Иерархия уровней представления дисковых данных

Современный Linux-сервер является многофункциональным устройством, работающим в сети. Если абстрагироваться от его прикладного назначения и попытаться представить весь спектр возможных уровней и способов доступа к данным, то получится большая схема, напоминающая многослойный пирог. Иерархию сетевого доступа к данным тоже принято изображать в виде многоуровневой схемы инкапсуляции. Только если сетевая модель уже давно канонизирована, то схема вложенности уровней доступа к дисковым данным не имеет привычного вида, что допускает вольности в ее представлении. Итак, если все доступные в SuSE Linux 10.0 технологии попытаться уложить в единую схему, отражающую их взаимосвязь и взаимодействие, то получится нечто вроде изображенного на рис. 1.

Рисунок 1. Схема иерархии уровней представления дисковых данных

Прокомментирую эту схему. Хотя все аббревиатуры и обозначения являются традиционными в Linux, расшифрую их:

n  DISK – физическое дисковое устройство;

n  MD – так называемый multiple device или программный RAID;

n  LVM – виртуальный диск по технологии Logical Volume Manager;

n  DRB/iSCSI – сетевой диск по соответствующей технологии;

n  EXT3... – уровень представления, соответствующий файловым системам;

n  NFS... – уровень представления, соответствующий сетевым файловым системам и протоколам, используемым для организации сетевого доступа к файлам.

Каждый окрашенный прямоугольник отделяет регион, включающий технологии соответствующей категории. Их три:

n  SAS – устройства, физически подключаемые к серверу;

n  SAN – блочные устройства, подключаемые по сетевым интерфейсам;

n  NAS – файловые системы, доступные через сеть.

Все перечисленные на схеме технологии могут быть задействованы в пределах одного серверного блока или, точнее, одного хоста. Безусловно, необходимость их использования должна диктоваться областью применения. И вот здесь для нашего обсуждения будет важно то, какую гибкость в настройке и модернизации обеспечивают все изображенные элементы. Для этого рассмотрим подробнее ту же схему, но с точки зрения операций и их взаимодействия по пути эскалации технологических уровней.

Будем далее исходить из предположения, что все используемые технологии применяются к одному физическому дисковому устройству. Это не исключает в дальнейшем использования дополнительных дисков, но задает более жесткие рамки вариантов выбора. Например, под MD в дальнейшем будет пониматься исключительно RAID1.

Диаграммы переходов

Для того чтобы определить ключевые, или, в нашей терминологии, «дорогостоящие» технологические элементы, построим диаграмму переходов в процессе возможных настроек от самого нижнего уровня DISK до самого верхнего NFS... Полученная диаграмма представлена на рис. 2.

Рисунок 2. Диаграмма настроек

Узлы соответствуют технологическим уровням представления данных, а стрелки обозначают возможные направления в процессе настройки сервера. Нумерация узлов проставлена в порядке самого длинного маршрута настроек. Все очевидно и не нуждается в пояснениях. А вот теперь повернем стрелки в обратном направлении! Представим, что некий шаг настройки оказался ошибочным, но решение о его отмене пришло лишь в процессе эксплуатации, спустя некоторое время. Например, в процессе установки были последовательно пройдены этапы 1 DISK, 5 EXT3..., 6 NFS.... И спустя некоторое время появилась необходимость перевести работающую систему под LVM. То есть надо последовательно перевести сервер по диаграмме настроек 6 NFS..., 5 EXT3... и затем в узел 3 LVM. После чего снова в поступательном движении по диаграмме настроек вернуться в узел 6 NFS..., который соответствует полностью работоспособному серверу. Вторую диаграмму назовем диаграммой переделок. В ней все вектора изменили направление на противоположное, и рядом с каждым из них добавился комментарий, оценивающий стоимость переделки. Результат изображен на рис 3.