% 関数型Linux: NixOSの仕組みと特徴の紹介 % OSC 2016 Tokyo/Spring % 2016年2月26日

自己紹介

サニエエリック
東京NixOSミートアップオーガナイザー

アジェンダ

Nixパッケージマネージャーの紹介 (20分)
NixOSリナックスの紹介 (10分)
東京NixOSミートアップの紹介 (5分)
質問タイム
いつでも気軽に質問してください!

パッケージマネージャーとは

ファイル・プログラムをインストール・アップグレード・アンインストールをするソフトウェア
依存関係解決
apt, yum, pacman
パッケージ操作にリスクがあります
- ルート権限が必要
依存管理は難しい
- 依存地獄
- パッケージの代わりにコンテナーでソフトウェア配布が最近増えてる

Nix: 関数型パッケージマネージャー

Eelco Dolstraの研究が原点
2006年に博士論文発表
POSIX準拠 (LinuxとOS Xで利用できます)
主にC++で書かれている
良く出来たマニュアル
LGPLライセンス

Nix: 特徴

パッケージの複数バージョン
一般ユーザパッケージインストール
パッケージカスタマイズ
依存関係完結の保証
パッケージ完全隔離
ソースビルドとバイナリインストール対応
ビルド再現性の保証
並行ビルド
低リスク
nix-shell

Nix: 遅延評価純粋関数型パッケージマネジャー

関数型:
- パッケージは関数であり、依存は引数
- インストールされたパッケージのファイルは絶対に変更されない
- → 安全性 (依存関係完結の保証、ロールバック)
純粋:
- 関数の結果（パッケージ）は引数のみ（依存関係）で決まります
- → 再現性
遅延評価
- パッケージを簡単カスタマイズできます、パーフォーマンス向上
- → 柔軟性

Nix: 仕組み

パッケージ"レシピ"関数（導出）
パッケージレシピはNix言語で書かれています
Nix言語はパッケージ用のドメイン固有言語
NixはNix言語のコンパイラー
パッケージはNixストアにインストールされます
導出コンパイル = パッケージのビルド + ストアへインストール

Nix: 導出(パッケージレシピ)の例

シンプルな例
パッチの利用例
複雑なパッケージ

Nix: Nixストア

Nixはパッケージを必ずNixストアにインストールします
ストア内に同じパッケージの複数バージョンが存在できます
パッケージはストア内に導出ハッシュで特定されたフォルダーにインストールされます

隔離されたフォルダーにパッケージのすべてのファイルが入ります

$ readlink $(which tree)
/nix/store/zzljry2r5w14rmvg3p9lz7ym326rfcpp-tree-1.7.0/bin/tree

$ tree /nix/store/zzljry2r5w14rmvg3p9lz7ym326rfcpp-tree-1.7.0/
/nix/store/zzljry2r5w14rmvg3p9lz7ym326rfcpp-tree-1.7.0/
├── bin
│   └── tree
└── share
    └── man
        └── man1
            └── tree.1.gz

パッケージは他のパッケージファイルを絶対に変更できない
Nixストアは読み込み専用ファイルシステムでマウントされています

Nix: 環境

特定なNixストアパッケージを環境にリンクする仕組み
環境は自動的にバージョニングされます

世代はコマンドでロールバックできます

$ nix-env --list-generations
 28   2016-01-31 07:23:34
 29   2016-01-31 18:03:26   
 30   2016-02-06 11:58:46   
 31   2016-02-15 10:42:21   
 32   2016-02-15 10:44:14   (current)

$ nix-env --switch-generation 30

Nix: ソースとバイナリ

パッケージでインストールされるファイルは導出で決まります（再現性）
導出のハッシュがわかれば、ストアフォルダーとインストールされるファイルを判別できます
ハッシュを利用し、バイナリパッケージを特定できます
再現性を利用し、導出を評価せずにバイナリパッケージをインストールできます

