Устройство сопоставления

Программная структура ядра Linux

Device Mapper — это фреймворк, предоставляемый ядром Linux для отображения физических блочных устройств на виртуальные блочные устройства более высокого уровня . Он формирует основу логического менеджера томов (LVM), программных RAID-массивов и шифрования дисков dm-crypt , а также предлагает дополнительные функции, такие как моментальные снимки файловой системы . ^[1]

Device mapper работает, передавая данные из виртуального блочного устройства, которое предоставляется самим device mapper, в другое блочное устройство. Данные также могут быть изменены при переходе, что выполняется, например, в случае device mapper, обеспечивающего шифрование диска или имитацию ненадежного поведения оборудования.

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

Использование

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

Оба этих компонента пользовательского пространства имеют свой исходный код, поддерживаемый вместе с исходным кодом LVM2. ^[7]

Функции

Положение устройства отображения целей на различных уровнях стека хранения ядра Linux . ^[8]

Функции, предоставляемые устройством сопоставления, включают линейные, полосатые и ошибочные сопоставления, а также криптографические и многопутевые цели. Например, два диска могут быть объединены в один логический том с парой линейных сопоставлений, по одному для каждого диска. В качестве другого примера, криптографическая цель шифрует данные, проходящие через указанное устройство, используя Crypto API ядра Linux . ^[1]

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

• кэш  – позволяет создавать гибридные тома , используя твердотельные накопители (SSD) в качестве кэшей для жестких дисков (HDD)
• клонировать  – разрешит использование до завершения передачи.
• crypt – обеспечивает шифрование данных с использованием Crypto API  ядра Linux
• задержка  – задерживает чтение и/или запись на различные устройства (используется для тестирования)
• era  – ведет себя аналогично линейной цели, при этом отслеживает блоки, которые были записаны в течение определенного пользователем периода времени ^[9]
• ошибка  – имитирует ошибки ввода-вывода для всех отображенных 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 многопутевых устройств посредством использования их групп путей
• raid – предоставляет интерфейс к программному драйверу RAID  ядра Linux ( md )
• snapshot и snapshot-origin  – используются для создания снимков LVM как часть базовой схемы копирования при записи
• striped  – распределяет данные по физическим устройствам, используя в качестве параметров количество полос и размер фрагмента распределения.
• тонкий  – позволяет создавать устройства большего размера, чем базовое физическое устройство, физическое пространство выделяется только при записи
• ноль  – эквивалент /dev/zero, все чтения возвращают блоки нулей, а записи отбрасываются

Приложения

Функции ядра Linux и проекты, созданные на основе Device Mapper, включают в себя следующее:

• cryptsetup  – утилита, используемая для удобной настройки шифрования диска на основе dm-crypt
• dm-crypt / LUKS  – цель сопоставления, которая обеспечивает шифрование тома
• dm-cache  – цель сопоставления, позволяющая создавать гибридные тома
• dm-integrity – цель отображения, которая обеспечивает целостность данных , используя либо контрольную сумму, либо криптографическую проверку, ^{[10] [11]} также используется с LUKS ^[12]
• dm-log-writes – цель сопоставления, которая использует два устройства, проходя через первое устройство и регистрируя операции записи, выполненные для него 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 средство сопоставления устройств
• DM Multipath  — обеспечивает отказоустойчивость ввода-вывода и балансировку нагрузки блочных устройств в ядре Linux.
• Docker  — использует Device Mapper для создания хранилища копирования при записи для программных контейнеров.
• DRBD (распределенное реплицированное блочное устройство)
• EVMS (устарело)
• kpartx(8) – утилита, вызываемая из hotplug при создании и удалении карт устройств
• LVM2  – менеджер логических томов для ядра Linux
• VeraCrypt — версия TrueCrypt для Linux
• VDO — виртуальный оптимизатор данных

Ссылки

1. "Администрирование диспетчера логических томов, Приложение A. Устройство сопоставления". Red Hat . Получено 29.09.2013 .
2. "NetBSD Kernel Interfaces Manual: dm(4)". netbsd.gw.com . 2008-08-30. Архивировано из оригинала 2014-07-19 . Получено 2015-01-25 .
3. "DragonFly On-Line Manual Pages: dm(4)". dragonflybsd.org . 2010-07-28 . Получено 2014-06-06 .
4. "libdevmapper.h". sourceware.org . Получено 29-09-2013 .^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
5. "dmsetup(8) - страница руководства Linux". man.cx . Получено 2013-10-22 .
6. "Администрирование диспетчера логических томов". Приложение A.2. Команда dmsetup . Red Hat . Получено 29.09.2013 .
7. "Страница ресурсов Device-mapper". sourceware.org . Получено 29-09-2013 .
8. Вернер Фишер; Георг Шенбергер (01.06.2015). «Диаграмма стека хранилища Linux». Томас-Кренн.АГ . Проверено 8 июня 2015 г.
9. "6. Блочный слой". Ядро Linux 3.15 . kernelnewbies.org. 2014-06-08 . Получено 2014-06-15 .
10. "dm-integrity". проект cryptosetup. 2018-04-30 . Получено 2018-05-08 .
11. "dm-integrity target". kernel.org . 2017-05-13 . Получено 2018-05-08 .
12. "cryptsetup - управление простыми dm-crypt и зашифрованными томами LUKS". 2018-01-01 . Получено 2018-05-08 .
13. "Документация ядра Linux: Documentation/device-mapper/log-writes.txt". kernel.org . 2015-05-29 . Получено 2015-10-13 .
14. Джонатан Корбет (19.09.2011). "dm-verity". LWN.net . Получено 13.10.2015 .

Внешние ссылки

• Домашняя страница Device Mapper в Red Hat Архивировано 15.03.2006 на Wayback Machine
• «Право на собственные устройства». Linux Gazette . Май 2005 г. – статья, иллюстрирующая использование различных целевых устройств картографирования
• инструмент пользовательского пространства для настройки программного RAID с использованием различных форматов метаданных RAID
• Поддержка многолучевого распространения в устройстве сопоставления, LWN.net , 23 февраля 2005 г., Джонатан Корбет