OpenAFS – cesta v AFS stromu

17. 8. 2011 | Michal Švamberg | Návody | 2414×

Jak už víme, základním kamenem v AFS je volume. Jejich vzájemným propojováním vytváříme adresářový strom vlastní buňky. K dispozici máme různé typy volumů, což umožňuje vytvářet cesty se zajímavými vlastnostmi.

V minulých dílech proběhly diskuse, zda termín volume by neměl být v článcích překládán jako svazek. Oslovil jsem tedy několik administrátorů i uživatelů AFS a všichni se shodli na anglickém volume. Český jazyk má oproti angličtině skloňování a použití neskloňovaného tvaru může při četbě působit rušivým dojmem, proto jej v textu navíc skloňuji. Dalším důvodem je, že většina dokumentace k AFS je v angličtině a český ekvivalent mi nepřišel tak zavedený jako anglický. Chtěl jsem se tím vyhnout případným nedorozuměním, na což je vhodnější opět anglický termín. Tento odstavec neznamená, že pojem svazek zavrhuji, ale technická dokumentace by měla být konzistentní a přitom zachovat dobrou čtivost, kterou nebudou narušovat hrubky, špatné skloňování nebo struktura textu. Berte to tak, že jako autor (ať to zní sebevíc despoticky) jsem se rozhodl pro termín volume, který hodlám dále používat.

Obsah

• Limity
• Základní volumy
• Typická struktura AFS stromu
• Mount pointy
• Cesta v AFS stromu
• Základy administrace prakticky
  • Autentizace
  • První mount point
• Závěr

Limity

Tak jako každý souborový systém, i tento má své limity. Maximální velikost jednotlivých partition (/vicepX) může být 16 zettabytů (2^64 KB), u starších verzí to bývaly 2 TB. Doporučovaná maximální velikost volumu a zároveň největšího souboru v AFS je do 2 TB (2^41 bytů). Větší volumy lze vytvářet, ale není to příliš praktické a mohou se vyskytnout drobné problémy, například nemožnost nastavit kvótu. Název volumu je omezen na 22 znaků, ve skutečnosti je to 32 znaků, ale 10 je vyhrazeno pro systémové přípony (známe už .readonly nebo .backup). Vývojáři OpenAFS připravují prodloužení názvu volumu.

Dalším limitem je počet souborů v jednom adresáři. Maximum je sice stanoveno na 64 tisíc, ale v praxi se doporučuje 16-24 tisíc v závislosti na délce názvů souborů.

AFS používá pro řízení přístupu Access Control List (ACL), které se aplikují na adresář (ve vývoji je možnost přiřadit ACL jednotlivým souborům). Na každý adresář lze aplikovat až 20 přístupových pravidel. Pokud potřebujete více, musíte si vytvořit skupinu. Toto omezení má významné pozitivum – nutí vás udržovat pořádek. V AFS, na rozdíl od unixových skupin, si může uživatel vytvořit a spravovat vlastní skupiny, což je jedna ze zajímavých vlastností.

Při tom všem nesmíte zapomínat na limity souborového systému na partitionách (/vicepX), doporučuje se souborový systém XFS či ZFS, ale je možné použít i jiné. Volnost pro výběr souborového systému platí pro servery, u klientů je výběr omezen a záleží na operačním systému klienta. Z vlastní zkušenosti doporučuji vyhnout se na produkčních serverech ReiserFS a Ext2/3, protože mají dlouho trvající kontroly konzistence a tím výrazně snižují dostupnost serveru.

Základní volumy

Existují dva důležité volumy, které byste měli mít replikované. Volume root.afs obsahuje přípojné body (mount pointy) pro klienty. Tento volume je vstupním bodem do AFS stromu. Klient se může rozhodnout, zda použije předpřipravený od administrátora, nebo jej bude dynamicky vytvářet z informací v souboru CellServDB či speciálních záznamů uvedených v DNS.