Nix: システムパッケージ以外の管理

アプリケーションパッケージも対応（プログラミング言語）

Haskellのサポートが特に進んでいる

$ nix-env -f "<nixpkgs>" -qaP -A haskellPackages | wc -l
12014

Python等のパッケージもあります

$ nix-env -f "<nixpkgs>" -qaP -A python2Packages | wc -l
1199

$ nix-env -f "<nixpkgs>" -qaP -A python33Packages | wc -l
996

$ nix-env -f "<nixpkgs>" -qaP -A python32Packages | wc -l
997

Nix: 万能ビルドシステム

NixOSマニュアルの生成

$ nix-build '<nixpkgs/nixos/release.nix>' -A manualPDF

NixOS ISOイメージの生成

$ nix-build '<nixpkgs/nixos/release.nix>' -A iso_minimal.x86_64-linux

テストの実行

Nix: nix-shell

インストールしてないプログラムのコマンド実行
```
$ nix-shell -p jdk --run "java -version"
```

特定のパッケージを含めた一時環境

$ nix-shell -p jdk -p subversion

$ nix-shell -p jdk7 -p git --pure

開発環境用のnix-shellファイル

Nix: 柔軟性

パッケージのカスタマイズ(引数)

libreNginx = nginx.override { openssl = libressl; }

パッケージのカスタマイズ（パッケージオーバーライド）

myNginx = nginx.overrideDerivation  (super:
  name = "nginx-git";
  src = fetchFromGitHub {
    sha256 = "04s7xcgmi5g58lirr48vf203n1jwdxf981x1p6ysbax24qwhs2kd";
    rev    = "c0eb2f0759726f47bd06f5c8f46739f43ce55cac";
    repo   = "nginx";
    owner  = "nginx";
  };
})

Nix: Devops向けパッケージマネジャー

キーワード: 再現性、依存関係完結、パッケージ隔離
closure: パッケージとその依存関係チェインのセット

nix-copy-closureコマンドで他マシンにclosureをコピーできる

$ nix-copy-closure --to alice@itchy.labs $(type -tp firefox)

$ nix-copy-closure --from alice@itchy.labs /nix/store/0dj0503hjxy5mbwlafv1rsbdiyx1gkdy-subversion-1.4.4

nix-pushでNixストアclosureのバイナリキャッシュを生成できます
```
$ nix-push --dest /tmp/cache $(nix-build -A thunderbird)
```
- サーバを設定すれば、他のマシンからそのバイナリキャッシュは利用可能

nixpkgs: パッケージレポジトリ

Nixのパッケージレポジトリ
GitHubレポジトリ
パッケージ追加とアップデートはプールリクエスト
簡単に拡張
77000コミット以上
700コミッター以上

Hydra: ビルドファーム

Hydraはnixpkgsのビルドファーム
兼継続的インテグレーション(CI)
独自サーバにインストールできます
nixpkgsのジョブセット

Nix: チャンネル

チャンネルは特定な条件を満たすnixpkgsのバージョンを提供する仕組み
- Hydraでビルドとテスト成功
種類はいくつかあります
- 安定チャンネル、例 nixos-15.09
- 不安定（開発）: nixos-unstable
- サーバ向け、例 nixos-15.09-small, nixos-unstable-small
Nixストア内にはチャンネルの最新nixpkgsが入っていて、Nixに利用されます
Hydraでパッケージはビルドされているため、自動的にバイナリパッケージは生成されます

Nix: パッケージインストール図

Nix構造図

Nix → NixOS

一息
質問？

NixOS: 特徴

宣言型設定 (モジュールシステム)
パッケージロールバック
アトミックアップグレード
安定性
軽量コンテナー (systemd-nspawn利用)
DevOps向けツール (NixOps)

NixOS: OSとは？

OS = パッケージ + 設定
パッケージ = Nix
設定 = モジュールシステム
NixOS = Nix + モジュールシステム

NixOS: ロールバック

コマンドでロールバック可能
ブート画面でロールバック可能

NixOS: モジュールシステム

宣言型設定
自動化
拡張したNix言語を利用
- OS設定固有ドメイン言語
- オプション型
良く出来たマニュアル
独自モジュールで拡張可能
/etc/nixos/configuration.nix がメインのファイルになります
モジュールシステムはnixpkgsに含まれています

NixOS: モジュールシステム例

プロビジョニング

environment.systemPackages = with pkgs; [
  firefox
  termite
  tmux
];

systemdのサービス

systemd.services.ircSession = {
  wantedBy = [ "multi-user.target" ];
  after = [ "network.target" ];
  serviceConfig = {
    Type = "forking";
    User = "username";
    ExecStart = ''${pkgs.tmux}/bin/tmux new-session -d -s irc -n irc ${pkgs.irssi}/bin/irssi'';
    ExecStop  = ''${pkgs.tmux}/bin/tmux kill-session -t irc'';
  };
};

gnomeを利用

services.xserver.enable = true;
services.xserver.displayManager.gdm.enable = true;
services.xserver.desktopManager.gnome3.enable = true;

