Материал: Сетевое хранилище данных

AFP (Netatalk);

NFS;

TFP (ProFTPD);

TFTP (tftp-hpa);

- RSYNC (клиент/сервер);

Unison;

SCP (SSH);

iSCSI (target).

Также в системе предусмотрена поддержка следующих сервисов:

- BitTorrent client (Transmission);

UPnP server (FUPPES);

iTunes/DAAP server (Firefly);

WebServer (lighttpd);

Network bandwidth measure (Iperf).

Поддерживаемые параметры хранилищ:

файловые системы: ZFS, UFS, Ext2/3, FAT, NTFS;

- программный RAID 0,1,5 и смешанные (1+0, 1+1, и т.д.);

шифрование дисков (если есть плата ускорителя шифрования);

дисковые разделы типов MBR и GPT;

iSCSI initiator.

Поддерживаемые системы мониторинга:

- S.M.A.R.T (smartmontools);

- уведомления через e-mail;

SNMP;

Syslog;

UPS (NUT).

Аутентификация осуществляется на основе локальной базы пользователей. Также имеется возможность аутентифицироваться на основе внешнего LDAP каталога, например, Microsoft Active Directory.

1.3.2 Дистрибутив OpenFiler

Специализированный дистрибутив OpenFiler основан на дистрибутиве rPath Linux и ориентирован на работу в составе сетевых хранилищ данных и доступен под лицензией GNU версии 2. Разработка дистрибутива была начата в 2001 году компанией Xinit Systems. Первый публичный релиз состоялся в мае 2004 года.

Для оптимальной работы системы требуется не менее 1 Гб оперативной памяти и не менее 2Гб дискового пространства. Система OpenFiler поддерживает следующие сетевые протоколы:

SMB/CIFS;

HTTP/WebDAV;

- FTP;

iSCSI (initiator и target);

- Active Directory.

Поддерживаемые параметры хранилищ:

файловые системы: ext3, JFS, XFS;

программный RAID реализован через утилиту mdadm;

iSCSI initiator.

1.3.3 Дистрибутив OpenMediaVault

Дистрибутив FreeNAS к верии 0.7 к концу 2009 года вобрал в себя всевозможные технологии, компоненты и библиотеки. Со слов разработчиков, стало невозможно добавлять новые компоненты без увеличения громоздкости и ухудшения архитектуры дистрибутива. Приемник основателя проекта Волкер Тейл (Volker Theile) решил оставить проект FreeNAS и взяться за разработку нового дистрибутива с нуля. Новый проект был назван OpenMediaVault и основывался на операционной системе Debian Linux (сборка Lenny). В состав дистрибутива предполагалось включить следующие компоненты.

1.  Поддерживаемые файловые системы:

- Ext3;

XFS;

JFS.

2.  Сетевые протоколы:

- SSH;

FTP;

TFTP;

NFS;

SMB/CIFS;

- NTP.

3.  Прочие компоненты:

- программный RAID JBOD/0/1/5/6 (mdadm);

- клиент BitTorrent (TransmissionBT);

клиент DAAP (Firefly Mediaserver).

На данный момент ещё не опубликована даже альфа-версия дистрибутива. Волкер Тейл заявил, что хочет уделить максимальное внимание стабильности разрабатываемой системы, поэтому альфа/бета-версии дистрибутива будут доступны "как только они будут готовы". По средним оценкам это произойдёт в мае-июне 2010 года.

Выводы по главе 1

По результатам сравнительного анализа файловых систем для использования в системе StarNAS была выбрана файловая система JFS. Она обладает несколько лучшими характеристиками чем файловая система ZFS и больше подходит для наших задач. Также решено было использовать дисковый массив уровня RAID 6. Проектируемая система StarNAS ни в коем случае не должна допустить потери информации. Поэтому дисковый массив уровня RAID 6 наиболее подходит для использования в дистрибутиве операционной системы для устройства NAS StarNAS.

Сравнение дистрибутивов производилось с точки зрения присутствия в них необходимых протоколов, компонентов и технологий. Наиболее подходящим для поставленных целей и задач дистрибутивом был выбран дистрибутив операционной системы OpenFiler. Несмотря на то, что FreeNAS пользуется большей популярностью среди пользователей; дистрибутив OpenFiler в отличие от дистрибутива FreeNAS имеет поддержку файловой системы JFS и дискового массива RAID 6. Как бы ни был популярен, надёжен и удобен дистрибутив FreeNAS, он базируется на ОС FreeBSD; что значительно усложняет процесс разработки под него специальных приложений. С дистрибутивом же OpenFiler на основе ОС Linux 2.6 такой проблемы не наблюдается. Дистрибутив OpenMediaVault может в будущем составить серьёзную конкуренцию дистрибутиву OpenFiler. У проекта есть все возможности превзойти OpenFiler по скорости, удобству и надёжности. Но до тех пор, пока не выйдет первая-вторая стабильная версия этой системы, она может быть использована в системе NAS StarNAS.

