Seminar PikeOS Linux als Gastbetriebssystem

Dieses Einzelseminar vermittelt die kontrollierte Integration, Diagnose, Absicherung und Pflege eines Linux-Gastes innerhalb einer PikeOS-Systemarchitektur. Die Inhalte sind auf technische Umsetzbarkeit, nachvollziehbare Konfiguration und einen kontrollierten Betrieb ausgerichtet. Theorie, Demonstrationen und Laboraufgaben greifen unmittelbar ineinander.

Jeder Arbeitsschritt beginnt mit einer fachlichen Entscheidung, wird anschließend in CODEO oder am Zielsystem umgesetzt und endet mit einer prüfbaren Kontrolle. Dadurch entsteht kein reines Produktwissen, sondern ein belastbarer Arbeitsablauf für Entwicklung, Integration, Prüfung und Betrieb.

Inhaltsübersicht

1. Linux-Gastarchitektur und Verantwortungsgrenzen
2. Gastpartition und virtuelle Plattform
3. Linux-Image und Bootkette
4. Virtuelle Geräte, Netzwerk und Speicher
5. VirtIO-Grundlagen und Gerätepfade
6. Linux-Betrieb, Aktualisierung und Hardening
7. Quellnahes Debugging

Zielgruppe

Linux- und Embedded-Entwickler, Systemintegratoren, Virtualisierungsspezialisten, Plattformarchitekten und technische Betriebsverantwortliche.

Voraussetzungen

Linux-Administrations- oder Entwicklungserfahrung, Verständnis von Bootkette, Geräten und Netzwerken sowie PikeOS-Grundkenntnisse.

Lernziele

• Linux-Aufgaben und Vertrauensgrenzen innerhalb eines PikeOS-Systems festlegen.
• Kernel, Device Tree, Root-Dateisystem und Startparameter konsistent bereitstellen.
• Virtuelle Geräte, Netzwerk und Speicher kontrolliert anbinden.
• Boot- und Laufzeitfehler anhand einer festen Diagnosefolge eingrenzen.
• Hardening, Aktualisierung und Rückfallstand mit der PikeOS-Baseline koordinieren.

Seminarinhalte

Linux-Gastarchitektur und Verantwortungsgrenzen

1. Schritt 1: Linux-Aufgaben von sicherheitskritischen PikeOS-Partitionen abgrenzen.
2. Schritt 2: CPU, Speicher, Geräte und Kommunikationswege für den Gast festlegen.
3. Schritt 3: Bootabhängigkeiten und Vertrauensgrenzen in der Systemarchitektur markieren.
4. Schritt 4: Aktualisierung und Wiederanlauf des Gastes vom Basissystem entkoppeln.

Gastpartition und virtuelle Plattform

1. Schritt 1: CPU-Anteile, RAM, Startparameter und virtuelle Geräte konfigurieren.
2. Schritt 2: Bootmedien und Firmwarepfad für den Gast festlegen.
3. Schritt 3: Kommunikationswege zu nativen oder POSIX-Partitionen kontrolliert öffnen.
4. Schritt 4: Fehlkonfigurationen anhand von Boot- und Hypervisorindikatoren unterscheiden.

Linux-Image und Bootkette

1. Schritt 1: Kernel, Device Tree, Root-Dateisystem und Startparameter zusammenstellen.
2. Schritt 2: Image-Größe, Treiber und Dienste auf den notwendigen Umfang begrenzen.
3. Schritt 3: Virtuelle Konsole und frühe Bootdiagnose aktivieren.
4. Schritt 4: Bootfehler entlang einer festen Prüfreihenfolge eingrenzen.

Virtuelle Geräte, Netzwerk und Speicher

1. Schritt 1: Virtuelle Geräte dem Gast eindeutig zuordnen und PikeOS-seitig bereitstellen.
2. Schritt 2: Netzwerkpfade, Adressierung und Filterregeln kontrolliert konfigurieren.
3. Schritt 3: Block- und Dateisystemzugriffe mit Fehler- und Wiederanlauffällen prüfen.
4. Schritt 4: Gerätelast und Interruptverhalten auf andere Partitionen beobachten.

VirtIO-Grundlagen und Gerätepfade

1. Schritt 1: Front-End, Back-End, Queues und Benachrichtigungswege nachvollziehen.
2. Schritt 2: VirtIO-Geräte nach Funktionsbedarf und Isolationsziel auswählen.
3. Schritt 3: Queue-Größen, Puffer und Interruptverhalten unter Last untersuchen.
4. Schritt 4: Fehler im Gast, im Back-End und in der Verbindung getrennt diagnostizieren.

Linux-Betrieb, Aktualisierung und Hardening

1. Schritt 1: Dienste, Benutzer, Rechte und unnötige Komponenten reduzieren.
2. Schritt 2: Protokollierung und Diagnose ohne unkontrollierte Datenpfade einrichten.
3. Schritt 3: Update, Neustart und Rückfallstand mit PikeOS-Baseline koordinieren.
4. Schritt 4: Gastfehler erzeugen und die Isolation gegenüber anderen Partitionen nachweisen.

Quellnahes Debugging

1. Schritt 1: Debug-Konfiguration, Symbole und Zielverbindung korrekt vorbereiten.
2. Schritt 2: Breakpoints, Watchpoints, Register- und Speicheransichten gezielt einsetzen.
3. Schritt 3: Partitionen und Ausführungskontexte unterscheiden, ohne andere Bereiche unnötig zu beeinflussen.
4. Schritt 4: Einen reproduzierbaren Fehlerpfad mit Beobachtung, Hypothese und Gegenprobe dokumentieren.

Praxisübungen

• Linux-Gastpartition mit CPU, Speicher, Konsole und Bootmedium aufbauen.
• Virtuelles Netzwerk und persistenten Speicher konfigurieren und prüfen.
• Bootfehler über Konsole, Parameter, Imagebestandteile und Gerätepfad eingrenzen.
• Gastaktualisierung mit Sicherung, Neustartprüfung und Rückfallverfahren durchführen.

Arbeitsweise

Kurze Fachblöcke werden unmittelbar durch Demonstrationen und geführte Übungen ergänzt. Konfigurationen, Quelltexte, Prüfprotokolle und Checklisten werden in einer konsistenten Laborumgebung geführt. Fehlerbilder werden nicht nur behoben, sondern systematisch eingegrenzt und dokumentiert.