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Guide de l'administrateur système HP-UX : Présentation : HP-UX 11i version 3 > Chapitre 3 Principaux composants de HP-UXStockage sur HP-UX |
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Parmi toutes les ressources gérées par un système d'exploitation, la plus importante est sans aucun doute le stockage. Stockage est un terme générique faisant référence aux périphériques qui contiennent des données. Le stockage peut assumer de nombreuses formes :
Dans le système d'exploitation HP-UX, le stockage peut être utilisé de nombreuses manières :
Comme la mise en réseau et beaucoup d'autres sous-systèmes de l'environnement informatique, le stockage se compose de nombreuses couches, allant des périphériques physiques aux applications qui lisent et écrivent des données sur ces périphériques. Collectivement, ces couches portent le nom de pile de stockage. Les sections suivantes traitement des différents composants de la pile de stockage HP-UX. Au niveau inférieur de la pile de stockage se trouvent les périphériques physiques qui stockent et récupèrent les données. Il s'agit en général de lecteurs de disques, mais on peut également utiliser d'autres périphériques de stockage, tels que les suivants :
Les lecteurs de disques peuvent être :
Les lecteurs de disques individuels (autonomes, dans une baie ou dans un logement) portent souvent le nom de LUN. Le terme « LUN » signifie « Logical Unit », et bien qu'il soit souvent associé à un lecteur de disque physique (unité de lecteur) au sein d'un périphérique à baies de taille plus importante, les LUN peuvent pointer vers d'autres sous-ensembles (logiquement définis) d'un périphérique plus grand. Les lecteurs de disques physiques peuvent être utilisés en mode autonome (autrement dit, ils peuvent être partitionnés, formatés avec un système de fichiers, utilisé pour la pagination ou utilisé par des applications de base de données comme unités de stockage). Toutefois, ils sont généralement groupés en réserves d'espace qui peuvent ensuite être divisées en conteneurs de stockage logique. Ces conteneurs (appelés volumes ou volumes logiques, selon le gestionnaire de volumes que vous utilisez) ne sont pas tenus de respecter les limites des lecteurs physiques du groupe. Autrement dit, ils peuvent chevaucher plusieurs périphériques physiques. Les gestionnaires de volumes vous permettent de diviser et d'allouer ces réserves d'espace en conteneurs de stockage logiques. Les réserves d'espace portent le nom de groupes de volumes dans Logical Volume Manager (LVM) et de groupes de disques dans VERITAS Volume Manager (VxVM). Les conteneurs de stockage logiques portent le nom de volumes logiques dans LVM ou simplement volumes dans VxVM. Pour les applications, les systèmes de fichiers et les bases de données, ces volumes semblent être des disques physiques et sont traités comme tels. HP-UX 11i version 3 prend en charge les gestionnaires de volumes suivants :
Les deux gestionnaires de volumes peuvent coexister sur un serveur. Chaque gestionnaire de volumes assure le suivi des disques qu'il contrôle et tout disque physique donné ne peut être contrôlé que par un gestionnaire à la fois. L'utilitaire vxvmconvert peut convertir un volume physique LVM en disque VxVM si vous souhaitez migrer un disque de LVM vers VxVM pour une flexibilité de configuration accrue. Avec HP-UX 11i version 3, vous avez le choix entre deux gestionnaires de volumes :
Vous pouvez les utiliser tous deux simultanément (sur des disques physiques distincts), mais en pratique vous en choisirez un et l'utiliserez de manière exclusive. Le Tableau 3-1 fournit un comparatif des deux gestionnaires de volumes afin de vous aider à déterminer lequel correspond le mieux à vos besoins. Tableau 3-1 Comparaison des fonctionnalités et de la terminologie des gestionnaires de volumes
Lors de l'utilisation d'un gestionnaire de volumes, la première étape consiste à grouper des lecteurs physiques en réserves d'espace disque appelées :
