Raspberry Pi gerir meira seigla File Notendahandbók kerfisins

Raspberry Pi Ltd tæki eru oft notuð sem gagnageymslu- og eftirlitstæki, oft á stöðum þar sem skyndileg rafmagnsleysi getur orðið. Eins og með öll tölvutæki geta rafmagnsleysi valdið geymsluskemmdum. Þessi skýrsla veitir nokkra möguleika á því hvernig hægt er að koma í veg fyrir gagnaskað við þessar og aðrar aðstæður með því að velja viðeigandi. file kerfi og uppsetningar til að tryggja gagnheilleika. Þessi skýrsla gerir ráð fyrir að Raspberry Pi keyri stýrikerfið Raspberry Pi (Linux) og sé fullkomlega uppfært með nýjustu vélbúnaðar- og kjarnaútgáfum.

Hvað er gagnaskað og hvers vegna gerist hún?
Gagnaspilling vísar til óviljandi breytinga á tölvugögnum sem eiga sér stað við ritun, lestur, geymslu, sendingu eða vinnslu. Í þessu skjali er aðeins átt við geymslu frekar en sendingu eða vinnslu. Gögn geta átt sér stað þegar skrifferli er truflað áður en því lýkur, á þann hátt að það kemur í veg fyrir að skrifuninni ljúki, til dæmisampef rafmagn fer af. Það er þess virði á þessum tímapunkti að gefa stutta kynningu á því hvernig Linux stýrikerfið (og þar með Raspberry Pi stýrikerfið) skrifar gögn í geymslu. Linux notar venjulega skrifskyndiminn til að geyma gögn sem á að skrifa í geymslu. Þessir skyndiminn geymir gögnin tímabundið í handahófsaðgangsminni (RAM) þar til ákveðnu fyrirfram skilgreindu marki er náð, en þá eru allar útistandandi skrif á geymslumiðilinn gerðar í einni færslu. Þessi fyrirfram skilgreindu mörk geta verið tíma- og/eða stærðartengd. Til dæmisampGögnum má vista í skyndiminni og aðeins skrifa í geymslu á fimm sekúndna fresti, eða aðeins skrifa út þegar ákveðið magn gagna hefur safnast upp. Þessar aðferðir eru notaðar til að bæta afköst: að skrifa stóran gagnabút í einu lagi er hraðari en að skrifa marga litla gagnabúta.

Hins vegar, ef rafmagn tapast á milli þess að gögn eru geymd í skyndiminninu og þar til þau eru skrifuð út, þá tapast þau gögn. Önnur möguleg vandamál koma upp síðar í skrifferlinu, við efnislega skrifun gagna á geymslumiðilinn. Þegar vélbúnaður (til dæmisampÞ.e.a.s., Secure Digital (SD) kortsviðmótið) er sagt að skrifa gögn, en það tekur samt takmarkaðan tíma fyrir þau gögn að vera geymd líkamlega. Aftur, ef rafmagnsleysi verður á þessum afar stutta tíma, er mögulegt að gögnin sem verið er að skrifa skemmist. Þegar slökkt er á tölvukerfi, þar á meðal Raspberry Pi, er besta ráðið að nota lokunarvalkostinn. Þetta tryggir að öll skyndiminnigögn séu skrifuð út og að vélbúnaðurinn hafi haft tíma til að skrifa gögnin á geymslumiðilinn. SD kortin sem flestir Raspberry Pi tæki nota eru frábær sem ódýr skipti á harða diska, en eru viðkvæm fyrir bilunum með tímanum, allt eftir því hvernig þau eru notuð. Flash-minnið sem notað er í SD kortum hefur takmarkaðan skriftíma og þegar kortin nálgast þau mörk geta þau orðið óáreiðanleg. Flest SD kort nota aðferð sem kallast slitjöfnun til að tryggja að þau endist eins lengi og mögulegt er, en að lokum geta þau bilað. Þetta getur verið frá mánuðum upp í ár, allt eftir því hversu mikið af gögnum hefur verið skrifað á, eða (enn mikilvægara) eytt af, kortinu. Þessi líftími getur verið mjög mismunandi eftir kortum. Bilun í SD korti er venjulega gefin til kynna með handahófskenndum breytingum. file spillingar þar sem hlutar SD-kortsins verða ónothæfir.

