториев с быстрыми security-обновлениями и небольшим количеством исключительно серверного софта для платформы x86_64. Посмотреть доступные каналы можно по ссылке.

Для переключения на канал достаточно двух команд:

$ nix-channel --add ссылка
$ nixos-rebuild switch --upgrade

Обновления можно получать автоматически по расписанию. Для этого достаточно добавить в конфиг строку

system.autoUpgrade.enable = true;

Чтобы обновления пакетов соответствовали версии системы, также необходима строка

system.stateVersion = "18.03";

где 18.03 — версия системы.

Выводы

При всей своей необычности NixOS весьма дружелюбен: не мешает пользователю работать, не создает горы хлама в системе и знает, что такое безопасность. К любым странностям со временем привыкаешь, и использовать NixOS повседневно на десктопе может оказаться очень удобно.