FreeNAS 9.3多重启动环境与启动设备镜像

2015-3-10 18:08 Herald 8637 FreeNAS系统管理

FreeNAS 9.3 带来了许多的变化,其中“multiple boot environments(多重启动环境)”是网友们非常期待的功能,本文将通过实际演示带你一起了解FreeNAS这项诱人的功能。

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多重启动环境是ZFS文件系统的高级功能之一,FreeNAS 9.3一改往日,将操作系统本身的文件系统也改用了ZFS,便有了这项能够提升系统可靠性的新功能。尤其是FreeNAS系统更新,在执行更新操作之前,更新程序会自动为当前的启动环境创建一个快照并将这个快照添加到系统的启动菜单,一旦系统更新发生了故障,我们只需要重新启动NAS主机,在启动菜单选择更新前自动创建的快照即可将系统回滚到故障发生前的系统环境,这个机制大大降低了系统更新操作的风险。

注意:即便多重启动环境大大降低了系统更新的风险,但出于安全考虑,强烈建议您在更新系统前备份系统配置文件。

多重启动环境基本功能介绍

WebGUI 管理界面点选“系统” → “启动器”,在启动器列表中,新安装的系统可以看到两项,如下图,如果你更新过系统,则列表中会相应增加许多项。没错,启动器列表中的每一项都是一个“启动环境”。每个启动环境都包含三项信息:

  • 名称:即启动环境的名称,在启动系统时,它会显示在系统启动菜单里。
  • 活动:指示当前启动环境和默认启动环境。
  • 创建时间:显示启动环境的创建时间;

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点选列表中的启动环境,在列表下方会显示相关的操作按钮:

  • 重命名:用来修改启动环境的名称。
  • 克隆:对所选启动环境克隆一个副本。
  • 激活:只有选择非当前运行的环境时才会显示此按钮。此按钮用来设置默认启动环境,下次启动系统时将启动被激活的环境。操作完成后,所选的启动环境状态将显示为“在启动时”,而当前环境的状态也会从“在启动时, 现在”变为“现在”。
  • 删除:用来删除所选择的启动环境,被删除的启动环境也会从系统启动菜单中移除。无法删除默认启动环境,包括被激活的启动环境。

在启动器管理窗口上方还有三个按钮:

  • 创建:用于手动创建启动环境,启动环境名称仅允许使用字母、数字、横线以及下划线。
  • 启动器垃圾清理:对系统所在的硬件设备(U盘/SSD固态硬盘)执行 scrub 清理操作。默认情况下,系统安装或更新后会自动执行一次 Scrub 清理,同时每隔35天也会自动执行一次 scrub 清理。
  • 状态:用来查看启动设备(U盘/SSD固态硬盘)状态。多启动设备镜像功能也要在这里操作。

添加多启动设备

在 9.3 版本发布之前,FreeNAS系统只有一个启动设备(U盘),如果系统所在的U盘意外损坏,则必须重新烧制系统U盘,这种意外虽然一般不会导致存储中的数据丢失,但对于损坏发生前没有备份系统配置文件的用户来说,这意味着一切系统设置都要重新来过。特别是那些已经投入到生产环境的NAS服务器,对管理员而言绝对是一场灾难。

为了解决上述问题,FreeNAS 9.3 带来了“多启动设备镜像”功能,允许我们额外添加U盘,与当前启动设备互做镜像(U盘),这样一来,如果发生启动设备意外损坏,备用的U盘就会立即顶上,确保系统不会因此发生中断。

在 WebGUI 依次点击打开 “系统” → “启动器” → “状态”。如下图,可以清晰的看到系统启动设备的层次结构,其中 freenas-boot 就是我们的系统了,第二层显示为 stripe(带条),在 stripe 下一层便是系统U盘的标识 da0p2。我们可以理解为当前freenas系统是安装在由一个U盘组成的 RAID 0 阵列上。

