source/hardware.txt

   1 ========================
   2 Hardware
   3 ========================
   4 Integrazione all'hardware
   5 -----------------------------
   6
   7   :Author: Andrea Manni
   8   :Copyright: GFDL
   9   :Version: 1.1
  10
  11 .. contents:: Indice degli argomenti
  12
  13 Generato con: http://docutils.sourceforge.net/rst.html
  14
  15 *Nota*: si consiglia la lettura di: http://medialab.freaknet.org/sag/node29.html
  16
  17 Partizioni
  18 ===================
  19
  20 Ci sono 3 tipi di partizioni:
  21
  22    * 4 partizioni primarie
  23
  24     * 1 puo' diventare estesa
  25
  26      * la partizione estesa puo' contenere molte partizioni logiche
  27
  28
  29 Le partizioni vengono *sicuramente* lette al momento del *Boot* dal BIOS della scheda madre (all'accensione del sistema, quando si aziona il tasto ``power`` per accendere il computer), quindi potrebbe essere necessario riavviare la macchina per poter vedere cambiamenti alla tabella delle partizioni.
  30
  31 La tabella delle partizioni risiede nei primi ~400b del disco rigido, quindi nel primo settore che chiamiamo *Master Boot Record* (MBR, primi 512 byte del supporto) nel quale e' generalmente contenuto anche un boot loader o un boot manager nel caso di sistemi operativi multipli ospitati sullo stesso supporto di storaggio.
  32
  33 =============  ======================
  34     Bytes                Contenuto
  35 =============  ======================
  36 446 bytes        codice boot
  37  64 bytes        tabella partizioni
  38   2 bytes        "magic number 55AA"
  39 =============  ======================
  40
  41
  42 Per conoscere le partizioni attualmente visibili dal Kernel in esecuzione:
  43
  44     ``$ cat /proc/partitions``
  45
  46 Gestione dell'MBR
  47 ===================
  48
  49 I dati contenuti nell'MBR sono quindi di fondamentale importanza per il sistema, dato che se questi non sono correttamente disponibili diventa impossibile accedere ai block device (e quindi ai file system e ai dati) ed eventualmente far partire il sistema (boot loader o boot manager).
  50
  51 E' quindi importante tenere una copia di questi dati in caso di bisogno. Il metodo piu' semplice e' l'utilizzo del comando ``dd``, per copiare / riprodurre il solo schema di partizionamento (ad esempio per un sistema in RAID) si puo' usare anche ``sfdisk`` .
  52
  53   * Per modificare le partizioni si usi ``# cfdisk /dev/nome_del_device``
  54
  55    -    ``# cfdisk /dev/hda``
  56
  57   * Per fare una copia del contenuto dell'MBR:
  58
  59    -    ``# dd if=/dev/hdX of=/path/MBR-backup bs=512 count=1``
  60
  61   * Per ripristinarlo:
  62
  63    -    ``# dd if=/path/MBR-backup of=/dev/hdX bs=512 count=1``
  64
  65   * Per salvare solo la tabella delle partizioni:
  66
  67    -    ``# dd if=/dev/hdX of=/path/backup-partition-table bs=1 count=66 skip 466``
  68
  69   * Per ripristinare la tabella delle partizioni:
  70
  71    -    ``# dd if=/path/backup-partition-table of=/dev/hdX bs=1 count=66 skip 466``
  72
  73   * Per **cancellare completamente** tutto l'MBR:
  74
  75    -    ``# dd if=/dev/zero of=/dev/hdX bs=512 count=1``
  76
  77
  78 -----------
  79
  80 Nomenclatura dei device
  81 =========================
  82
  83 Nei sistemi GNU/Linux la nomenclatura usata per individuare i device e le relative partizioni e' strutturata, a differenza di sistemi operativi come Windows in cui i  block device vengono associati a lettere piu' o meno casuali come ``C: D: E:`` in base al momento in cui questi vengono resi disponibili al sistema (cosa che non permette di prevedere facilmente dove trovarli).