Druhý volume root.cell je kořenem vaší AFS buňky. Do tohoto volumu připojujete další volumy a tak vytváříte adresářovou strukturu. Pro oba volumy platí, že by neměly obsahovat vlastní data, ale pouze mount pointy. Zároveň by měly být replikovány na co nejvíce serverů, protože je budou používat všichni klienti.

Níže je příklad základní struktury AFS stromu. Inspiraci lze také nalézt v ostatních buňkách, ty se naučíme připojovat v příštím díle.

/
`-- afs                      # volume root.afs
    `-- foo.bar              # volume root.cell
        |-- amd64_linux26    # volume sw.amd64_linux26
        |-- common           # volume common
        |-- i386_linux26     # volume sw.i386_linux26
        |-- public           # volume public
        `-- users            # volume users
            |-- l            # adresář "l" ve volumu users
            |   |-- list     # volume user.list
            |   `-- lojza    # volume user.lojza
            `-- m            # adresář "m" ve volumu users
                `-- moula    # volume user.moula

Typická struktura AFS stromu

První dva adresáře v AFS stromu nám zajišťují volumy root.afs a root.cell. V třetí úrovni je to už jen na vás. Nejčastěji zde naleznete adresáře (mount pointy na volumy) s názvy:

common

pro uložení konfigurací, dokumentací a dalších obecných dat, které jsou nezávislé na operačním systému a jsou určeny pro všechny ve vaší buňce. Častým podadresářem je etc.

public

kam jsou umisťovány data s dostupností pro  všechny, zde by mělo být nastaveno oprávnění rl pro skupinu system:anyuser, o právech a skupinách bude samostatný díl.

users

s domovskými adresáři uživatelů. Zde se doporučuje dvou nebo tří úrovňové rozvrstvení na základě prvních písmen loginu, například pro login lojza mít cestu users/l/lojza nebo users/l/lo/lojza. Důvodem je snížení počtu mount pointů ve stejném adresáři a tím zkrácení doby čekání klienta na kompletní výpis obsahu. Pro každého uživatele se předpokládá samostatný volume.

sys_type

adresářové struktury specifické pro jednotlivé architektury, nejčastěji jsou v nich programy závislé na architektuře, které používáte pro vaši buňku. Název adresáře vychází z  proměnné @sys, více v dalších odstavcích.

Mount pointy

Mount pointy jsou pojmenovanými odkazy na jiné volumy, které se na první pohled tváří jako adresář. Je to podobné jako mount point, který vytvoříte příkazem mount v Unixu – do daného adresáře se připojí souborový systém, jen s tím rozdílem, že v AFS budeme takto propojovat volumy.

Ve skutečnosti existuje několik typů mount pointů, které se podle toho také vytvářejí příkazem fs mkmount:

RW mount point: fs mkmount <dir> <volume> -rw

Vždy bude ukazovat na RW kopii volumu, ve výpisu příkazu fs lsmount bude uveden jako %volume

Advisory RO mount point: fs mkmount <dir> <volume>

Toto je nejčastější použití a je zobrazován jako #volume. Cache manager (klient) se snaží držet stejného typu volumu z jakého přistupujeme k mount pointu. Pokud ale RO volume neexistuje, automaticky použije RW volume. Jestliže se nacházíme v RW volumu, pak nám nabídne opět RW volume. Z toho nám vyplývá, že pro každou buňku existují dvě základní AFS větve: RW určená spíše pro administrátory a RO pro uživatele.

Mandatory RO mount point: fs mkmount <dir> <volume.readonly>

Vynutíme si přístup k RO volumu, pokud neexistuje, dostaneme chybové hlášení. Ve výpisech jej nalezneme jako volumentame.readonly.

Backup mount point: fs mkmount <dir> <volume.backup>

Obdobně jako mandatory RO mount point se vytvoří přístupový bod k záložnímu volumu. Ve výpisech jej rozpoznáme podle #volume.backup.

