Introdução

O Parallel Virtual File System é um sistema de arquivos distribuído desenvolvido para prover alta performance e escalabilidade paralela para clusters de PCs linux. Em geral, o PVFS promete 4 características:

  • Um espaço de nomes consistente para todo o cluster
  • Acesso transparente para programas e aplicações já existentes, sem ter que recompilá-los
  • Distribuição física de dados em múltiplos discos e múltiplos nós
  • Alta performance de acesso em modo usuário

Download

Pode-se fazer download do arquivo de instalação no site:

http://www.pvfs.org/pvfs2/download.html

O arquivo de instalação foi copiado para o diretório /usr/src e descompactado:

cp pvfs2-1.5.1.tar.gz /usr/src cd /usr/src tar xfvz pvfs2-1.5.1.tar.gz cd pvfs2-1.5.1

** Construindo e instalando os pacotes**

O ambiente usado para estes testes foi um laboratório com 4 computadores com o CentOS 4.4, kernel 2.6.9-34.ELsmp. Para instalar é necessário os pacotes de compiladores e dos fontes do kernel, disponíveis em RPM no CD da distribuição.

Os passos padrão para compilar e instalar o PVFS2 são os seguintes:

./configure –with-kernel=/usr/src/kernels/2.6.9-34.EL-smp-i686 make make install make kmod make kmod_install

Para executar os comandos make install e make kmod_install é necessário acesso a conta root. Para carregar o módulo do kernel:

/sbin/insmod /lib/modules/2.6.9-34.ELsmp/kernel/fs/pvfs2/pvfs2.ko

Estes passos devem ser executados em todas as máquinas que vão compartilhar seu espaço de disco para o PVFS2.

Configurando o ambiente de testes

É importante ter em mente os papéis que cada máquina (ou nó) vai exercer no sistema PVFS2. Existem três papéis que uma máquina pode exercer:

  • servidor de metadados: nó que mantém metadados (como permissões e data de criação) para o sistema de arquivos.
  • servidor de I/O: nó que realmente armazena uma porção dos dados do PVFS2
  • cliente: é um nó que lê e grava arquivos PVFS2

Uma máquina pode exercer um, dois ou os três papéis simultaneamente. Além disto, podem haver vários servidores de metadados, de I/O e clientes.

O ambiente onde foram realizados estes testes é formado de quatro máquinas:

  • lrac.unochapeco.edu.br (servidor de metadados e de I/O)
  • et-015.unochapeco.edu.br (servidor de I/O e cliente)
  • et-016.unochapeco.edu.br (servidor de I/O)
  • et-017.unochapeco.edu.br(servidor de I/O)

Configuração do servidor

Neste passo é considerado que a instalação do PVFS2 já foi realizada em todas as quatro máquinas, conforme descrito anteriormente. Agora será gerado um arquivo de configuração principal e 3 arquivos com as configurações de cada uma das máquinas restantes. É importante lembrar de informar corretamente os nomes dos computadores e que eles possam ser acessados pelos seus nomes. Recomenda-se que sejam criadas entradas no arquivo /etc/hosts de cada computador para facilitar.

Para gerar os arquivos de configuração:

root@lrac:~# /usr/local/bin/pvfs2-genconfig /etc/pvfs2-fs.conf /etc/pvfs2-server.conf

As perguntas abaixo são apresentadas. Os comentários abaixo foram adicionados na criação deste documento para facilitar a compreenção.


Welcome to the PVFS2 Configuration Generator:

This interactive script will generate configuration files suitable for use with a new PVFS2 file system. Please see the PVFS2 quickstart guide for details.


You must first select the network protocol that your file system will use. The only currently supported options are “tcp” and “gm”. * Enter protocol type [Default is tcp]:

deixar tcp

Choose a TCP/IP port for the servers to listen on. Note that this script assumes that all servers will use the same port number.

  • Enter port number [Default is 3334]:

usar a porta padrão

Next you must list the hostnames of the machines that will act as I/O servers. Acceptable syntax is “node1, node2, …” or “node{#-#,#,#}”.

