Operating Systems 2019/20 fall

RAID ja andmete varundamine

Kõvaketaste töökindluses võib alati kahelda. Kunagi ei tea, millal tähtsad andmed võivad kõvaketta tõrke korral kaduma minna. Selle vältimiseks tasub hoida andmeid mitmel kõvakettal samaaegselt. Loengus räägitakse teile enamlevinumatest RAID tasemetest. See praktikum käsitleb multisalvestuse üht lihtsamat vormi RAID 1, mis lühidalt tähendab andmete peegeldamist teisele kõvakettale. Siinkohal tasub märkida, et lihtsuse huvides kasutame tarkvaralist RAID-i, mitte riistvaralist. Nende kahe plussid/miinused ning üleüldine RAIDi arhitektuur on lahti seletatud vastavas Vikipeedia artiklis - RAID arhitektuur.
NB! Pange tähele, et RAID ei paku varundust vaid lihtsalt liiasust salvestusseadmetele. Varundamine eeldab sõltumatut koopiat mujal. Lisame virtuaalmasinale kaks sama suurusega ketast, mis dubleerivad andmeid, kuid operatsioonisüsteemi jaoks töötavad ühe kettana (kirjutamisekiirus jääb samaks).

RAID 1 Windows 10-ga

Kes soovib, siis piltidega inglisekeelne juhend Windowsi jaoks asub siin.

0. Kõigepealt lisage virtuaalmasinale kaks identset 1 GB ketast. Kui tahate kettaid eemaldada, siis tehke seda nii, nagu praktikum 7 õpetas. PS! Virtuaalmasinale saate kettaid lisada ainult siis, kui ta on välja lülitatud olekus (power off).
1. Seejärel pange virtuaalmasinas käima Windows 10 ning avage kettahalduse tööriist (disk management), lähtestage 1 GB kettad 3 ja 4 MBR sektsioonilaadiga. Nüüd tehke ühele lähtestatud ketastest uus lihtdraiv (partitsioon) suvalise nimega. Tähiseks määrake K: ja vormindage NTFS-iks.
2. Nüüd parem-klikake tehtud ketta peal ja valige Lisa peegel. Seejärel avaneb aken, kust määrate ära peegeldamiseks kasutatava ketta (selleks valige teine lisatud ketas).
   • Avaneb aken, mis hoiatab, et kettad konverteeritakse dünaamilisteks. Klikkige selles aknas Jah.
3. Lisage kettale K: omanimeline fail sisuga Operatsioonisüsteemid 2019 oluline fail. (näiteks alo.txt, mis sisaldab eelpoolmainitud teksti.).
4. Nüüd sulgege virtuaalmasin ning ühendage üks 1 GB ketas lahti (Virtual Media Manager -> Release).
5. Käivitage jälle Windows 10 kettahalduse tööriist (disk management) ning seejärel taas-aktiveerige draiv (paremklõps draivil ja Reactivate) ning peaksite saama draivilt K: punktis 3 tehtud failile ligi. PS! Kui tuleb veateade The Plex is Missing, siis see ei ole probleem. Tehke kettahalduse tööriistale värskendus (refresh) ja proovige oma failidele K: kettal ligi pääseda (peab õnnestuma).
   • Käesolev punkt ei ole vajalik Windows 10 kõige viimases versioonis, küll aga varasemates versioonides seega õpetlikkuse eesmärgil hoiame endiselt juhendis.
6. Tehke ekraanipilt mõlemast (nii tervest kui katkisest) kettast, nii et oleks näha ka teie punktis 3 K: kettale loodud fail ja selle sisu. Lisage see ekraanipilt oma vikilehele.
7. Et taastada uuesti sama töökindlus, tehke arvutile taaskäivitus, ühendage uus 1 GB ketas virtuaalmasinaga ning peegeldage sinna andmed uuesti.
   • Windows tarkvaraline RAID 1 ei luba üle 2 ketta kahjuks kasutada ja seega peate vana "vigase" ketta eelnevalt eemaldama ja siis alles saate lisada uue peegelduse.

RAID 1 Ubuntu-ga

Lisage virtuaalmasinale kaks 1.5 GB ketast

1. Käivitage virtuaalmasinas Ubuntu ning paigaldage endale mdadm.

$ sudo apt install mdadm

2. Tehke mõlemale kettale Linuxi partitsioon järgmiselt (asendage õiged sd* kettanimed, lsblk käsk on abiks ketaste nimede identifitseerimisel):

$ sudo fdisk /dev/sd...

