Введение в FreeBSD для пользователей Linux. Операционные системы на основе NetBSD. Порты и пакеты

17.05.2019

В топике набег линуксоидов:-) ХЗ, те, кто жалуется на какие-то проблемы на фре -- просто не умеют её готовить. Банально, да? :-) На трёх моих последних местах работы фря использовалась по полной. И на текущем месте работы выносим с линукса всё, что можно, и оставляем только то, что нельзя -- как правило, сильно специфичный софт, разработанный только под линукс. Всё остальное -- PPPoE-сервера, веб, почта, мониторинг, вспомогательные сервера, файловые сервера -- всё крутится на фре. Никаких проблем, что характерно, при этом мы не испытываем.

Я не знаю, какие там технологии используют ораторы выше, которые они не могут использовать на фре, но никаких принципиальных ограничений именно FreeBSD как платформы, я не встречал.

Есть проблемы конкретных продуктов на фре -- это да. Про битрикс не скажу, но производительность самбы на линуксе выше, чем на фре. Но это проблема не системы, а скорее самой самбы, разработчики которой не захотели разбираться с проблемами самбы на фре.

В целом фря -- достаточно хорошая система, и гораздо более логично устроенная внутри, нежели многие дистрибутивы линукса. Есть сценарии, которые линукс может реализовать, а фря -- нет. Но также есть и обратные сценарии. Так что нет тут нет универсального рецепта.

Любые "универсальные" сервисы на фре работают нормально. Про проблемы с пакетными менеджерами -- это трэш, линуксоиды всё врут:-) Они сильно отстали от жизни, особых проблем с пакетными менеджерами давно уже нет. Отдельно доставили сказки про то, что если ты собираешь софт из портов, то потом с пакетами у тебя будут проблемы:-)

ZFS на линуксе сильно отстаёт по функционалу от ZFS на фре. В ZFS-on-linux только в прошлом релизе был добавлен алгоритм сжатия lz4, что на фре есть уже больше двух лет. Недавно была добавлена поддержка ACL, что опять-таки, фря умеет уже давно.

Короче, примеров можно привести миллион, но вывод довольно простой -- не надо верить заявлениям, что "инструмент XXX -- это фу-фу-фу, а инструмент YYY -- это ого-го". У любого из них есть свои плюсы и минусы, просто нужно их знать, и использовать подходящий инструмент. Если вы планируете настраивать сервера "в корпорации" или для задач провайдера связи, или просто свой сайтик в интернет выложить -- и фря, и линукс эти задачи решит отлично. Если будете делать какую-то хранилку, под виртуализацию, например -- я бы использовал фрю. Если же у вас план делать крупный высоконагруженный web-проект -- возможно, тут линукс подойдёт лучше.

Я, как бывший корпоративный админ, а ныне админ интернет- и сервис-провайдера, никаких проблем с фрёй в своей работе не испытываю.

Если вы окончательно решили отдать предпочтение UNIX, а не Windows, Мас OS или другой системе, то встает следующий вопрос какую разновидность UNIX выбрать? FreeBSD -- один из нескольких доступных вариантов, и нужно понимать, чем эта система отличается от других аналогичных систем. Во многих случаях любая UNIX-система вполне подходит для решения поставленных задач, но бывают ситуации, когда FreeBSD лучше (или хуже) справляется с конкретной задачей.

Как правило, в различных UNIX-системах используется одно и то же программное обеспечение. Например, во всех системах работают популярные серверы sendmail и Apache, а также Х Window System. Ниже перечислено то, что действительно отличает UNIX-системы друг от друга.

Ядро. Ядро -- это программный компонент, составляющий основу операционной системы. Оно служит интерфейсом между пользовательскими программами и аппаратными устройствами компьютера, управляет файлами и процессами и выполняет ряд других низкоуровневых задач. Таким образом, ядро обеспечивает стабильность операционной системы и определяет ее характеристики, например перечень поддерживаемых аппаратных устройств (некоторые устройства обслуживаются внешними драйверами).

Аппаратная поддержка. UNIX-системы работают не только на платформе х86. Производительность процессоров х86 ставит их на нижнюю ступень, по крайней мере в семействе процессоров универсального назначения. Некоторые UNIX-системы ориентированы на суперкомпьютеры, и обычные операционные системы, такие как FreeBSD, не могут с ними конкурировать. Поддержка конкретных аппаратных устройств (модемов, сетевых и звуковых плат и т.д.) зависит от ядра и вспомогательных программ.

Стратегия распространения. Некоторые разновидности UNIX распространяются как коммерческие продукты, но в основном они представляют собой системы с открытым исходным кодом. Это означает, что любой желающий может получить исходный код системы, модифицировать его и распространить дальше. Системы с открытым исходным кодом значительно дешевле в эксплуатации, чем их коммерческие аналоги. Впрочем, в 1990-е годы коммерческие разновидности UNIX упали в цене, а некоторые из них даже стали бесплатными для определенного круга применений.

Стандартный набор и конфигурация программного обеспечения. UNIX существует уже около трех десятилетий, и за это время появилось множество версий популярных утилит, конфигурируемых самыми разными способами. В каждой UNIX-системе свой набор стандартных программ. В одних системах используются конфигурационные сценарии BSD-типа, в других -- сценарии System V. Наиболее распространенным почтовым сервером является программа sendmail, но в некоторых системах работают другие серверы. Подобные различия определяют уникальность каждой операционной системы семейства UNIX. Если сравнивать UNIX и, скажем, Windows, то эти различия несущественны, но в то же время их более чем достаточно для того, чтобы при переходе из одной UNIX-системы в другую приходилось покупать справочное руководство.

Ядро FreeBSD является производным от открытой реализации исходного ядра AT&T UNIX. Изначально система предназначалась для процессоров семейства Intel х86, но впоследствии стала поддерживать родственные семейства процессоров компаний AMD, VIA (Cyrix), Transmeta и других (большей частью не существующих сегодня). Ведутся работы по переносу системы на другие процессоры, например Alpha, но они еще далеки от завершения.

