Сопоставитель устройств

Программная среда ядра Linux

Устройство сопоставления устройств — это платформа , предоставляемая ядром Linux для сопоставления физических блочных устройств с виртуальными блочными устройствами более высокого уровня . Он составляет основу диспетчера логических томов (LVM), программных RAID и шифрования дисков dm-crypt , а также предлагает дополнительные функции, такие как снимки файловой системы . ^[1]

Сопоставитель устройств работает путем передачи данных из виртуального блочного устройства, которое предоставляется самим сопоставителем устройств, в другое блочное устройство. Данные также могут быть изменены при переходе, что выполняется, например, в случае сопоставителя устройств, обеспечивающего шифрование диска или моделирование ненадежного поведения оборудования.

В этой статье основное внимание уделяется реализации устройства сопоставления устройств в ядре Linux, но функциональность устройства сопоставления также доступна как в NetBSD , так и в DragonFly BSD . ^{[2] [3]}

Применение

Приложения (такие как LVM2 и Enterprise Volume Management System (EVMS)), которым необходимо создавать новые подключенные устройства, взаимодействуют с устройством сопоставления устройств через libdevmapper.so общую библиотеку , которая, в свою очередь, выдает ioctls узлу /dev/mapper/control устройства . ^[4] Конфигурацию устройства сопоставления устройств также можно проверить и настроить в интерактивном режиме —‍или из сценариев оболочки ‍—‌с помощью dmsetup(8)утилиты. ^{[5] [6]}

Исходный код обоих этих двух компонентов пользовательского пространства поддерживается вместе с исходным кодом LVM2. ^[7]

Функции

Позиция устройства сопоставления устройств находится на различных уровнях стека хранилища ядра Linux . ^[8]

Функции, предоставляемые сопоставителем устройств, включают линейные, чередующиеся и ошибочные сопоставления, а также цели шифрования и многопутевого шифрования. Например, два диска можно объединить в один логический том с помощью пары линейных сопоставлений, по одному для каждого диска. Другой пример: crypt target шифрует данные, проходящие через указанное устройство, с помощью Crypto API ядра Linux . ^[1]

По состоянию на 2014 год ^{[обновлять]}доступны следующие цели сопоставления: ^{[1] [5]}

• кэш  – позволяет создавать гибридные тома , используя твердотельные накопители (SSD) в качестве кэшей для жестких дисков (HDD).
• клон  – разрешит использование до завершения передачи.
• crypt – обеспечивает шифрование данных с помощью Crypto API  ядра Linux.
• задержка  — задерживает чтение и/или запись на разные устройства (используется для тестирования)
• эпоха  – ведет себя аналогично линейной цели, при этом отслеживает блоки, которые были записаны в течение заданного пользователем периода времени ^[9]
• error  – имитирует ошибки ввода-вывода для всех сопоставленных блоков (используется для тестирования)
• flakey  – имитирует периодическое ненадежное поведение (используется для тестирования)
• линейный  — отображает непрерывный диапазон блоков на другое блочное устройство.
• зеркало  – отображает зеркальное логическое устройство, обеспечивая при этом избыточность данных.
• multipath  – поддерживает сопоставление устройств с несколькими путями посредством использования их групп путей.
• рейд — предлагает интерфейс к программному драйверу RAID  ядра Linux ( md ).
• snapshot и snapshot-origin  – используются для создания снимков LVM как часть базовой схемы копирования при записи.
• полосатый  — распределяет данные по физическим устройствам, используя количество полос и размер фрагмента чередования в качестве параметров.
• тонкий  — позволяет создавать устройства большего размера, чем базовое физическое устройство, физическое пространство выделяется только при записи на него.
• ноль  – эквивалент /dev/zero, все чтения возвращают блоки нулей, а записи отбрасываются

Приложения

Функции ядра Linux и проекты, построенные на основе устройства сопоставления устройств, включают следующее:

