Сетевое хранилище данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Академия федеральной службы безопасности Российской Федерации

Институт Криптографии, связи и информатики

Факультет Информационной безопасности

Кафедра "Вычислительные системы специального назначения"

Курсовая работа

Сетевое хранилище данных

Москва 2010

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава 1. Выбор дистрибутива ОС и набора программных средств для работы в составе системы NAS StarNAS

1.1 Обзор форматов физического хранения информации

1.1.1 Избыточный массив независимых дисков (RAID)

1.1.2 Журналируемая файловая система (JFS)

1.1.3 Зеттабайтовая файловая система (ZFS)

1.2 Протоколы обмена данными с сетевым хранилищем

1.2.1 File Transfer Protocol (FTP)

1.2.2 Trivial File Transfer Protocol (TFTP)

1.2.3 Network File System (NFS)

1.2.4 Server Message Block (SMB/CIFS)

1.3 Обзор дистрибутивов ОС для функционирования в составе сетевых хранилищ данных

1.3.1 Дистрибутив FreeNAS

1.3.2 Дистрибутив OpenFiler

1.3.3 Дистрибутив OpenMediaVault

Выводы по главе 1

Глава 2. Установка и настройка дистрибутива операционной системы OpenFiler

2.1 Установка дистрибутива и выбор необходимых компонентов

2.2 Создание массива дисков уровня RAID 6

2.3 Создание раздела файловой системы JFS на дисковом массиве

2.4 Настройка необходимых сетевых сервисов и протоколов

2.4.1 Настройка протокола SMB

2.4.2 Настройка протокола FTP

Выводы по главе 2

Заключение

Литература

Список сокращений

Сокращение	Полное название
SMB	Server Message Block
CIFS	Common Internet File System (Общая межсетевая файловая система)
RAID	Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks (Избыточный массив недорогих/независимых дисков)
JFS	Journaled File System (Журналируемая фаqловая система)
ZFS	Zettabyte File System (Зеттабайтовая файловая система)
CDDL	Common Development and Distribution License
FTP	File Transfer Protocol (Протокол передачи файлов)
FXP	File eXchange Protocol (Протокол обмена файлами)
GNU GPL	Универсальная общедоступная лицензия GNU
NTP	Network Time Protocol (Сетевой протокол синхронизации времени)
SSH	Secure SHell (Безопасная консоль)
NBT	NetBIOS over TCP/IP
WINS	Cервер для хранения имен NetBIOS и разрешения их в IP-адреса

Введение

Очень часто в подразделениях возникает задача хранения большого объёма данных с определённой степенью надёжности. Для этого целесообразно использовать сетевые хранилища данных. Имеющиеся коммерческие решения имеют достаточно высокую стоимость за гигабайт дискового пространства. И порой цена на них в несколько раз превосходит стоимость одного лишь оборудования. Для разрешения этой проблемы на кафедре был создан проект StarNAS, в рамках которого поставлена цель собрать устройство сетевого хранилища данных и снабдить его специализированной операционной системой.

Целью курсовой работы является разработка дистрибутива операционной системы на основе имеющихся специализированных дистрибутивов ОС Linux для функционирования в составе сетевого хранилища StarNAS. В сетевом хранилище предполагается использовать файловую систему JFS на избыточном дисковом массиве RAID 6, должен присутствовать Web_интерфейс для настройки хранилища. В рамках курсовой работы было проведено сравнение различных специализированных дистрибутивов на базе ОС Linux, в результате которого будет выбран один из них. Был разработан специализированный дистрибутив на основе выбранного, а также проведена проверка производительности полученной системы. В результате был получен специализированный дистрибутив операционной системы на базе ОС Linux. Созданная операционная система обеспечивает полнофункциональную работу сетевого хранилища данных.

В первой главе пояснительной записки рассмотрены имеющиеся на рынке специализированные дистрибутивы для работы в составе сетевых хранилищ данных. Также рассмотрены протоколы обмена данными и форматы физического хранения данных. Вторая глава пояснительной записки посвящена описанию процесса установки и настройки дистрибутива.