Ядро FreeBSD отличается монолитностью, т.е. имеет единую логическую структуру. Вспомогательные компоненты, например драйверы файловой системы, помещаются в так называемое пространство ядра и потому могут контролировать аппаратные компоненты и структуры данных ядра. В некоторых разновидностях UNIX применяется иная модель, называемая микроядром. В такой схеме ядро имеет меньший размер и взаимодействует с внешними компонентами, реализующими традиционные функции ядра, в частности доступ к файловой системе. У каждого подхода есть свои сторонники.

FreeBSD -- это операционная система с открытым исходным кодом. Большинство ее компонентов распространяется на условиях лицензии BSD . Эта лицензия разрешает модификацию и последующее распространение исходного кода на тех условиях, которые выберет разработчик. Теоретически это означает, что кто угодно может модифицировать код системы и продать его как коммерческий продукт. Другой популярной лицензией для систем с открытым исходным кодом является GPL (GNU General Public License). Она требует, чтобы любые модификации распространялись с соблюдением исходных требований GPL. Такую лицензию имеет ядро Linux, и отсюда проистекают многие различия между FreeBSD и Linux. Во FreeBSD используются программные компоненты, имеющие лицензию BSD, а в Linux больше GPL-компонентов. Это не влияет напрямую на работу операционной системы, но многие утилиты существуют в разных вариантах в зависимости от типа лицензии.

Некоторые разновидности UNIX патентованы. Например, системы Solaris компании Sun и AIX компании IBM являются коммерческими системами. Иногда их можно использовать бесплатно, как в случае Solaris для платформы х86, но чаще всего за лицензию коммерческой версии UNIX приходится платить. Различия между открытыми и коммерческими системами лежат в основном в концептуальной и экономической плоскостях. С функциональной точки зрения FreeBSD во многом эквивалентна своим коммерческим аналогам.

Коммерческие и открытые системы часто совместимы. Программы, имеющие открытый исходный код, можно запускать в коммерческой операционной системе, и наоборот: коммерческие программы можно запускать в открытой ОС. Тем не менее большинство программ FreeBSD имеет открытую лицензию.

Помимо FreeBSD широко распространены следующие разновидности UNIX.

NetBSD. Это одна из трех операционных систем, производных от 386/BSD. Две другие -- FreeBSD и OpenBSD. NetBSD отличается от FreeBSD тем, что перенесена на большее число процессоров. Принципы их лицензирования и общая структура весьма схожи, но FreeBSD остается более популярной, так как активнее рекламируется и чуть проще в инсталляции и применении.

ОрепBSD. Эта система славится своей безопасностью. Ее разработчики потратили немало усилий на то, чтобы создать систему, которую не так просто взломать. Как и NetBSD, OpenBSD схожа с FreeBSD по конфигурации, принципам лицензирования и доступному программному обеспечению.

Linux. Linux можно считать отдельным семейством операционных систем с открытым исходным кодом. С технической точки зрения Linux -- это лишь ядро; в дистрибутив Linux входят ядро и пакеты программ, составляющие операционную систему. По общим принципам конфигурирования и составу программных средств FreeBSD больше отличается от Linux, чем от NetBSD и OpenBSD. Стоит обратить внимание на то, что пользователи, не знакомые с UNIX, иногда считают FreeBSD дистрибутивом Linux. Это не так. FreeBSD не использует ядро Linux и отличается множеством конфигурационных нюансов. FreeBSD следует считать производной от дистрибутива BSD (Berkeley Software Distribution), тогда как Linux является свободно распространяемой, полностью переработанной реализацией UNIX, гораздо слабее связанной с ранними версиями BSD и AT&T UNIX.

Solaris. Это коммерческая разновидность UNIX, выпущенная компанией Sun и используемая в основном на ее серверных платформах. Серверы Sun, работающие на процессорах SPARC, являются конкурентами высокопроизводительных систем на базе процессоров х86 старших моделей. Операционная система Solaris может работать и на платформе х86, однако набор ее драйверов меньше, чем у FreeBSD. Система Solaris удобна для разработчиков, которые пишут программы для компьютеров Sun. В остальных случаях более предпочтительным выбором для персональных компьютеров являются FreeBSD и Linux.

AIX. Это коммерческая разновидность UNIX, выпущенная компанией IBM для своего специализированного оборудования. Подобно системам компании Sun, AIX нацелена на верхний сегмент рынка серверов, поэтому мало конкурирует с FreeBSD.

IRIX. Большинство рабочих станций Silicon Graphics работает под управлением IRIX -- коммерческой разновидности UNIX. Ранее основным достоинством этих систем была оптимизированная обработка высококачественной графики, с их помощью создавались спецэффекты для кинофильмов. Сегодня в этот сегмент рынка активно вторгаются недорогие компьютеры на базе процессоров х86, но позиции Silicon Graphics и IRIX все еще сильны.

В целом основными конкурентами FreeBSD являются другие BSD-системы и Linux. FreeBSD популярнее своих "родственников" на платформе х86, поэтому активнее поддерживается сторонними разработчиками. Эта система разрабатывалась с акцентом на простоту инсталляции и администрирования; здесь она опережает NetBSD и OpenBSD. Достоинством OpenBSD является улучшенная безопасность, а NetBSD поддерживает не только процессоры х86. Что касается Linux, то у нее больше отличий в плане аппаратной и программной поддержки и ее лицензирование основывается на несколько иных принципах. Для новичков, которым требуется UNIX-система универсального назначения с открытым исходным кодом, FreeBSD и Linux подойдут в одинаковой степени. Но Linux развивается гораздо хаотичнее, и различия между ее многочисленными дистрибутивами часто сбивают с толку неопытных пользователей.

FreeBSD вряд ли можно считать конкурентом коммерческих разновидностей UNIX, ориентированных на компьютеры, которые превосходят по производительности системы на базе процессоров х86. Если в организации используются высокопроизводительные серверы Sun, IBM или SGI в сочетании с недорогими персональными компьютерами, то на последних можно установить FreeBSD, поскольку процедуры администрирования FreeBSD и коммерческих разновидностей UNIX во многом схожи. Иногда системы х86 старших моделей напрямую конкурируют с системами Sun, IBM и SGI младших моделей. Достоинством первых является низкая цена, но для них сложнее заключать контракты на сервисное обслуживание.