Une fois que vous avez groupé des lecteurs de disques physiques en groupes de volumes/disques, l'espace collectif peut être divisé en conteneurs de stockage logiques qui peuvent être plus petits ou plus grands que chacun des lecteurs du groupe. Ces conteneurs de stockage logiques portent le nom de :
Une fois définis, les volumes ou volumes logiques peuvent être utilisés pour :
La taille des volumes logiques peut être augmentée ou réduite selon les besoins (si les données qu'ils contiennent prennent en charge ces opérations). Si vous n'utilisez pas un volume (ou disque physique) pour l'accès à l'espace d'échange ou aux disques bruts (par exemple l'espace disque géré par une application de base de données), vous l'utilisez probablement pour le stockage de fichiers. Les répertoires, fichiers et données de fichiers sont généralement distribués dans tout un volume ou lecteur de disque. De la même manière qu'un catalogue sur fiches vous permet de trouver un livre spécifique dans une grande bibliothèque, la principale fonction d'un système de fichiers consiste à maintenir les pointeurs vers les fichiers stockés dans un volume ou sur un disque physique de sorte que ces fichiers puissent être récupérés ultérieurement. Il ne s'agit pas simplement de pointeurs indiquant quel fichier se trouve dans quel répertoire ; il s'agit des pointeurs de bas niveau et d'autres informations vitales telles que :
Les systèmes de fichiers ont également d'autres fonctions importantes, par exemple maintenir les informations de propriété et de privilège d'accès de sorte que les fonctions de sécurité de HP-UX puissent garantir que seuls les utilisateurs autorisés puissent accéder à un fichier ou un répertoire donné. Comme avec les gestionnaires de volumes, HP-UX permet de choisir parmi plusieurs types de systèmes de fichiers. En particulier :
Outre les types de systèmes de fichiers ci-dessus, HP-UX 11i version 3 prend en charge :
Si vos opérations dépendent d'E/S disques à performances élevées, vous devez considérer les éléments suivants afin de vous assurer que vous utilisez des interfaces haut débit (par exemple Fibre Channel) : L'entrelacement de disques répartit les données sur plusieurs périphériques physiques de telle manière que des écritures successives ont lieu sur différents périphériques. De cette façon, le deuxième bloc de données à écrire n'est pas obligé d'attendre que le périphérique écrivant le premier bloc ait terminé. En gros, si vous avez n périphériques entrelacés, vous pouvez écrire n blocs de données simultanément (ou presque) sans avoir à attendre que des périphériques soient prêts pour les données ultérieures. L'entrelacement peut être effectué au niveau périphérique si vous utilisez une baie de disques, une baie RAID ou autre matériel qui prend en charge les opérations RAID. D'autres types d'entrelacement de disques peuvent être effectués par LVM ou par VERITAS Volume Manager (VxVM). Pour plus d'informations sur l'obtention de l'entrelacement avec l'un des gestionnaires de volumes, consultez lvcreate(1M) ou vxassist(1M). Vous pouvez spécifier la taille des blocs de données à utiliser avec l'entrelacement. L'entrelacement matériel des données s'effectue par le biais de certaines configurations RAID. Les niveaux RAID liés à l'entrelacement les plus couramment utilisés sur des baies de disques HP qui prennent en charge RAID sont les suivants :
Pour les mêmes raisons que celles décrites dans Entrelacement de disques, plus vous pouvez équilibrer l'accès aux disques, meilleures seront les performances de lecture et écriture sur disque. Cela réduit le risque qu'un périphérique donné soit occupé à servir une autre opération d'accès aux données, provoquant l'attente des lectures et écritures supplémentaires. Votre choix de type de système de fichiers peut également affecter l'efficacité de l'accès aux données. Le système VxFS (VERITAS File System) est en général plus rapide que le système de fichiers HFS. À compter de HP-UX 11i version 3, HP-UX 11i prend en charge le multichemin de périphérique, une nouvelle technologie qui associe des fichiers de périphériques à des périphériques au moyen d'ID de périphériques uniques plutôt que du chemin d'accès matériel aux périphériques. Cela signifie qu'un