Linux server with ssd

Установка Linux на SSD

Диски, использующие электронные ячейки памяти (SSD — Solid State Drive), мало весят, работают бесшумно и потребляют втрое меньше энергии, чем жёсткие диски (HDD). Однако главная причина их популярности – фантастическая скорость работы. Операционная система загружается быстро, операции с файлами большого размера выполняются значительно быстрее.

Недостаток твердотельных накопителей – износ ячеек. Память деградирует в процессе перезаписи данных. В среднем через 0,5-3 года диск может выйти из строя. Для того, чтобы продлить жизнь накопителя, использование Linux на SSD должно подчиняться определённым правилам. Каким – рассмотрим в этом материале.

Особенности работы SSD

Классические жёсткие диски (HDD) хранят данные в магнитном слое. Для чтения и записи используется позиционируемая магнитная головка. Перемещение считывателя требует какого-то времени, поэтому скорость работы HDD ограничена.

Принцип работы SSD основан на использовании электронных ячеек памяти. Единицу информации хранит заряд внутри транзистора, обращение к ячейкам выполняет контроллер. Задержки при чтении или записи минимальны.

Однако с каждой новой перезаписью ячейка разрушается и перестаёт удерживать заряд. Контроллер постоянно проверяет ячейки и переписывает информацию в исправные блоки. Когда свободное место заканчивается, накопитель приходится заменять.

Инженеры успешно работают над продлением срока службы SSD, но сами пользователи также могут продлив срок жизни накопителя, правильно настроив операционную систему.

В Интернете есть сотни советов, выдаваемых поисковиками по запросу «Установка Linux на SSD», однако мы советуем воспринимать написанное с осторожностью. Остановимся на моментах, способствующих улучшению состояния SSD-хранилища без риска потери данных.

Как установить Linux на SSD?

Внешне установка операционной системы Linux на твердотельный накопитель выглядит так же, как и на магнитный диск. Могут отличаться лишь настройки файловой системы, раздела подкачки и параметры монтирования разделов.

1. Выбор файловой системы

На данном этапе для Unix разработаны специальные файловые системы, учитывающие особенности работы SSD-дисков:

• Extended4 (ext4) – самая популярная и стабильная файловая система в этой среде, поддерживающая отключаемое журналирование, а также функцию TRIM.
• BtrFS – файловая система, разработанная инженерами Oracle, поддерживает зеркальные копии структур данных и контрольные суммы, что позволяет легко восстанавливать файлы при повреждении. Журналы не ведутся, поэтому дополнительной нагрузки на диск не возникает.
• XFS – файловая система, разработанная Silicon Graphics для работы с большими файлами, журналы ведутся только для регистрации изменений структур данных.
• Flash-Friendly File System (F2FS) – разработка Samsung специально для флешек и SSD. Учитывает особенности износа памяти, собирает данные в пакет, который затем записывает в свободные области за один цикл.

Как видим, выбор богат, поле для экспериментов широкое. Однако если вы спросите, какая файловая система на SSD для Linux будет наилучшей, мы посоветуем остановиться на проверенной годами ext4. Прочие системы продолжают дорабатываться, в них могут быть критические ошибки.

2. Настройка файла подкачки

Оперативной памяти много не бывает. Если у вас её меньше, чем 4 Гб, рекомендуем докупить и установить дополнительные планки. В этом случае файл подкачки будет меньше задействован операционной системой. Отсюда следует резонный вопрос: нужен ли swap для Linux на SSD?

При установке системы мы всё же рекомендуем создать файл подкачки. В тех случаях, когда памяти недостаточно, Linux начинает выгружаться на диск, но не падает. У вас будет шанс обнаружить и выгрузить слишком ресурсоёмкую программу.

Специфика выгрузки сегментов памяти в Linux в файл подкачки регулируется параметром swappiness. По умолчанию его значение равно 60. Чем меньше эта величина, тем сильнее должна быть перегружена система перед началом выгрузки памяти на диск.

