Préparation à la gestion d’un système de fichiers

Depuis HP-UX 11.00, le système JFS (système de fichiers journalisé) est installé par défaut pour les systèmes de fichiers racine et les autres systèmes de fichiers HP-UX. Toutefois, il existe quatre autres types de systèmes de fichiers utilisables sur HP-UX. Ils sont présentés dans le tableau suivant :

Il est permis de réunir sur un même ordinateur une combinaison de systèmes de fichiers JFS et autres.

	REMARQUE : Les listes de contrôle d’accès sont reconnues en mode JFS à partir de la version 3.3, qui est livrée avec HP-UX 11i. Il est possible d’obtenir JFS pour HP-UX 11.00 à partir du dépôt logiciel HP, http://software.hp.com. Pour vérifier si JFS est installé sur un système HP-UX 11.00, exécutez la commande swlist -l fileset JFS Si JFS est installé, le message donnera une liste de groupes de fichiers JFS. Si vous obtenez un message d’erreur, JFS n’a pas été installé.

Quelles sont les différences entre JFS et HFS ?

JFS apporte les améliorations suivantes par rapport à HFS (système de fichiers hautes performances) :

Par comparaison avec HFS, JFS assure une reprise sur incident nettement plus rapide, grâce à un mécanisme intégré d’enregistrement des changements de structure du système de fichiers. Lors du réamorçage de l’ordinateur après un incident, le système de fichiers se synchronise automatiquement en utilisant son journal pour accélérer la reprise des transactions, selon une méthode similaire (mais d’une rapidité bien supérieure) à celle utilisée par fsck. Cette reprise rapide est particulièrement utile dans les environnements exigeant un rendement élevé, ou ceux traitant des volumes d’informations importants.

JFS offre un débit de données plus élevé (entrées/sorties plus rapides) que HFS. Ceci est dû à une organisation des fichiers par unités d’extension constituées de blocs de données multiples.

L’option HP OnLineJFS facilite la maintenance du système en vous permettant d’exécuter des tâches de type sauvegarde, extension ou réduction du système de fichiers, sans avoir à démonter celui-ci. Ces possibilités n’existent pas dans HFS.

Quels sont les inconvénients liés à la configuration d’un système de fichiers en mode JFS ?

Il est préférable de ne pas choisir le mode JFS sur un système dont la mémoire est limitée, car il occupe davantage de mémoire que le mode HFS.

L’utilisation de JFS est-elle restreinte par le gestionnaire LVM (voir « Gestionnaire de volumes logiques (LVM) ») ?

JFS s’utilise sur n’importe quel système de fichiers, qu’il soit ou non géré par LVM.

Comment le système JFS est-il administré ?

JFS peut être administré au moyen de SAM ou de commandes HP-UX. SAM offre des utilitaires de création (ajout), de sauvegarde ou de redimensionnement des systèmes de fichiers JFS.

Si vous êtes équipé(e) de l’option HP OnLineJFS (désignée dans les pages de manuels par Advanced VxFS), utilisez les options de menus VxFS Maintenance de SAM pour visualiser la fragmentation des unités d’extension et des répertoires, réorganiser ces derniers, redimensionner les systèmes de fichiers JFS et exécuter des sauvegardes en ligne basées sur un instantané du système de fichiers.

Avec la ligne de commande, vous pouvez utiliser :

Comment JFS fonctionne-t-il ?

JFS alloue de l’espace aux fichiers sous la forme d’unités d’extension constituées de blocs de disques adjacents. La taille d’une unité d’extension est comprise entre un bloc et plusieurs méga-octets. Ce type d’organisation de fichiers permet à JFS de générer des demandes d’entrées/sorties volumineuses, ce qui est plus efficace que la lecture ou l’écriture bloc par bloc.

JFS regroupe les modifications structurelles au sein de transactions et les enregistre sur disque dans le journal des transactions en cours avant d’opérer ces changements. En cas de panne du système, il suffit à fsck de lire ce journal pour terminer les transactions en cours. Ceci permet une meilleure intégrité du système de fichiers et accélère nettement la reprise par rapport à un système de fichiers traditionnel, qui doit être vérifié intégralement pour détecter les transactions incomplètes.

JFS permet de disposer d’options mount pour retarder ou désactiver l’enregistrement des transactions. Ceci autorise l’administrateur système à choisir entre l’intégrité et le rendement du système de fichiers - en préservant les informations vitales et en accélérant le traitement des fichiers de moindre importance ou des fichiers temporaires.