• Sisestage m, et näha täiendavat informatsiooni,
• Teilt küsitud väärtusteks peaksid olema:
  • n
  • p
  • ENTER (default partition number)
  • ENTER (default first secton)
  • ENTER (default last sector)
• Siis vajutage klahvi t
  • Uurige hex-koode L käsuga
  • pärast hex-koodide tabeli uurimist sisestage fd (Linux raid autodetect vastav hex kood).
  • Kontrollige tegevusi i käsuga.
• Seejärel w et kirjutada kirjeldatud muudatused kettale.
• Korrake eelnevat tegevust teise kettaga
• Kontrollige tulemust lsblk käsuga

3. Nüüd looge uus RAID 1 massiiv (teil ilmselt on seadmete nimed teistsugused /dev/sdf...). NB! Kettad peaksid olema RAID liidetud partitsioonide tasemel ehk sdc1, sdd1, sde1, sdf1, jne... mitte sdc, sdd jne...

$ sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdf1 /dev/sdg1

Nüüd looge failisüsteem (ext4) käsuga

$ sudo mkfs.ext4 /dev/md0

4. Seejärel tehke RAID massiivi jaoks liitepunkt (mount point):

$ sudo mkdir /mnt/raid1_ketas

Ning ühendage sinna oma RAID massiiv:

$ sudo mount /dev/md0 /mnt/raid1_ketas

5. Nüüd uurige, kuidas RAID töötab. (cat /proc/mdstat) Kui peegeldate suurt ketast mahuka andmehulgaga, siis läheb natuke aega, kuni kõik ära sünkroniseeritakse.
   Oodake, kuni sünkroniseerimine lõpetatakse.
   Seejärel veenduge, et saate teha uusi faile sihtkohas /mnt/raid1_ketas/. (Vihje: Kuna vastloodud tühjas failisüsteemis on kõik roodu oma, siis suure tõenäosusega peate kasutama chown käsku)
   Uurige käsu lsblk tulemust.
   Lisage vikilehele ekraanipildid käskude lsblk ja cat /proc/mdstat väljunditest.
6. Lisage oma RAID massiiv ka fstab faili, et see süsteemi taaskäivitamisel uuesti monteeritaks.

$ sudo nano -w /etc/fstab

Kirjutage sinna lõppu näiteks järgmine rida (tulpade vahel on tab-id, ridu ei tohi murda!)

/dev/md0    /mnt/raid1_ketas    ext4    errors=remount-ro   0    1

Seejärel kopeerige järgmise käsu väljund (clipboardi)

$ sudo mdadm --examine --scan

Avage mdadm konfiguratsioonifail

$ sudo nano -w /etc/mdadm/mdadm.conf

ning lisage sinna kaks rida. Seadmete nimed asendage enda omadega, näiteks /dev/sdf1 ja /dev/sdg1:

DEVICE /dev/sdf1 /dev/sdg1
ARRAY /dev/md0 UUID=... (terve see rida tuua @@sudo mdadm --examine --scan@@ käsu väljundist)

Kopeeritud realt eemaldage name parameeter ja sellele järgnev, millegipärast ajab see Ubuntu segadusse. Veenduge, et ARRAY real oleks /dev/md0 mitte /dev/md/0.

Pärast seda tuleb uuendada alglaadimise failisüsteemi (initramfs)

sudo update-initramfs -u

Selle kõige tulemuseks on teil toimiv RAID 1 süsteem.