Вступление незапланированное

Он пришел с лицом убийцы,
С видом злого кровопийцы,
И сказал, что он мой критик,
И добра желатель мой.
Что ему, мол, стиль мой низкий
Эстетически не близкий.
Я фуфло, а он Белинский,
Весь неистовый такой.

Тимур Шаов,
Разговор с критиком

К сочинению настоящего вступления меня побудило большое количество откликов на первые три статьи этого цикла. Которые можно разделить на положительные и критические. Вот я и решил ответить на все, так сказать, оптом.

С откликами первой группы все понятно: могу только поблагодарить за поддержку. Конечно, все свои сочинения писались в первую очередь ради собственного удовольствия, однако приятно, что еще кому-то интересно их читать.

На голословную критику я ответил бы так: уважаемые господа, если вы полагаете, что разбираетесь в рассматриваемых вопросах лучше меня (во что я готов охотно поверить), почему бы вам не уделить толику времени, проводимого в форумных флеймах, просвещению широких народных масс? И не сочинять бы то, что нужно, и так, как нужно, на соответствующие темы? Желательно русским литературным языком, с минимумом идио-мат-тических выражений. Я же с удовольствием возьму на себя роль внимательного читателя, впитывая всю представленную вами полезную информацию. И критика с позиций русского литературного языка (интуиция мне посказывает, что поводов для оной будет более чем достаточно).

Тем не менее, должен добавить, что очень признателен за всю критику конструктивного характера. На которую надеюсь и впредь.Просто вступление

В настоящей заметке речь пойдет о способе физической организации блоков дискового раздела, обеспечивающем возможность записи, хранения и манипулирования файлами, специфичном для FreBSD вообще и 5-й ее ветки в особенности.

Файловая система FreeBSD принадлежит к Unix-семейству файловых систем и обладает множеством общих для всех них черт. Она носит название UFS, в 5-й ветке используется ее усовершенствованная разновидность UFS2. Для начала рассмотрим общие принципы устройства той и другой, а потом обратимся к рассмотрению особенностей, свойственных UFS2.

Для файловой системы FreeBSD (и вообще BSD-систем, начиная с 4.2BSD) можно встретить и еще одно наименование FFS (Fast File System, обозначение «быстрая» введено в сравнении с файловой системой Unix System V s5). В доступной литературе мне не удалось обнаружить четкой формулировки их взаимоотношения. У меня сложилось впечатление, что FFS это родовое обозначение файловых систем всех операционок BSD-клана (Free-, Net-, OpenBSD и BSDi), тогда как UFS (и UFS2) имя конкретной реализации для FreeBSD. Хотя и в NetBSD ныне (начиная с версии 1.6 и выше) наряду с традиционной FFS может использоваться UFS2. В общем, однозначно осветить этот вопрос затрудняюсь, и потому был бы признателен за разъяснение.

Как уже было выяснено ранее , дисковая партиция это, говоря метафорически, группа смежных цилиндров, разбитых на физические блоки по 512 байт. Партиция, несущая на себе файловую систему UFS, разделяется на три самостоятельные области (от начала группы цилиндров к ее концу) суперблок, индексную таблицу и область данных. Рассмотрение их целесообразно начать с конца списка, то есть с области данных.Блоки данных

Область данных (она занимает подавляющий объем пространства партиции) образована блоками файловой системы. Подобно физическому блоку, блок файловой системы (именуемый также блоком логическим) представляет собой квант информации, доступный за одну операцию чтения/записи, но уже не дисковой головки, а операционной системы. Очевидно, что логический блок не может быть меньше физического (то есть 512 байт), и размер его обязательно кратен целому числу последних.

Понятие логического блока введено для повышения производительности дисковых операций. Не требует доказательства утверждение, что скорость обмена данными квантами по 1 Кбайт будет выше, чем 512-байтными, 2-килобайтными еще быстрее, и так далее. И потому с точки зрения быстродействия файловых операций выгоден максимальный размер логического блока файловой системы.

С другой стороны, увеличение размера логического блока ведет к непроизводительному расходу дискового пространства за счет т.н. внутренней фрагментации данных. Ее не следует путать с внешней фрагментацией, для борьбы с которой на файловых системах FAT-семейства были в свое время мобилизованы всякого рода speeddisk"и с комбатантами: вследствие особенностей алгоритмов управления данными файловые системы Unix-семейства настолько мало подвержены внешней фрагментации, что о преодолении оной вообще практически не говорят.

Внутренняя же фрагментация выражается в том, что данные файлов, размер которых меньше блока файловой системы, все равно занимают его целиком. Также целый блок потребуется и для хранения файловых хвостов, то есть остатков сверх объема, кратного размеру логического блока. Для борьбы с фрагментацией в UFS, пардон за тавтологию, введено понятие фрагмента логической части блока файловой системы, которая может быть записана или считана независимо от остальной его части.

Ясно, что размер фрагмента все равно не может быть меньше физического блока. При этом UFS накладывает на него и встречное ограничение минимальный размер фрагмента определяется в 1/8 логического блока. Другие же возможные значения 1/4 и 1/2 блока файловой системы (очевидно, что выделение фрагмента в размере блока равносильно отказу от фрагментации блока вообще, хотя это, как будто бы, не запрещено).Inodes

Каким образом определяется принадлежность блока данных тому или иному файлу? К помощью индексной таблицы, именуемой также таблицей файловых дескрипторов или таблицей inodes. Она образована некоторым (конечным) количеством записей фиксированной длины (128 Кбайт в UFS, 256 в UFS2), каждая из которых однозначно соответствует одному файлу, как реально существующему, так и только могущему быть созданным.

Такая запись индексной таблицы носит название inode, которое мы и оставим за нею. Ибо все известные мне переводы этого термина, вроде информационных узлов или индексных дескрипторов, выглядят очень коряво. Кроме того, слово «дескриптор» фигурирует еще и в контексте «дескриптор файла», под чем подразумевается идентификатор (уникальный, иначе что же он будет идентифицировать?) файла, используемого неким процессом (что уже к файловым системам не имеет ни малейшего отношения это сфера подсистемы управления процессами). И эти дескрипторы не имеют меж собой ничего общего. Так, inode c идентификатором 2 (а это всегда идентификатор корневого каталога файловой системы) и дескриптор файла с номером 2 (а им для любого процесса будет стандартное устройство вывода сообщений об ошибках, /dev/stderr) ни коим образом друг с другом не соотносятся (хотя об этом почему-то не любят говорить вслух).