Для того, чтобы проверить эти настройки, запустите Terminal и выполните команду:

В нашем случае установлено значение по умолчанию. Для того, чтобы его изменить, необходимо отредактировать файл /etc/sysctl.conf. Откройте файл в редакторе с помощью команды:

sudo nano /etc/sysctl.conf

Перейдите в конец файла, нажав на клавиатуре сочетание Alt-/, и добавьте строку:

Закройте редактор, сохранив изменения в отредактированном файле. Новые настройки вступят в силу после перезагрузки операционной системы.

3. Настройка монтирования в fstab

После того, как установка Linux на SSD завершена, рекомендуется изменить настройки монтирования. Особенностью Unix-систем является наличие специального атрибута у файлов — времени последнего доступа (access time stamp). Этот атрибут перезаписывается каждый раз при обращении какого-либо процесса к файлу. Необходимость атрибута сомнительна, а нагрузка на SSD существенна.

Обновление атрибута времени последнего доступа отключается, если добавить в строку монтирования дисков опцию noatime. Для изменения настроек необходимо отредактировать файл /etc/fstab. Это системный файл, поэтому для его редактирования нужны права суперпользователя:

sudo nano /etc/fstab

С помощью стрелок установите курсор в позицию после обозначения типа файловой системы (ext4) и после пробела впишите ключевое слово noatime. После него поставьте запятую. Обратите внимание, что пробела между запятой и следующим словом быть не должно.

Изменённые строки должны выглядеть так:

UUID=xxxxxxx / ext4 noatime,errors=remount-ro 0 1

UUID=xxxxxxx /storage ext4 noatime,defaults 0 1

4. Настройка TRIM

Настройка SSD в Linux близится к завершению. Остаётся рассмотреть метод TRIM. Так как ячейки памяти изнашиваются, встроенный контроллер каждый раз записывает данные в новые блоки. Когда свободное место подходит к концу, диск начинает притормаживать.

Файлы в операционной системе исправляются, затираются, удаляются. Задача команды TRIM (Data Set Management) – сообщить контроллеру SSD, что те или иные блоки данных уже пусты и в них можно опять записывать информацию.

В Linux команда TRIM по умолчанию выполняется раз в неделю. В случае повышенной интенсивности использования компьютера этого недостаточно, желательно запускать оптимизацию чаще.

Проверьте установки таймера, запускающего выполнение команды TRIM:

systemctl cat fstrim.timer

Убедитесь, что в секции [Timer] значение OnCalendar установлено как weekly (неделя). Для того, чтобы добавить новую настройку, выполните следующие команды:

sudo mkdir -v /etc/systemd/system/fstrim.timer.d

Теперь откройте созданный файл с помощью редактора Nano:

sudo nano /etc/systemd/system/fstrim.timer.d/override.conf

Добавьте в файл следующие строки:

[Timer]
OnCalendar=
OnCalendar=daily

Закройте редактор, сохранив изменения в отредактированном файле. Для применения настроек перегрузите компьютер или выполните команду:

sudo systemctl daemon-reload

Убедитесь в том, что изменения настроек применены, выполнив команду:

systemctl cat fstrim.timer

Всё в порядке, команда TRIM теперь будет выполняться ежедневно.

Выводы

Твердотельный накопитель работает в 100 раз быстрее, чем магнитный диск, однако также имеется и своя специфика использования. Последние версии Windows или Ubuntu учитывают особенности SSD, поэтому могут быть рекомендованы к использованию с этими устройствами. Для того, чтобы установить Linux на SSD, не нужны какие-то особые знания. Мастер установки подскажет, какие шаги надо выполнить.

Скорость SSD в Linux можно измерить с помощью команды:

В результате выполнения команды на экран будет выведено время загрузки системы. Для продления срока службы SSD с обычных 3-5 до 10 лет вновь установленную систему следует правильно настроить. Не нужно выполнять советы, взятые из непроверенных источников. Достаточно выполнить важные настройки, устраняющие выполнение лишних операций записи на SSD.

