サーバ/インフラを支える技術5 ネットワークブートの活用

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サーバ/インフラを支える技術5 デーモンの稼動管理 - by shigemk2

ネットワークブートとは、マシンがブートするために必要なデータや
ファイルをネットワークから取得してブートすることである。

通常のブートでは、マシンの起動に必要なブートローダや
OSのカーネルは、BIOSがローカルに接続されたハードディスクや
CD-ROMなどの二次記憶装置から読み出すが、ネットワークブートでは
これらのファイルをネットワーク上のサーバから読み出す。

ネットワークブートを使えば、マシンの起動にローカルの二次記憶装置は
必要がなくなる。しかし、ブートローダとカーネルをネットワークから
取得するだけでは、通常の起動に比べて運用の柔軟性が少々増すだけである。

より柔軟性を持たせるためには、initramfsというしくみを使う。

initramfsとは、カーネルがルートファイルシステムをマウントして
initを起動する前に、カーネルの外部でしか行い得ない初期化をするための
しくみである。

典型的な役割として、カーネルがルートファイルシステムをマウントするのに
必要とするドライバモジュールを、カーネルにロードすることである。

initramfsの実体は、初期化するのに必要なファイルを集めてcpioで
まとめ、gzip圧縮したファイルである。

ネットワークブートでは、ブートローダがinitramfsをカーネルとともに
ファイルサーバから取得する。これはつまり、事前に起動するマシン上で
何も準備しておかなくても、ファイルサーバ上にいろいろなシステム用の
カーネルとinitramfsを用意しておけば、どのマシンでも任意のシステムとして
起動することが出来る。つまり、OSを起動する上でディスクは不要になる。

ネットワークブートの枠組みで代表的なものとして、
PXEがある。これは、NIC上に実装された拡張BIOSである。

ネットワークブートの活用例

• ロードバランサ
• DBサーバ/ファイルサーバ

物理的な故障がサービス停止に直結する部分は、ディスクレスにするべきであ
り、またメンテナンス目的でもネットワークブートは利用される

いくつかの注意点
複数の種類のシステムをinitramfsを使ってネットワークブートするなら、
initramfs自体は共通で使えたほうがよい。
initramfsはカーネルの起動直後に動作するのでデバッグがしづらいから。

また、

• ログの出力(ディスクレルシステムでもログの保存は必要)
• ファイルの変更管理(起動中のマシンのみの設定を変更してもリブートしたら戻る)
• マスタファイルのセキュリティ(ルートファイルシステムのマスタを用意する必要がある)

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