Однако я отвлекся вернемся к нашим inodes. Каждый член этой таблицы содержит так называемые метаданные файла. Для реально существующего файла они включают в себя:

уникальный идентификатор inode (и, соответственно, файла, метаданные которого он содержит) это просто счетчик создаваемых файлов в файловой системе);
тип файла это может быть каталог, символическая ссылка, файл устройства, именованный канал или сокет, или же обычный (то есть не относящийся ни к какому из перечисленных типов) файл;
размер файла в байтах;
количество ссылок на файл (к этому вопросу придется вернуться чуть ниже);
адреса логических блоков и их фрагментов, составляющих файл;
число занятых им блоков;
атрибуты файла принадлежности, доступа, времени (и это еще не раз будет предметом подробного рассмотрения).

А вот чего в inode не обнаружить никакими силами так это имени соответствующего ему (или ей? мне почем-то кажется, что inode, вопреки грамматике, женского рода). В любой книжке про Unix не устают повторять (и я не отступлю от этой традиции), что имя файла атрибут не самого файла, а каталога, в который он входит. Поскольку понимание этого потребуется при знакомстве с механизмом Soft Updates в следующей заметке, сделаю маленькое отступление для прояснения вопроса именования файлов во FreeBSD (и вообще в Unix).

При описании содержания таблицы inodes вскользь было упомянуто поле типа файла. Так вот, в Unix все файлы (а все, что в Unix имеется вообще, включая физические устройства, для системы представляется в виде файлов) делятся на две группы каталоги и прочие. Прочие файлы могут служить для различных целей (хранения данных и исполняемых программ, быть символическими ссылками, описывать устройства или средства взаимодействия процессов обо всем этом мы поговорим своевременно или несколько позже). Назначение же каталогов единственное, но оченно важное: быть хранителями имен входящих в них файлов, которым однозначно поставлены в соответствие идентификаторы inodes, хранящих метаданные этих файлов.

То есть имя файла существует только в списке каталога и нигде более в системе. А создание файла это не только заполнение относящейся к нему записи в индексной таблице и заполнение указанных в ней блоков данных, но и внесение записи вида «идентификатор имя_файла» в область данных какого-либо каталога. А каталог, как и любые другие файлы, имеет свои метаданные в таблице inodes и свою область данных. И, в свою очередь, имя его вместе с идентификатором inode входит в каталог более высокого уровня, и так вплоть до корня файловой системы. В поле количества ссылок inode создаваемого файла устанавливается минимально возможное значение, равное единице, поскольку любой файл входит по меньшей мере в один каталог, иначе он просто не будет доступен системе файлы с нулевым количеством ссылок для нее как бы не существуют (и на самом деле их inodes и блоки данных со временем неизбежно будут перезаписаны физически).

На самом деле один и тот же набор данных и метаданных может быть приписан к произвольному количеству каталогов в пределах одной файловой системы и даже фигурировать под разными именами в одном каталоге в этом случае количество ссылок на него будет соответствующим. А вот минимальное количество ссылок на каталог равно двум так как запись о нем существует как в родительском каталоге (..), так и в текущем (. то есть в самом себе). И каждый вложенный подкаталог увеличивает счетчик ссылок каталога на единицу.

Ссылки, с помощью которых связывается имя файла как элемент каталога с его записью в таблице inodes и блоками образующих файл данных, именуются еще жесткими (hardlinks, хорошим русскоязычным эквивалентом было бы слово «связь», но оно как-то не прижилось). Посредством жестких ссылок одному и тому же набору данных или исполняемой программе можно придать произвольное количество имен, которые никто не запрещает включить в один и тот же или разные каталоги. Единственное условие для этого все эти имена-дублеры должны находиться в каталогах единой файловой системы, то есть располагаться на одной дисковой партиции. И в одной из последующих заметок станет ясно, почему.

Забегая несколько вперед, отмечу, что жесткие ссылки нужно отличать от ссылок символических (symlinks, часто говорят просто links почему и резонно было бы сохранит за ними обозначение ссылок, а hardlinks по русски именовать связями). Символические ссылки файлы особого типа, отдаленно сходные с ярлыками в Windows или shadow в OS/2, которые сами по себе никаких данных не содержат, а просто ссылаются на метаданные и данные другого файла (который может локализоваться и за пределами данной файловой системы).

Для файлов несуществующих свободные записи в таблице inodes просто резервируются. А поскольку количество этих записей конечно, именно объем индексной таблицы и определяет, сколько файлов реально может быть создано в данной файловой системе. Исчерпание свободных записей в ней приводит к тому, что, вне зависимости от объема свободного дискового пространства, ни одного нового файла создать не удастся.Суперблок

Однако сведений об объеме индексной таблицы внутри нее не обнаруживается. Ибо место их размещения тот самый суперблок, который идет первым в нашей партиции (вообще-то первым в любой партиции будет загрузочный блок, но реально он занят только в загрузочном же разделе во всех остальных для него просто зарезервировано место). Кроме этого, в суперблоке же записывается размер блока файловой системы и их суммарное количество, число блоков данных, размер блокового фрагмента и их число в блоке, число блоков, реально занятых файлами, объем партиции, перманентно резервируемый как свободный, и еще множество характеристик файловой системы, о которых сейчас говорить неуместно.

На самом деле описанное выше несколько упрощено. Специфика файловых систем BSD-клана заключается в том, что реально дисковая партиция разбивается на части фиксированного объема (зависящего от объема раздела). Это т.н. группы цилиндров, каждая из которых имеет свою копию суперблока (чем обеспечивается устойчивость к механическим повреждениям диска), свой блок группы цилиндров, оную описывающий (в нем, в частности, содержатся карты свободных/занятых inodes и карты свободных/занятых блоков данных), собственную таблицу inodes и область блоков данных. Это имеет целью размещение inodes и относящихся к ним блоков данных максимально близко друг к другу, что, кроме повышения производительности, влечет за собой и сведение к минимуму той самой внешней фрагментации данных, о которой говорилось выше.Практика форматирования

Таким образом, процесс создания файловой системы сводится к а) выделению суперблока и записи общих параметров файловой системы, б) созданию таблицы inodes (в UFS, в отличие от некоторых современных файловых систем для Linux, все inode создаются раз и навсегда, а не выделяются динамически, по мере надобности), и в) разметке блоков в области данных. Из за все это, подобно незабвенной Катерине Матвевне, отвечает одна-единственная программа, именуемая незамысловато newfs.

