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Open Sharedroot

Einführung/Zusammenfassung

Das open sharedroot project dient dazu mehrere Linux-Systeme mit einem Root-File-System zu benutzen. Ins besondere Cluster-Systeme deren Nodes sich ein gemeinsames Root-File-System teilen. Der Sinn dahinter ist, das die Arbeit für die Syncronisierung der Nodes weg fällt. So teilen sich z.B. alle Nodes die Apache-Konfiguration. Wenn auf einem Node die Apache-Konfiguration geändert wird, muss diese Änderung nicht auf den anderen Nodes nachgezogen werden. Die Hostabhängigen-Dateien werden mittels CDSL eingehängt.

Folgende File-Systeme werden vom open sharedroot project unterstützt:

• NFSv3, NFSv4
• GFS2
• Ocfs2
• Ext3 als lokales Filesystem

open sharedroot cluster besteht aus drei Hauptkomponenten:

1. Einem angepassten initrd (com.oonics-bootimage) um das System zu booten, da es einige Anpassungen braucht, um von einem Cluster-File-System booten zu können.
2. Zum Teil angepasste Cluster-Dienste für die Cluster-Funktionalität. Diese Tools sind als com.oonics-Cluster Suite zusammengefasst..
3. com.oonics-cdsls Ein Tool zum erstellen der cdsl Struktur (context dependent symbolic links). Das cdsl Konzept basiert auf bindmounts.

Getestete Distributionen

• RHEL5
• RHEL4
• Fedora 11
• Fedora 12
• Fedora 14

Beispiel-Konfiguration/Installation

Übersicht

Es wird ein Fedora 14 als KVM-Wirt-System installiert. Dieser Wirt-Server dient auch als DHCP-Server und als TFTP-Server. Hier werden als zwei virtuelle Maschinen, (als zwei Nodes) installiert. Dies ist natürlich keine hochverfügbare Lösung, sondern dient nur dazu, das Grundprinzip zu demonstrieren ohne teure Hardware bereitstellen zu müssen. Würden die beiden Nodes auf eigener Hardware laufen und auf ein richtiges HA-Storage zugreifen, hätte man eine richtige HA-Lösung.

Wirt-System und Infrastruktur

Eine normale Fedora Installation mit KVM dient als Wirt-System. Standardmäßig ist KVM so konfiguriert dass alle Gastsysteme mit einer internen IP (192.168.122.*) via NAT nach draußen geroutet werden.

Auf dem Wirt-System sollten zwei virtuelle Gäste installiert werden. Jeder der beiden repräsentiert eine Node.

Vorbereitung NFS und PXE

Es müssen DHCP/TFTP/PXE so eingerichtet werden, dass die Nodes später damit booten können.

In der Datei /etc/exports wird das Verzeichnis eingetragen welches als NFS-Root-Filesystem dienen soll. Beispiel-Konfiguration:

/mnt/virtual/nfsosr/fc11  192.168.1.0/255.255.255.0(rw,no_root_squash,sync,fsid=208)

Mit die Änderung wirksam wird, muss der Server veranlasst werden, die Konfiguration neu ein zu lesen:

service nfs reload

Bei der PXE-Boot-Konfiguration ist noch einiges mehr zu beachten. Hier ist die einschlägige Dokumentation zu konsultieren.

Node Vorbereitung

Der Node von dem installiert werden soll, sollte mit einem Update auf den aktuellen Stand gebracht werden, bevor der Cluster aufgebaut wird:

yum update -y

Die Netzwerkunterstürzung von Dracut installieren:

yum install dracut-network

Installation der OSR-Pakete

Zunächst muss natürlich Dracut in der letzten Version installiert sein (Siehe: Dracut).

Die unterschiedliche Arten einen Cluster zu booten

Es gibt prinzipiell zwei Wege das Booten des Clusters zu steuern/konfigurieren.