Það eru aðrar leiðir fyrir gögn til að skemmast, þar á meðal, en ekki takmarkað við, gallaða geymslumiðla, villur í hugbúnaði (reklar) sem skrifa geymsluna eða villur í forritunum sjálfum. Í þessari skýrslu er hvert ferli sem getur valdið gagnatap skilgreint sem spillingaratburður.

Hvað getur valdið skrifaðgerð?
Flest forrit skrifa á einhvern hátt í geymslu, til dæmisampupplýsingar um stillingar le, uppfærslur á gagnagrunni og þess háttar. Sumt af þessu filegeta jafnvel verið tímabundnar, þ.e. aðeins notaðar á meðan forritið er í gangi, og þarf ekki að viðhalda þeim eftir að hafa slökkt á þeim í eitt skipti fyrir öll; þær leiða samt til skrifa á geymslumiðilinn. Jafnvel þótt forritið þitt skrifi í raun engin gögn, þá mun Linux stöðugt vera að skrifa á geymslumiðilinn í bakgrunni, aðallega með skráningarupplýsingum.

Vélbúnaðarlausnir

Þótt þetta sé ekki alveg innan umfangs þessarar skýrslu er vert að nefna að það að koma í veg fyrir óvænt rafmagnsleysi er algeng og vel skilin leið til að draga úr gagnatapi. Tæki eins og órofin aflgjafar (UPS) tryggja að aflgjafinn haldist traustur og ef aflgjafinn fer af, geta þeir, þegar þeir eru á rafhlöðu, látið tölvukerfið vita að rafmagnsleysi sé yfirvofandi svo að hægt sé að slökkva á kortinu áður en varaaflgjafinn klárast. Þar sem SD-kort hafa takmarkaðan líftíma getur verið gagnlegt að hafa skiptikerfi sem tryggir að SD-kort séu skipt út áður en þau ná lokum líftíma sínum.

Sterkur file kerfi

Það eru ýmsar leiðir til að vernda Raspberry Pi tæki gegn spillingu. Þessar leiðir eru mismunandi hvað varðar getu þeirra til að koma í veg fyrir spillingu, þar sem hver aðgerð dregur úr líkum á að hún eigi sér stað.

Að draga úr skrifum
Að einfaldlega minnka magn skrifunar sem forritin þín og Linux stýrikerfið nota getur haft jákvæð áhrif. Ef þú ert að skrá mikið magn skrifunar aukast líkurnar á að skrif eigi sér stað við spillingu. Að minnka skráningu í forritinu þínu er undir notandanum komið, en einnig er hægt að minnka skráningu í Linux. Þetta er sérstaklega mikilvægt ef þú notar glampi-geymslu (t.d. eMMC, SD kort) vegna takmarkaðs skriftíma þeirra.

Breyting á skuldbindingartíma
Skuldbindingartíminn fyrir a file Kerfið er sá tími sem það geymir gögn í skyndiminni áður en það afritar þau öll í geymslu. Að auka þennan tíma bætir afköst með því að safna saman mörgum skrifum, en getur leitt til gagnataps ef spilling á sér stað áður en gögnin eru skrifuð. Að stytta staðfestingartímann mun þýða minni líkur á að spilling leiði til gagnataps, þó það komi ekki alveg í veg fyrir það.
Til að breyta staðfestingartíma fyrir aðal EXT4 file kerfi á Raspberry Pi stýrikerfi, þú þarft að breyta \etc\fstab file sem skilgreinir hvernig file kerfin eru sett upp við ræsingu.
$sudo nano /etc/fstab

Bætið eftirfarandi við EXT4 færsluna fyrir rótina file kerfi:

skuldbinda=

Þannig gæti fstab litið svona út, þar sem staðfestingartíminn hefur verið stilltur á þrjár sekúndur. Sjálfgefið er að staðfestingartíminn verði fimm sekúndur ef hann er ekki sérstaklega stilltur.