  84
  85 Tutti i device fisici sono raggiungibili nella cartella ``/dev``.
  86
  87 Per i device di tipo EIDE / Parallel ATA su una scheda madre con due connettori si avra' a disposizione:
  88
  89 Primary controller:
  90         * Primary Master: ``/dev/hda``
  91         * Primary Slave: ``/dev/hdb``
  92
  93
  94 Secondary controller:
  95         * Secondary Master: ``/dev/hdc``
  96         * Secondary Slave: ``/dev/hdd``
  97
  98 Si noti la progressione alfabetica delle lettere: ``hda`` e' il primo device, ``hdb`` il secondo e cosi' via.
  99
 100 Al nome del device segue il numero della partizione, es:
 101
 102         * /dev/hda1 :   prima partizione  (Primary master EIDE)
 103
 104         * /dev/hda2 :   seconda partizione (Primary master EIDE)
 105
 106         * /dev/hda3 :   terza partizione (Primary master EIDE)
 107
 108         * ecc.
 109
 110 In uno schema *tipico* di partizionamento, nel quale si prevedono tre partizioni primarie, una estesa e alcune logiche, si avra' uno schema del tipo:
 111
 112
 113         * /dev/hda1 :   prima partizione primaria (Primary master EIDE)
 114
 115         * /dev/hda2 :   seconda partizione primaria (Primary master EIDE)
 116
 117         * /dev/hda3 :   terza partizione primaria (Primary master EIDE)
 118
 119         * /dev/hda5 :   prima partizione logica (Primary master EIDE)
 120
 121         * /dev/hda6 :   seconda partizione logica (Primary master EIDE)
 122
 123         * /dev/hda7 :   terza partizione logica (Primary master EIDE)
 124
 125         * Seguono le altre eventuali partizioni logiche
 126
 127 Si consiglia caldamente di seguire questo schema, creando la partizione estesa nell'ultima primaria disponibile (la quarta, che per questo non compare nello schema precedente).
 128
 129 Si tenga presente che alcuni sistemi operativi come Windows o \*BSD possono non gradire di essere collocati su partizioni logiche: si consiglia quindi di preservare le partizioni primarie per questi, eventualmente lasciando dello spazio non allocato prima della creazione delle partizioni logiche nel caso si voglia avere la possibilita' in futuro di poter installare questi sistemi. Gnu/Linux non ha nessun problema a partire da una partizione logica, mettete tranquillamente i vostri sistemi da ``/dev/device5`` in poi.
 130
 131
 132 I filesystem
 133 ===============
 134
 135 Il file system e' una struttura logica che ci permette di individuare i diversi file. Sostanzialmente e' un'insieme di meta dati che caratterizzano i singoli file piu' quanto necessario per poterli gestire.
 136
 137 Alcuni esempi: e' il filesytem a poter caratterizzare i file con propietari, gruppi, permessi (lettura, scrittura, esecuzione), data di creazione e cosi' via. Alcuni filesytem permettono certe funzionalita', altri (sopratutto quelli piu' datati)
 138 sono piu' *rudimentali*.
 139
 140 Tipicamente i filesystem sono strutturati secondo un modello gerarchico basato su *files e cartelle*: quindi per poter identificare un file ci serve il suo *nome proprio* piu' il suo *percorso* nella struttura del filesystem. Il progressivo aumento del numero dei files sta cominciando a far sentire i limiti di questo modello.
 141
 142 Con l'aumentare delle informazioni tendono ad essere piu' efficaci modelli relazionali, che permettono di interagire coi file in modo simile a un database. Ad esempio pensiamo alle librerie che contengono centinaia di migliaia di brani musicali MP3, oppure migliaia di fotografie: cercare di gestirli tramite nome del file e cartelle diventa poco pratico. Meglio raggrupparli per autore, data, album o quant'altro si adatti alla loro natura e al loro utilizzo.
 143
 144 -------------------------------
 145
 146 Dopo aver definito un *block device* (ad esempio avendo fatto una partizione) per poterlo usare occorre creare una struttura logica su di esso: il **file system**.
 147
 148 Per creare un file system di tipo ext3 si puo' usare un comando del tipo:
 149
 150         ``# mkfs.ext3 /dev/nome_del_device``
 151
 152 **Attenzione**: creare un nuovo filesytem su un device che gia' ne contiene uno rende non raggiungibili i file precedentemente esistenti. Sostanzialmente potete vedere la creazione del FS come *la formattazione* alla *windows*.