Источник

Оптимизация Ubuntu (и прочих Linux-ов) под SSD

Доброго времени суток всем читающим. В данной мини-статье мне хотелось бы собрать и рассмотреть основные моменты оптимизации работы (и, конечно, продления жизненного цикла ) твердотельных накопителей. Практически всю информацию можно легко найти в сети, но тут я попытаюсь упомянуть пару подводных камней.

Первое, с чего стоит начать — это выбор файловой системы. Если система на десктопе — то особо вопросов не возникает — брать журналируемую ext4 — у которой масса преимуществ перед остальными ФС. Да, будет больше циклов записи на носитель, но будет гарантия того, что в случае сбоя питания вы не потеряете данные. На ноутбуках, нетбуках — имеются батареи, и вероятность отключения из-за потери питания — практически нулевая (но, конечно, всякое бывает), в связи с чем журналирование, обычно рекомендуют отключать. Если это очень хочется сделать, то после установки системы грузимся с liveCD, и пишем в терминале

tune2fs -O ^has_journal /dev/sda1
e2fsck -f /dev/sda1

Другие способы не рекомендуются — потеряете поддержку TRIM. Также не стоит отключать журнал, добавляя параметр «writeback» в конфигурацию fstab — система не запустится из-за ошибки монтирования (если до этого был включен трим).

Следующее, что нужно учесть — файл подкачки. Под моим никсом (сейчас — убунту 11.04) обычно пишется код, смотрятся фильмы в HD и активно серфится интернет. За это время файл подкачки не понадобился ни разу, максимальное потребление ОЗУ было 1Гб, из 2х доступных в нетбуке.
Если Ваш сценарий использования системы подобен моему, или у Вас не десктоп — файл подкачки не нужен. Иначе стоит его перенести на HDD. Если журналирование еще можно оставить, ввиду его относительной безобидности, то своп-раздел — однозначно зло, сжирающее как ограниченные циклы перезаписи, так и недешевые гигабайты, количеством которых современные SSD пока не могут похвастаться.

Ну вот, система поставлена — можно заниматься оптимизацией! Самый первый шаг — включение TRIM — главная технология, которая должна продлить жизнь и распределить нагрузку SSD.
Делается очень просто — открываем fstab (например так)

gksudo gedit /etc/fstab

ищем строчки
«UUID=[NUMS-AND-LETTERS] / ext4 errors=remount-ro 0 1»
и заменяем на
«UUID=[NUMS-AND-LETTERS] / ext4 disсard,errors=remount-ro 0 1»

Обычно по умолчанию трим отключен, но выкладываю способ проверить — заходим под рут и выполняем команды

1. dd if=/dev/urandom of=tempfile count=10 bs=512k oflag=direct //запись 5Мб рандомных данных

2. hdparm —fibmap tempfile //Ищем любой стартовый LBA адрес у файла

3. hdparm —read-sector [ADDRESS] /dev/sdX //Читаем данные со стартового LBA адреса файла, замените [ADDRESS] на свой Starting LBA address из вывода предыдущей команды

4. rm tempfile //Теперь удалим временный файл и синхронизируем ФС:
5. sync

Повторяем пункт 3 — и смотрим на вывод консоли. Если выведутся нули — то трим работает. Если вы исправили fstab, перезагрузились, но трим не активировался — ищите ошибки в неверном отключении журналирования.