Apache HTTPDを有効

services.httpd = {
  enable       = true;
  enablePHP    = true;
  adminAddr    = "web1@example.org";
  documentRoot = "/srv/http";
};

カーネルバージョンの変更

boot.kernelPackages = pkgs.linuxPackages_4_4;

ユーザ作成

users.extraUsers.eric = {
  isNormalUser = true;
  createHome = true;
  extraGroups = [ "wheel" "scanner" "vboxusers" "audio" "docker" ];
  uid = 1000;
};

日本語入力を有効

i18n.inputMethod = {
  enabled  = "fcitx";
  fcitx.engines = with pkgs.fcitx-engines; [ mozc anthy ];
};

firefoxのflashプラグインを有効

nixpkgs.config = {
  allowUnfree = true;
  firefox.enableAdobeFlash = true;
};

フォント設定まで!

fonts = {
  fonts = with pkgs; [ 
    ipafont
    powerline-fonts
    kochi-substitute
  ];

  fontconfig = { 
    defaultFonts = {
      monospace = [ 
        "DejaVu Sans Mono for Powerline"
        "IPAGothic"
      ];
      serif = [ 
        "DejaVu Serif"
        "IPAPMincho"
      ];
      sansSerif = [
        "DejaVu Sans"
        "IPAPGothic"
      ];
    };
  };
};

ループも利用できます

services.httpd.virtualHosts =
  let
    makeVirtualHost = { name, root }:
      { hostName = name;
        documentRoot = root;
        adminAddr = "alice@example.org";
      };
  in map makeVirtualHost
    [ { name = "example.org"; root = "/sites/example.org"; }
      { name = "example.com"; root = "/sites/example.com"; }
      { name = "example.gov"; root = "/sites/example.gov"; }
      { name = "example.nl";  root = "/sites/example.nl"; }
    ];

if分岐

environment.systemPackages =
  if config.services.xserver.enable then
    with pkgs; [ firefox thunderbird ]
  else
    [ ];

NixOS: 再構築

nixos-rebuild コマンドで設定を適応する
```
$ nixos-rebuild switch
```
設定をビルドのみ(コンパイルチェック)
```
$ nixos-rebuild build
```
設定をビルドし、バーチャルマシン（QEMU）起動で動作確認
```
$ nixos-rebuild build-vm
```

NixOS: 再構築図

NixOS: 再現性

宣言的にOSを設定できます
configuration.nixを別マシンにコピーし、適応すれば同じ環境を再現できます
Surface 3用のNixOS設定ファイルもあります

NixOS: DevOps

専用ツール
NixOps: NixOS環境のデプロイツール
- nix言語で設定ファイル
- バーチャルマシン、EC2、GCE、Hetznerなどをサポートします
- 詳細は3月のNixOS勉強会へ!
Disnix: サービス向けシステムデプロイツール
- 異質OSネットワーク対応
- ステートもサポート(Dysnomia)

NixOS: 構造図

NixOS → 日本コミュニティ

一息
質問？

東京NixOSミートアップ

2015年9月に始まった
毎月に勉強会をやります
MeetupとConnpassにグループあります
前回はパッケージ作成
次回は
- 3月23日 19:00 - 21:00
- テーマはNixとDevOps、NixOps
- 場所は茅場町Co-Edo

活動

GitHubで日本語Wiki管理
パッケージ追加、モジュール追加（日本語入力）
マニュアル翻訳を近々に始める予定

最後に

ブースに
- NixOSを体験できるマシン
- インストールCD
- ステッカー
があります、気軽に寄ってください!
ご清聴ありがとうございました
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パッケージマネージャーとは

Nix: 関数型パッケージマネージャー

Nix: 特徴

Nix: 遅延評価純粋関数型パッケージマネジャー

Nix: 仕組み

Nix: 導出(パッケージレシピ)の例

Nix: Nixストア

Nix: 環境

Nix: ソースとバイナリ

Nix: システムパッケージ以外の管理

Nix: 万能ビルドシステム

Nix: nix-shell

Nix: 柔軟性

Nix: Devops向けパッケージマネジャー

nixpkgs: パッケージレポジトリ

Hydra: ビルドファーム

Nix: チャンネル

Nix: パッケージインストール図

Nix: パッケージインストール図

Nix: パッケージインストール図

Nix: パッケージインストール図

Nix構造図

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NixOS: OSとは？

NixOS: ロールバック

NixOS: モジュールシステム

NixOS: モジュールシステム例

NixOS: 再構築

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