même fichier de périphérique peut représenter plusieurs chemins d'accès matériels vers un périphérique donné, ce qui, combiné à un matériel qui possède plusieurs ports (prenant en charge plusieurs connexions physiques), génère non seulement des chemins d'accès redondants vers le périphérique, mais également une bande passante d'E/S plus élevée. HP-UX 11i version 3 peut équilibrer automatiquement la charge parmi plusieurs connexions physiques vers un périphérique, améliorant ainsi l'efficacité des E/S. Pour plus d'informations sur le multichemin de périphérique, voir « Adressage du stockage ». Bien que le sujet de la mise en miroir de disque soit davantage lié à la redondance des données, la mise en miroir peut également être motivée par les performances. Si vous utilisez une configuration de disques RAID 1 (mise en miroir) dans un environnement axé plus sur la lecture de données à partir de disques que sur l'écriture de données sur les disques du miroir, vous pouvez accélérer sensiblement l'entrée des données car les blocs de disques ultérieurs peuvent être récupérés en parallèle à partir d'autres périphériques. Pour plus d'informations sur les avantages offerts par les configurations RAID 1, voir « Mise en miroir de disque ». De nos jours, la plupart des données sont considérées comme ayant une valeur "importante" à "critique". L'importance de la redondance des données est directement proportionnelle à celle des données protégées. La redondance des données peut assumer de nombreuses formes, mais dans chacune de ces formes plusieurs copies de vos données existent de sorte que, en cas d'endommagement ou de destruction de la copie principale des données, une autre copie de ces données puisse être utilisée pour continuer vos opérations. Lors du choix d'une technologie de redondance des données, il convient de répondre aux questions suivantes :
L'un des principaux aspects de la protection de vos données est l'élimination des points de défaillance uniques. RAID et autres baies de disques, Mise en miroir de disque, Sauvegardes de données et Serviceguard concernent tous l'élimination des points de défaillance uniques. À compter de HP-UX 11i version 3, HP-UX 11i prend en charge le multichemin de périphérique, une nouvelle technologie qui associe des fichiers de périphériques à des périphériques au moyen d'ID de périphériques uniques plutôt que du chemin d'accès matériel aux périphériques. Cela signifie qu'un même fichier de périphérique peut représenter plusieurs chemins d'accès matériels vers un périphérique donné, ce qui, combiné à un matériel qui possède plusieurs ports (prenant en charge plusieurs connexions physiques), génère non seulement une bande passante d'E/S plus élevée, mais également des chemins d'accès redondants vers le périphérique. HP-UX 11i peut désormais basculer automatiquement vers un autre chemin d'accès matériel en cas de défaillance d'une carte d'interface, d'un câble ou autre équipement matériel, avec peu ou aucune interruption des applications et des utilisateurs accédant à ce périphérique. Les baies de disques, et les collections de disques indépendants configurés à l'aide de configurations RAID, sont capables de mettre en miroir des données d'un disque physique vers un ou plusieurs disques physiques supplémentaires, ce qui vous permet de disposer de copies supplémentaires des données en cas de défaillance d'un mécanisme de lecteur. Le simple fait d'avoir une seconde copie des données diminue de manière exponentielle le risque de défaillance de toutes les copies de vos données. La mise en miroir matérielle des données s'effectue par le biais de certaines configurations RAID. Les niveaux RAID liés à la mise en miroir les plus couramment utilisés sur des baies de disques HP qui prennent en charge RAID sont les suivants :