Далее стоит вспомнить о том, что наш никс очень любит вести разнообразные логи. И либо перенести их на HDD, либо держать в ОЗУ до перезагрузки системы. Я считаю, что если у Вас дома не сервер — то оптимален второй вариант, и реализуется он добавлением в fstab следующих строчек
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
tmpfs /var/tmp tmpfs defaults 0 0
tmpfs /var/lock tmpfs defaults 0 0
tmpfs /var/spool/postfix tmpfs defaults 0 0

По умолчанию, после каждого открытия файла — система оставляет отметку времени последнего открытия — лишние операции записи. Отучить просто — добавить в fstab перед параметрами
disсard,errors=remount-ro 0
еще парочку опций —
relatime,nodiratime Первая разрешает записывать только время изменения (порой необходимо для стабильной работы некоторых программ), вторая — отменяет запись времени доступа к директориям. В принципе, вместо relatime можно поставить и noatime, который вообще ничего не будет обновлять.

После этого стоит настроить отложенную запись — ядро будет копить данные, ожидающие записи на диск, и записывать их либо при острой необходимости, либо по истечении таймаута. Я ставлю таймаут на 60 секунд, кто-то — на 150.
Для этого открываем /etc/sysctl.conf и добавляем параметры
vm.laptop_mode = 5 // Включение режима
vm.dirty_writeback_centisecs = 6000 время в сСк. Т.е. 100ед = 1секунда

И, напоследок, отключаем I/O планировщик, который был когда-то нужен для лучшего позиционирования головок HDD. Для этого заходит в конфиг граба /etc/default/grub
и в строчку
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT=«quiet splash» вставляем параметр elevator=noop
По пути можно убрать ненужный и малоинформатиынй сплэш-скрин, сократив время старта системы еще на секунду, просто убрав quiet splash.

Вот, в общем основные моменты. Дальше стоит проявить фантазию — например, перенести куда-нибудь, или вовсе отключить кеш браузеров и тд. В награду за проделанные манипуляции Ваш SSD прослужит вам верой и правдой, и с каждым стартом будет радовать хорошей скоростью.

Источник

Сборка недорогой домашней NAS-системы на Linux

Я, как и многие другие пользователи MacBook Pro, столкнулся с проблемой недостачи внутренней памяти. Если говорить точнее, то используемый мной ежедневно rMBP был оснащен SSD объемом всего 256GB, чего, естественно, надолго не хватало.

А когда я плюс ко всему стал записывать видео во время своих полетов, ситуация только усугубилась. Объем заснятых материалов после таких полетов составлял 50+ GB, и мой несчастный SSD на 256GB очень скоро заполнился, вынудив меня приобрести внешний диск на 1TB. Тем не менее, спустя один год, и он перестал справляться с генерируемыми мной объемами данных, не говоря уже о том, что недостаток избыточности и резервного копирования делали его неподходящим для размещения важной информации.

Итак, в один момент я решил собрать NAS большого объема в надежде, что эта система продержится хотя бы пару лет, не требуя очередного апгрейда.

Эту статью я написал в первую очередь как памятку о том, что именно и как я делал на случай, если мне потребуется сделать это снова. Надеюсь, что и для вас она окажется полезна, если вы соберетесь делать то же самое.

Быть может проще купить?

Итак, нам известно, что мы хотим получить, остается вопрос как?

Сначала я ознакомился с коммерческими решениями и рассмотрел, в частности, компанию Synology, которая, как предполагалось, предоставляет лучшие NAS-системы потребительского уровня на рынке. Однако стоимость этого сервиса оказалась достаточно высока. Самая дешевая система с 4-мя отсеками стоит $300+, и при этом жесткие диски в комплект не входят. Кроме того, сама внутренняя начинка такого комплекта не особо впечатляюща, что ставит под вопрос ее реальную производительность.

Тогда я и подумал: а почему бы не собрать NAS-сервер самому?

Поиск подходящего сервера

Если собираешься комплектовать такой сервер, то в первую очередь необходимо найти правильное железо. Для данной сборки должен вполне подойти подержанный сервер, так как для задач хранилища нам не потребуется особой производительности. Из необходимого же нужно отметить большой объем RAM, несколько SATA коннекторов и хорошие сетевые карты. Поскольку мой сервер будет работать в месте моего постоянного проживания, то и уровень шума тоже имеет значение.