 153
 154 ----------------
 155
 156 Partizioni, nomenclatura linux, ridimeensionamente, frammentazione.
 157
 158 Case
 159 =======
 160
 161 Antec:  http://www.antec.com/ec/it/pro_enclosures.php
 162
 163         * tower
 164
 165           - middle tower
 166
 167           - full tower
 168
 169         * desktop
 170         * rack per i server: http://www.antec.com/productImage.php?ProdID=03207&SetZone=en
 171
 172         * mini: es http://gizmodo.com/gadgets/images/mini_itx.jpg
 173
 174 Alimentatori
 175 ============
 176 Voltaggi: da 60W -> ~1000. Tipicamente 400W.
 177 Si sceglie il voltaggio in base ai consumi, in particolare al giorno d'oggi le schede video (che possono consumare ~200w l'una).
 178
 179 Caratteristiche:
 180         * ha una ventola di raffreddamento: quindi fa rumore e la ventola si puo' rompere col tempo.
 181
 182         * Sovraccarichi di tensione possono causare la rottura dell'alimentatore e qualunque altra cosa ad esso connessa. Utile usare un UPS / stabilizzatore di corrente priuma dell'alimentatore. Questo vale anche per la scheda di rete / modem / RJ11.
 183
 184 link a esemplari in vendita: http://www.eprice.it/default.aspx?cat3=497&des=Alimentatori
 185
 186 Un buon alimentatore da PC cosata corca ~80 per 400W.
 187 Non si deve risparmiare su gli alimentatori.
 188
 189 Per un server se ne deve sempre avere uno di scorta disponibile, o alimentazione ridondante.
 190
 191 Link: http://it.wikipedia.org/wiki/Alimentatore#Alimentatori_Ridondanti
 192
 193
 194 Schede madri
 195 =============
 196
 197 http://it.wikipedia.org/wiki/Scheda_madre
 198 ==============================================
 199 ATX sono sempre in presa
 200
 201
 202
 203 Processori:
 204 ================
 205
 206 http://it.wikipedia.org/wiki/CPU
 207
 208 Multi core
 209
 210 Hyperthreading
 211         http://it.wikipedia.org/wiki/Hyper-Threading
 212
 213 Architetture
 214 -------------
 215
 216 Ci sono tante architetture e **non** sono compatibili tra di loro. Il codice oggetto e' diverso per CPU diverse.
 217
 218 Le vostre macchine sono generalmente della famiglia x86: tipicamnete dei i686. La maggior parte del codice viene comunque compilata per i386, ma sui sistemi piu' recenti si puo' comunque utilizzare le *librerie C ottimizzate* per i686.
 219
 220 Controllate se nel vopstro sistema sono presenti:
 221         ``dpkg -l | grep libc6-i686``
 222
 223 Se non sono presenti e siente su un 686 installatele!
 224
 225 Sulle vostre macchine gira quindi software:
 226         * i386 : normali pc
 227
 228         * amd64 : i nuovi processori a 64 bit
 229
 230
 231 http://it.wikipedia.org/wiki/Microprocessore
 232
 233 Link: http://en.wikipedia.org/wiki/X86
 234
 235 Elenco dei processori AMD:
 236         - http://it.wikipedia.org/wiki/Microprocessori_AMD
 237
 238 Elenco dei processori Intel:
 239         - http://it.wikipedia.org/wiki/Microprocessori_Intel
 240
 241         - http://processorfinder.intel.com/details.aspx?sSpec=SLAPB
 242
 243
 244 Elenco dei processori Intel:
 245         - http://www.via.com.tw/en/products/processors/c7-m/
 246
 247 Elenco dei processori ARM:
 248         * http://it.wikipedia.org/wiki/Architettura_ARM
 249           - Es: Router, NAT, network appliance (fortigate...)