Команда newfs требует единственного аргумента имени файла форматируемой партиции, например, $ newfs /dev/ad0s1a

после чего все базовые свойства файловой системы будут определены по умолчанию. Однако пользователь в силах влиять на них с помощью опций, важнейшие из которых мы и рассмотрим (или определив их раз и навсегда глобально, через sysinstall, но это тема отдельного разговора).

Опция -b определяет размер логического блока файловой системы. Минимальный размер его 4096 байт, максимальный, насколько я знаю, определяется только здравым смыслов. А с точки зрения оного, «умолчальное» значение в 16384 байт представляется разумным.

Опция -f устанавливает размер фрагмента блока. Рекомендуется определить его в 1/8 размера блока, что по умолчанию и составит 2048 байта. Значения в 1/4 или 1/2 блока также допустимы, но очень не рекомендуются в документации.

Опция -i очень важна она-то косвенно и устанавливает количество записей в индексной таблице (то есть максимальное количество файлов в файловой системе). Значение этой опции дается в байтах, отводимых на элемент индексной таблицы, и должно быть кратным размеру блокового фрагмента. Значение по умолчанию учетверенный объем оного, что определяет средний прогнозируемый размер файла (8096 байт).

Еще одна интересная опция это -m, значение которой указывается в процентах от суммарного объема дискового пространства отведенного на партицию. И представляет собой объем, резервируемый от записи обычными пользователями (но не root"ом тот всегда имеет возможность записать свои действия на диск). Он определяется потому, что быстродействие файловых операций в UFS просто катастрофически падает, когда количество свободных блоков в области данных близко к исчерпанию (проверено на практике). И потому некий объем файловой системы резервируется принудительно (по умолчанию 8%).

С этой опцией связана еще одна, -o, которая определяет алгоритм выделения свободных блоков данных при создании новых файлов. Дело в том, что UFS в состоянии размещать их двумя способами. Первый методом плотнейшей упаковки с целью минимизации внутренней фрагментации и экономии дискового пространства. И называется он оптимизацией по объему (опция -o принимает значение space). Второй же метод (-o time) обеспечивает быстрейшее выделение свободных блоков с целью увеличения скорости создания файлов (то есть вопреки принципу Леонида Ильича «экономика должна быть экономной»). Так вот, умолчальное значение -o коррелирует со значением -m: если оно больше или равно 8%, применяется оптимизация по времени, если меньше по объему. Хотя явным образом можно указать прямо противоположные значения.

Вообще-то, все приведенные выше опции очень важны, интересны и полезны для общего образования, однако пользователю вряд ли придется к ним прибегать: их значения по умолчанию, как и почти все во FreeBSD, разумны и приемлемы в подавляющем большинстве случаев. А вот опция -U при запуске newfs по умолчанию не задействуется. Обеспечивает же она поддержку штуки крайне полезной механизма Soft Updates, способствующему (парадоксально, но правда) как повышению быстродействия файловых операций, так и устойчивости файловой системы.

Тема Soft Updates, однако, столь интересна сама по себе, что заслуживает отдельного обсуждения, чем мы и займемся в следующем разделе этой же заметки. А пока под рассмотрим отличия текущей разновидности файловой системы FreeBSD, UFS2, от ее предшественницы UFS.

Все, что было сказано выше о файловой системе FreeBSD, относилось в равной мере к обеим ее разновидностям. Главная особенность UFS2 то, что она 64-разрядная и, соответственно, способна работать с дисковыми объемами более терабайта (интересно, скоро это станет актуальным для настольного пользователя? Судя по темпам дискобольства, срок этот не за горами). В этой связи напомню, что длина записи в таблице inodes в UFS2 удвоилась, и равна 256 байт.

Далее, в UFS2 включена поддержка расширенных атрибутов файлов, в частности, ACL, но это существенно для сетевых администраторов. А вот что может заметить пользователь то, что создание новой файловой системы происходит быстрее (на больших дисковых разделах это действительно заметно, что называется, органолептически). Происходит это за счет т.н. «ленивой» инициализации inodes, хотя динамического их выделения, как, например, в XFS, и нету.

А вообще, с точки зрения пользователя, различий между UFS и UFS2 можно и не увидеть. Тем не менее, отказываться от UFS2 также оснований нет. Тем более, что и newfs, о которой говорилось выше, и sysinstall, о которой разговор впереди, по умолчанию ныне (в 5-й ветке) создают именно ее. Если же требуется создать просто UFS (для совместимости с версиями прежних веток, UFS2 не поддерживающих), это нужно сделать принудительно, указав для newfs опцию -O 1.Парадокс Soft Updates

При всех своих многочисленных достоинствах, файловая система FreBSD не может похвастаться одним быстродействием. И это не смотря на то, что в основе ее лежит обще-берклианская FFS быстрая файловая система. Однако эпитет здесь выступает в сравнении с прежней Unix"овой файловой системой s5, все вариации которой, как говорят знающие люди, отличались исключительной задумчивостью. Если же сравнить производительность файловой системы FreeBSD с родной для Linux Ext2fs оно окажется не в пользу первой, особенно на операциях с большим количеством мелких файлов.

Почему? Нетрудно ответить: вследствие принятого во FreeBSD по умолчанию режима обращения с измененными файлами. Большинство нормальных файловых систем способны функционировать в одном из трех режимов:

полностью синхронном, когда обновления и метаданных, и области данных файла записываются на диск сразу вслед за его изменением;
полностью асинхронном, при котором все изменения файла (и его метаданных, и области данных) кэшируются в оперативной памяти и реально записываются на диск в подходящее для того время;
смешанном, реализующем синхронный механизм для измененных метаданных и кэширование для модификаций области данных.

Очевидно, что первый режим обеспечивает наибольшую устойчивость файловой системы к сбоям, второй наибольшее быстродействие файловых операций (ценой возможности нарушения целостности файловой системы и даже полного ее разрушения при аварийном завершении работы), а третий обеспечивает как бы компромисс между первым и вторым решением.