1. static initrd: Dem Bootloader können Parameter mitgegeben werden. Diese Parameter werden über den üblichen Weg gesetzt. Entweder über die Grub-Konfiguration oder beim Booten mittels Boot-Menü (hier edit-Modus).
2. full featured initrd: Beim Erstellen des initrd über Dracut werden die Werte der Clusterkonfiguration ausgelesen und im initrd gespeichert, einschließlich Root-Device, Node-ID, MAC-Adresse usw.

Der erste Weg hat den Vorteil, dass das initrd nicht geändert werden muss wenn sich die Konfiguration des Cluster ändert. Der Vorteil des zweiten Weges ist, dass alle Features unterstützt werden die ein OSR-Cluster bietet. Zudem kann eine Boot-Konfiguration für alle Nodes benutzt werden.

Benötigte RPMs für static initrd

Führe folgenden Befehl aus:

 yum install osr-dracut-module comoonics-cdsl-py

Oder installiere folgende RPMs (aber jeweils letzte Version):

• http://www.open-sharedroot.org/development/osr-dracut-module/osr-dracut-module-0.8-3.noarch.rpm

• http://www.open-sharedroot.org/development/comoonics-cluster-py/comoonics-cluster-py-0.1-21.noarch.rpm

• http://www.open-sharedroot.org/development/comoonics-cdsl-py/comoonics-cdsl-py-0.2-16.noarch.rpm

• http://www.open-sharedroot.org/development/comoonics-base-py/comoonics-base-py-0.1-3.noarch.rpm

Benötigte RPMs für full featured initrd

Führe folgenden Befehl aus:

 yum install osr-dracut-module comoonics-cdsl-py osr-dracut-module-cluster

Oder installiere folgende RPMs (aber jeweils letzte Version):

• http://www.open-sharedroot.org/development/osr-dracut-module/osr-dracut-module-0.8-3.noarch.rpm

• http://www.open-sharedroot.org/development/comoonics-cluster-py/comoonics-cluster-py-0.1-21.noarch.rpm

• http://www.open-sharedroot.org/development/comoonics-cdsl-py/comoonics-cdsl-py-0.2-16.noarch.rpm

• http://www.open-sharedroot.org/development/comoonics-base-py/comoonics-base-py-0.1-3.noarch.rpm

• http://www.open-sharedroot.org/development/osr-dracut-module/osr-dracut-module-cluster-0.8-2.noarch.rpm

Entwickler-Versionen installieren

Wenn du die neueste Entwicklerversion benutzen möchtest, verwende unser Git-Repository: github.com

Verfahre dazu wie folgt:

yum install git
git clone git://github.com/Open-Sharedroot/Open-Sharedroot-Dracut.git
cd Open-Sharedroot-Dracut

Für fedora 12:

git checkout -b fedora_15 origin/fedora_12

Für fedora 14:

git checkout -b fedora_15 origin/fedora_14

Für fedora 15:

git checkout -b fedora_15 origin/fedora_15

Und so weiter... Wer die letzte Entwicklerversion verwenden will, benutzt:

git checkout master

yum remove osr-dracut-module osr-dracut-module-cluster
git pull
make
make install

Um die Pakete wieder zu deinstallieren (wenn du das möchtest/musst):

make uninstall

Erstellen einer Cluster-Konfiguration

Erstelle eine Clusterkonfigurationsdatei im Pfad /etc/cluster/cluster.conf .

In der folgenden Beispielkonfiguration fehlen die 'valid fencing' Konfigurationen. Das ist natürlich später ein mal wichtig, wenn der Cluster produktiv arbeitet soll.