La section précédente traite des baies de disques et des configurations RAID d'un point de vue principalement matériel. La mise en miroir peut être accomplie par des moyens logiciels. Les gestionnaires de volumes LVM et VERITAS Volume Manager peuvent être utilisés pour mettre des données en miroir. Pour pouvoir implémenter la mise en miroir de disque à l'aide de LVM, vous devez installer le produit MirrorDisk/UX (disponible en tant que produit facultatif dans les Environnements d'exploitation suivants) : Mirrordisk/UX prend en charge jusqu'à trois copies de données si vous utilisez LVM avec des groupes de volumes de version 1, et jusqu'à six copies de données si vous utilisez LVM avec des groupes de volumes de version 2. La version de base de VERITAS Volume Manager vous permet de mettre en miroir uniquement votre système de fichiers racine. En achetant et en installant la version complète de VERITAS Volume Manager, vous pouvez mettre en miroir d'autres groupes de disques et avoir jusqu'à 32 copies miroirs de l'espace d'adressage d'un volume. À tout moment, des données peuvent être copiées à l'aide de certains utilitaires. La destination des copies de données peut être un support amovible pouvant être stocké hors site ou expédié vers un autre lieu pour plus de sécurité. Les supports amovibles pouvant être utilisés pour les sauvegardes sont les suivants :
Vous pouvez même sauvegarder des fichiers dans un fichier sur un autre disque (comme dans le cas d'une archive tar). Il existe de nombreux utilitaires dans HP-UX pour sauvegarder vos données :
En plus de la sauvegarde sur des supports amovibles, vous pouvez copier des fichiers importants sur un autre système à l'aide de ftp, rcp ou (pour des copies sécurisées) sftp. Les différents composants qui forment la pile de stockage HP-UX sont adressés de différents manières : Tableau 3-2 Composants de stockage et mode d'accès
HP-UX, les applications et autres processus communiquent avec les périphériques et les pseudo-périphériques en écrivant et en lisant des fichiers spéciaux de périphériques. Le format particulier des fichiers spéciaux de périphériques indique à HP-UX :
Les deux premiers éléments de la liste ci-dessus sont déterminés par le numéro majeur d'un fichier spécial de périphérique, tandis que les deux derniers éléments sont déterminés par le numéro mineur. Les fichiers spéciaux de périphériques (DSF, Device Special Files) sont constitués des parties suivantes :
Les trois parties d'un fichier de périphérique peuvent être affichées à l'aide de la commande ll (ls -l). Par exemple : Vous pouvez afficher, sous forme plus lisible, les informations contenues dans le fichier spécial de périphérique à l'aide de la commande /usr/sbin/lssf. Par exemple :
La commande /usr/sbin/ioscan fournit également des informations de chemins d'accès matériel concernant les périphériques sur votre système : Voici la vue héritée des lecteurs de disques sur un système :
Voici la vue agile des mêmes lecteurs de disques (indiquant les chemins d'accès matériels de LUN plutôt que les chemins d'accès matériels réels) :
À compter de HP-UX 11i version 3, les périphériques de stockage de masse sont référencés par des instances de périphériques plutôt que par les chemins d'accès matériels aux périphériques. Cela offre de nombreux avantages par rapport au modèle d'adressage précédent, qui associait un fichier spcial de périphérique donné au chemin d'accès matériel à un périphérique. L'adressage matériel des périphériques de stockage de masse est désormais fluide, automatique et transparent, ce qui offre de nombreux avantages. L'adressage de périphérique agile autorise le changement de chemin d'accès matériel d'un amorçage système à l'autre (par exemple si un LUN est déplacé d'un adaptateur de bus hôte à un autre pendant l'arrêt d'un serveur) et le changement des configurations SAN sans exiger de modifications aux fichiers spéciaux de périphériques (et par conséquent sans exiger de modifications à d'autres fichiers de configuration). Si vous remplacez un disque associé à un fichier spécial de périphérique persistant (le type de fichier spécial de périphérique qui procure un adressage des périphériques agile), vous pouvez utiliser la commande io_redirect_dsf pour mettre à jour le fichier spécial de périphérique persistant de sorte qu'il fasse référence au disque de remplacement. Pour plus de détails, voir la page de manuel io_redirect_dsf(1M). Étant donné la limitation liée aux numéros