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接下来我们就动手添加其他的镜像启动设备,注意,别忘了给NAS主机插上新U盘,由于新添加的U盘要与当前所使用的U盘互做镜像(类似 RAID 1),因此,新U盘最好和当前系统所在U盘的容量相同。点击列表中的第二项 stripe,然后点击界面下方出现的“附加”按钮,如果系统已经识别了新插入的U盘,这时候弹出窗口成员盘的下拉列表中应该有显示,选好以后点击“附加磁盘”按钮,添加镜像盘的操作可能需要一点时间,耐心等待系统完成镜像操作。如下图所示,当前系统所在U盘编号为 da0,在窗口中显示的新U盘编号为 da1。

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新启动设备附加完成后,如下图所示,可以看到,原来列表中的第二层 stripe(带条) 已经变成了 mirror-0(镜像),且第三层出现了两个U盘设备,一个是原来的da0,还有一个新增加的da1。

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模拟启动设备故障

为了测试多重启动设备镜像功能运转正常,我们现在关闭FreeNAS主机,然后拔掉编号为da0的U盘,即当前启动环境所在的U盘,只保留新添加的U盘。系统启动成功,证明功能运转正常,打开 WebGUI 管理器,右上角的“预警”灯开始闪烁,点开查看一下,提示“启动卷状态为 DEGRADED”,足见FreeNAS的系统安全提示很到位。

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再次查看启动器状态,如下图,可以看到第二层 mirror-0 的状态显示为 DEGRADED(降级),是不是很熟悉,没错和 ZFS 卷管理器中的阵列发生掉盘等故障时是一样的,因为这个技术本身就源自于 ZFS。新添加的镜像U盘编号变成了 da0p2,这源于系统的设计机制,系统为所有设备添加的编号会随着硬件的增减做出动态的调整。再看图中红框标注的一行,它就是我们拔掉的那个U盘,状态变成了UNAVAIL(失效)。

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让我们再来模拟如何替换失效的U盘,这里要特别注意,因为我们是人为移除了启动设备,该设备并没有发生损坏,因此不要试图再次将U盘直接插回去,否则系统是会卡死的,笔者亲测,切勿”以身试法”。要么再找一块新U盘,要么就把拔下来的这块U盘完全格式化以后再行使用。如下图所示,首先将格式化好的新U盘插入FreeNAS主机,在启动器状态列表中点选失效的记录,此时界面下方会显示“更换磁盘”按钮,点击它,在弹出窗口中选择新U盘,点击“替换磁盘”按钮即可,替换操作即重建阵列的过程,可能需要几分钟时间,耐心等待操作完成。

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启动设备替换完成,可以看到失效的记录并没有消失,但在列表中新增了一条da1p2的记录,且状态为 ONLINE。

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接下来把失效的那条记录去掉,选中记录,点击下方的“分离卷”按钮,并点击弹出窗口中的“是”按钮。

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特别需要注意的,因为多启动设备镜像是将多个U盘(SSD固态硬盘)组成镜像结构的磁盘阵列,因此替换U盘的操作也就是重建磁盘阵列的操作,虽然WebGUI上面的U盘替换操作完成了,但系统内部对启动设备重建阵列的操作可能还在进行。所以,U盘替换完成后不要立即重新启动系统,否则会导致系统无法启动,结果是必须重新给U盘安装FreeNAS系统。

查看启动设备磁盘阵列重建状态

上面提到了替换故障U盘以后,系统内部还要对启动设备的阵列进行重建,要想查看阵列重建是否完成,需要借助命令行工具来查看。如下图所示,在WebGUI左侧的系统菜单中找到“命令行”打开它。

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在命令行中输入 zpool status freenas-boot 按回车键执行命令,如下图所示,第二行显示 state: ONLINE 代表阵列已重建完成,第三行 scan:resilvered xxxx 表示阵列重建完成的时间。

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有了这个命令,我们就可以及时的查看启动设备阵列重建的状态了,阵列重建既已完毕,重启关机还是继续用就随你便了。

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