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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Einleitung
1 Was ist Ubuntu?
2 Die Versionen im Detail
3 Die Shell
4 Migration und Synchronisation
5 Die Installation
6 Erste Schritte
7 Ubuntu mobil
8 Derivate
9 Internet und E-Mail
10 Office
11 Grafik und Bildbearbeitung
12 Multimedia und Spiele
13 Programmierung und Design
14 Hardware-Konfiguration
15 Software- und Paketverwaltung
16 Architektur
17 Backup und Sicherheit
18 Server-Installation
19 Datei- und FTP-Server
20 Weitere Server-Dienste
21 Kontrolle und Monitoring
22 Desktop-Virtualisierung
23 Server-Virtualisierung mit KVM
24 Server-Virtualisierung mit Xen
25 Hilfe
26 Befehlsreferenz Ubuntu Linux
A Übersicht: Software für (K)Ubuntu
B Mark Shuttleworth
C Glossar
D Häufig gestellte Fragen
Stichwort
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Ubuntu GNU/Linux von Marcus Fischer Das umfassende Handbuch, aktuell zu Ubuntu 9.04 - Jaunty Jackalope
Ubuntu GNU/Linux 4., aktualisierte und erweiterte Auflage, geb. 1.120 S., 39,90 Euro Galileo Computing ISBN 978-3-8362-1439-1 |
| 18 Server-Installation
|  | 18.1 Planung und Einsatzzweck
|  | 18.2 RAID
|  |  | 18.2.1 RAID-Level
|  |  | 18.2.2 Hardware- versus Software-RAID
|  | 18.3 Logical Volume Manager
|  |  | 18.3.1 Grundlagen
|  |  | 18.3.2 Einrichtung
|  |  | 18.3.3 Wichtige LVM-Befehle
|  | 18.4 Installation eines Servers
|  | 18.5 Netzwerkinstallation
|  |  | 18.5.1 Netzwerktest
|  |  | 18.5.2 Routing
|  |  | 18.5.3 Netzwerküberwachung
|  |  | 18.5.4 Probleme mit der Namensauflösung
## 18.2 RAID Unter einem »Redundant Array of Independent Disks« (RAID) versteht man ein (häufig auf Servern eingesetztes) Modul aus mehreren, voneinander unabhängigen Festplatten. Mit einem RAID kann der Ausfall einer Festplatte ohne Datenverlust verkraftet werden. RAID-Systeme verbessern die Zugriffszeiten, die Speicherkapazität und die Zuverlässigkeit (Ausfallsicherheit) von Magnetplattenspeichern. RAID wird auch als Abkürzung für »Redundant Array of Inexpensive Disks« interpretiert (redundante Anordnung preiswerter Festplatten). Das RAID-Konzept wurde Ende der 80er-Jahre an der Berkeley-Universität in Kalifornien entwickelt. Bei RAID handelt es sich um ein Verfahren zur Datenspeicherung, bei dem die Daten meist zusammen mit Fehlerkorrekturcodes (z. B. Paritäts-Bits) auf mindestens zwei Festplattenlaufwerken verteilt gespeichert werden. Das Festplatten-System wird durch Verwaltungsprogramme und einen Festplatten-Controller gesteuert. Ein Array ist ein Festplattensatz, auf dem die Dateien nach bestimmten Verfahrensweisen wie bei einer Datenbank ablegt werden. Ein RAID-System setzt sich aus drei Komponenten zusammen: dem Array aus mindestens zwei Magnet-Speicherplatten dem Hardware-Controller zur Steuerung des Arrays dem Programm zur Steuerung der Lese- und Schreibzugriffe auf das Array Bei Hardware-RAID-Systemen ist die Verwaltungs-Software im Disk-Controller untergebracht. Der Controller ist ein Chip, der das Lesen und Schreiben von Daten von dem und auf das Laufwerk eines Computers steuert. Der Controller positioniert den Schreib- und Lesekopf, dient als Bindeglied zwischen Laufwerk und Hauptprozessor (CPU) und steuert die Datenübertragung von und zum Arbeitsspeicher (RAM). Hardware-RAID-Systeme bieten den Vorteil, dass die Zugriffszeit auf die Speicherplatten unabhängig von der Auslastung des Hauptprozessors (CPU) des Servers ist. Bei Software-RAID-Systemen wird das Betriebssystem vom Server verwaltet. Dies hat den Nachteil, dass die Zugriffszeiten von der Auslastung des Servers abhängig sind. Software-RAID-Systeme sind jedoch preiswert und flexibel. Es gibt zwei Möglichkeiten, ein RAID auf Ihrem Server zu installieren: hardware- und software-basiert. Wenn Ihr Server einen Hardware-RAID-Controller