Vinum (FreeBSD)
Tartalomjegyzék[elrejtés] |
1 Logikai kötetkezelés a FreeBSD operációs rendszer alatt
1.1 Partíciók és azzal kapcsolatos fogalmak
A különböző BSD terjesztések alatt meg kell különböztetnünk slice-okat és partíciókat. Az előbbi hasonlítható a Microsoft rendszerekből ismert elsődleges, és másodlagos partíciókkal, ugyanúgy 4 darab lehet belőle egy merevlemezen. Ennek oka az, hogy a Master Boot Recordban (MBR) csak négy bejegyzés fér el. Ezek a fizikailag is létező partíciók, ezeken túl hozhatunk létre logikai partíciókat. Ezt a korlátot oldja fel a BSD szemlélet azzal, hogy egy ilyen általuk szeletnek, és nem partíciónak nevezett részbe lehet további egységeket létrehozni, amiket ők ténylegesen a partícióknak tekintenek, tehát lehet a gyökér fájlrendszer rajta, a home könyvtár, esetleg tmp, és hasonló egységek, valamint a swap. Ez kompatibilitási szempontból jó, mivel így azon rendszerek alatt is látjuk az fdisk program segítségével. A rendszerünk indítása csak fizikailag létező partícióról lehetséges. Ezeknek a kezdete általában az első 1024 cilinderben kell, hogy elhelyezkedjen. (Ma már talán az a korlát nem létezik.) Erre találták Linux alatt a boot partíciót, ami egy rövid, csak a kernelt tartalmazó rész, és lehetőleg a diszk elején foglal le területet, és az összes további állományrendszer lehet logikai. A BSD rendszerek alatt az elsődleges partíciók számozása 1-4ig történik, ezekre az állományrendszerben úgy találunk hivatkozást, hogy az eszköz neve, pl.: /dev/ad0 (primary master), majd után a slice száma, tehát /dev/ad0s1, ezen belül még elérhetjük a partíciókat, amik az ABC betűivel vannak jelölve, vagyis /dev/ad0s1a lesz az első.
FreeBSD alatt használt fájlrendszer tipikusan az UFS (Unix File System), amit minden BSD támogat. Ez egy még 4.2 BSD-ben bevezetett fájlrendszer, amit azóta is megtartottak. Időközben elkészül az UFS második verziója, az UFS2, ami a 64 bites kiterjesztést tette meg. Sajnálatos módon a naplózást a maga az implementáció továbbra sem támogatja, így a BSD ilyen téren hiányt szenvednek. A 7.x-es FreeBSD rendszerek már képes a GEOM alrendszeren keresztül naplózást megvalósítani, ami a fájlrendszertől független. Ez az egyik út. A másik pedig a Matthew Dilon által fejlesztett DragonflyBSD-ben jelent meg, ami igyekszik minden hagyománnyal szakítani, és valami teljesen újat létrehozni a semmiből. Ez pedig a HAMMMER névre hallgató fájlrendszer. A tervezés tavaly év elején kezdődött meg, és Matt munkatempójából adódóan 2008. júniusában kiadásra is került az első verzió az akkor megjelenő DragonflyBSD 2.0-ban.
1.2 Logikai lemezkezelő alrendszer
A logikai lemezkezelést BSD rendszerekben Vinum alkalmazás segíti. Ennek elindítása a gvinum parancs kiadásával történik. Illetve másik lehetséges útvonal számunkra az ehhez kapcsolódó segédalkalmazások, mint a gmirror, gconcat, gstripe, amik automatizáltak, konfigurációs állomány megírása nélkül képesek számunkra az egyes funkciókat megvalósítani. Ezek használatát mutatom be példákon keresztül a későbbiek során. Igyekszem olyan funkciókat szemléltetni, amik a hétköznapokban is felmerülnek, tehát két lemez csíkozott összefűzése, tükrözése, esetleg bővíthető összefűzése.
1.3 Szemléltetés
1.3.1 RAID 0 létrehozása
RAID 0, vagyis összefűzés, a teljesítmény növelésének érdekében oly módon, hogy a lemezeket 1 mb-os darabonként váltva írjuk. Ami azt jelenti, hogy ha egy 10 megabyte-os fájl kívánunk ki írni, egy két lemezből álló kötetre, akkor az a páratlan mb-k az első, még a párosak a második lemezen lesznek megtalálhatóak. Így mind az olvasás, és írás sebessége a felére csökken, mivel párhuzamosítható a diszkműveletekkel elvégezhető.