Mount point do jiné buňky: fs mkmount <dir> <volume> -cell <buňka>

Lze použít všechny výše vyjmenované typy mount pointů, jen uvedeme, že se nejedná o naši domovskou buňku. Ve výpisu se zobrazí jako výše uvedené mount pointy, ale bude mít doplněn název buňky oddělený dvojtečkou, například #zcu.cz:root.cell

Cesta v AFS stromu

Na příkladu cesty /afs/zcu.cz/software/i386_linux26/usr/lib si ukážeme, jak to funguje. Cache manager (AFS klient) připojí AFS strom do adresáře /afs a pro jeho obsah použije automaticky volume root.afs ze své domovské buňky. Tento volume slouží výhradně jako rozcestník pro jednotlivé AFS buňky, proto tedy pod názvem zcu.cz je připojen volume root.cell s obsahem podstromu vlastní buňky.

Na obrázku je také vidět odkazy do jiných AFS buňek, jako je kiv.zcu.cz. Zajímavou vlastností AFS klienta je, že řetězec @sys v cestě vždy nahradí definovanou hodnotou odvislou od  architektury klienta. Tuto hodnotu zjistíme příkazem fs sysname a můžeme ji také změnit. Výhodou je, že získáme pod jedinou cestou /afs/zcu.cz/software/bin/ použitou ve skriptu nebo proměnném prostředí přístup ke správné cestě pro danou architekturu. Pokud je systémové jméno (sysname) nastaveno na amd64_linux26, pak nás AFS klient odkáže do cesty /afs/zcu.cz/software/amd64_linux26/bin. V případě jiné architektury bude cestu expandovat k jiným binárkám. Tato vlastnost se používá u symbolických linků nebo ve skriptech.

Protože @sys je trochu nezvyklý, ukážeme si na příkladu, jak na něj. Řekněme, že pro zlepšení vztahů na pracovišti jste připravili uživatelům hru Quake v podobě OpenArena. Ale jako s každým binárním programem je zde problém, jak uživatelům distribuovat na počítače správnou architekturu. Podle obrázku výše, umístíte jednotlivé architektury do zvláštních adresářů. Takže pro amd64 architekturu na jádře linuxu řady 2.6 soubory rozbalíme do adm64_linux26, pro i386 obdobně do i386_linux26. Do proměnného prostředí všech klientů, nezávisle na architektuře, nám stačí přidat cestu:

PATH=$PATH:/afs/zcu.cz/software/bin/

AFS klient pak symbolický link bin -> @sys/bin expanduje dle svého prostředí, pro 32bit architekturu to bude bin -> i386_linux26/bin čímž se automaticky dostává uživatel ke správné binárce.

Tuto vlastnost si můžete snadno vyzkoušet, ale musíte si vzpomenout na heslo z druhého dílu:

~$ kinit afsadmin@FOO.BAR
Password for afsadmin@FOO.BAR:

~$ aklog

~$ cd /afs/foo.bar/

/afs/foo.bar$ mkdir i386_linux24 i386_linux26 amd64_linux26

/afs/foo.bar$ fs sysname
Current sysname is 'amd64_linux26'

/afs/foo.bar$ ln -s @sys arch

/afs/foo.bar$ ls -l
celkem 7
drwxr-xr-x 2 daemon svamberg 2048 27. bře 12.48 amd64_linux26
lrwxr-xr-x 1 daemon root        4 27. bře 12.49 arch -> @sys
drwxr-xr-x 2 daemon svamberg 2048 27. bře 12.47 i386_linux24
drwxr-xr-x 2 daemon svamberg 2048 27. bře 12.47 i386_linux26

/afs/foo.bar$ touch @sys/touch_sys arch/touch_arch

/afs/foo.bar$ find .
.
./i386_linux24
./i386_linux26
./amd64_linux26
./amd64_linux26/touch_sys
./amd64_linux26/touch_arch
./arch

/afs/foo.bar$ rm -rf * ; cd ; unlog ; kdestroy

Jak je vidět, soubory touch_* se vytvořily pouze v adresáři dle mé architektury, kterou byla amd64_linux26, přestože jsem je v příkazu touch vůbec nepoužil a ani symbolický link arch na žádný konkrétní neukazuje. Posledním sadou příkazů po sobě uklidíme, a také si zrušíme všechna oprávnění, protože to bude potřeba pro vysvětlení v další kapitole.