Так вот, в файловой системе Linux (конкретно в ext2fs, Linux нынче за родные признает много файловых систем) по умолчанию задействуется полностью асинхронный режим работы, а во FreeBSD смешанный. Конечно, это определяется при монтировании файловых систем, и с помощью соответствующих опций команды mount (что я покажу в соответствующей заметке) файловую систему FreeBSD можно заставить работать полностью асинхронно. Однако резонные люди не рекомендуют это делать категорически и, вероятно, имеют к тому основания (одна из причин к тому станет ясной в конце заметки).

И действительно, в умолчальном режиме файловая система FreeBSD (в сравнении с той же ext2fs) демонстрирует замечательную устойчивость. За два с половиной года общения с этой ОС (а из них полтора пришлось на селянские условия, когда неожиданное отключение электричества были вещью более чем обычной) мне ни разу не пришлось столкнуться с проблемами из-за аварийного завершения сеанса работы (в Linux"е такие проблемы, до внедрения журналируемых файловых систем, возникали сплошь и рядом).

Однако цена за это быстродействие. Вернее, отсутствие оного. И проявляется это особенно наглядно именно при копировании большого количества мелких файлов (процедура, весьма обычная при работе с текстовыми, по преимуществу, материалами). Действительно, при этом в синхронном режиме обновляется огромное количество файловых inodes, тогда как собственно данных изменяется ничтожное по объему количество, и их кэширование доставляет мало радости. В любом случае копирование набранных в текстовом редакторе статеюшечек размером с эту заметку и суммарным объемом в стандартный CD затягивается на вполне чувствительное время (в отличие от Linux"а, где подобная операция выполняется внешне мгновенно другое дело, что индикатор активности жесткого диска может еще долго подмигивать).

Далее, не смотря на всю свою фактическую устойчивость, файловая система FreeBSD, не будучи журналируемой, сама по себе не имеет механизма гарантии собственной целостности. То есть: при аварийном завершении работы, когда в файловой системе не устанавливается т.н. бит чистого размонтирования (clean byte это один из важных параметров файловой системы, записываемый в ее суперблоке при корректном выходе из системы), в ходе процедуры последующей загрузки принудительно вызывается программа проверки ее на предмет нахождения противоречий между метаданными и областями данных (и их устранения). А при современных объемах дисков (и, соответственно, файловых систем на них) такая проверка может затянуться на часы. Конечно, это особенно прискорбно для серверов, но и на настольной машине доставляет мало положительных эмоций.

Проблема нарушения целостности существует и в Linux"е (по указанным выше причинам даже в большей мере). И в Linux"е с нею борются посредством журналирования, то есть опережающей регистрации изменений метаданных (и, в некоторых случаях, даже и данных). Во FreeBSD же борьба за целостность файловой системы велась исторически по двум направлениям. Второе из них появившаяся в 5-й ветке фоновая проверка целостности файловой системы, допускающая начало нормальной работы сразу после аварийной перезагрузки машины. Поскольку это одно из принципиальных новшеств, скажу пару слов по сему поводу.

Для проверки целостности файловой системы во FreeBSD используется утилита fsck (одноименная есть и в Linux для ext2fs, есть аналогичные инструменты и для прочих файловых систем). Она может быть запущена пользователем (вернее, root"ом) из командной строки. Однако схема старта системы предусматривает ее автоматический запуск, если в какой-либо из автоматически монтируемых файловых систем не обнаружен бит чистого размонтирования. А поскольку fsck побитная операция, во избежание тяжких последствий она обычно проводится на размонтированных файловых системах. Что и было во FreeBSD вплоть до версии, как минимум, 4.6 (более старших из 4-й ветки уже не видел). А вот в версиях 5-й ветки, начиная с первой, более чем годичной давности, developer"ской, проверка диска может выполняться на смонтированной и готовой к работе файловой системе. И, соответственно, в фоновом режиме после полной загрузки системы, параллельно с выполнением обычной работы. Казалось бы пустячок, а приятно: затрудняюсь сказать, сколько заняла бы полная проверка обычных ныне 80- или 120-гигабайтных винтов.

Однако первым по времени реализации способом борьбы за целостность файловой системы был механизм Soft Updates, обеспечивающий одновременно (вернее, главным образом) и повышение быстродействия файловых операций.

Сам по себе механизм Soft Updates (оставим этот термин без перевода варианты оного типа «мягких обновлений» не только не блещут литературным изяществом, но и сути дела не проясняют) детально описан в специальной статье Макказика и Ганджера, смысла пересказывать которую я не вижу (благо она имеется в ). В двух же словах суть этого механизма в сведении к минимуму синхронных операций записи без явно асинхронного манипулирования метаданными, с одной стороны, но и без предварительного журналирования метаданных (как в файловых системах типа ReiserFS или XFS) с другой.

Реализуется это, опять же говоря довольно грубо (детали реализации моему пониманию недоступны каюсь) за счет так называемых зависимостей обновления. Что такое эти зависимости интуитивно ясно из примера создания нового (для простоты пустого) файла. Для этого требуется:

запись в таблице inodes, с заполнением полей типа файла, его идентификатора, счетчика ссылок (со значением 1 каждый файл должен принадлежать как минимум одному каталогу), ну и прочих там прав доступа в соответствие с их маской, и так далее;
изменение карты свободных/занятых inodes в блоке группы цилиндров (соответствующий новому файлу inode должен быть помечен в ней битом занятости);
внесение записи вида «идентификатор имя_файла» в структуру каталога, в котором новый файл создается, что обеспечивает ту самую единственную ссылку в соответствующем поле inode файла.

С точки зрения целостности файловой системы, эти операции должны быть выполнены именно в этой последовательности. То есть наличие в каталоге имени файла с идентификатором незаполненного (еще не созданного или уже уничтоженного) inode явный непорядок: именно для исправления такого рода безобразий и запускается программа проверки диска после аварийного завершения сеанса.

