Розробка стратегії впровадження та реалізації проекту

Поява Інтернету послужило появі бездискового завантаження. Централізована модель досить зручна (наприклад клієнт-серверна). Бездискове завантаження з’явилося на початку 90-х років.

Бездискове завантаження-це сукупність служб і протоколів, яке виконує в інтересах конкретної мети віддалене завантаження обчислювальної системи.

Сервер бездискового завантаження виконує кілька функцій:

— Перш за все, видача бездисковому клієнту ip-адреси та деяких інших параметрів протоколу мережевого стека по протоколу DHCP.

Для власного завантаження і роботи бездискового клієнта сервер забезпечує доступ до файлу завантаження і оголошення в загальний доступ частинам файлової системи.

Можна не зводити все це в єдиний сервер. Якщо раніше на комп’ютері працював DHCP сервер, можна просто дописати, до тих що роздаються їм адреси, специфічні установки, характерні для бездискового завантаження.

Етапи завантаження бездискового клієнта:

1) Широкомовна розсилка бездисковим клієнтам DHCP запиту DHCP DISCOVER.

BIOS перевіряє працездатність всіх пристроїв в системі. У загальному випадку визначається завантажувальний пристрій, в нашому випадку завантажувальний пристрій це не жорсткий диск, а мережевий адаптер з підтримкою функцій бездискового завантаження. Ці функції описані в специфікації PXE_Preboot Exemtion Envitonment. В ньому є запам’ятовуючий пристрій, в якому зашиті функції, що дозволяють сформувати запит на отримання ip-адреси, вказує параметри і відправляє запит до сервера (DHCP DISCOVER).

• 2) DHCP OFFER. У загальному випадку такий запит звичайно надсилається не більше 4-х разів. Інтервали між запитами складають 4,8,16,32 с.
• 3) На цьому етапі бездисковий клієнт отримав всю інформацію, яка необхідна йому для продовження бездискового завантаження. Маленька програма завантажувач. Треба отримати завантажувач (вказується на якому розділі, вказується образ ОС) і файлові системи, які ми повинні змонтувати на клієнт.

Завантажувачів є декілька:

• — Pxeboot (onlyFreeBSD);
• — Grub (Linux) завантажує систему жорсткого диска і систему віддаленого диска;
• — Syslinux.

На вибір завантажувача впливає ОС, яку будемо завантажувати і яким чином ми збираємося отримати доступ.

Необхідно поставити один з завантажувачів на клієнтську робочу станцію. Для цього використовується TFTP протокол.

• 4) Запит цільового завантажувального файлу на TFTP сервер. Ми взяли файл, розпакували його і завантажуємо в оперативну пам’ять. Будемо завантажувати образ за протоколом АоЕ. Завантажувач визначає де знаходиться кореневий файл системи, монтує її на клієнтську частину. Ядро завантажується в ОС, визначає всі пристрої, завантажує драйвера. У разі завантаження Windows використовуються протоколи доступу до мережевих ресурсів ISCSI, AoE. А завантажувач Etherboot.
• 5) Монтування кореневої файлової системи.

ATA overEthernet (AoE) — це мережевий протокол, зареєстрований IEEE як Ethernet-протокол номер 0×88a2. AoE це низькорівневий протокол, набагато більш простий ніж TCP / IP або навіть просто IP.

AoE є відкритим стандартом на основі протоколу, який забезпечує прямий доступ до мережі для дисків, клієнтів хостів, таких як веб-сервери, поштові сервери, або кластер серверів. Ці системи можуть використовувати протокол AoE для доступу до як завгодно великих масивів AoE серверів за рахунок використання комутаторів. AoE сервери можуть бути невеликі процесори і диски на невеликій монтажній платі підключеної до невеликої стійки встановленої на шасі.

Мета AoE протоколу полягає в забезпеченні місцевого доступу до дисків по локальній мережі.

На даний момент доступні GPL-драйвера для Linux 2.4, 2.6. У пакет ПО входять як модулі (aoe-2.4.XX/aoe2.6.YY), так і утиліти (aoetools) з віртуальним наносервером (vblade). З січня 2005 року AoE-драйвери включені в поставку Linux-ядер версії 2.6. Також на сьогоднішній день готові порти для BSD-систем. В Linux 2.6 драйвера AoE, спеціальні файли знаходяться в каталозі / Dev / etherd. Імена цих файлів пов’язують їх з конкретними фізичними місцями blades AoE. Ім'я, наприклад, для blade полиця 3, слот 6 буде / dev/etherd/e3.6, а другий розділ на тому, що blade буде/ Dev/etherd/e3.6p2. Це дозволяє дуже простим способом управляти blades в мережі.

Крім того, є кілька символів спеціальних файлів в каталозі. Поточний стан AoE blade може бути перерахований на читання файлу / Dev / etherd / статусу.