Свои поиски я начал с eBay. Несмотря на то, что там я нашел много подержанных Dell PowerEdge R410/R210 стоимостью менее $100, имея опыт работы в серверном помещении, я знал, что эти блоки 1U издают слишком много шума и для домашнего использования не подойдут. Как правило, сервера формата tower чаще менее шумны, но, к сожалению, на eBay их было выставлено немного, и все они были либо дорогие, либо маломощные.

Следующим местом для поиска стал сайт Craiglist, где я нашел человека, продававшего подержанный HP ProLiant N40L всего за $75! Я был знаком с этими серверами, которые даже в подержанном виде обычно стоят в районе $300, так что я отправил продавцу письмо в надежде, что объявление еще актуально. Узнав, что так оно и есть, я, недолго думая, направился в Сан Матео, чтобы забрать этот сервер, который уже с первого взгляда меня однозначно порадовал. У него был минимальный износ и, за исключением небольшого налета пыли, все остальное было отлично.

Фото сервера, сразу после покупки

А вот спецификация приобретенного мной комплекта:

• CPU: AMD Turion(tm) II Neo N40L Dual-Core Processor (64-bit)
• RAM: 8 GB non-ECC RAM (установлен предыдущим владельцем)
• Flash: 4 GB USB Drive
• SATA Connectors: 4 + 1
• NIC: 1 Gbps on-board NIC

Стоит ли говорить, что несмотря на возраст в несколько лет, спецификация этого сервера по-прежнему превосходит большинство вариантов систем NAS, предлагаемых на рынке, особенно по оперативной памяти. Несколько позже я даже сделал апгрейд до 16 GB ECC с увеличенным объемом буфера и повышенной защитой данных.

Выбор жестких дисков

Теперь у нас есть отличная работоспособная система и осталось подобрать для нее жесткие диски. Очевидно, что за те $75 я получил только сам сервер без HDD, что меня не удовлетворило.

Проведя небольшое исследование, я выяснил, что для работы с NAS-системами в круглосуточном режиме 24/7 лучше всего подходят HDD WD Red. Для их покупки я обратился на Amazon, где приобрел 4 экземпляра объемом по 3 TB. По сути, вы можете подключить любой предпочтительный HDD, но обратите внимание, чтобы они были одинакового объема и скорости. Это поможет вам избежать возможных проблем с производительности RAID в перспективе.

Настройка системы

Думаю, что многие будут использовать для своих NAS-сборок систему FreeNAS, и в этом нет ничего плохого. Однако, несмотря на возможность установки этой системы на своем сервере, я предпочел использовать CentOS, поскольку система ZFS on Linux изначально подготовлена к продакшен-среде, и вообще управление Linux-сервером мне более знакомо. Кроме того, меня не интересовал модный интерфейс и функции, предоставляемые FreeNAS – мне было достаточно массива RAIDZ и совместного использования AFP.

Установить CentOS на USB достаточно просто – достаточно указать USB в качестве источника загрузки, и при запуске мастер установки проведет вас по всем ее этапам.

Сборка RAID

После успешной установки CentOS я также установил ZFS on Linux, следуя перечисленным здесь шагам.

По завершении этого процесса я загрузил модуль ZFS Kernel:

И создал массив RAIDZ1 при помощи команды zpool :

Обратите внимание, что здесь я использую ID жестких дисков вместо их отображенных имен ( sdx ), чтобы уменьшить шанс сбоя их монтирования после загрузки из-за смены буквенного обозначения.

Я также добавил ZIL и кэш L2ARC, выполняющиеся на отдельном SSD, разбив этот SSD на два раздела: 5GB под ZIL и остаток под L2ARC.