Először is szükségünk lesz lemezekre, amiket összefűzünk. Jelenleg demonstrációs célból ez két loopback eszköz lesz. Ennek létrehozási módja:
# dd if=/dev/zero of=loop3.img bs=1m count=512 # dd if=/dev/zero of=loop4.img bs=1m count=512
Itt a bemenetnek a /dev/zero fájlt választjuk, ezt az if-nél adjuk meg, mivel azt szeretnénk, hogy a létrehozott állomány csak 0-ak tartalmazzon. Fontos, hogy nem a /dev/null-t jelöljük ki, mivel az nem tartalmaz semmit, tehát nem lehet belőle olvasni. Kimenetnek az általunk meghatározott elérési útvonalat, és fájlnevet adjuk meg, ezt az of paraméterrel tehetjük meg. Ezek után a bs opció segítségével megadjuk, hogy mekkora blokkméretet szeretnénk, tehát egy olvasásnál mekkora adatot markoljunk fel. Ezek után már csak azt kell megmondanunk, hogy hányszor szeretnénk venni a rendelkezésre álló halmazból, erre szolgál a count. Tehát az eredmény egy 512 mb méretű csupa 0-kból álló fájl lesz, amit az aktuális könyvtárban fogunk megtalálni.
Ezek után a létrehozott fájlokat be kell állítanunk, mint eszközmeghajtókat a rendszerben. Ehhez használjuk az mdconfig parancsot, amivel memória lemezeket tudunk konfigurálni és engedélyezni. Itt a -a opcióval jelöljük ki, hogy hozzáadni fogunk egy új lemezt, majd a -t kapcsolóval megmondhatjuk annak a típusát, ami az alábbiak közül lehet egy:
- malloc - amikor a memória egy adott területét akarjuk eszközként használni,
- vnode - egy fájlt akarunk eszközként elérni,
- swap - amikor a swap egy területét akarjuk eszközként elérni.
Jelen esetben vnode-ot kell választanunk, tehát egy fájlban lesz a tényleges tároló, ezek után a -f kapcsolóval adhatjuk meg ennek az elérési útvonalát.
Gyakorlatban tehát:
# mdconfig -a -t vnode -f loop3.img # mdconfig -a -t vnode -f loop4.img
Ezek után elkészítjük a Vinum konfigurációs fájlját, ami nekünk ezt a két eszközt összefűzve elérhetővé teszi. Itt a következőkben 1mb-os csíkozást állítunk be.
drive loop3 device /dev/md2
drive loop4 device /dev/md3
volume stripe
plex org striped 1m
sd length 500m drive loop3
sd length 500m drive loop4
A konfigurációs során kijelöljük, hogy mely eszközöket szeretnénk a kötet létrehozása során használni. Jelen esetben a két loopback eszközt, amire majd loop3 és loop3-ként hivatkozunk a továbbiakban. Ezek után megadjuk az általunk létrehozni kívánt kötet nevét, ez lesz a stripe. A negyedik sorban kijelöljük az érnek (plex) szervezési módját. Itt a csíkozást választjuk ki, méghozzá 1 mb-os csíkokkal. Ezek után megadjuk a kötetben részvevő allemezeket. Itt mind a két eszközünkről kijelölünk egy-egy 500mb-os területet. Ezek után tehát a létrejövő kötet 1 GB-os méretet fog ölteni.
Indítsuk el a gvinum rendszert, ami egy promtot fog visszaadni:
# gvinum ->
Majd adjuk ki a következő parancsot:
# gvinum -> create striped.conf
Ezt a konfigurációs fájlt betöltve a következőket kapjuk:
2 drives: D loop4 State: up /dev/md3 A: 11/511 MB (2%) D loop3 State: up /dev/md2 A: 11/511 MB (2%) 1 volumes: V stripe State: up Plexes: 1 Size: 1000 MB 1 plexes: P stripe.p0 S State: up Subdisks: 2 Size: 1000 MB 2 subdisks: S stripe.p0.s1 State: up D: loop4 Size: 500 MB S stripe.p0.s0 State: up D: loop3 Size: 500 MB
Most már elérhető a /dev alatt a stripe nevű lemez a /dev/gvinum/stripe elérési útvonallal. Ezek után már csak fájlrendszert kell létrehoznunk, felcsatolnunk, és használnunk:
# newfs /dev/gvinum/stripe # mount /dev/gvinum/stripe /mnt
Egy másik módja a csíkozott rendszer elkészítésének a gstipe parancs használata. Ekkor csak meg kell adnunk, hogy mely lemezekből szeretnénk létrehozni, és mekkora csíkmérettel, valamint milyen címkével. Pl.:
[root@ ~]# gstripe label -v -s 1048576 raid0 /dev/md0 /dev/md1 Metadata value stored on /dev/md0. Metadata value stored on /dev/md1. Done. [root@ ~]# ls /dev/stripe/ raid0
Ezzel a /dev/stripe/raid0 címkével létrejön egy három loopback eszközből álló, 1 mb-os csíkozású RAID0 tömb. (A -v kapcsoló, csak a beszédesebb módot kapcsolja be.) Amit a továbbiak során szabadon felhasználhatunk, hozhatunk rajta létre fájlrendszert, és felcsatolhatjuk az állományrendszerbe.