   <?xml version="1.0"?>
   <cluster config_version="1" name="axqad109" type="gfs">
    <clusternodes>
            <clusternode name="node1" nodeid="1" votes="1">
                    <com_info>
                            <rootvolume fstype="nfs" name="192.168.122.1:/mnt/virtual/nfsosr/fc11"/>
                            <eth name="eth0" ip="192.168.122.171" mac="00:0C:29:C9:C6:F5" mask="255.255.255.0" gateway="192.168.122.1"/>
                    </com_info>
            </clusternode>
            <clusternode name="node2" nodeid="2" votes="2">
                    <com_info>
                            <rootvolume fstype="nfs" name="192.168.122.1:/mnt/virtual/nfsosr/fc11"/>
                            <eth name="eth0" ip="192.168.122.172" mac="00:0C:29:C9:C6:F5" mask="255.255.255.0" gateway="192.168.122.1"/>
                    </com_info>
            </clusternode>
    </clusternodes>
   </cluster>

Erstellen eines shared root filesystem

Das shared root filesystem muss von einem NFS exportiert werden, damit es zur Verfügung steht. Dann kann auf dem Node der für die Installation dient das NFS eingehangen werden. Mit diesem Befehl hängen wir das '/mnt/virtual/nfsosr/fc11' als künftiges Root ein.:

 mkdir /mnt/newroot/  
 mount -t nfs 192.168.122.1:/mnt/virtual/nfsosr/fc11 /mnt/newroot/  

Ab NFS 3 wird man wohl das Flag -o nolock nötig sein.

 mount -o nolock -t nfs  192.168.122.1:/mnt/virtual/nfsosr/fc11 /mnt/newroot/ 

Jetzt alle Daten des lokalen Systems in das (künftige) shared root filesystem kopieren:

 cp -ax / /mnt/newroot/
 cp /boot/*$(uname -r)* /mnt/newroot/boot

Dann müssen wir noch ein paar benötigte Verzeichnisse erstellen (wenn es sie noch nicht gibt):

 mkdir /mnt/newroot/proc
 mkdir /mnt/newroot/sys

Nun wird die neue cdsl-Infrastruktur auf dem shared root filesystem angelegt:

 com-mkcdslinfrastructure -r /mnt/newroot

Diese wird in das Filesystem eingehangen:

 mount --bind /mnt/newroot/cluster/cdsl/1/ /mnt/newroot/cdsl.local/

Dann werden weiter Verzeichnisabhängigkeiten dazu gemountet:

 mount -t proc proc /mnt/newroot/proc
 mount -t sysfs none /mnt/newroot/sys
 mount --bind /mnt/newroot/dev /mnt/newroot/dev
 

Jetzt wird in das neue shared root filesystem gewechselt und als root verwendet:

 chroot /mnt/newroot

Das '/var' Verzeichnis wird hostdependent (hostabhängig) gemacht (Parameter -a):

 com-mkcdsl -a /var 
 

Das '/var/lib' Verzeichnis wird wieder als shared(geteilt) eingerichtet (Parameter -s):

 com-mkcdsl -s /var/lib

Das '/etc/sysconfig/network' wird wiederum hostdependent gemacht:

 com-mkcdsl -a /etc/sysconfig/network

Bearbeite die Host abhängige Netzwerkkonfiguration und ändere den Hostname. Mit dem vorgeschlagenen Befehl öffnest du alle Netzwerkkonfigurationen auf einmal. Um mit vi zur nächsten Datei zu gelangen drückst du Esc, gefolgt von :n (für next), gefolgt von Enter. Entfernt werden muss der Eintrag der MAC-Adresse:

 vi /cluster/cdsl/?/etc/sysconfig/network

Erstellen des '/etc/mtab' link zu '/proc/mounts':

 cd /etc/
 rm -f mtab
 ln -s /proc/mounts mtab

Entfernen der Netzwerkkonfiguration des Cluster:

 rm -f /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

Anpassen von '/etc/fstab'. Es darf kein Root-Filesystem mehr eingetragen sein. Und ggf. auch kein swap mehr.:

 devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620  0 0
 tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0
 proc                    /proc                   proc    defaults        0 0
 sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0

Ausschalten von SELinux:

 [root@install-node3 comoonics]# cat /etc/sysconfig/selinux 
 # This file controls the state of SELinux on the system.
 # SELINUX= can take one of these three values:
 #       enforcing - SELinux security policy is enforced.
 #       permissive - SELinux prints warnings instead of enforcing.
 #       disabled - No SELinux policy is loaded.
 SELINUX=disabled
 # SELINUXTYPE= can take one of these two values:
 #       targeted - Targeted processes are protected,
 #       mls - Multi Level Security protection.
 SELINUXTYPE=targeted

Ausschalten des NetworkManager:

 chkconfig NetworkManager off

Ab Fedora 16 mit systemd:

 systemctl disable NetworkManager.service

Erstellen der boot-Konfiguration

Es muss eine PXE-boot-Konfiguration erstellt worden sein.