Глава 1. Выбор дистрибутива ОС и набора программных средств для работы в составе системы NAS StarNAS

1.1 Обзор форматов физического хранения информации

1.1.1 Избыточный массив независимых дисков (RAID)

RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks) - избыточный массив недорогих/независимых жёстких дисков. Представляет из себя массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое. В зависимости от типа используемого массива может обеспечивать различные степени отказоустойчивости и быстродействия. Служит для повышения надёжности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/записи информации. Реализация контроллера может быть как аппаратная, так и программная.

Аббревиатура RAID изначально расшифровывалась как "Redundant Array of Inexpensive Disks" ("избыточный массив недорогих дисков"), так как они были гораздо дешевле RAM. Именно так был представлен RAID его создателями Петтерсоном (David A. Patterson), Гибсоном (Garth A. Gibson) и Катцом (Randy H. Katz) в 1987 году. Со временем RAID стали расшифровывать как "Redundant Array of Independent Disks" ("избыточный массив независимых дисков"), потому как для массивов приходилось использовать и дорогое оборудование.

Известны следующие спецификации RAID-массивов:

- RAID 0 является неотказоустойчивым дисковым массивом;

- RAID 1 является зеркальным дисковым массивом;

- RAID 2 является массивом, использующим код Хемминга;

- RAID 3, 4, 5 являются массивами использующими чётность для защиты данных от одиночных неисправностей.

- RAID 6 является массивом использующим чётность для защиты данных от двойных неисправностей;

- RAID 10 является отказоустойчивым массивом с дублированием и параллельной обработкой;

- RAID 30 является отказоустойчивым массивом с параллельной передачей данных и повышенной производительностью.

Перечислим особенности уровня RAID 5:

1. Уровень RAID 5 в отличие от уровней RAID от 2-го до 4-го имеет возможность производить параллельные операции записи, так как для хранения информации о четности используется не отдельный контрольный диск, а блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива. Иными словами - нет асимметричности конфигурации дисков.

2. Уровень RAID 5 получил широкое распространение, в первую очередь, благодаря своей экономичности. Объем дискового массива RAID 5 рассчитывается по формуле

(n-1)*hddsize,

где n - число дисков в массиве, а hddsize - размер одного диска.

При записи информации на том RAID 5 тратятся дополнительные ресурсы, так как требуются дополнительные вычисления, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких накопителей массива обрабатываются параллельно.

3. При выходе из строя одного из дисков, уровень надежности снижается до надежности RAID 0 с соответствующим количеством дисков (то есть в n раз ниже надежности одиночного диска). Если до полного восстановления массива произойдет выход из строя хотя бы на ещё одного диска, то массив разрушается, и данные на нем восстановлению обычными методами не подлежат. Минимальное количество используемых дисков равно трём.

В сетевом хранилище данных предполагается использовать дисковый массив спецификации RAID 6, так как он обеспечивает работоспособность после одновременного выхода из строя двух дисков (защита от кратного отказа). В остальном массив уровня RAID 6 проявляет себя так же как и RAID 5.

В системе NAS StarNAS, имеется 45 дисковых накопителей. Если диски будут сгруппированы по 15 штук и организованы в RAID массивы, то из каждых 15-ти дисков два диска будут задействованы под обеспечение целостности данных (всего 6 дисков из 45). Это в полной мере обеспечит защиту данных от угрозы потери. Благодаря использованию дискового массивов уровня RAID 6, данные не попадают под угрозу при отказе одного из дисков массива. Целостность данных будет нарушена только в случае поломки 3-х дисков в пределах одного из массивов. Если же требуется обеспечить максимальную защиту данных, возможно объединение в дисковые массивы по 5 дисковых накопителей. Таким образом под контрольные суммы будут задействованы 40% всех дисков - 18 дисков из 45. И потеря данных может произойти только в случае отключения 3-х дисков из одной группы (из пяти дисков).