Si vous disposez du produit optionnel HP OnLineJFS, le système de fichiers JFS permet de traiter de nombreuses tâches d’administration - redimensionnement, réorganisation des fichiers en éléments contigus et restructuration des répertoires pour gagner de l’espace. De plus, il est possible de réaliser un instantané du système de fichiers monté, à des fins de sauvegarde. Cet instantané est une image du système de fichiers à un moment donné, accessible en lecture seule, qui n’empêche en aucune manière la modification de l’état du système de fichiers. L’option d’administration en ligne, conjuguée avec la fonction de reprise rapide (journal des transactions en cours), améliore nettement la disponibilité du système de fichiers.

Que contient une transaction JFS ?

Une transaction est constituée de toutes les opérations individuelles associées à une modification du système. L’écriture dans un fichier, par exemple, en augmente le volume, ce qui implique la réservation d’espace, la mise à jour de la carte des unités d’extension, l’augmentation de sa taille et la modification de l’heure de la dernière écriture. Ces changements sont traités au sein d’une même transaction, enregistrée avant leur prise en compte. Une fois terminées, ces opérations sont consignées dans le journal des transactions en cours.

Ces transactions sont exécutées d’un bloc ; soit la totalité des opérations comprises dans une transaction sont exécutées, soit aucune. Même après un incident, le système de fichiers ne risque pas de demeurer dans un état intermédiaire (certaines opérations étant exécutées et d’autres inachevées). En général, une transaction est exécutée (terminée) lors du retour à l’application de l’appel système initial ; il existe cependant des exceptions, dans le cas des options de montage JFS retardant la consignation des transactions. Toutefois, même dans ce cas, les transactions sont exécutées d’un bloc et le système de fichiers n’est pas laissé dans un état intermédiaire.

Les données utilisateur font-elles partie d’une transaction ?

Les données utilisateur ne sont habituellement pas traitées au sein d’une transaction, mais elles sont placées dans le tampon d’antémémoire sans garantie d’écriture sur disque, sauf si la commande sync(1M) est exécutée explicitement. Cependant, si une application utilise un accès en écriture synchrone (par exemple, en ouvrant un fichier avec l’indicateur O_SYNC), les données utilisateur seront traitées comme une partie intégrante de la transaction, au même titre que les métadonnées du système de fichiers (inœuds, cartes d’unités d’extension, etc.).

En quoi consistent les unités d’extension JFS et comment sont-elles utilisées par le système d’exploitation ?

JFS alloue de l’espace aux fichiers sous forme d’unités d’extension qui sont des blocs de disques contigus. La taille d’une unité d’extension est comprise entre un bloc et plusieurs méga-octets. Ce type d’organisation de fichiers permet à JFS de générer d’importantes demandes d’entrées/sorties (traitées sous forme de blocs multiples), ce qui constitue une méthode plus efficace que la lecture ou l’écriture d’un bloc à la fois.

Dans le cas d’un fichier à accès séquentiel, JFS extrait davantage de données de l’unité d’extension lue qu’il n’est nécessaire et place ces données dans le tampon d’antémémoire pour un éventuel accès ultérieur. Ce mode de lecture anticipée ne nécessite aucune opération d’entrées/sorties supplémentaire car les données du disque sont contiguës. JFS insère seulement davantage de données que nécessaire dans le tampon d’antémémoire suite à une demande d’entrées/sorties.

Dans le cas d’un appel système en écriture, les données sont placées dans le tampon d’antémémoire et transférées sur le disque ultérieurement. Il s’agit d’une écriture retardée. Au moment du transfert, JFS recherche les données concernées dans les blocs adjacents et les rassemble dans une demande d’entrées/sorties unique consolidée.

Les unités d’extension JFS sont représentées par un numéro de bloc de départ et par un compte de blocs. Lorsque la longueur d’un fichier augmente, JFS tente d’abord d’augmenter la taille de la dernière unité d’extension à l’intérieur de ce fichier.

	REMARQUE : Il n’existe pas de relation entre les unités d’extension JFS et les unités d’extension physiques ou logiques LVM. Les unités d’extension physiques LVM sont également des blocs contigus du volume physique (disque), d’une taille fixe par défaut de 4 Mo. Pour plus d’informations sur les unités d’extension LVM, voir « Fonctionnement de LVM ».

Comment JFS alloue-t-il de nouvelles unités d’extension pour faire face à l’augmentation du nombre des fichiers ?

Dans ce cas, JFS alloue une nouvelle unité d’extension ou augmente la taille de la dernière sous réserve qu’il y ait suffisamment d’espace disponible. Sinon, JFS alloue une unité d’extension séparée non contiguë.