  • Enter hostnames [Default is localhost]: lrac, et-015, et-016, et-017

neste passo é necessário indicar as máquinas que irão atuar como servidores de I/O.

Now list the hostnames of the machines that will act as Metadata servers. This list may or may not overlap with the I/O server list.

  • Enter hostnames [Default is localhost]: lrac

indicar a máquina que irá atuar como o servidor de metadados: lrac

Configured a total of 4 servers: 4 of them are I/O servers. 1 of them are Metadata servers.

  • Would you like to verify server list (y/n) [Default is n]? y

se digitar a opção y os servidores serão testados. Pode-se colocar n e deixar este passo para mais tarde

****** I/O servers: tcp://lrac:3334 tcp://et-015:3334 tcp://et-016:3334 tcp://et-017:3334

****** Metadata servers:

tcp://lrac:3334

  • Does this look ok (y/n) [Default is y]? y

Confirmar se tudo está ok

Choose a file for each server to write log messages to.

  • Enter log file location [Default is /tmp/pvfs2-server.log]:

Escolher um arquivo de log.

Choose a directory for each server to store data in.

  • Enter directory name: [Default is /pvfs2-storage-space]:

Diretório onde será armazenado os arquivos pertencentes ao PVFS2. Este diretório será criado automaticamente mais tarde em todas as máquinas

Writing fs config file… Done. Writing 4 server config file(s)… Done.

Configuration complete!

Agora temos todos os arquivos de configuração criados:

root@cluster1:~# ls /etc/pvfs2* -rw-r–r– 1 root root 793 Out 10 18:55 /etc/pvfs2-fs.conf -rw-r–r– 1 root root 91 Out 10 11:21 /etc/pvfs2-server.conf-et-015 -rw-r–r– 1 root root 91 Out 10 11:21 /etc/pvfs2-server.conf-et-016 -rw-r–r– 1 root root 91 Out 10 11:36 /etc/pvfs2-server.conf-et-017 -rw-r–r– 1 root root 94 Out 10 11:21 /etc/pvfs2-server.conf-lrac

Agora os arquivos devem ser copiados para as máquinas. Podemos fazer isso usando o ssh ou outra forma de cópia remota (ou copiando em disquete mesmo e gravando em cada uma das máquinas)

root@lrac:~# scp /etc/pvfs2-server.conf-et-015 root@et-015:/etc/ root@lrac:~# scp /etc/pvfs2-fs.conf root@et-015:/etc/ root@lrac:~# scp /usr/src/pvfs2-1.5.1/examples/pvfs2-server.rc root@et-015:/etc/rc.d/init.d/pvfs2-server

O mesmo deve ser feito para as outras máquinas (et-016 e et-017). Também pode ser copiado para o servidor original o arquivo de inicialização:

root@lrac:~# cp /usr/src/pvfs2-1.5.1/examples/pvfs2-server.rc /etc/rc.d/init.d/pvfs2-server

Este arquivo será usado para iniciar e parar o servidor do PVFS2.

Iniciando os servidores

Em cada uma das máquinas deve ser executado o comando:

/usr/local/sbin/pvfs2-server /etc/pvfs2-fs.conf /etc/pvfs2-server.conf-(nome_da_maquina) -f

Exemplo:

/usr/local/sbin/pvfs2-server /etc/pvfs2-fs.conf /etc/pvfs2-server.conf-et-015 -f

Desta forma será criado o espaço onde será armazenado os arquivos (/pvfs2-storage- space) e o servidor será inicializado. Este comando é necessário ser executado somente na primeira inicialização. Das próximas vezes pode ser usado o serviço:

/etc/init.d/pvfs2-server start

e para interromper:

/etc/init.d/pvfs2-server stop

Configuração do cliente

Na máquina, ou máquinas, que irá atuar como cliente é preciso adicionar a seguinte linha no arquivo /etc/fstab

tcp://localhost:3334/pvfs2-fs /mnt/pvfs2 pvfs2 default,noauto 0 0

Esta entrada será usada pelo Linux para poder montar e desmontar o sistema de arquivos PVFS2. Além disto é necessário criar um arquivo chamado /etc/pvfs2tab que irá conter a mesma entrada e será usado pelos aplicativos próprios do PVFS2. Os passos abaixo mostram como criar o diretório onde será montado a partição e a criação do arquivo:

[root@et-015 /root]# mkdir /mnt/pvfs2 [root@et-015 /root]# touch /etc/pvfs2tab [root@et-015 /root]# chmod a+r /etc/pvfs2tab

Agora é preciso adicionar no arquivo criado a mesma entrada que foi adicionada no /etc/fstab.

Testando a instalação

Existe duas maneiras de testar a instalação. A primeira é usar as ferramentas que são fornecidas com o PVFS2: pvfs2-ping, pvfs2-cp, e pvfs2-ls. Estas ferramentas testam, a saúde do sistema de arquivos, permitem copiar arquivos e listam o conteúdo dos diretórios.

bash-2.05b# /usr/local/bin/pvfs2-ping -m /mnt/pvfs2

(1) Parsing tab file…

(2) Initializing system interface…

(3) Initializing each file system found in tab file: /etc/fstab…

PVFS2 servers: tcp://localhost:3334

Storage name: pvfs2-fs

Local mount point: /mnt/pvfs2

/mnt/pvfs2: Ok

(4) Searching for /mnt/pvfs2/ in pvfstab…

PVFS2 servers: tcp://localhost:3334

Storage name: pvfs2-fs

Local mount point: /mnt/pvfs2

meta servers:

tcp://lrac:3334

data servers:

tcp://lrac:3334 tcp://et-015:3334

(5) Verifying that all servers are responding…

meta servers:

tcp://lrac:3334 Ok

data servers:

tcp://lrac:3334 Ok

tcp://et-015:3334 Ok

(6) Verifying that fsid 1224940272 is acceptable to all servers…

Ok; all servers understand fs_id 1224940272

(7) Verifying that root handle is owned by one server…

Root handle: 1048576

Ok; root handle is owned by exactly one server.

=============================================================

The PVFS2 filesystem at /mnt/pvfs2/ appears to be correctly configured.

Para listar:

bash-2.05b# /usr/local/bin/pvfs2-ls /mnt/pvfs2/

bash-2.05b# /usr/local/bin/pvfs2-cp -t /usr/lib/libc.a /mnt/pvfs2/testfile

Wrote 2310808 bytes in 0.264689 seconds. 8.325842 MB/seconds

bash-2.05b# /usr/local/bin/pvfs2-ls /mnt/pvfs2/

testfile

bash-2.05b# /usr/local/bin/pvfs2-ls -alh /mnt/pvfs2/

drwxrwxrwx 1 pcarns users 0 2003-08-14 22:45 .

drwxrwxrwx 1 pcarns users 0 2003-08-14 22:45 .. (faked)

-rw——- 1 root root 2M 2003-08-14 22:47 testfile

Copiando arquivos:

bash-2.05b# /usr/local/bin/pvfs2-cp -t /mnt/pvfs2/testfile /tmp/testfile-out Wrote 2310808 bytes in 0.180621 seconds. 12.201016 MB/seconds

bash-2.05b# diff /tmp/testfile-out /usr/lib/libc.a

Outra forma de utilizar o PVFS2 é montando o diretório da mesma maneira que faríamos com o NFS ou outro sistema de arquivos.

No cliente, após ter carregado na memória o módulo do kernel como foi explicado anteriormente, pode-se executar os seguintes comandos:

[root@et-015 linux]# /usr/local/sbin/pvfs2-client [root@et-015 linux]# mount -t pvfs2 tcp://localhost:3334/pvfs2-fs /mnt/pvfs2

Após isso é possível acessar o diretório normalmente, como se fosse um diretório local.

Referências

http://www.ime.usp.br/~carvalho/monografia-sad/

http://www.pvfs.org/pvfs2/pvfs2-quickstart.html