Základy administrace prakticky

Autentizace

Pokud jste si podle druhého dílu zprovoznili AFS, můžete si nyní vyzkoušet pár příkazů ve kterých zhodnotíme získané znalosti. Vaše AFS buňka foo.bar by nyní měla být funkční, avšak nic v ní nevidíte, přestože je připojená.

~$ df /afs
Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
AFS                    9000000         0   9000000   0% /afs

~$ ls -la /afs
ls: cannot open directory /afs: Permission denied

To je způsobené tím, že jsme při instalaci sice vytvořili kořenový volume root.afs, ale nenastavili jsme žádná práva k němu, defaultně tedy k němu mají přístup pouze administrátoři. Nepomůžou vám ani oprávnění uživatele root:

~# id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)

~# ls -la /afs
ls: cannot open directory /afs: Permission denied

Potřebujeme se napřed ověřit u Kerbera:

~$ kinit afsadmin 
Password for afsadmin@FOO.BAR: 

~$ klist
Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_1000
Default principal: afsadmin@FOO.BAR

Valid starting     Expires            Service principal
03/06/11 14:39:46  03/07/11 00:39:46  krbtgt/FOO.BAR@FOO.BAR
        renew until 03/07/11 14:39:43

a následně vytvořit token pro AFS:

~$ aklog

~$ tokens
Tokens held by the Cache Manager:

User's (AFS ID 1) tokens for afs@foo.bar [Expires Mar  7 00:39]
   --End of list--

Při opakovaném příkazu klist si všimněte, že přibyl další záznam, a to pro službu afs v doméně (buňce) foo.bar z Kerberos realmu FOO.BAR.

~$ klist
Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_1000
Default principal: afsadmin@FOO.BAR

Valid starting     Expires            Service principal
03/06/11 14:39:46  03/07/11 00:39:46  krbtgt/FOO.BAR@FOO.BAR
        renew until 03/07/11 14:39:43
03/06/11 14:41:40  03/07/11 00:39:46  afs/foo.bar@FOO.BAR
        renew until 03/07/11 14:39:43

První mount point

AFS má vlastní systém práv i uživatelů, proto teď s pověřením platným do 00:39 můžeme přistupovat jako uživatel afsadmin (ve skutečnosti s principalem afsadmin@FOO.BAR) k naší buňce. Trik totiž spočívá v tom, že tento principal je součástí skupiny system:administrators, což jsme zařídili při instalaci, detailněji v samostatném článku. Výsledkem je, že nám bude fungovat ls:

~$ ls -la /afs
total 6
drwxrwxrwx  2 root root 2048 Feb 22 22:11 .
drwxr-xr-x 24 root root 4096 Feb 22 17:43 ..

Už jsme se zbavili otravného Permission denied, ale stále nic nevidíme, přesto tam volume je, jen nemá obsah. Pro jistotu zjistíme, v jakém volumu se nacházíme (měl by to být root.afs, viz druhý řádek výpisu) a jeho vlastnosti již známým příkazem vos examine:

~$ fs examine /afs | nl
     1  File /afs (536870912.1.1) contained in volume 536870912
     2  Volume status for vid = 536870912 named root.afs
     3  Current disk quota is 5000
     4  Current blocks used are 2
     5  The partition has 18395280 blocks available out of 19593852

~$ vos examine root.afs
root.afs                          536870912 RW          2 K  On-line
    afssrv.foo.bar /vicepa 
    RWrite  536870912 ROnly          0 Backup          0 
    MaxQuota       5000 K 
    Creation    Tue Feb 22 22:11:22 2011
    Copy        Tue Feb 22 22:11:22 2011
    Backup      Never
    Last Access Sun Mar  6 14:56:14 2011
    Last Update Tue Feb 22 22:11:22 2011
    12 accesses in the past day (i.e., vnode references)

    RWrite: 536870912 
    number of sites -> 1
       server afssrv.foo.bar partition /vicepa RW Site 