Le produit optionnel HP OnLineJFS vous permet d’effectuer la défragmentation des unités d’extension non contiguës. Ce processus de réorganisation consiste en un « brassage » des blocs d’un système de fichiers afin de réunir les unités d’extension et d’enchaîner les fichiers entre eux. Pour plus d’informations, voir l’aide en ligne de SAM ou fsadm_vxfs(1M).

Qu’est-ce que le journal des transactions en cours et comment est-il utilisé ?

JFS groupe les modifications structurelles en transactions, et les enregistre sur disque dans le journal des transactions en cours avant de les mettre en œuvre. Par exemple, l’écriture dans un fichier en augmente la taille, ce qui entraîne l’allocation d’espace supplémentaire, la mise à jour de la carte des unités d’extension, l’augmentation de sa taille et la modification de l’heure de la dernière écriture. Ces changements sont traités sous la forme d’une transaction unique, consignée avant de les effectuer. Une fois terminées, les modifications sont enregistrées dans le journal des transactions en cours.

En cas de panne du système, il suffit à fsck de lire ce journal pour terminer les transactions en cours. Ce processus s’intitule relecture du journal. Il permet de préserver l’intégrité du système de fichiers et une reprise sur incident plus rapide, par comparaison à un système traditionnel qui doit être vérifié intégralement pour détecter les transactions incomplètes. Grâce à l’accès par fsck au journal des transactions en cours, la durée du traitement dépend du nombre de transactions incomplètes, et non de la taille du système de fichiers. Même sur un système de fichiers très actif, la relecture du journal prend généralement moins de 10 secondes.

Pour plus d’informations, voir « Gestion des altérations de systèmes de fichiers ».

Chaque système de fichiers JFS possède son propre journal des transactions en cours. L’espace nécessaire au journal est réservé lors de la création du système. Sa taille ne peut être modifiée ultérieurement. Le journal des transactions en cours n’est pas visible par l’utilisateur, bien que vous puissiez utiliser l’outil fsdb pour effectuer son vidage.

Normalement, les données utilisateur ne sont pas traitées dans une transaction, mais elles sont placées dans le tampon d’antémémoire en utilisant des commandes standard d’écriture retardée UNIX (sans garantie d’écriture sur disque, sauf si la commande sync est exécutée explicitement). Toutefois, si l’application utilise un accès en écriture synchrone (par exemple, en ouvrant un fichier avec l’indicateur O_SYNC), les données utilisateur sont traitées comme faisant partie de la transaction, selon la même garantie tout-ou-rien s’appliquant aux métadonnées du système de fichiers (répertoires, inœuds, cartes des unités d’extension libres).

Dans quelles circonstances le journal des transactions en cours peut-il recevoir le contenu des fichiers ?

Normalement, le journal des transactions en cours ne reçoit que les informations sur les métadonnées du système de fichiers (superbloc, inœuds, répertoires).

Toutefois, sont également enregistrées dans ce journal les données des fichiers écrits en mode synchrone (ouverts avec l’option O_SYNC ou O_DSYNC) si la taille du bloc d’écriture est égale ou inférieure à 8 Ko. Cette règle s’applique pour le JFS de base et pour HP OnLineJFS (également connu sous l’appellation Advanced VxFS, qui n’est supporté que sur les serveurs utilisant HP-UX), mais elle peut être modifiée au moyen de l’option nodatainlog de la commande mount (voir mount_vxfs(1M)).

	REMARQUE : Les serveurs NFS utilisent le mode d’écriture synchrone ; il peut donc être utile d’augmenter la taille du journal des transactions en cours (option newfs) sur un système de fichiers NFS exporté.

Quelle est la taille recommandée pour le journal des transactions en cours ?

Elle est définie par défaut à partir de la taille du système de fichiers. Elle est normalement de 1 Mo.

Si le système de fichiers est :

Existe-t-il une raison d’augmenter la taille du journal des transactions en cours ? Que se produit-il s’il est plein ? Ceci donne-t-il lieu à des messages d’erreurs ou à une dégradation des performances ?

Non. Si le journal est rempli, l’utilisateur ne s’en aperçoit pas. Un blocage des entrées/sorties peut se produire, mais ceci n’a pas forcément de rapport avec le journal. L’effet en est imperceptible. Aucun message d’erreur n’apparaît.

Comment déterminer la taille du journal des transactions en cours ?

Vous pouvez utiliser fsdb pour afficher la taille du journal des transactions en cours. Ce débogueur de système de fichiers ne doit cependant être utilisé que par des utilisateurs expérimentés, car il existe un risque de destruction du système de fichiers s’il n’est pas utilisé correctement. Pour plus de précisions et pour obtenir des informations sur le format de superblocs JFS, voir fsdb_vxfs(1M).