Что касается RAIDZ1, то он может выдержать отказ 1 диска. Многие утверждают, что данный вариант пула не следует использовать из-за вероятности выхода из строя второго диска в процессе пересборки RAID, что чревато потерей данных. Я же пренебрег этой рекомендацией, поскольку регулярно делал резервные копии важных данных на удаленном устройстве, и выход из строя даже всего массива может повлиять лишь на доступность данных, но не их сохранность. Если у вас нет возможности делать резервные копии, то лучше будет использовать решения, наподобие RAIDZ2 или RAID10.

Убедиться в успешности создания пула можно, выполнив:

По умолчанию ZFS монтирует только что созданный пул прямо в / , что, как правило, нежелательно. Изменить это можно, выполнив:

Отсюда вы можете выбрать создать один или несколько датасетов для хранения данных. Я создал два, один для бэкапа Time Machine и второй для общего хранилища файлов. Объем датасета Time Machine я ограничил квотой в 512 GB, чтобы предупредить его бесконечный рост.

Оптимизация

Эта команда включает поддержку сжатия ZFS. Сжатие задействует минимум мощности CPU, но может существенно улучшить пропускную способность I/O, поэтому всегда рекомендуется к использованию.

С помощью этой команды мы уменьшаем количество обновлений до atime , чтобы уменьшить генерацию IOPS при обращении к файлам.

По умолчанию ZFS on Linux использует для ARC 50% физической памяти. В моем случае, когда общее число файлов невелико, этот объем можно безопасно увеличить до 90%, так как другие приложения на сервере выполняться не будут.

Затем при помощи arc_summary.py можно убедиться, что изменения вступили в силу:

Настройка повторяющихся задач

Я использовал systemd-zpool-scrub для настройки systemd-таймеров на выполнение очистки раз в неделю и zfs-auto-snapshot для автоматического создания снимков состояния каждые 15 минут, 1 час и 1 день.

Установка Netatalk

Netatalk – это открытая реализация AFP (Apple Filing Protocol). Следуя официальной инструкции по установке для CentOS, я буквально за пару минут получил собранный и установленный пакет RPM.

Настройка конфигурации

Обратите внимание, что vol dbnest является в моем случае серьезным улучшением, так как по умолчанию Netatalk пишет базу данных CNID в корень файловой системы, что было совсем нежелательно, поскольку моя основная файловая система выполняется на USB, в связи с чем работает относительно медленно. Включение же vol dbnest приводит к сохранению базы данных в корне Volume, который в этом случае относится к пулу ZFS и уже на порядок производительнее.

Включение портов в Firewall

sudo firewall-cmd —permanent —zone=public —add-port=afpovertcp/tcp
Если все было настроено верно, то ваша машина должна отображаться в Finder, и Time Machine тоже должна работать.

Дополнительные установки
S.M.A.R.T мониторинг

Рекомендуется отслеживать статус ваших дисков с целью предупреждения их отказа.

Демон для ИБП

Мониторит заряд ИБП APC и выключает систему, когда заряд становится критически мал.

Аппаратный апгрейд

Спустя неделю после настройки системы, я начал все больше беспокоиться о том, что в сервере установлена память без ECC. К тому же в случае с ZFS дополнительная память для буферизации будет весьма кстати. Поэтому я снова обратился к Amazon, где приобрел 2x Kingston DDR3 8GB ECC RAM за $80 каждый и заменил десктопный RAM, установленный предыдущим владельцем. Система с первого раза загрузилась без каких-либо проблем, и я убедился в том, что поддержка ECC была активирована:

Результат

Результат меня очень порадовал. Теперь я могу постоянно загружать 1Gbps LAN соединение сервера копированием файлов, и Time Machine работает безупречно. Так что, в общем и целом, настройкой я доволен.

1. 1 * HP ProLiant N40L = $75
2. 2 * 8 GB ECC RAM = $174
3. 4 * WD Red 3 TB HDD = $440

Итого = $689

Вот теперь я могу сказать, что цена того стоила.

Источник