beitzt, sollten Sie sich die Dokumentation für diesen anschauen. Jeder RAID-Controller hat andere Eigenschaften, sodass sich eine generelle Aussage über die Funktionsweise von RAID-Controllern nicht treffen lässt. Besitzt Ihr Server diesen Controller nicht, steht Ihnen auch eine software-basierte Lösung zur Verfügung. Zwar besitzen software-basierte RAID-Systeme oftmals nicht dieselbe Qualität wie hardware-basierte RAID-Systeme, dafür müssen Sie aber auch keine neuen und kostspieligen Anschaffungen mehr tätigen. ### 18.2.1 RAID-Level Es gibt vier Wege, software-basierte RAID-Systeme zu implementieren: RAID 0 – Disk striping Bei dieser Methode werden zwei Festplatten gebündelt. Für die Performance ist dies eine wunderbare Sache, weil Sie zwei Controller haben, die den Datenfluss simultan abarbeiten. RAID 0 hat aber den Nachteil, dass diese Variante relativ fehleranfällig und redundant ist. Wenn eine der beiden Festplatten in RAID 0 kaputtgeht, haben Sie keinen Zugriff mehr auf die Daten. RAID 1 – Disk-Spiegelung In einem RAID-1-Verbund wird eine Festplatte dazu verwendet, alle I/O abzuarbeiten, und die andere Festplatte fungiert als Backup-Festplatte. Alles, was auf der aktiven Festplatte passiert, geschieht auch auf dem Backup, sodass die Backup-Platte zu jeder Zeit denselben Datenbestand hält wie die aktive Festplatte. Wenn die aktive Festplatte also einmal ausfallen sollte, kann die Backup-Festplatte leicht übernehmen. Diese Methode ist relativ sicher, hat aber eine verhältnismäßig niedrige Performance. Deswegen sollten Sie diese Variante nicht benutzen, wenn Sie viele Daten in die Speichergeräte schreiben, oder aber Ihr RAID 1 sollte so aufgebaut sein, dass zwei Controller vorhanden sind, die die Schreibgeschwindigkeit erhöhen. Für statische Inhalte ist RAID 1 aber eine gute Lösung. RAID 10 – der Kompromiss Diese Variante bietet Ihnen alle Vorteile aus RAID 0 und RAID 1 – exzellente Performance und äußerst geringe Fehleranfälligkeit zugleich. Dennoch gibt es auch einen Nachtteil: Sie benötigen mindestens vier Festplatten. RAID 5 Wenn Sie viele Daten schreiben müssen, bietet RAID 5 die besten Möglichkeiten. Es werden drei Festplatten benötigt. Wenn eine Datei geschrieben wird, wird sie direkt auf zwei der drei Festplatten übertragen, während auf die dritte Festplatte Paritätsinformationen für diese Datei geschrieben werden. Auf diese Weise kann die Datei leicht rekonstruiert werden, falls eine der ersten beiden Festplatten kaputtgeht. Für eine noch bessere Performance werden die Paritätsinformationen auf die gesamte Festplattenmatrix verteilt, sodass keine bestimmte Festplatte alle Paritätsinformationen enthält. #### Striping RAID bewerkstelligt die Bildung eines einzigen logischen Laufwerks aus mehreren Untereinheiten durch einen Vorgang, der als Striping bezeichnet wird. Beim Striping werden Informationen in eine logische Aufteilung gebracht, sodass die einzelnen Dateien über mehrere Laufwerke verteilt sind. Ein Stripe-Segment kann nicht mehr als ein einzelnes Byte oder auch mehrere Sektoren umfassen. Striping hat den Vorteil des schnelleren Datenzugangs, da die einzelnen Laufwerke parallel zugänglich sind. Der Nachteil besteht darin, dass die Kapazität des Arrays mit der Formatierung festgelegt ist, sodass eine Erweiterung nicht durch das Hinzufügen von weiteren Laufwerken erreicht werden kann. Paritätsinformationen, die für ein RAID-Setup genutzt werden, sind eine Art Summierung aller Dateien auf dem RAID. Geht eine Festplatte kaputt, kann die Datei aufgrund der Paritätsinformationen rekonstruiet werden. Neben den genannten RAIDs gibt es aber auch noch andere RAID-Lösungen. Diese ähneln im Großen und Ganzen den hier erläuterten: RAID 3 Bei RAID 3 (»Parallel Array with Parity«) wird bei jeder Datenspeicherung eine Paritätsprüfung durchgeführt und das