Comment puis-je modifier la taille du journal des transactions en cours ?

Utilisez la commande mkfs -F vxfs avec l’option -o suivante : -o logsize=n, où n est le nombre de blocs à affecter au journal des transactions en cours. n doit être compris entre 32 et 2 048.

Pour la syntaxe, voir mkfs_vxfs(1M).

Quelles sont les options de montage JFS et quand est-il intéressant de les appliquer ?

JFS offre les options mount pour retarder ou désactiver l’enregistrement des transactions, et pour déterminer le mode d’écriture des données utilisateurs (synchrone ou différé). Ceci autorise l’administrateur système à choisir entre l’intégrité et le rendement du système de fichiers, en préservant les informations vitales, et en accélérant le traitement des fichiers de moindre importance ou des fichiers temporaires.

Pour la syntaxe, voir mount_vxfs(1M).

Quelles sont les options de consignation disponibles avec JFS ?

JFS offre un choix d’options permettant de spécifier le mode de consignation des transactions sur disque. L’option par défaut, log, est celle qui préserve au maximum l’intégrité du système en cas d’incident. Dans la plupart des circonstances, comme le montage d’un système de fichiers JFS avec SAM et la réalisation d’une installation à froid, le mode de consignation recommandé est delaylog.

Quelles sont les options d’écriture de JFS ?

JFS offre plusieurs options permettant de spécifier le mode d’écriture des données utilisateur sur disque :

De plus, l’administrateur système peut déterminer le mode des traitements des écritures, avec ou sans option O_SYNC.

Étant donné le grand nombre d’options JFS, quelle sont les combinaisons les plus efficaces de consignation et d’utilisation de l’antémémoire ?

mount -o log,mincache=dsync

mount -o log

mount -o delaylog

mount -o nolog,convosync=delay

	ATTENTION : mount -o nolog,convosync=delay n’a de sens que pour les systèmes de fichiers temporaires. L’option convosync=delay change toutes les écritures JFS O_SYNC en écritures retardées et annule toutes les garanties d’intégrité de données normalement offertes par l’ouverture d’un fichier avec O_SYNC.

Quelles opérations en ligne peut-on exécuter avec JFS ?

Si vous disposez du produit optionnel HP OnLineJFS, le système de fichiers JFS permet de traiter les tâches d’administration suivantes :

Qu’est-ce qu’un instantané JFS et à quoi sert-il ?

Un instantané (disponible avec HP OnLineJFS) est une vue cohérente et stable d’un système de fichiers actif, servant à en effectuer la sauvegarde. Il permet à l’administrateur système de visualiser l’état du système de fichiers à tout moment (sans avoir à le déconnecter, ni à le copier), de monter ailleurs cette image du système et de la sauvegarder.

Supposons, par exemple, qu’un instantané de /home soit monté à l’emplacement /tmp/home. Au départ, les répertoires et les fichiers contenus dans /home et dans /tmp/home, sont identiques, mais les utilisateurs décident de modifier le système de fichiers de base (/home). Ces modifications ne seront pas visibles dans l’instantané. Par contre, /tmp/home continuera à refléter l’état de /home au moment où l’instantané aura été réalisé.

Pour l’utilisateur, l’instantané a exactement l’apparence d’un système de fichiers ordinaire monté en mode lecture seule. Les instantanés sont toujours montés dans ce mode ; concrètement, aucun de leurs répertoires ou fichiers ne peut être modifié.

En interne, toutefois, il se passe quelque chose de très différent.

Tout ceci s’effectue de façon transparente à l’intérieur du noyau.

Quel usage doit-on faire des instantanés ?

Un instantané JFS peut être utilisé pour exécuter une sauvegarde en ligne d’un système de fichiers. Pour plus d’informations sur la procédure associée, voir « Méthode de création et de sauvegarde d’un système de fichiers instantané JFS ».

L’instantané doit résider soit sur un disque séparé, soit sur un volume logique séparé du système de fichiers initial. Les informations contenues dans le périphérique avant que l’instantané ne soit réalisé seront écrasées.

Il est inutile de modifier les commandes et les applications pour l’utilisation des instantanés, car le noyau se charge de placer le contenu de ces derniers (soit sur le périphérique d’instantanés, soit sur le périphérique de départ), et de copier chaque bloc du système de fichiers de base vers le périphérique d’instantanés juste avant que ce bloc ne soit mis à jour. Grâce à ce processus de copie, la création d’un instantané est immédiate, et n’exige que l’espace nécessaire pour contenir les blocs susceptibles d’être modifiés durant son montage.