1.3.2 RAID 1 létrehozása
Ebben a szekcióban egy kicsit időtállóbb rendszert próbálunk létrehozni, ahol több lemezen tároljuk szinkronban ugyanazon adatokat. Így természetesen az eszközök kihasználtsága csökken, viszont a rendelkezésreállásuk növelhető. Ezt valósítja meg a RAID1.
Először is hozzuk létre a virtuális eszközöket, amiken dolgozni fogunk a példa során:
# dd if=/dev/zero of=loop1.img bs=1m count=512 # dd if=/dev/zero of=loop2.img bs=1m count=512 # mdconfig -a -t vnode -f loop1.img # mdconfig -a -t vnode -f loop2.img
Ezek után el kell készítenünk egy konfigurációs fájl, mondjuk mirror.conf néven. Ennek tartalma legyen:
drive loop1 device /dev/md0 drive loop2 device /dev/md1 volume mirror plex org concat sd length 450m drive loop1 plex org concat sd length 450m drive loop2
A fájl felépítése hasonló az előző példához, azzal a különbséggel, hogy itt más a szervezési mód. Mivel egy tükröt szeretnénk létrehozni, ezért a kötetben két ér lesz, amikbe allemezeket fűzünk. Természetesen több eszközt is hasonló módon vehetnénk bele az sd szekciónál. Látható, hogy ezek után, egy 450mb méretű RAID1-be szervezett eszközre mutató hivatkozás jelenik majd meg a /dev alatt.
Ezek után már csak be kell töltenünk. Ehhez indítsuk el a gvinum alkalmazást, és adjuk ki a következő parancsot:
# gvinum -> create mirror.conf 4 drives: D loop4 State: up /dev/md3 A: 11/511 MB (2%) D loop3 State: up /dev/md2 A: 11/511 MB (2%) D loop2 State: up /dev/md1 A: 61/511 MB (12%) D loop1 State: up /dev/md0 A: 61/511 MB (12%) 2 volumes: V stripe State: up Plexes: 1 Size: 1000 MB V raid1 State: up Plexes: 2 Size: 450 MB 3 plexes: P stripe.p0 S State: up Subdisks: 2 Size: 1000 MB P raid1.p1 C State: up Subdisks: 1 Size: 450 MB P raid1.p0 C State: up Subdisks: 1 Size: 450 MB 4 subdisks: S stripe.p0.s1 State: up D: loop4 Size: 500 MB S stripe.p0.s0 State: up D: loop3 Size: 500 MB S raid1.p1.s0 State: up D: loop2 Size: 450 MB S raid1.p0.s0 State: up D: loop1 Size: 450 MB
Most már elérhető a /dev alatt a mirror nevű lemez a /dev/gvinum/mirror elérési útvonal alatt. Ezek után már csak fájl rendszert kell létrehoznunk, felcsatolnunk, és használnunk:
newfs /dev/gvinum/mirror mount /dev/gvinum/mirror /mnt
Hozzunk létre most egy ehhez hasonló kötet, csak három lemezből, és a gmirror parancs segítségével. A paraméterezése hasonló a gstripe-hoz, szintén meg kell adnunk a kívánt kötetcímkét, valamint hogy mely eszközökből álljon. Viszont kapunk egy új lehetőséget, méghozzá meghatározhatjuk a RAID1 algoritmusát, ami lehet a balance algoritmus paraméterezését jelenti (-b kapcsoló). Itt a következő lehetőségek érhetők el:
- load: a rendszert minél legkevésbé terhelt eszközről olvasunk
- prefer: a rendszerben található legnagyobb prioritású komponensről olvasunk
- round-robin: a olvasás körbe-körbe adódik az eszközök között
- split: az aktív komponensekről egyszer adott méretű darabokat olvasunk be, és a -s kapcsoló segítségével adhatjuk meg a méretet
A paraméterezés során azt is megadhatjuk, hogy a szinkronizáció automatikusan történjen-e meg, vagy csak akkor ha mi kívánjuk, ezt a -n kapcsolóval érhetjük el.