Ergebnis auf einer eigenen Festplatte festgehalten, der Paritätsplatte. Fällt eine Magnetplatte aus, können die darauf gespeicherten Daten mithilfe der Paritätsdaten wiederhergestellt werden. Da jede Schreibaktion den Inhalt der Paritätsplatte verändert, kann nicht gleichzeitig auf alle Platten des Arrays geschrieben werden. Lesezugriffe können jedoch auf alle Platten gleichzeitig erfolgen. RAID 6 Bei RAID 6 wird zusätzlich zum RAID-5-Verfahren eine weitere, unabhängige Paritätsinformation auf einem zusätzlichen Festplatten-Laufwerk gespeichert. Aufgrund der zusätzlichen Paritätsberechnung und -speicherung sind die Schreibzugriffe etwas langsamer als bei RAID 5. Dafür ist die Ausfallsicherheit noch höher. RAID 7 RAID 7 ähnelt RAID 5, jedoch wird bei RAID 7 in der Steuereinheit zusätzlich ein lokales Betriebssystem mit Echtzeitfunktionalität eingesetzt. Für RAID 7 werden schnelle Datenbusse und mehrere, größere Pufferspeicher benutzt. Die Daten in den Pufferspeichern und auf den Laufwerken werden asynchron verarbeitet. Dadurch sind sie unabhängig von der Datenübertragung auf dem Bus. Die asynchrone Verarbeitung beschleunigt die Schreib- und Lesevorgänge gegenüber anderen RAID-Verfahren erheblich. Wie bei RAID 6 kann auch bei RAID 7 die Paritätsinformation für eines oder für mehrere Laufwerke erzeugt werden. Die folgenden Beispiele erläutern die Installation eines RAID 1 für Systemdateien und die Installation eines RAID 5 für die Speicherung von Datendateien. Zusätzlich zu den RAID-Lösungen gibt es auch noch andere Speichermöglichkeiten mit Festplatten: Logical Volumes und traditionelle Partionierungen. Vor allem für Data Volumes eignen sich Logical Partitions, weil sie nicht nur leicht zu vergrößern sind, sondern weil sie eine sogenannte Snapshot-Funktion enthalten. Unter Verwendung einer weiteren Partition werden alle Änderungen abgefangen und können bei Bedarf leicht und schnell rückgängig gemacht werden. Die Schnappschuss-Partition kann dabei kleiner sein als das Original. Mithilfe der Schnappschuss-Funktionen können, anders als bei der traditionellen Partitionierung, weit über 16 Partitionierungen erstellt werden. Einen einzigen Nachteil hat dieses Feature allerdings: Sie können davon nicht booten. #### Ein Dateisystem auswählen Das Formatieren des Logical Volumes ist nötig, um ein Dateisystem zu erstellen, mit dem Dateien auf dem Server gespeichert werden können. Folgende Dateisysteme werden üblicherweise genutzt: EXT2 EXT2 ist das traditionelle Dateisystem von Linux. Es ist sehr stabil, braucht aber seine Zeit, um das Dateisystem im Bedarfsfall zu reparieren. Es wird hauptsächlich auf kleinere Volumes genutzt, die in der Regel read-only sind. EXT3 Dieses Dateisystem ist die Weiterentwicklung von EXT2 und enthält zusätzlich die Journaling-Funktion. Damit ist es möglich, einen konsistenten Zustand der Daten zu rekonstruieren, auch wenn ein Schreibvorgang an beliebiger Stelle abgebrochen wurde. Diese Eigenschaft ist im Fall von Systemabstürzen oder Stromausfällen von Vorteil. So kann die bei herkömmlichen Dateisystemen nach solchen Vorfällen oft automatisch gestartete Überprüfung des ganzen Dateisystems mit oft erfolglosen Reparaturversuchen entfallen. Speziell bei großen Festplatten mit Partitionsgrößen über 100 GByte ergibt sich hieraus auch eine beträchtliche Zeitersparnis beim Booten, da das Überprüfen solch großer Platten durchaus mehrere Stunden dauern kann. Der Nachteil besteht darin, dass das Indexing in EXT3 eher begrenzt ist. XFS XFS wurde von dem Hersteller der Supercomputer, SGI, als Open-Source-Dateisystem erstellt und eignet sich hervorragend für wirklich große Volumes. XFS ist ein vollständiges 64-Bit-Dateisystem und besitzt einige Tuning-Optionen, ein Journal und einen sehr guten Index. Im Moment wird dieses Dateisystem als die beste