Z instalace máme ještě volume root.cell, bylo by záhodno jej připojit do kořenového volumu a zkontrolovat:

~$ cd /afs

/afs$ fs mkmount foo.bar root.cell

/afs$ ls -la
total 8
drwxrwxrwx  2 root root 2048 Mar  6 15:16 .
drwxr-xr-x 23 root root 4096 Mar  6 15:08 ..
drwxrwxrwx  2 root root 2048 Feb 22 22:11 foo.bar

/afs$ fs lsmount *
'foo.bar' is a mount point for volume '#root.cell'

V příkladech jste si mohli všimnout, že je rozpor mezi nápovědou jednotlivých příkazů a tím, co občas v příkladech uvádím. Všechny příkazy od AFS podporují vlastnost, že když zachováváte pořadí parametrů bez jejich vynechávání, tak nemusíte uvádět jejich přepínače. Dokonce, pokud jsou přepínače jednoznačné, můžete je i zkracovat. Zápisy níže jsou ekvivalentní k uvedené nápovědě:

~$ fs help mkmount
fs mkmount: make mount point 
Usage: fs mkmount -dir <directory> -vol <volume name> [-cell <cell name>] [-rw] [-fast] [-help]
Where: -rw    force r/w volume
       -fast  don't check name with VLDB

~$ fs mkmount      foo.bar        root.cell
~$ fs mkmount      foo.bar   -vol root.cell
~$ fs mkmount -vol root.cell -dir foo.bar
~$ fs mk      -v   root.cell -d   foo.bar

Závěr

Ačkoliv ze začátku je hodně práce, tak v budoucnu budete při administraci rádi za to, jak je to zařízené. Postupně se dostáváme od základního vysvětlování pojmů k praktickým věcem a tento poměr se bude stále vylepšovat.

Příští díl bude věnován uživatelům, skupinám a jejich oprávněním. Pokud stále zvažujete, zda si máte OpenAFS nainstalovat, tak je nejvyšší čas, protože to bude čím dál zajímavější a bez řádného vyzkoušení to není ono.

Centrum informatizace a výpočetní techniky pro Západočeskou univerzitu v Plzni buduje a provozuje od roku 1996 prostředí Orion založené na  autentizačním systému Kerberos a distribuovaném síťovém souborovém systému AFS s více než 22 tisíci aktivních uživatelů.

       

Komentáře

[Šangala]

je do 2 TB (2^31 bytů) - tady falíruje to násobení
Osobně mám raději TiB než TB, je to takové jasnější/přesnější/normovanější, ale tady je třeba změnit tu jednatřicítku.
volumy jste vyjasnil, ale jak je to s těmi čechismy bytů/bajtů/bitů, nejsem si jistý, ale to první je spíše na bydlení
Neberte to nějak zle, cením si toho, když někdo něco stvoří a já z toho čerpám.

[List]

Máte pravdu, slepě jsem to obšlehl z vos_create(1), kde je řečeno "the maximum size of a volume is 2 terabytes (2^31 bytes)". Správně má být 2^41. Čechismy - nad tím jsem ani nepřemýšlel, jsem zvyklý to tak psát, pokusím se to v příštích dílech ohlídat.

[Šangala]

Jojo chyby se najdou všude…
Přiznám se, že u zápisu „N bytů“ jsem chvíli přemýšlel jestli jsou to bajty(bytes) nebo bity(bits) - s prostorem k bydlení je to vtip , protože tolik bytů v ČR není .

[List]

Chybu v dokumentaci jsem nahlásil a slíbili, že přepočet odstraní. Ale vysvětlili mi, jak k tomu přišli. Současná verze AFS protokolu opravdu umožňuje pracovat s max. velikostí 2^31 volumu, ale v AFS se vše počítá na kilobajty, což pak dává ty 2TB. Takže vlastně byla chyba v jednotce.

[Šangala]

To je hezké jak to všechno funguje a na první pohled zřejmá chyba, chybou není, ale je jen důsledkem chyby jiné…