mineurs de fichiers spéciaux de périphériques, un serveur était auparavant limité à 256 instances de bus. L'adressage de périphérique agile vous permet maintenant d'adresser plus de 256 instances de bus. L'adressage de périphérique agile vous permet également d'adresser une plus grande quantité de LUN. HP-UX 11i version 3 prend en charge jusqu'à 16 384 LUN. Chaque LUN peut avoir jusqu'à 32 chemins d'accès d'E/S physiques. HP-UX11i version3 découvre et configure automatiquement les nouveaux chemins d'accès d'E/S physiques à un LUN et équilibre le flux des données sur les différents chemins d'accès vers un périphérique donné à l'aide d'un des algorithmes d'équilibrage de la charge suivants :
Utilisez la commande scsimgr pour spécifier la stratégie, parmi celles mentionnées ci-dessus, qui doit être utilisée pour un périphérique donné. HP-UX peut aussi rééquilibrer automatiquement les charges sur les chemins d'accès aux données restants vers un LUN en cas de défaillance d'un ou plusieurs de ces chemins d'accès. Les fichiers spéciaux de périphériques sont stockés dans le répertoire /dev et une grande partie d'entre eux sont organisés en une série de sous-répertoires dans /dev. Deux de ces répertoires contiennent les fichiers spéciaux de périphériques persistants définissant les lecteurs de disques physiques sur un serveur :
Dans les répertoires ci-dessus, les fichiers ont des noms au format « disqueN » (où « N » est le numéro d'instance du disque). Une partie optionnelle d'un nom de fichier de périphérique peut être ajoutée afin de représenter les numéros de partitions de disques. Par convention, en l'absence de cette partie optionnelle du nom de fichier de périphérique, le nom représente l'ensemble d'un disque. Cette partie optionnelle étend le format du nom de façon à être diskN_p# (où p# représente le numéro de partition, la densité de bande ou autre information). Les répertoires suivants existent toujours dans HP-UX 11 i version 3 à des fins de compatibilité descendante. Ils contiennent les fichiers spéciaux de périphériques hérités définissant les lecteurs physiques sur un serveur (la forme héritée) :
Dans ces répertoires, les fichiers ont des noms au format « c#t#d# » (où c# représente le numéro d'instance de contrôleur, t# représente le numéro de cible SCSI et d# représente le numéro de LUN SCSI). Avec les fichiers spéciaux de périphériques hérités associés à des disques, une partie optionnelle du nom de fichier peut représenter des numéros de partitions de disques. Par convention, en l'absence de cette partie optionnelle du nom de fichier de périphérique, le nom représente l'ensemble d'un disque. Cette partie optionnelle étend le format du nom de façon à être c#t#d#s# (où s# représente le numéro de partition, la densité de bande ou autre information). Comme leur nom l'indique, les chemins d'accès matériels définissent les chemins physiques qu'empruntent les données pour atteindre les périphériques. Dans HP-UX 11i version 3, il existe trois formats pour spécifier les chemins d'accès matériels aux périphériques de stockage de masse. Il s'agit du format utilisé dans les versions antérieures à HP-UX 11i version 3. Il se compose d'une série d'adresses bus-nexus séparées par des barres obliques (« / ») menant à la carte de bus hôte (HBA, Host Bus Adapter) ; sous celle-ci, les éléments d'adresses supplémentaires sont séparés par des points (« . »). Pour les périphériques connectés directement, l'adressage peut être une simple cible et un LUN : 0/0/2/0.1.7.0 Pour les périphériques SCSI-3 connectés par le biais d'un réseau de stockage SAN, l'adressage hérité est émulé à l'aide d'un domaine, d'une zone, d'un port, d'un bus virtuel, d'une cible virtuelle et d'un LUN virtuel : 0/2/1/0.1.5.0.0.3.7 Ce format est utilisé pour l'adressage des LUN en mode agile. Il est identique au format de chemin d'accès matériel hérité jusqu'à la carte de bus hôte. Sous celle-ci, deux éléments d'adresses supplémentaires sont représentés (au format hexadécimal) :