Variante zum Speichern von Dateien betrachtet. ReiserFS ReiserFS ist ein Mehrzweck-Dateisystem, das von einer Entwicklergruppe um Hans Reiser unter der GPL entwickelt wurde. ReiserFS war das erste Journaling-Dateisystem, das im Linux-Kernel standardmäßig (ab Kernel-Version 2.4.1) enthalten war. Zurzeit wird ReiserFS in der Version 3 vom Linux-Kernel vollständig unterstützt. ReiserFS ist eine gute Alternative für Systeme, in denen viele große Dateien verwaltet werden müssen. Nichtsdestotrotz gibt es Probleme bei der Stabilität, sodass früher oder später Probleme auftreten könnten. JFS JFS ist eine Entwicklung von IBM und hat als erstes Dateisystem die Journaling-Funktion enthalten. Das primäre Designziel von JFS war die stetige Konsistenz des Dateisystems: Änderungen am Dateisystem werden transaktionsorientiert geschrieben sowie im Journal protokolliert. Bei einem Absturz kann somit – ausgehend von einem Konsistenzpunkt der Transaktionen – über das Journal sehr effizient ein konsistenter Status des Dateisystems hergestellt werden. Ein voller Zugriff auf das Dateisystem ist also sehr schnell wieder erreicht. Im Fokus steht damit die Verfügbarkeit der Ressource »Dateisystem«, nicht die Performance oder die Integrität der Dateiinhalte. Diese Skalierbarkeit des Dateisystems kann unter anderem vom Logical Volume Manager verwendet werdens: Im laufenden Betrieb und unter Last können einfach Festplatten in der Konfiguration ergänzt und in die Volume Group mit aufgenommen werden, um das Dateisystem zu erweitern. ### 18.2.2 Hardware- versus Software-RAID Sie haben prinzipiell drei Möglichkeiten, ein RAID aufzubauen: Hardware Die ersten beiden Möglichkeiten benötigen eine spezielle Hardware. RAID-Controller Bei diesem sogenannten Hardware-RAID kümmert sich ein separater RAID-Controller um die Verwaltung der Festplatten. Dies hat den Vorteil, dass die restliche Hardware (z. B. die CPU) durch diese Verwaltung nicht belastet wird. In der Folge ist ein solches RAID sehr schnell und stabil – oftmals ist sogar der Autausch defekter Festplatten während des Betriebs (das sogenannte Hot Swap) problemlos möglich. Ein Nachteil dieser Technik ist der mitunter hohe Preis eines solchen Controllers und das Fehlen geeigneter Linux-Treiber. Festplatten-Controller + Software Ein sogenanntes BIOS-Software-RAID ist sehr weit verbreitet und heutzutage auf vielen Mainboards vorhanden. Hierbei arbeitet das BIOS mit einem günstigen Festplatten-Controller zusammen, um verschiedene RAID-Level zu realisieren. Das Betriebssystem muss zusätzlich bestimmte Treiber zur Verfügung stellen, um dieses RAID nutzen zu können. Oftmals wird diese Kombination auch »Fakeraid« genannt, da die Werbung vieler Mainboard-Hersteller das Vorhandensein eines echten RAID-Controllers suggeriert. Gegenüber dem reinen Hardware-RAID muss sich bei dieser Lösung die CPU um die Verwaltung des RAIDS kümmern, was einen Geschwindigkeitsverlust bedeutet. Software Wenn Sie keinen »echten« RAID-Controller Ihr Eigen nennen, ist ein Software-RAID die prädestinierte Methode und auf jeden Fall gegenüber dem BIOS-Software-RAID zu bevorzugen. Hierbei übernimmt das Betriebssystem direkt per Software die RAID-Verwaltung. Die Geschwindigkeit ist zumindest ähnlich, die Flexibilität aber wesentlich höher als bei einem BIOS-Software-RAID. Sie benötigen keine besondere Hardware außer einem gewöhnlichen Festplatten-Controller und mindestens zwei Festplatten. Bei den älteren IDE-Festplatten sollten Sie allerdings darauf achten, dass diese an unterschiedliche Controller angeschlossen sind, um ein Maximum an Geschwindigkeit zu erzielen. ### Ihr Kommentar Wie hat Ihnen das <openbook> gefallen? Wir freuen uns immer über Ihre freundlichen und kritischen Rückmeldungen. >> Zum Feedback-Formular
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