1.1.2 Журналируемая файловая система (JFS)

JFS (Journaled File System) - это 64-битная журналируемая файловая система созданная компанией IBM, доступная под лицензией GNU GPL. Первоначально JFS была разработана корпорацией IBM для собственной операционной системы AIX (JFS1). JFS второго поколения (JFS2) была разработана IBM для ОС Warp Server for e-Business. Позже она была перенесена в IBM AIX и Linux. Целью разработчиков было обеспечить высокую производительность, надёжность и масштабируемость для многопроцессорных компьютеров. На момент выхода в свет JFS была самой производительной из существовавших файловых систем. На текущий момент сохраняет за собой одно из лидирующих мест по этому показателю. Исходный код JFS был открыт IBM в 1999 и включен в исходный код ядра Linux начиная с 2002 года. Для управления JFS был выпущен набор утилит названных JFSutils.

В разрабатываемом сетевом хранилище данных StarNAS предполагается использовать именно эту файловую систему, так как по результатам различных тестирований она проявила себя значительно лучше прочих файловых систем.

1.1.3 Зеттабайтовая файловая система (ZFS)

ZFS (Zettabyte File System) - файловая система, изначально созданная в Sun Microsystems для операционной системы Solaris. Эта файловая система поддерживает большие объёмы данных, объединяет концепции файловой системы и менеджера логических дисков (томов) и физических носителей, инновационную структуру данных на дисках, легковесные файловые системы (lightweight filesystems), а также простое управление томами хранения данных. ZFS является проектом с открытым исходным кодом и лицензируется под CDDL (Common Development and Distribution License).

Основное преимущество ZFS - это её полный контроль над физическими и логическими носителями. Зная, как именно расположены данные на дисках, ZFS способна обеспечить высокую скорость доступа к ним, контроль их целостности, а также минимизацию фрагментации данных. Это позволяет динамически выделять или освобождать дисковое пространство на одном или более носителях для логической файловой системы. Кроме того, имеет место переменный размер блока, что лучшим образом влияет на производительность, параллельность выполнения операций чтения-записи, а также 256-разрядный механизм использования контрольных сумм, сводящий к минимуму вероятность разрушения данных.

1.2 Протоколы обмена данными с сетевым хранилищем

1.2.1 File Transfer Protocol (FTP)

Протокол FTP, появившийся в 1971 году, предназначен для передачи файлов в компьютерных сетях. FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер; кроме того, возможен режим передачи файлов между серверами (см. FXP). В отличие от большинства других протоколов, команды и данные передаются по разным портам. Порт 20 используется для передачи данных, порт 21 для передачи команд. В случае, если передача файла была прервана по каким-либо причинам, протокол предусматривает средства для докачки файла, что бывает очень удобно при передаче больших файлов. Важно знать, что протокол FTP не шифруется, при аутентификации передаёт имя пользователя и пароль открытым текстом. Чтобы предотвратить перехват ключевой пары, необходимо использовать протокол шифрования данных SSL, который поддерживается многими современными FTP-серверами и клиентами.

1.2.2 Trivial File Transfer Protocol (TFTP)

TFTP является простейшим протоколом передачи файлов с функциональностью протокола FTP. Первая версия протокола TFTP появилась в 1980 году. TFTP, в отличие от FTP, не содержит возможностей аутентификации (хотя возможна фильтрация по IP-адресу) и основан на транспортном протоколе UDP. Основное назначение TFTP - обеспечение простоты реализации клиента. В этой связи он используется для загрузки бездисковых рабочих станций, загрузки обновлений и конфигураций в "умные" сетевые устройства, записи статистики с мини-АТС (CDR) и аппаратных маршрутизаторов/фаерволов.

1.2.3 Network File System (NFS)

NFS является протоколом сетевого доступа к файловым системам. Был разработан компанией Sun Microsystems в 1984 году. Основан на протоколе вызова удалённых процедур. Позволяет монтировать удалённые файловые системы через сеть. NFS абстрагирован от типов файловых систем как сервера, так и клиента. Существует множество реализаций NFS_серверов и клиентов для различных операционных систем.

NFS предоставляет клиентам прозрачный доступ к файлам и файловой системе сервера. В отличии от FTP протокол NFS осуществляет доступ только к тем частям файла, к которым обратился процесс. Это означает, что любое приложение клиента, которое может работать с локальным файлом, с таким же успехом может работать и с NFS файлом, без каких либо модификаций самой программы.