7. Looge kausta /mnt/raid1_ketas/ omanimeline fail ja kirjutage selle sisuks vabalt valitud teksti. Nüüd tehke arvutile restart ja veenduge, et teie Ubuntu käivitub ilma veateadeteta ning haagib automaatselt RAID1 massiivi kausta /mnt/raid1_ketas/ ning saate ligi omanimelisele failile.
8. Saavutage nüüd olukord, kus üks kõvaketastest "põleb läbi". Sulgege Ubuntu ning eemaldage üks peegeldatud kõvaketastest (Virtual Media Manager -> Release). Võite juba lisada ka uue ketta, mis hakkab hiljem "katkist" ketast asendama. Käivitage Ubuntu ... ... nüüd peaks Ubuntu käivitus võtma tavapärasest kauem aega ja lõppema veateatega (Ubuntu käivitamise ajal saate operatsioonisüsteemi virtuaalkonsoole vahetada SHIFT + F1, SHIFT + F2 jne... klahviga). Pärast umbes 2 minuti möödumist (kui fstab on saanud timeout ehk oodanud vaikeaja ketaste külge haakimiseks), lõppeb Ubuntu käivitus veateatega ning peate vajutama ENTER klahvi. Nüüd olete administraatori õigustes käsureal, kus saate Ubuntu jälle ära parandada.
8. Uurige käsuga lsblk seadmeid, mis masinal nüüd küljes on (teie uus ketas peaks olema sama kettatähisega kui varem, aga siiski erineva füüsilise identifikaatoriga mida lsblk väljundis ei ole näha). Järgmiseks kasutage käsku

 
# cat /proc/mdstat

et uurida, kas mdadm endiselt veel töötab ja peaksite saama et RAID inactive. Käivitage RAID käsitsi käsuga

# mdadm --run /dev/md0

Seejärel haakige RAID uuesti kausta /mnt/raid1_ketas/ käsuga

# mount /dev/md0

Pöörake tähelepanu, et te ei pidanud mount käsule ette andma /mnt/raid1_ketas/ ja teisi parameetreid, sest need loetakse /etc/fstab failist.

9. Vormindage asendusketas sarnaselt punktis 2 tehtuga.
10. Lisage uus ketas massiivi (seadme nime peate ise lisama koos partitsiooni numbriga ehk sdd1, sdf1 jne...).

# mdadm --add /dev/md0 /dev/sd...

Lisage oma vikilehele jällegi ekraanipildid käskude lsblk ja cat /proc/mdstat väljunditest.

11. Veenduge, et Ubuntu käivitub jälle ilma veateadeteta (reboot käsk) ja kontrollige, et saate kaustale /mnt/raid1_ketas/ ligi ja teienimeline fail on endiselt seal. Nüüd eemaldage /etc/fstab failist /dev/md0 rida.
12. Sulgege virtuaalmasin ja eemaldage oma virtuaalmasina küljest nii Windowsis kui Linuxis kasutatud RAID kettad, et nad ei jääks segadust tekitama. Praktikumi eduka lahendamise järel võib need kettad ka host-failisüsteemist kustutada, VirtualBoxi salvestusseadmete halduri alt remove.

Pilvevarundus TÜ Nextcloudiga (eelmise nimega OwnCloud)

Pilvevarundus on üks töökindlamaid variante oluliste andmete varundamiseks. Pilvevarundus on ka mugav variant erinevates arvutites kasutatavaid andmeid hoiustada nii, et igas arvutis oleks pidevalt saadaval uusim versioon.

Ilmselt olete te varem kokku puutunud mõne tuntuma pilvevarunduse süsteemiga, näiteks Dropbox, Google Drive või Onedrive. Nende puhul on tegemist teenustega, mille serverid võivad asuda teistsuguse seadusandlusega riikides, tõstatades rohkelt küsimusi andmete puutumatuse ja privaatsuse kohta. Alternatiivina pakub TÜ oma tudengitele ja töötajatele OwnCloud platvormil põhinevat pilveteenust, mille andmeid hoitakse TÜ serverites. TÜ Nextcloudi üheks eeliseks on failide ja kaustade mugav jagamine kasutajate vahel. See muudab rühmatöö mugavamaks ja võimaldab kodutööde või praktikumide tulemusena esitada ka suuremaid andmehulki.

Nextcloud varundamine Windows 10-s

1. Avage Nextcloud seadistamise juhend Arvutiabi wiki lehel.
2. Juhendile tuginedes paigaldage ja seadistage Nextcloud klientprogramm. Ouline on määrata paigaldatavaks ka Windowsi integratsioon.
   • Kahjuks Nextcloud Windowsi rakenduse viimaste versioonide Windows Exploreriga integreerimine eriti ei tööta.
   • PS! Juhul kui teil on Nextcloudis palju faile siis valige sünkroniseerimsieks ainult mõned.
3. Peale paigaldamist tekitage oma Nextcloud kausta alam-kaust nimega Operatsioonisüsteemid_2019 ja fail nextcloud_test_<eesnimi>.txt.
4. Faili sisuks kirjutage oma ees- ja perekonnanimi ning TÜ meiliaadress.
5. Minge aadressile https://owncloud.ut.ee/owncloud ja leidke üles eelnevalt Windowsis loodud fail.
6. Määrake fail ühiskasutusse (Sharing) oma praktikumi juhendajaga.
   • Selleks peate teadma ainult jagatava isiku nime.
7. Tehke ekraanipilt sünkroniseeritud kaustast Operatsioonisüsteemid_2019 ja failist nextcloud_test_<eesnimi>.txt nextcloud veebiliideses nii et näha oleks faili nimi, faili sisu (üleval paremas nurgas) ja jagamine õppejõuga.