 250
 251           - http://www.cyrius.com/debian/nslu2/
 252
 253 Arm e simili (geode, Xscale, alcuni PPC) sono utilizzati per i sistemi embedded.
 254
 255 IBM Cell/PPC
 256 =============
 257
 258 Link:   http://it.wikipedia.org/wiki/Cell_(processore)
 259
 260 Embedded / NAS
 261 ===============
 262
 263 Devices a basse prestazioni per usi dedicati e altamente specializzati.
 264
 265         * http://www.cappuccinopc.com/star-466.asp
 266
 267         * http://www.kurobox.com/
 268
 269         * http://www.linutop.com/linutop2/shop/
 270
 271         * http://www.soekris.com/
 272
 273         * Meno testati: http://www.eprice.it/default.aspx?sku=1864201
 274
 275         * http://www.onehardware.it/05/06/2008/asus-eee-box-specifiche-e-prezzi/
 276
 277
 278
 279 RAM
 280 ========
 281
 282 http://it.wikipedia.org/wiki/Immagine:RAM_n.jpg
 283
 284
 285
 286 Velocita' accesso dati supporti di storaggio
 287 ===============================================
 288
 289 Tenere conto di:
 290         * velocita' teorica dei bus di conssione, es ATA / PCI
 291
 292         * velocita' potenziale dell'hd: 7200rpm = ~45MB
 293
 294         * caratteristiche del FS (ottimizzazione per dimesioni file)
 295
 296         * numero di file e cartelle, e "vecchiaia" del FS
 297
 298
 299 Bus per HD
 300 -------------
 301
 302         * PATA = Parallel ATA (vecchio)
 303           - http://it.wikipedia.org/wiki/PATA
 304
 305
 306         * SATA = Seral ATA (piu' moderno)
 307           - http://it.wikipedia.org/wiki/SATA
 308
 309         * SCSI = Small Computer System Interface
 310           - http://it.wikipedia.org/wiki/SCSI
 311
 312
 313 RAID
 314 ==========
 315
 316  * http://www.acnc.com/raid.html
 317
 318  * http://it.wikipedia.org/wiki/RAID
 319
 320 Gli hard disk hanno dei limiti fisici: dati dalle loro dimensioni finite.
 321         Pianificare le rrisorse di storaggio,
 322
 323 Gli hard disks hanno la tendenza a rompersi.
 324
 325 La velocita' degli hard disks influenza molto le prestazioni del sistema.
 326
 327 Spare Disk:
 328         Uno spare e' un hd che si lascia inattivo, in caso di rottura di uno degli elementi del'array questo viene attivato e ne pronde automaticcamente il posto.
 329
 330 RAID1: Mirror
 331 --------------
 332
 333 Piu' hard disk vengono messi in mirror, per creare ridondanza.
 334
 335 Caratteristiche: Modello ipotetico con hd da s=100GB con velocita' v=40MB/s
 336         1. C'e' ridondanza dei dati: se si rompe un supporto il sistema continua a lavorare.
 337
 338         2. Dimensioni: si perde meta' della capacita' di storaggio.
 339                 Per 2hd si ha:
 340                         raid size= (s+s)/2 = 100
 341
 342         3. Prestazioni:
 343
 344           3.1 Lettura:  Non ci dovrebbero essere cambiamenti:
 345                 raid read speed = v * (numero array -1) = 120MB/s (3 hd in stripe + 1 per la parita')
 346
 347           3.2 Scrittura: si scrive molto velocemente sulla *parte in stripe*, ma ad ogni scrittura si deve calcolare la parita' e scriverla sul supporto dedicato, che diventa il collo di bottiglia dell'intero array.
 348                 - raid read speed = dipende dell'hd della parita' = 40 MB/s
 349
 350
 351 RAID0: Stripe
 352 --------------
 353
 354 Piu' hard disk vengono messi in *sequenza*, per aumentare prestazioni e dimensioni massime.
 355
 356 Caratteristiche: Modello ipotetico con hd da s=100GB con velocita' v=40MB/s
 357         1. Non C'e' ridondanza dei dati: se si rompe un supporto perdo tutto l'array. Non va' quindi usato per dati *importanti*, ma per dati che si possono facilmente rimpiazzare (es: una chache proxy. un mirror di qualcosa, file temnporanei per la compilazione...).
 358
 359         2. Dimensioni: si sommano le capacita' di storaggio.