1.2.4 Server Message Block (SMB/CIFS)

SMB представляет из себя протокол прикладного уровня для удалённого доступа к файлам, принтерам и другим сетевым ресурсам, а также межпроцессорного взаимодействия. Первая версия протокола была разработана компаниями IBM, Microsoft, Intel и 3Com в 1980-х годах. Дополненная версия протокола появилась в 1996 году и стала называться CIFS (Common Internet File System). Названия SMB и CIFS стали практически синонимами. Вторая версия (SMB 2.0) была создана компанией Microsoft и появилась в Windows Vista.

Существует также свободная реализация протокола SMB для UNIX_подобных операционных систем - Samba. Разработчикам Samba пришлось провести обратную разработку протокола, поскольку Microsoft до 2008 года не публиковала документации к протоколу.

Протокол SMB основан на технологии клиент-сервер, который предоставляет клиентским приложениям простой способ для чтения и записи файлов, а также запроса служб у серверных программ. Клиенты соединяются с сервером, используя протоколы TCP/IP (а точнее NetBIOS через TCP/IP), NetBEUI, IPX/SPX. После того, как соединение установлено, клиенты могут посылать команды серверу (команды называются SMBs).

1.3 Обзор дистрибутивов ОС для функционирования в составе сетевых хранилищ данных

1.3.1 Дистрибутив FreeNAS

FreeNAS - свободная операционная система для сетевого хранилища данных. Текущая версия 0.7 основана на FreeBSD 7.2. Управление системой и её настройка полностью осуществляются посредством веб-интерфейса. Для установки дистрибутива системы требуется 128 Мб дискового пространства и 256Мб оперативной памяти. Поддерживаются архитектуры i386 и amd64. Система FreeNAS поддерживает следующие сетевые протоколы:

- SMB/CIFS (Samba);

- 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:

- NFS;

- 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

2.1 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

Компонент или устройство	Характеристика
Центральный процессор	2 ядра по 1800 МГц
Оперативная память	1024 Мб
Основной жёсткий диск	8 Гб
Дополнительные жёсткие диски	45 дисков по 8 Гб
Сетевой интерфейс	Ethernet 1Гбит/с

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.

Рис. 2.6. Создание логического раздела

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).

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

4. Размонтировать раздел /mnt/group1/volume.

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

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

7. Скопировать файлы из временной папки обратно на диск.

8. 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

2.4.1 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.

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

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

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

6. Кодировка отображения

7. 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.

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

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

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

6. 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.

Результатом выполнения курсовой работы является специализированный дистрибутив ОС Linux, основанный на дистрибутиве OpenFiler. Дистрибутив предназначен для установки на устройство NAS StarNAS, занимает порядка 900 Мб, потребляет в 200-300 Мб оперативной памяти. Он включает в себя все необходимые сетевые службы и сервисы для обеспечения полнофункциональной работы сетевого хранилища данных.

Дистрибутив предназначен для работы только на x64-совместимых устройствах, поэтому может быть установлен только на них. Так как дистрибутив основан на ядре Linux 2.6.26.8, то возможна разработка для него новых программ или установка уже готовых при условии совместимости их с ядром и наличии всех необходимых программных компонентов для их запуска. Если же некоторые компоненты дистрибутива окажутся ненужными, то они могут быть удалены при помощи пакетного менеджера.

Литература

1. Petabytes on a budget: How to build cheap cloud storage // http://blog.backblaze.com/2009/09/01/petabytes-on-a-budget-how-to-build-cheap-cloud-storage/

2. Петцке К. Linux. От понимания к применению. М.: ДМК, 2000. 576 с.

3. Смит Р. Сетевые средства Linux. М.: Вильямс, 2006. 672 с.

4. NAS // http://ru.wikipedia.org/wiki/NAS

5. Network-attached storage // http://en.wikipedia.org/wiki/Network-attached_storage

6. FreeNAS // http://freenas.org/

7. OpenFiler - Open Source Storage Management Appliance // http://openfiler.com/

8. Создание специализированных Linux-дистрибутивов вроде MoviX // http://www.nixp.ru/articles/making_minilinux.

9. Linux From Scratch (LFS) Project // http://www.linuxfromscratch.org/

Размещено на Allbest.ru