Nextcloud varundamine Ubuntus

1. Eelnevale tuginedes paigaldage ja seadistage Nextcloud klientprogramm ka Ubuntus. Ubuntus on Nextcloud paigaldamiseks kaks varianti. Meie kasutame käsurealt paigaldamist, mis võimaldab rakendust ka sisselogimisel automaatselt käivitada. Paigaldusjuhend asub siin. Ubuntus toimib Nextcloud klientprogramm ka ilma paigalduseta, kasutades Nextcloud kodulehelt alla laetavat AppImage pakki. AppImage pakis on olemas kõik programmi toimimiseks vajalikud komponendid ning selle käivitamine toimub sarnaselt Linuxi failiõiguste praktikumis käsitletud skriptifailidele. Niimoodi kasutamise puhul tuleb automaatkäivitus käsitsi seadistada, mistõttu praegu seda varianti ei kasuta.
2. Peale paigaldamist avage oma Nextcloud kaust ning oodake, kuni failid sünkroniseeruvad.
3. Avage nextcloud_test_<eesnimi> fail ning paremklõpsuga ka faili Properties aken.
4. Lisage vikilehele ekraanivaade, kus näha faili sisu ja Properties akna sisu (vaadake allpool olevat näidist).

Microsoft OneDrive

Microsoft Office365 kasutajale on vaikimis lubatud kasutada kuni 1TB (1000 GB) Onedrive pilvemahtu (varundust). Lisainfo Office 365 kasutamise kohta Ülikoolis leiate TÜ IT osakonna kodulehelt: https://wiki.ut.ee/display/AA/Microsoft+Office+365+Education Windowsis soovitame kasutada Microsoft ametlikku OneDrive klienti ja Linuxis rclone nimelist tarkvara https://www.linuxuprising.com/2018/07/how-to-mount-onedrive-in-linux-using.html . Microsoft Office 365 Home (soovituslik hind: 99 EUR https://onedrive.live.com/about/et-ee/plans/) võimaldab kuni 6 erinevat kasutajat liita ühe tellimusega ning täiendavaid soodustusi (TÜ e-maili soodustus näiteks 30%). Seega on Microsoft Office 365 lepinguga kaasnev Onedrive üks soodsamaid pilve-varundusi sest, et ühe kasutaja ühe kuu hind on ainult 1 EUR (kasutades litsentsi võimalusi maksimaalselt).

OneDrive kasutamise harjutused Windows ja Linux keskkonnas on vabatahtlikud ja seega vastavaid lahendusi sooritama ega esitama ei pea.

Tulemus

Teie viki lehel peavad olema vastused järgmistele ülesannetele.

1. Windows RAID 1 ülesandes 5 tehtud ekraanipildid.
   • Käivitage Windows 10 kettahalduse tööriist (disk management) ning tehke ekraanipilt tervest ja katkisest (nurjunud liiasus) kettast.
2. Linux RAID 1 ülesandes 5 tehtud ekraanipidid.
   • (Lisage vikilehele ekraanipildid käskude lsblk ja cat /proc/mdstat väljunditest.)
3. Linux RAID 1 ülesandes 10 tehtud ekraanipildid.
   • (Lisage vikilehele ekraanipildid käskude lsblk ja cat /proc/mdstat väljunditest.)
4. Nextcloud ülesandes tehtud ekraanipildid (2tk: Windows ja Ubuntu mõlemad)
   • (Lisage oma vikilehele ekraanipildid Nextcloud ülesandest nii Windowsi kui Ubuntu all)

Kui teil viki lehekülg valmis on, siis lisage meile kommentaar (koos mingi tühja failiga).

8. Praktikum 8 - Andmete dubleerimine

(Tähtaeg 2 nädalat)