Tímabundið file kerfi

Ef umsókn krefst tímabundinnar file geymsla, þ.e. gögn sem aðeins eru notuð á meðan forritið er í gangi og þarf ekki að vista þau við lokun, þá er góður kostur til að koma í veg fyrir að skrifað sé á geymsluna að nota tímabundna file kerfi, tmpfs. Vegna þess að þetta file Kerfi eru byggð á vinnsluminni (reyndar í sýndarminni), öll gögn sem skrifuð eru á tmpfs eru aldrei skrifuð á efnislega geymslu og hafa því ekki áhrif á líftíma flasssins og geta ekki skemmst við spillingaratburð.
Til að búa til eina eða fleiri tmpfs staðsetningar þarf að breyta /etc/fstab. file, sem stjórnar öllum file kerfi undir Raspberry Pi stýrikerfinu. Eftirfarandi dæmiamp`le` kemur í stað geymslustaðsetninganna /tmp og /var/log fyrir `temporary`. file Staðsetningar kerfisins. Annað dæmiðample, sem kemur í staðinn fyrir venjulega skráningarmöppu, takmarkar heildarstærð skrárinnar. file kerfið í 16MB.

tmpfs /tmp tmpfs sjálfgefnar stillingar,engin tími 0 0
tmpfs /var/log tmpfs sjálfgefnar stillingar,enginn tími,stærð=16m 0 0

Einnig er til handrit frá þriðja aðila sem hjálpar til við að setja upp skráningu í vinnsluminnisforritið, sem er að finna á GitHub. Þetta hefur þann viðbótareiginleika að hlaða vinnsluminnisskrám niður á disk með fyrirfram skilgreindu millibili.

Aðeins lesað rót file kerfi

Rótin file kerfið (rootfs) er file kerfið á disksneiðingunni þar sem rótarskráin er staðsett, og það er file kerfi sem öll hin eru á file Kerfi eru tengd þegar kerfið er ræst. Á Raspberry Pi er það /, og sjálfgefið er það staðsett á SD kortinu sem EXT4 skipting með fullri les-/skrifmöguleika. Það er líka ræsimappa, sem er tengd sem /boot og er FAT skipting með les-/skrifmöguleika. Að gera rootfs að AÐEINS leshæfum kemur í veg fyrir hvers kyns skrifaðgang að því, sem gerir það mun ónæmara fyrir spillingu. Hins vegar, nema aðrar aðgerðir séu gerðar, þýðir þetta að ekkert er hægt að skrifa á það. file kerfinu yfirleitt, þannig að vistun gagna af hvaða tagi sem er úr forritinu þínu í rootfs er óvirk. Ef þú þarft að geyma gögn úr forritinu þínu en vilt aðeins leshæft rootfs, þá er algeng aðferð að bæta við USB minnislykli eða svipuðu sem er eingöngu ætlað til að geyma notendagögn.

ATH
Ef þú notar skiptimynt file þegar notað er aðeins lesaðgang file kerfi, þú þarft að færa skiptibúnaðinn file á les/skrif skipting.

Yfirlögn file kerfi

Yfirlag file kerfið (yfirlagnir) sameinar tvö file kerfi, efri file kerfi og lægra file kerfi. Þegar nafn er til í báðum file kerfi, hluturinn í efri hluta file kerfið er sýnilegt á meðan hluturinn neðst file Kerfið er annað hvort falið eða, ef um möppur er að ræða, sameinað efri hlutnum. Raspberry Pi býður upp á möguleika í raspi-stillingum til að virkja overlayfs. Þetta gerir rootfs (neðri) aðeins lestrarhæft og býr til efri hlut sem byggir á vinnsluminni. file kerfi. Þetta gefur mjög svipaða niðurstöðu og lesaðgangurinn file Kerfið, þar sem allar breytingar notanda glatast við endurræsingu. Þú getur virkjað overlayfs annað hvort með því að nota raspi-config í skipanalínunni eða með því að nota stillingarforritið á Raspberry Pi skjáborðinu í valmyndinni Preferences.