Ezek után hozzunk létre egy 3 lemezből álló RAID1 tömböt, 2kb-os osztott olvasással:
[root@ ~]# gmirror label -v -b split -s 2048 raid1 /dev/md0 /dev/md1 /dev/md2
Most már a kötet elérhető a /dev/mirror/raid1 útvonalon.
Ezek után szúrjunk be egy új eszközt a tömbbe:
[root@ ~]# gmirror insert raid1 /dev/md3
Most vegyük ki mondjuk a 3. eszközt, hogy készítsünk róla egy biztonsági mentést, és aktiváljuk újra:
[root@ ~]# gmirror deactivate raid1 /dev/md2 [root@ ~]# dd if=/dev/md2 of=md2backup.img [root@ ~]# gmirror activate raid1 /dev/md2
Ha nem történne meg a szinkronizáció automatikusan, mivel a kötet létrehozásánál esetlegesen azt kértük, akkor tegyük meg most:
[root@ ~]# gmirror rebuild raid1 /dev/md2
1.3.3 Bővíthető lemezkötetek
Létrehozhatunk kötetekből egy összefűzött csomót, amit a későbbiek során folyamatosan igény szerint növelhetünk. Ilyen rendszer alkalmazása kiváló lehet, ha felhasználók home könyvtárjait külön szeretnénk tárolni, illetve a későbbiek során számukra több helyet biztosíteni. Ennel első lépése, hogy létrehozzuk a fent ismertett módon két loopback eszközt. Ezeket egy csoportba foghatjuk a következő módon:
# gconcat label -v home /dev/mdx /dev/mdy ...
Ezzel egy home cimkevel ellátott eszközfájl fog megjeleni számunkra a /dev/concat könyvtárban. A -v kapcsoló a beszédesebb visszajelzést állítja be. Az utána felsorolt eszközök kerülnek be a kötetbe. Ezek után a szokásos módon hozhatunk létre fájlrendszert rajta:
# newfs /dev/concat/home
Ha nem szeretnénk felhasználni a teljes kötet, akkor a -s kapcsoló segítségével megadhatjuk, hogy milyen méretű fájlrendszert szeretnénk létrehozni a megadott eszközön.
Ezek után, ha a felhasználás során felmerül az igény a home eszköz megnövelésére akkor a következő módon járunk el:
# gconcat label home /dev/mdz
Ezzel a z. loopback eszközt hozzávettük a kötethez. Ekkor még a rajta található partíció mérete nem vette át a kötet méretét, tehát azt meg kell növelnünk. Ehhez használjuk a growfs parancsot:
# growfs /dev/concat/home
Ha nem szeretnénk, hogy a fájlrendszer kitöltse a teljes kötetet, akkor -s kapcsolóval adhatjuk meg az új méretet. Továbbá, ha a méreten kívül más paraméterét is változtatni szeretnénk a létező fájlrendszernek, amiket az newfs során adtunk meg, akkor erre a tunefs nevű programot tudjuk használni, mivel bővebbek a lehetőségei, mint az itt említett growfs-nek.
Természetesen a felcsatolás a szokásos módon elvégezhető a mount paranccsal.
Bővítés előtt a lemezt szükséges lecsatolni. A kötetet leállítani a következő módon tudjuk:
# gconcat stop home # gconcat unload
1.3.4 További lehetőségek példák nélkül
1.3.4.1 RAID 3
Létrehozhatunk még RAID3 köteteket a graid3 parancs segítségével, aminek a paraméterezése nagyon hasonló a korábban ismertetett parancsokhoz. Gyakorlatban használt rendszereknél nem túl sűrűn alkalmazott megoldást, ezért itt részletesebben nem is térnék ki rá.
1.3.4.2 RAID 5 és RAID 10
Lehetőségünk van RAID5-öt is létrehozni. Erre nincs külön alkalmazás, hanem a gvinum segítségével kell egy megfelelő konfigurációs állományt betöltenünk. Ehhez kiváló példát találunk a színvonalas FreeBSD Handbook-ban.
1.4 Rendszerindítás a logikai kötetekről
A FreeBSD rendszer jelenleg csak olyan kötetről tud boot-olni, ami nem RAID5, sem összefűzött lemezekből álló egység.