Le volume de l’instantané est environ de 10 à 20 pour cent supérieur à la taille du système d’origine. Il n’a pas besoin d’être structuré ; il n’est pas nécessaire d’exécuter newfs sur un instantané avant de le monter.

Durant le montage d’un instantané, les changements du système de fichiers d’origine ne sont pas reflétés dans celui-ci. Un instantané constitue une image « gelée » du système de fichiers d’origine.

Lorsqu’un instantané est démonté, son contenu est perdu.

Quelles limitations les instantanés imposent-ils ?

Il est possible que l’espace disponible sur un périphérique d’instantané vienne à manquer. Ceci peut venir du fait que le périphérique a une taille insuffisante, que le système de fichiers de base contient trop de données temporaires ou que l’instantané reste monté trop longtemps. Dans ce cas, le noyau ne dispose d’aucune ressource pour copier les blocs du système de fichiers de base. Se trouvant dans l’incapacité d’assurer la stabilité de l’image du système de fichiers, le noyau interdit l’accès à l’instantané. Normalement, l’administrateur système crée un nouvel instantané après avoir corrigé le problème (par exemple, en augmentant la taille du périphérique ou en choisissant une heure où le système de fichiers de base contiendra moins de données temporaires).

Quelle est la différence entre une sauvegarde effectuée avec HP OnLineJFS et une sauvegarde standard ?

La première repose sur un instantané du système de fichiers, et non sur le système de fichiers lui-même.

Des informations explicites sur l’exécution d’une sauvegarde en ligne sont données à la section « Sauvegarde d’un système de fichiers instantané JFS ».

Quels sont, en termes de sauvegarde en ligne, les avantages et les inconvénients des instantanés comparés à l’utilitaire LVM lvsplit ?

La question suppose que vous ayez installé à la fois HP MirrorDisk/UX et HP OnLineJFS.

Avantages de l’utilisation de lvsplit :

Avantages des instantanés JFS :

JFS comporte-t-il une interface avec le système de fichiers instantané ?

L’utilitaire fscat réalise l’interface avec un système de fichiers instantané JFS, de la même façon que l’utilitaire dd appliqué au fichier spécial des autres systèmes de fichiers JFS. Dans la plupart des cas, le fichier spécial (en mode bloc ou caractère) ouvre accès à une image brute du système de fichiers destinée à la sauvegarde sur bande. L’utilitaire fscat présente l’instantané comme une séquence d’octets pouvant être traités en mode « pipeline » ou transféré sur bande.

Pour plus d’informations, voir fscat_vxfs(1M).

Quels sont les facteurs à prendre en compte pour planifier la taille d’un système de fichiers JFS ?

De plus, JFS et HFS ont les mêmes limites en ce qui concerne la taille des fichiers et des systèmes de fichiers :

En quoi JFS offre-t-il de meilleures performances ?

En général, un système de fichiers JFS permet de meilleures performances qu’un système de fichiers HFS, grâce à l’utilisation de grandes unités d’extension, à l’usage optimisé de l’espace disque, à l’exécution d’opérations de lecture volumineuses par anticipation et à une organisation en fichiers contigus. Il en résulte cependant une certaine fragmentation des blocs du système de fichiers.

HP OnLineJFS offre un moyen efficace de défragmentation de l’espace du système de fichiers, pour préserver les performances du système de fichiers. Vous pouvez défragmenter un système de fichiers JFS en utilisant SAM, ou directement à partir de la ligne de commande grâce à l’utilitaire fsadm.

Deux types de défragmentations sont possibles : la défragmentation des répertoires et la défragmentation des unités d’extension.

À quelle fréquence devez-vous défragmenter (réorganiser) un système de fichiers JFS ?

Pour un rendement optimal, le programme d’allocation d’unités d’extension du noyau doit pouvoir trouver de grandes unités d’extension chaque fois que c’est nécessaire. Pour préserver le niveau de performance de votre système de fichiers, exécutez régulièrement l’utilitaire fsadm dans tous vos systèmes de fichiers JFS afin de réduire la fragmentation. La fréquence de défragmentation dépend de l’utilisation qui est faite du système de fichiers - types d’activités et importance attachée au rendement ; cette opération peut être quotidienne ou mensuelle.

Pour préserver le rendement des systèmes très actifs, il est conseillé d’effectuer les défragmentations de nuit.

Comment défragmenter un système de fichiers JFS ?