0/2/1/0.0x50001fe1500170ac.0x4017000000000000 est un exemple de chemin d'accès matériel SCSI-3. Les périphériques pouvant avoir plusieurs chemins d'accès physiques, un chemin d'accès matériel est nécessaire de sorte que le chemin d'accès matériel auquel est mappé un fichier spécial de périphérique persistant demeure identique même en cas de modification des éléments de chemin d'accès physique sous-jacents. Au lieu d'une série d'adresses bus-nexus (correspondant à des chemins d'accès matériels spécifiques) menant à la carte HBA, les chemins d'accès matériels virtuels utilisent un bus-nexus virtuel (appelé nœud racine virtuel) avec une adresse de 64000. L'adressage sous ce nœud racine virtuel se compose d'une adresse de bus virtuelle et d'un ID LUN virtuel, délimités par des barres obliques (« / »). 64000/0xfa00/0x22 est un exemple d'adresse matérielle virtuelle. Exemple 3-2 Résumé des formats de chemins d'accès matériels Les trois formats décrits ci-dessus constituent différentes manières de faire référence au même LUN ; un même LUN pourrait donc avoir les trois adresses suivantes :
Dans l'exemple ci-dessus, le LUN a quatre chemins d'accès physiques. Les quatre premières lignes les représentent à l'aide du format de chemin d'accès matériel hérité, les quatre lignes suivantes les représentent à l'aide du format de chemin d'accès matériel SCSI-3, et la dernière ligne représente l'unique chemin d'accès matériel virtuel (utilisé pour les quatre chemins d'accès physiques). Les commandes HP-UX 11i version 3 acceptent chacun de ces trois formats pour spécifier un chemin d'accès matériel à un LUN. Voici une liste des principales commandes utilisées pour la gestion des fichiers spéciaux de périphériques :
L'espace d'échange est l'emplacement où HP-UX stocke les pages de mémoire inutiles des processus en cours d'exécution (ce processus porte le nom de pagination de mémoire virtuelle (ou simplement pagination) car les blocs de données déplacés vers ou à partir de la RAM physique portent le nom de pages). Cela permet à HP-UX d'utiliser beaucoup plus de mémoire qu'il n'existe de mémoire physique sur un serveur. Il existe trois types d'espaces d'échange utilisés pour les opérations de pagination : L'espace d'échange est affecté initialement lors de la configuration des disques. L'espace d'échange de périphérique occupe un volume logique ou une partition de disque réservé en général à seule fin de pagination. Cet espace peut également être configuré comme zone de vidage, bien que cela ait des implications pour l'intégrité du vidage mémoire en cas de blocage. Voir « Utilisation d'un périphérique pour la pagination et le vidage (durée de reprise du système) ». Le périphérique étant utilisé exclusivement pour la pagination lorsque HP-UX s'exécute, vous ne pouvez pas y stocker de fichiers.
L'échange de périphérique ne peut être utilisé que localement ; il est impossible d'y accéder à distance à partir de clients utilisant des protocoles d'accès de disque réseau. L'espace d'échange de périphérique est d'accès rapide car HP-UX peut se connecter directement au volume logique ou à la partition de disque pour y effectuer des opérations de lecture/écriture massives. Si l'espace d'échange de périphérique que vous avez configuré sur votre serveur n'est pas suffisant et que vous n'avez plus de périphérique que vous pouvez dédier à cet espace d'échange de périphérique, vous pouvez configurer de l'espace d'échange de système de fichiers. L'espace d'échange de système de fichiers permet de disposer d'un espace supplémentaire en cas de besoins ponctuels dépassant l'espace normal alloué. Il n'est mis en œuvre que si la capacité de l'espace d'échange de périphérique est insuffisante. L'espace d'échange de système de fichiers est configuré comme espace d'échange supplémentaire à allouer à partir de l'espace inutilisé au sein d'un système de fichiers. Du fait des traitements importants effectués par le système pour gérer ce dispositif, et également parce que ce type d'échange est généralement plus lent, il est préférable de ne pas s'en servir pour pallier à titre permanent à une insuffisance d'espace d'échange de périphérique. Il est plus adapté à un débordement occasionnel de | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||