• cryptsetup  — утилита для удобной настройки шифрования диска на основе dm-crypt
• dm-crypt / LUKS  — цель сопоставления, обеспечивающая шифрование тома.
• dm-cache  — цель сопоставления, позволяющая создавать гибридные тома.
• dm-integrity — цель сопоставления, обеспечивающая целостность данных либо с использованием контрольной суммы, либо с помощью криптографической проверки, ^{[10] [11]} также используется с LUKS ^[12]
• dm-log-writes — цель сопоставления, которая использует два устройства, проходит через первое устройство и регистрирует операции записи, выполненные с ней на втором устройстве ^[13]
• dm-verity — проверяет блоки данных, содержащиеся в файловой системе, на соответствие списку криптографических хеш-значений, разработанному в рамках проекта ChromiumOS ^[14]
• dmraid(8) – обеспечивает доступ к «поддельным» конфигурациям RAID через устройство сопоставления устройств.
• DM Multipath  — обеспечивает аварийное переключение ввода-вывода и балансировку нагрузки блочных устройств в ядре Linux.
• Docker  — использует устройство сопоставления устройств для создания хранилища копирования при записи для программных контейнеров.
• DRBD (распределенное реплицируемое блочное устройство)
• EVMS (устарело)
• kpartx(8) — утилита вызывается из горячего подключения при создании и удалении карт устройств
• LVM2  – менеджер логических томов для ядра Linux
• VeraCrypt — версия TrueCrypt для Linux.
• VDO — оптимизатор виртуальных данных

Рекомендации

1. «Администрирование диспетчера логических томов, Приложение A. Устройство сопоставления устройств». Красная Шапка . Проверено 29 сентября 2013 г.
2. «Руководство по интерфейсам ядра NetBSD: dm (4)» . netbsd.gw.com . 30 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 19 июля 2014 г. Проверено 25 января 2015 г.
3. «Страницы онлайн-руководства DragonFly: dm (4)» . www.dragonflybsd.org . 28 июля 2010 г. Проверено 6 июня 2014 г.
4. "libdevmapper.h". исходное программное обеспечение.org . Проверено 29 сентября 2013 г.^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
5. «dmsetup(8) — справочная страница Linux». man.cx. ​Проверено 22 октября 2013 г.
6. «Администрирование диспетчера логических томов» . Приложение А.2. Команда dmsetup . Красная Шапка . Проверено 29 сентября 2013 г.
7. «Страница ресурсов устройства сопоставления устройств» . исходное программное обеспечение.org . Проверено 29 сентября 2013 г.
8. Вернер Фишер; Георг Шенбергер (01.06.2015). «Диаграмма стека хранилища Linux». Томас-Кренн.АГ . Проверено 8 июня 2015 г.
9. «6. Слой блоков» . Ядро Linux 3.15 . kernelnewbies.org. 08.06.2014 . Проверено 15 июня 2014 г.
10. "дм-целостность" . проект криптоустановки. 30 апреля 2018 г. Проверено 8 мая 2018 г.
11. "Цель дм-целостности" . ядро.орг . 13 мая 2017 г. Проверено 8 мая 2018 г.
12. «cryptsetup — управление обычными томами, зашифрованными dm-crypt и LUKS». 01.01.2018 . Проверено 8 мая 2018 г.
13. «Документация по ядру Linux: Documentation/device-mapper/log-writes.txt» . ядро.орг . 29 мая 2015 г. Проверено 13 октября 2015 г.
14. Джонатан Корбет (19 сентября 2011 г.). "дм-правда". LWN.net . Проверено 13 октября 2015 г.

Внешние ссылки

• Домашняя страница устройства сопоставления устройств в Red Hat. Архивировано 15 марта 2006 г. в Wayback Machine.
• «Право на ваши собственные устройства». Linux-вестник . Май 2005. - статья, иллюстрирующая использование различных целей устройства сопоставления
• инструмент пользовательского пространства для настройки программного RAID с использованием различных форматов метаданных RAID
• Поддержка многопутевого распространения в сопоставителе устройств, LWN.net , 23 февраля 2005 г., Джонатан Корбет