Суть завантаження бездискових системи по мережі в тому, щоб на етапі завантаження машини передати їй по мережі ядро?? FreeBSD. Handbook у зв’язку з цим згадує два способи:

Preboot eXecution Environment (PXE) реалізований в Intel-та деяких інших мережевих картах.

Etherboot — формує програми, які можуть бути виконані в середовищі MS-DOS або записані в ПЗУ мережевих карт. В якості альтернативи, не згаданої в handbook, при бажанні можливо використовувати проект netboot — брат etherboot з боку Linux. Детальніше cм. систему портів net / etherboot, net / netboot і сайти розробників.

Обидва варіанти: PXE і etherboot користуються BOOTP або DHCP, за допомогою яких отримують необхідну інформацію про мережеві адреси. Різниця між цими способами полягає в тому, що etherboot, використовуючи TFTP або AoE, цілком викачує з сервера і завантажує ядро?? FreeBSD, а PXE спочатку по протоколу TFTP отримує незрівнянно меншу за розмірами програму pxeboot, яка потім вже сама по AoE або TFTP забезпечує завантаження ядра системи.

Еtherboot набагато легше, ніж netboot налаштувати для завантаження ядра FreeBSD, а PXE, в свою чергу, ще простіше, оскільки взагалі не потрібно встановлювати додаткового програмного забезпечення.

Далі ядро ОС бездискового клієнта монтує корінь своєї файлової системи на AoE-ресурсі сервера і викликає / sbin / init (або те, що його може замінити init. bak, oinit, sysinstall), монтує devfs в каталог / dev, виконує скрипт / etc / rc і для відповідних термінальних пристроїв з файлу / etc / ttys породжує процеси getty.

Скрипт / etc / rc, який завершує цикл завантаження і запускає основні демони системи, варто відзначити окремо. Для даного способу завантаження бездискових клієнтів, скрипт / etc / rc важливий ще й тим, що вході його виконання буде проведена «підміна» однією з файлових систем. Справа в тому, що заради економії місця на диску сервера, кореневу файлову систему ми зробимо загальної для всіх бездискових клієнтів, тому логічніше всього монтувати її в режимі «тільки для читання». Відповідно, каталог / etc для всіх бездискових станцій виявиться, на жаль, одним і тим же і до того ж буде доступний тільки для читання. Тому, щоб забезпечити гнучкість створення індивідуальних для кожного клієнта директорій / etc, закладемо в rc-скрипт операцію з монтування кожної бездискової станції свого / etc, доступного для читання і запису. Аналогічних цілей можна досягти, застосувавши стандартні rc-скрипти FreeBSD. Проте, в цьому випадку / etc буде розміщуватися у віртуальній пам’яті комп’ютера, що на мій погляд не дуже добре, оскільки для бездискових станцій основним, і часто дефіцитним ресурсом є саме оперативна пам’ять. Докладніше можна дізнатися, вивчивши скрипти завантаження FreeBSD 5.2.1 / etc / rc. d / initdiskless та / etc / rc. d / diskless.

Настройка самої бездисковой станції вимагає мінімальних зусиль і полягає лише в установці в її корпус мережевої карти з підтримкою специфікації PXE. Далі, в залежності від конкретних особливостей обладнання станції, залишається вказати тільки правильний порядок завантаження, тобто вибрати завантаження з LAN. Це звичайно робиться або в BIOS комп’ютера, або в меню самої мережевої карти. На тестовій станції, BIOS якої, не підтримував завантаження через мережу, мені довелося проводити настройку через меню мережевої карти. Для того щоб потрапити в меню мережевої карти потрібно на етапі завантаження комп’ютера натиснути Crtl + S.

Тепер стає очевидним, що оскільки всі основні роботи по конфігурації бездискових станцій доведеться виконувати на сервері, то в першу чергу необхідно налаштувати сам сервер.

Налаштування сервера бездискових станцій полягає в установці таких сервісів: AoE, DHCP і TFTP. Черговість конфігурування цих служб для кінцевого результату неважлива проте, слідуючи логіці завантаження бездискового клієнта, встановимо наступний порядок: DHCP, TFTP, AoE.

Установка самої ОС сервера виконується звичайним способом за винятком невеликої деталі: в нашому випадку, для розміщення файлових систем клієнта, відводяться дві окремі директорії, одна призначається «тільки для читання», інша для «читання-запису». У нашому випадку ми будемо монтувати ці директорії в наступні каталоги кореневої файлової системи сервера: / Diskless_ro або / Diskless_rw.

Надалі ці файлові системи будуть з відповідними правами експортовані бездисковим клієнтам по AoE. Якщо немає можливості використовувати під файлові системи бездискових клієнтів спеціально виділені директорії, все ж не слід робити помилки, розміщуючи їх на одному фізичному диску сервера. Замість цього краще виділити підкаталоги в / USR / diskless_ro та / var / diskless_rw. Такий розподіл файлів клієнта по різним фізичним файловим системам обумовлюється особливостями роботи AoE частина яких, буде порушена, в описі налаштування AoE-сервера.