 360
 361                 - Per 2hd si ha:
 362                         - raid size= s+s = 200
 363                         - nota: s sta per la dimesione del membro piu' piccolo dell'ARRAY.
 364                         - disk1 300GB + disk2 150GB = RAID0 300GB
 365
 366         3. Prestazioni:
 367
 368           3.1 Lettura:  Dovrebbero aumentare
 369                  - raid read speed = v * numero membri array = 80MB/s
 370
 371           3.2 Scrittura: teoricamente bisogna scrivere il doppio dei dati: le prestazioni in scrittura dimezzano.
 372
 373                         - raid read speed = v * numer dei membri dell'array= 80 MB/s
 374
 375 Note:
 376         Si usa per aumentare la velocita' e per ottenere blok device di grosse dimensioni, ma e' *pericoloso* per quanto riguarda la disponibilita' dei dati.
 377
 378
 379 RAID4:
 380 --------------
 381
 382 http://www.acnc.com/04_01_05.html
 383
 384 Piu' hard disk vengono messi in stripe con un elemto dedicato alla parita'.
 385
 386 Parita:
 387
 388 ======== ======= ======= ========
 389    disk0   disk1   disk2   disk3
 390 -------- ------- ------- --------
 391   stripe  stripe  stripe  parita'
 392 -------- ------- ------- --------
 393     0      0        1       1
 394     1      0        1       0
 395     1      1        1       1
 396     0      0        0       0
 397     1      1        0       0
 398 ======== ======= ======= ========
 399
 400
 401 Se si rompe un HD: si puo' riapplicare l'algoritmo usato per calcolare la parita' per ri-ottenere i valori persi.
 402
 403 ======== ======= ======= ========
 404    disk0   disk1   disk2   disk3
 405 -------- ------- ------- --------
 406   stripe  stripe  stripe  parita'
 407 -------- ------- ------- --------
 408     0      x        1       1
 409     1      x        1       0
 410     1      x        1       1
 411     0      x        0       0
 412     1      x        0       0
 413 ======== ======= ======= ========
 414
 415 Nota: e' fondamentale avere uno spare disk diponibile: perche' in caso di rottura di due elementi perdo l'intero array senza avere possibilita' di recupero. I raid 4 0 5 tendono ad essere molto grandi, quindi il danno interesserebbe molti dati.
 416
 417 Caratteristiche: Modello ipotetico con hd da s=100GB con velocita' v=40MB/s
 418         1. C'e' ridondanza dei dati: se si rompe un supporto il sistema continua a lavorare. E' fondamental;e avere uno spare disk sempre disponibile, meglio se piu' di uno.
 419
 420         2. Dimensioni: si perde la capacita' di storaggio usata per ospitare la parita'.
 421
 422                 - Per 2hd si ha:
 423
 424                 - raid size= somma (numero mebri array -1) = 450
 425
 426         3. Prestazioni: tipicamente aumentano, ma varia in base alla modalita' di gestione del RAID: se sia hardware o software.
 427
 428           3.1 Lettura:  Dovrebbero aumentare drasticamente come per uno stripe
 429                 raid read speed = v = 40MB/s
 430
 431           3.2 Scrittura: teoricamente bisogna scrivere il doppio dei dati: le prestazioni in scrittura dimezzano.
 432
 433                 - raid read speed = v/2 = 20 MB/s
 434
 435 Note:
 436         La velocita' di lettura puo' aumentare: migliora notevolmente il *seek time* dato che il kernel o il controller raid puo' scegliere di leggere i dati dal'HD in cui la testina e' piu' vicina ai dati.
 437
 438         Inserendo uno *spare disk* si puo' aumentare ulteriormente la cap[acita' dell'array di sopravvivere a un guarsto fisico.
 439
 440 RAID5
 441 ------
 442
 443 http://www.acnc.com/04_01_05.html
 444
 445 Il RAID5 e' un RAID4 in cui la parita' e distruibuita su tutti i membri dell'array.
 446
 447
 448 Mnitors
 449 =========
 450
 451 http://it.wikipedia.org/wiki/Monitor_(video)
 452
 453 http://it.wikipedia.org/wiki/HDCP
 454
 455 --------------------
 456
 457 TODO ridimensionamento, frammentazione, raid LVM
 458