TFTP Konfigurationsbeispiel

Die TFTP Konfiguration könnte etwa so aussehen...

Beispiel A: Hier werden dem Cluster beim Booten die wichtigsten Informationen mitgegeben:

# Menus
# for OSR based on NFS

timeout 100
prompt 1
default NFS-dracut-Cluster

LABEL NFS-dracut-Cluster
  MENU LABEL NFSdracut NFS Configuration
  KERNEL /OR-nfsdracut/vmlinuz
  APPEND initrd=/nfsdracut/initrd_sr root=nfs:192.168.122.1:/mnt/virtual/nfsosr/fc11 rw rd.shell rd.debug

Beispiel B: Hier eine Konfiguration die alle Information aus der Clusterkonfiguration zieht bzw. zur boot-Zeit automatisch generiert:

# Menus
# for OSR based on NFS

timeout 100
prompt 1
default NFS-dracut-Cluster

LABEL NFS-dracut-Cluster
  MENU LABEL NFSdracut NFS Configuration
  KERNEL /OR-nfsdracut/vmlinuz
  APPEND initrd=/nfsdracut/initrd_sr 

Erstellen des Shared Root initrd

Auf dem Node, der zur Installation verwendet wurde und zu diesem Zeitpunkt immer noch im chroot-Modus sein sollte, wird jetzt das 'initrd' erstellt.

Für ein static initrd wird dieser Befehl ausgeführt:

 dracut -f -a "osr" /boot/initrd_sr-$(uname -r).img $(uname -r)

Oder - wer alle features nutzen will verwendet den folgenden Befehl:

 dracut -f -a "osr osr-cluster osr-chroot" /boot/initrd_sr-$(uname -r).img $(uname -r)

Das erstellte 'initrd' und der Kernel muss jetzt noch in den TFTP bzw. PXE-Server kopiert werden, damit diese für den Netzwerk-boot zur Verfügung steht.

Aufräumen

Auf dem Node der (bisher) zum Installieren verwendet wurde, wird nun der chroot-Modus verlassen und folgende Verzeichnisse ausgehangen:

 exit
 umount /mnt/newroot/cdsl.local
 umount /mnt/newroot/dev
 umount /mnt/newroot/proc
 umount /mnt/newroot/sys
 umount /mnt/newroot

Starten des zweiten Nodes

Es ist eine sehr gute Idee, an dieser Stelle, den zweiten Node zu starten. Auf diese Weise ist zu sehen, ob die Konfiguration in Ordnung ist. Kommt es zu Problemen, können noch Korrekturen mit dem ersten Node gemacht werden. Dazu müssen die nötigen Verzeichnisse im ersten Node wieder eingehangen werden und ein chroot gemacht werden.

Weiterführende Links

• Projekt-Seite open-sharedroot.org (alt) bzw. [ttp://comoonics.org/ comoonics.org (künftig)]
• Buzilla Instance: https://bugzilla.open-sharedroot.org/
• Mailing-Liste: open-sharedroot-users@lists.sourceforge.net, open-sharedroot-devel@lists.sourceforge.net
• Git-Repository: github.com

Kommentare und Diskussionen

• Siehe Talk:Features/Opensharedroot

Quellen

• Dieser Artikel basiert auf dem Text von Marc Grimme aus dem fedora-wiki der unter der Creative Commons Attribution-Share Alike License 3.0 Unported steht.
• Website des Projektes open-sharedroot.org
• Open-Sharedroot on SourceForge.net
• Source-hosting (github):
  • Open-Sharedroot-cluster-suite
  • Open-Sharedroot-initrd-ng
• Wikipedia-Artikel