Глава 2. Установка и настройка дистрибутива операционной системы OpenFiler

.1 Установка дистрибутива и выбор необходимых компонентов

Установка 64-битной версии дистрибутива OpenFiler будет производиться на экспериментальную сборку системы NAS StarNAS, обладающую характеристиками, перечисленными в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Технические характеристики виртуальной машины

Для начала необходимо загрузить систему StarNAS с образа установочного диска дистрибутива OpenFiler. Для этого необходимо в BIOS изменить порядок устройств с которых производится загрузка таким образом, чтобы CD-ROM стоял выше остальных. После загрузки с установочного диска появится экран, отображённый на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Экран загрузки установщика OpenFiler

На рис. 2.1 система предлагает загрузить один из двух установщиков на выбор. Один из них функционирует в графическом режиме, а другой в текстовом. Для обеспечения большей совместимости с различными видами оборудования мы воспользуемся установщиком в текстовом режиме. Для этого мы введём команду "linux text" и нажмём клавишу <ENTER>.

Произошла загрузка установщика rPath Linux - Anaconda. Первым делом требуется задать настройки языка системы, выбрать раскладку клавиатуры, установить дату и время. Также потребуется сконфигурировать сетевые интерфейсы. Эти настройки не нуждаются в подробном рассмотрении.

Рис. 2.2. Экран программы Disk Druid

На следующем этапе установки предлагается воспользоваться автоматическим средством конфигурации жёстких дисков, либо загрузить утилиту Disk Druid для ручного создания разделов, установки файловых систем, задания точек подключения (монтирования) и прочих настроек дисков.

Необходимо выбрать утилиту Disk Druid. Экран утилиты изображён на рис. 2.2.

Следует выбрать диск "/dev/sda" и создать на нём новый раздел. Выбрать файловую систему ext3, установить переключатель размера раздела на значение объёма всего дискового пространства, указать тип раздела - основной (primary) и точкой монтирования назначить путь "/" (см. рис. 2.3). Таким образом, мы создадим раздел, на который дальше будем производить установку специализированной операционной системы OpenFiler.

Рис. 2.3. Окно создания основного раздела

После указания раздела на жёстком диске и выбора его для установки операционной системы требуется назначить пароль суперпользователя, после чего произойдёт реальное создание раздела, его форматирование и установка на него дистрибутива операционной системы OpenFiler. По окончании установки появляется окно с надписью, требующей извлечь носитель, с которого производилась установка и перезагрузить компьютер. После перезагрузки системы пользователя приветствует экран, изброженный на рис. 2.4.

дистрибутив хранилище сетевой linux

Рис. 2.4. Экран приветствия пользователя

На странице приветствия указан адрес веб-интерфейса для настройки сетевого хранилища, состоящий из протокола https, сетевого адреса 192.168.0.107 и порта 446. Сетевой адрес был назначен роутером автоматически по протоколу DHCP.

2.2 Создание массива дисков уровня RAID 6

Для настройки сетевого хранилища воспользуемся веб-интерфейсом, для этого наберём в адресной строке браузера https://192.168.0.107:446. Веб-интерфейс сетевого хранилища представлен на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Веб-интерфейс сетевого хранилища

В первую очередь необходимо создать логические разделы на физических дисках. Для этого следует пройти в меню Volumes -> Block Devices и каждому из дисков задать тип раздели и файловую систему. Тип раздела следует выбирать primary (основной), а файловую систему - RAID Array Member. Это означает, что диск не будет иметь своей собственной файловой системы, он будет членом дискового массива (рис. 2.6). Файловая система будет установлена поверх массива.

После того как на всех дисках будут логические разделы можно приступать к созданию массива дисков уровня RAID 6. Для этого необходимо перейти в пункт меню Volumes -> Software RAID, отметить галкой диски для создания массива, выбрать уровень массива RAID 6, размер кластера и нажать клавишу создать (рис. 2.7). Все диски следует оставить отмеченными как Member, так как дисковый массив уровня RAID 6 симметричен - избыточная информация равномерно расположена на всех дисках массива, а не на нескольких из них.

Рис. 2.7. Создание массива дисков уровня RAID 6

Нам следует создать 3 дисковых массива по 15 дисков в каждом. Создание массивов производится в фоновом режиме, за прогрессом можно наблюдать, обновляя веб-интерфейс (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Наблюдение за прогрессом создания массивов RAID

2.3 Создание раздела файловой системы JFS на дисковом массиве

Дисковые массивы теперь можно интерпретировать как отдельные жёсткие диски. OpenFiler поддерживает механизм объединения дисков в дисковые группы с целью создания на них больших разделов. Таким образом, можно получить один логический раздел на нескольких физических дисках. Для создания одного большого раздела на трёх дисковых массивах необходимо соединить диски массивов в одну группу, как показано на рис. 2.9. После этого следует создать новый том на этой группе (рис. 2.10).