Выполнять связанные зависимостями операции обновления в синхронном режиме долго (каждая потребует своего обращения к диску), в асинхронном нет гарантии сохранения последовательности (обновления в кэше могут быть записаны тогда, когда бог на душу положит). Так вот, механизм Soft Updates обеспечивает, с одной стороны, контроль за последовательностью выполнения зависимых обновлений (что способствует целостности состояния файловой системы), с другой группирует их в единую атомарную операцию синхронного обращения к диску, за счет сокращения числа коих и растет производительность. В этом, насколько я понимаю, и состоит объяснение парадокса Soft Updates неожиданного увеличения и надежности, и быстродействия.

В общем, постарался объяснить, как смог и как сам понял за подробностями к упомянутой статье. В дополнение только замечу во избежание недоразумений: механизм Soft Updates не только не гарантирует сохранности пользовательских данных, не сохраненных по раздолбайству юзера перед крахом системы, но и не преследует такой цели. Его призвание следить, чтобы файловая система всегда представала по возможности в непротиворечивом виде. Впрочем, то же можно сказать и о любой журналируемой файловой системе ни одна из них не страхует от ошибок пользователя...

Теперь посмотрим, как же Soft Updates можно использовать. Если создавать файловые системы через sysinstall все просто: там по умолчанию включение этого механизма уже давно (версии примерно с 4.3) предусмотрено для всех файловых систем, кроме корневой. Последнее аргументируется соображениями безопасности, которые (для настольной машины) не кажутся мне убедительными так что я включаю ее и здесь. Хотя именно для корневой файловой системы Soft Updates не особо нужна: при правильном разбиении диска и грамотной эксплуатации запись в нее (после первичной установки) происходит только при инсталляции нового ядра, а часто ли это проделывается в нормальных условиях?

При создании же файловых систем вручную, командой newfs, Soft Updates автоматически не включается: это нужно сделать, как уже говорилось, указанием опции: $ newfs -U /dev/ad#s#?

Впрочем, если она при форматировании была забыта ничего страшного: для всех разделов, кроме корневого, включить Soft Updates легко с помощью команды tunefs. Для этого следует перейти в однопользовательский режим (очень рекомендуется; я как-то обошелся без этого, но лучше следовать советам резонных людей), что делается командой $ shutdown now

Размонтировать все файловые системы, кроме корневой (с ней все равно этот номер не пройдет) командой $ umount -Af

Дать команду tunefs -n enable /dev/ad#s#?

для каждого раздела, в файловой системе которого требуется Soft Updates. И, наконец, повторением команды $ shutdown now

Многие Linux пользователи уже слышали про FreeBSD, эта система использует ядро BSD, похожее на Linux, поскольку оба ядра основаны на Unix и поддерживают одни и те же стандарты POSIX. Это такая же свободная, бесплатная операционная система с открытым исходным кодом, разработанная для обеспечения максимальной безопасности и гибкости. Чаще всего она используется на серверах. Основное отличие от Linux в том, что разработкой ядра и программного обеспечения занимается одна команда разработчиков.

FreeBSD поддерживает множество различных процессорных конфигураций, от серверов до микрокомпьютеров, таких как Raspberry Pi. Как и Linux, система поставляется с множеством программ, которые можно очень просто установить с помощью портов. Всего доступно более 20 000 пакетов. В этой инструкции мы рассмотрим как выполняется установка FreeBSD 11 последней, на данный момент, версии на компьютер amd64. Будем устанавливать версию с интерфейсом командной строки, она лучше всего подходит для серверов.

Как обычно, сначала нам нужно скачать установочный образ, и только потом может быть выполнена установка и настройка freebsd 11.

На официальном сайте есть несколько версий для разных архитектур, нам нужна amd64 или x86, в зависимости от количества оперативной памяти, которую вы желаете использовать.

Мы будем устанавливать последнюю версию FreeBSD 11.1, но если позже выйдет более новая версия, то я думаю, что статья будет все еще актуальна и для нее.

Шаг 2. Запись образа на диск

Далее вам нужно записать полученный образ на диск или на флешку. Вы можете использовать один из известных вам методов для этого. Например, в Linux вы можете использовать Unetbootin или Etcher, а в Windows есть Rufus.

Далее вставьте носитель в компьютер и измените настройки BIOS так, чтобы загрузка выполнялась из вставленного носителя. Чтобы войти в BIOS, во время загрузки нажмите одну из клавишей: F2, F11, F12 перед загрузкой операционной системы. Затем перейдите на вкладку "Boot" и поставьте там ваш носитель на первое место.

Установка FreeBSD 11

Шаг 3. Меню загрузчика

В первом меню загрузчика вам не нужно менять никаких параметров. Просто нажмите "Enter" для продолжения работы:

Шаг 4. Выбор действия

Шаг 5. Раскладка клавиатуры

Выберите вашу раскладку клавиатуры, по умолчанию используется английская, в большинстве случаев лучше ее оставить:

Шаг 6. Имя хоста

Введите имя хоста для новой системы:

Шаг 7. Выбор программ

На следующем экране вам предстоит выбрать компоненты системы, которые вы хотите установить FreeBSD 11 на свой компьютер. Для того, чтобы отметить компонент нажмите "Пробел" . Для сервера достаточно оставить библиотеки совместимости lib32 и Ports.

Когда завершите, нажмите "Enter" .

Шаг 8. Автоматическая разметка диска

Дальше нужно выполнить разметку диска. Вы можете довериться установщику и выполнить автоматическую разметку или же сделать все вручную. Если у вас есть несколько жестких дисков, которые необходимо подключить, лучше использовать ZFS. Но мы рассмотрим на примере UFS.