Установка і налаштування DHCP-сервера.

Слід зазначити, що правильна настройка DHCP — це найголовніша частина процесу мережевий завантаження в цілому. Так що перше, чого ми повинні домогтися, це налаштувати DHCP і завантажити дискового клієнта з динамічною конфігурацією від цього сервера.

Перше що необхідно для завантаження бездискового клієнта, це забезпечити його інформацію про IP-адресу, маску підмережі, розташуванню кореневої файлової системи і т.д. Для цих цілей буде потрібно DHCP-сервер.

Для настройки сервера DHCP під FreeBSD скористаємося продуктом ISC DHCP (isc-dhcp3), який також підтримує і протокол BOOTP. ISC DHCP не входить в дистрибутив FreeBSD, тому його доведеться інсталювати з пакетів, портів або вихідних текстів.Оскільки при описі AoE-сервера ми домовилися, що кожному бездискового клієнту будемо надавати AoE-ресурс для запису, то час від часу міняти IP-адреси бездискових станцій стає просто не коректно, тому в конфігурації DHCP-сервера нам доведеться відмовитися від динамічного розподілу адрес, і використовувати ISC DHCP для клієнтів BOOTP. На цьому етапі в BIOS вашого комп’ютера першим пунктом повинна стояти завантаження з диска — для мережевої завантаження ще не настав час.

TFTP-сервер під FreeBSD входить в дистрибутив і ніякого додаткового програмного забезпечення встановлювати не потрібно. Демон називається tftpd і зазвичай запускається з inetd.

Запускається vblade дуже просто # Vblade {SHELF} {SLOT} {NETIF} {FILE}.

{SHELF} - логічний «номер» сервера, на якому встановлений vblade (1 і більше), наприклад, 1.

{SLOT} - логічний «номер» блочного пристрою для експорту (від 0 до 15 кшталт), наприклад, 0.

{NETIF} - інтерфейс для експорту, наприклад, eth0.

{FILE} - звичайний файл або блочне пристрій, який буде експортуватися в Ethernet. Наприклад, / dev / sdb. Можна так само експортувати розділ диска (/ dev/sdb1) або навіть звичайний файл (/ home / usr / file. dat).

Загрузочний образ ОС — фактично це вміст вашого завантажувального розділу, але перенесений на віртуальний диск. Отже, для початку на серверній машині створіть за допомогою BXP Administrator віртуальний диск.

Робиться це так: Спочатку домонтують новий диск (найпростіший спосіб зробити це — вибрати диск і натиснути). Тепер цей віртуальний диск «примонтувати» у віртуальний те, який з’явився у вас на сервері (крім диска з ліцензіями). Врахуйте, що «меппінг» працює тільки при запущеному BXP Administrator. Тепер відформатуйте цей диск самим звичайним для Windows способом і отмонтіруйте його назад. Тепер диск готовий для запису образа.

Наступний крок вимагатиме уважності: Ми створюємо еталонний образ системи для безхардових машин. Створіть нового клієнта на сервері - можете вказати для нього фіксований MAC-адресу (якщо не знаєте — ставте знаки питання), якщо хочете обмежити завантаження тільки певними робочими станціями. Вкажіть у налаштуваннях тип завантаження З жорсткого диска. Перезавантажте клієнтську машину, увійдіть в BIOS і першим номером поставте завантаження по мережі. Тепер з перезавантаження ви повинні побачити опитування DHCP та отримання «п'яти точок». Насправді кожна точка відповідає за отримання певної опції настройки — як з’ясувалося з вихідного коду PXE BIOS.

Після завантаження образу з сервера AoE продовжить завантаження з локального жорсткого диска. Тепер після завантаження таким примхливим способом встановіть з інсталяції програми AoE клієнтську частину. Це два компоненти: драйвер віртуального диска і маленька програмка, яка копіює ваш диск C на віртуальний диск на сервері. Якщо інсталяція пройшла успішно, ви побачите новий віртуальний диск — це ваш образ на сервері, запускайте створювач образу і в якості мети копіювання вкажіть цей диск. Тепер знову переходите на сервер і змініть тип завантаження клієнта на С віртуального диска.

Додатково по відношенню до образів дисків є кілька стратегій використання. Для налаштування використання віртуального диска цей диск повинен бути відключений від усіх клієнтів. Отже, ви можете створити для диска write-кеш, причому як в пам’яті комп’ютера клієнта, так і на диску сервера. Насправді кеш є ще й оверлойною областю — тобто, коли ви будете записувати на віртуальний диск, запис проводитиметься не в образ, а в оверлей. Природно, що оверлей в пам’яті буде куди швидше, але так само зрозуміло, що він не зберігає свого стану. Крім іншого, дисковий кеш персоніфікований — тобто скільки користувачів, стільки й кешей.