Рис. 2.9. Объединение дисков в группу

Рис. 2.10. Создание раздела на группе

Веб-интерфейс системы OpenFiler позволяет создать том и отформатировать его под одну из следующих файловых систем:

XFS;

ext3;

iSCSI.

Для создания раздела с файловой системой JFS следует выполнить следующие действия (см. рис. 2.11).

1.  Создать раздел с файловой системой XFS.

2.      Авторизоваться с консоли под суперпользователем (root).

.        Скопировать файлы из /mnt/group1/volume во временную папку.

.        Размонтировать раздел /mnt/group1/volume.

.        Запустить mkfs.jfs, передав ему в качестве параметра раздел /dev/mapper/group1-volume и дождаться завершения его работы.

.        Подмонтировать обратно раздел /dev/mapper/group1-volume.

.        Скопировать файлы из временной папки обратно на диск.

.        Назначить права владения файлами обратно пользователю openfiler.

Рис. 2.11. Форматирование дискового массива под JFS

Таким образом, на сетевом хранилище данных имеется один логический раздел на трёх дисковых массивах шестого уровня, отформатированный под файловую систему JFS.

2.4 Настройка необходимых сетевых сервисов и протоколов

.4.1 Настройка протокола SMB

Для настройки протокола SMB необходимо ввести следующие настройки (см. рис. 2.12).

1.  Строка сервера, отображается у конечных пользователей протокола как описание сервера.

2.      Имя NetBIOS, задаёт имя сервера - идентифицирует сервер в сети по имени.

.        Адрес WINS сервера, задаёт адрес сервера у которого следует производить авторизацию при включении системы.

.        Пользовательский суффикс LDAP, параметр задаёт в какое места дерева будут добавляться новые пользователи.

.        Групповой суффикс LDAP, задаёт место в которое будут добавлять новые группы.

.        Кодировка отображения

.        Кодировки UNIX и DOS

Рис. 2.12. Настройка протокола SMB

Все перечисленные настройки видны на рис. 2.12. В качестве строки сервера выбрана строка "STARNAS", имя NetBIOS выбрано "STARNAS", включено шифрование паролей и назначена кодировка отображения UTF-8 и кодировка DOS - 866. Остальные настройки остались без изменений. Имя NetBIOS позволяет определять сетевой адрес сервера по протоколу NBT.

2.4.2 Настройка протокола FTP

Для настройки протокола FTP необходимо настроить следующие параметры (рис. 2.13).

1.  Имя сервера, используется для идентификации сервера в сети.

2.      Порт сервера, на котором сервер ожидает подключения клиентов.

.        Порты для пассивного режима FTP. В пассивном режиме для осуществления сессии передачи данных, по соответствующему запросу клиента, сервер подключается к клиенту с указанных портов.

.        Максимальное число одновременных клиентов, определяет максимальное количество экземпляров одновременно-работающих обработчиков.

.        Задержка авторизации, означает время в течение которого, если сервер не получает запросов от клиента, клиент считается неавторизованным.

.        Время ожидания задаёт время в течение которого клиенты могут находиться в режиме "Idle", после этого времени клиенты считаются неавторизованными.

Рис. 2.13. Настройка протокола FTP

Выводы по главе 2

Во второй главе курсовой работы описан процесс установки специализированной операционной системы OpenFiler, процесс настройки дискового массива уровня RAID 6. Также продемонстрирован процесс настройки основных сетевых сервисов и протоколов. Установка дистрибутива производилась в текстовом режиме. В процессе установки при помощи утилиты Disk Druid было произведено создание и форматирование основного раздела на системном жёстком диске. Далее было осуществлено подключение к веб-интерфейсу дистрибутива OpenFiler по протоколу https. На веб-интерфейсе были выполнены шаги для создания трёх дисковых массивов уровня RAID 6, затем объединение их в одну логическую группу и создание на них единого логического раздела. Раздел был отформатирован под файловую систему XFS. Таким образом был получен один общий раздел на трёх дисковых массивах уровня RAID 6.

На веб-интерфейсе дистрибутива OpenFiler отсутствует файловая система JFS, но в самом дистрибутиве на уровне ядра поддержка файловой системы имеется. Форматирования раздела под файловую систему JFS производилось непосредственно с консоли системы StarNAS. Было произведено резервное копирование данных с диска, форматирование диска и возврат данных на их первоначальное месторасположение.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были изучены существующие специализированные дистрибутивы ОС Linux, предназначенные для использования в составе сетевых хранилищ данных, выбран наиболее подходящий для использования в системе NAS StarNAS дистрибутив ОС Linux. Этим дистрибутивом является OpenFiler. Также был определен набор сетевых сервисов и компонентов, необходимых дистрибутиву для работы на сетевом хранилище данных. На основе OpenFiler был разработан дистрибутив ОС Linux для функционирования в составе сетевых хранилищ данных, а также создан стенд для установки и тестирования дистрибутива ОС Linux.