Затем выберите таблицу разделов. Если ваш диск больше 2 Тб или вы используете UEFI вместо BIOS, то вам лучше использовать GPT, в всех остальных случаях более предпочтительно MBR. Даже будет лучше если вы отключите защищенную загрузку и будете использовать MBR:

В следующем окне система покажет вам созданные разделы. В случае MBR будет создано два раздела - корень и раздел подкачки. Используйте "Tab" для выбора кнопки "Commit" , а затем нажмите "Enter" :

Шаг 9. Установка FreeBSD

Шаг 10. Пароль суперпользователя

Когда установка завершится, система предложит вам ввести пароль для суперпользователя. Установщик спросит пароль два раза, но он не будет отображаться на экране:

Шаг 11. Настройка сети

Затем выберите "Yes" , чтобы выполнить настройку ip адреса IPv4:

Вы можете выбрать вариант получения адреса по DHCP или настроить его вручную:

Настройку адреса IPv6 можно пропустить:

Последний этап настройки сети - настройка DNS серверов. Лучше всего добавить, кроме стандартного, DNS сервер от Google - 8.8.8.8:

Шаг 12. Регион

Выберите географический регион, в котором расположен ваш компьютер:

Затем выберите вашу страну:

Шаг 13. Настройка даты

На следующем этапе нужно ввести текущую дату и время, если они были неверно получены из сети:

Дальше нужно выбрать какие сервисы будут загружаться по умолчанию при старте системы. Например, SSH, NTP и Powerd. Последний позволяет автоматически регулировать частоту процессора в зависимости от нагрузки на систему.

Шаг 15. Дополнительные оптимизации

Эти опции позволяют усилить безопасность вашей системы. Отключите доступ к буферу ядра для непривилегированных пользователей. Отключите отладку, Включите очистку /tmp во время загрузки, отключите сокет Syslogd и Sendmail если вы не планируете использовать почтовый сервер:

Шаг 16. Другие пользователи

Дальше установщик спросит вас не желаете ли вы добавить к системе еще пользователей. Выберите "yes" и введите всю необходимую информацию о пользователе. Безопаснее всего оставить все поля по умолчанию, для этого достаточно нажимать "Enter" :

В качестве оболочки вы можете выбрать Bourne shell (sh) или tcsh. Когда завершите, просто наберите "Yes" :

Шаг 17. Завершение установки

На последнем экране перед вами появится простое меню действий. Если вы не хотите ничего менять, просто выберите первый пункт - "Exit" и ответьте "no" , чтобы перезапустить компьютер:

Установка FreeBSD 10 за пару минут (пошаговая установка)

FreeBSD - бесплатная операционная система. Современная модификация UNIX. Одна из самых надёжных систем, прекрасно подходит для администрирования локальной сети, как сервер доступа, почтового сервера, файлового сервера, сервера имён и остальное. Не даром на её базе со временем была создана Mac OS. Так же есть возможность установить графическую оболочку или использовать готовое решение проекта PCBSD.

1. Выбор дистрибутива, подготовка установочного носителя
2. Начало установки, разметка диска
3. Выбор компонентов и установка

FreeBSD прежде всего сетевая система и для наилучшего быстродействия в ней отсутствует (по умолчанию) графическая оболочка. Вся суть работы в этой системе сводится к правке необходимых файлов, установке программ, включении функций и набору команд.

И когда Вы настроите систему под свои нужды, она Вас не подведёт. Лично я в процессе работы с ней (2 года), не наблюдал никаких сбоев, глюков и нагрузки на оборудование.

Выбор дистрибутива, подготовка установочного носителя

На официальном сайте можно выбрать версию операционной системы, разрядность, а также платформу (amd64, i386, powerpc, sparc)

После выбора платформы, откроется список вариантов установки (CD, DVD, FTP сервера, MS DOS, дискет и даже магнитных лент).

Конечно лучше не "играть с бубном" и скачать дистрибутив для CD или DVD дисков и записать установочный диск с помощью программ: Alcohol120%, UltraISO или любой другой программой для записи установочного диска.

Начало установки, разметка диска

Загружаемся с установочного диска и запускается меню загрузчика FreeBSD. Можно подождать 10 секунд для автоматического запуска программы установки или нажать кнопку Enter или 1.

На экране отобразится много строк определённого оборудования. Просмотреть его можно нажав кнопку Scroll Lock , прокручивать страницы кнопками PageUp и PageDown.

После определения и тестирования оборудования, появится приветственное окно установки FreeBSD. Нажимаем Install

В окне выбора раскладки клавиатуры, оставьте по умолчанию или выберите подходящую раскладку.

doc - документация на систему

games - игры

ports - порты для установки программ

src - ядро системы

Обычно я оставляю только src, так как документация мне не нужна, игры тоже, порты установим и обновим после установки системы, так как самая актуальная сборка обновляется через интернет. Ядро также можно потом доустановить.

Определяемся со слайсами (так называются разделы в FreeBSD) жёсткого диска. Можем выбрать опцию автоматического создания разделов или самим создать нужные нам разделы.

Автоматически редактор разделов создал три области:

ada0p1 512KB freebsd-boot - область загрузчика. Этого вполне достаточно, больше не надо

ada0p2 19GB freebsd-ufs / - корневой раздел операционной системы. Всё оставшееся место под систему и файлы, с которыми будете работать. По сути её нужно всего 1GB памяти, с условием что будут созданы другие разделы и только на них будет проводиться работа.

Для экспертов: Принято помимо одного корневого раздела создавать другие разделы:

/var - содержит временные и постоянно меняющиеся файлы, логи.

/usr - содержит файлы с установленными программами и остальное.

/data - в этом разделе у меня находились файлы сайта, например.

ada0p3 1.0GB freebsd-swap none - файл подкачки. Размер его зависит от количества оперативной памяти. Если её мало, допусти 1GB, то целесообразно выставить файл подкачки в два раза больше. Если оперативной памяти много, то файл подкачки можно выставить равным объёму оперативной памяти, а то и меньше.

Жмём кнопку Finish , подтверждаем принятые изменения Commit и начинается установка системы FreeBSD.

После установки предлагается дважды ввести пароль. Вводимые символы не отображаются.

Выбор компонентов и установка

После этого предлагается настроить сетевую карту(ы), для доступа к сети. В отличии от Linux, где любая сетевая карта называется eth , в FreeBSD сетевая карта может называться по разному, в зависимости от производителя.

Выбираем версию интернет протокола, четвёртая версия IPv4 или шестая IPv6. Потом настраиваете сеть по DHCP или прописываете ip адрес, маску подсети и шлюз.

Настраиваем время, по времени локальной машины или выбираем свой часовой пояс.

Выбираем сервисы, которые будут запускаться при загрузке FreeBSD. Оставьте по умолчанию.

Можно добавить дополнительного пользователя(ей), назначить им права и их директории. Можно сделать всё это потом.

Установка приближается к завершению и Вы можете перед завершением перенастроить или донастроить некоторые параметры.