Einnig eru til aðrar útfærslur af overlayfs sem geta samstillt nauðsynlegar breytingar frá efri til neðri. file kerfi samkvæmt fyrirfram ákveðinni áætlun. Til dæmisampÞú gætir afritað innihald heimamöppu notanda ofan frá til neðst á tólf tíma fresti. Þetta takmarkar skrifaferlið við mjög stuttan tíma, sem þýðir að spilling er mun ólíklegri, en þýðir að ef rafmagn fer af fyrir samstillingu tapast öll gögn sem hafa myndast síðan síðasta. pSLC á reiknieiningum eMMC minnið sem notað er á Raspberry Pi reiknieiningum er MLC (Multi-Level Cell), þar sem hver minnisfruma táknar 2 bita. pSLC, eða pseudo-Single Level Cell, er tegund af NAND flassminni tækni sem hægt er að virkja í samhæfum MLC geymslutækjum, þar sem hver fruma táknar aðeins 1 bita. Það er hannað til að veita jafnvægi milli afkasta og endingar SLC flass og hagkvæmni og meiri afkastagetu MLC flass. pSLC hefur meiri skrifaþol en MLC vegna þess að það að skrifa gögn sjaldnar í frumur dregur úr sliti. Þó að MLC geti boðið upp á um 3,000 til 10,000 skrifalotur, getur pSLC náð marktækt hærri tölum, sem nálgast þolstig SLC. Þessi aukna endingartími þýðir lengri líftíma tækja sem nota pSLC tækni samanborið við þau sem nota hefðbundna MLC.

MLC er hagkvæmara en SLC minni, en þó að pSLC bjóði upp á betri afköst og endingu en hreint MLC, þá gerir það það á kostnað afkastagetu. MLC tæki sem er stillt fyrir pSLC mun hafa helmingi minni afkastagetu (eða minna) en venjulegt MLC tæki hefði þar sem hver fruma geymir aðeins einn bita í stað tveggja eða fleiri.

Upplýsingar um framkvæmd

pSLC er útfært á eMMC sem Enhanced User Area (einnig þekkt sem Enhanced Storage). Raunveruleg útfærsla á Enhanced User Area er ekki skilgreind í MMC staðlinum en er venjulega pSLC.

Enhanced User Area er hugtak en pSLC er útfærsla.

pSLC er ein leið til að útfæra Enhanced User Area.
Þegar þetta er skrifað útfærir eMMC sem notað er í Raspberry Pi reiknieiningunum Enhanced User Area með pSLC.

Það er engin þörf á að stilla allt eMMC notendasvæðið sem enhanced notendasvæði.
Að forrita minnissvæði sem Aukið notendasvæði er einskiptis aðgerð. Það þýðir að ekki er hægt að afturkalla hana.

Að kveikja á því
Linux býður upp á safn skipana til að stjórna eMMC skiptingunum í mmc-utils pakkanum. Settu upp venjulegt Linux stýrikerfi á CM tækið og settu upp verkfærin á eftirfarandi hátt:

sudo apt setja upp mmc-utils

Til að fá upplýsingar um eMMC (þessi skipun notar minna þar sem það eru töluvert margar upplýsingar til að birta):

sudo mmc extcsd lesa /dev/mmcblk0 | minna

VIÐVÖRUN
Eftirfarandi aðgerðir eru einskiptis – þú getur keyrt þær einu sinni og þær er ekki hægt að afturkalla. Þú ættir einnig að keyra þær áður en Compute Module hefur verið notað, þar sem þær munu eyða öllum gögnum. Afkastageta eMMC mun minnka um helming frá fyrra gildi.

Skipunin sem notuð er til að kveikja á pSLC er mmc enh_area_set, sem krefst nokkurra breytna sem segja til um hversu mikið minni pSLC á að vera virkjað.amp`le` notar allt svæðið. Vinsamlegast skoðið hjálpina fyrir mmc skipunina (man mmc) til að fá nánari upplýsingar um hvernig á að nota undirmengi af eMMC.

Eftir að tækið endurræsist þarftu að setja stýrikerfið upp aftur, þar sem virkjun pSLC eyðir innihaldi eMMC-kortsins.

Raspberry Pi CM Provisioner hugbúnaðurinn býður upp á möguleika á að stilla pSLC meðan á skipulagningarferlinu stendur. Þetta er að finna á GitHub á https://github.com/raspberrypi/cmprovision.

Utan tækis file kerfi / netræsing
Raspberry Pi getur ræst yfir nettengingu, til dæmisampað nota netið File Kerfi (NFS). Þetta þýðir að þegar tækið hefur lokið fyrstu s-inu sínutage boot, í stað þess að hlaða kjarna og rót þess file kerfið af SD-kortinu, það er hlaðið inn af netþjóni. Þegar það er keyrt, allt file Aðgerðirnar virka á netþjóninum en ekki á staðbundnu SD-korti, sem gegnir engu frekara hlutverki í málsmeðferðinni.
Skýlausnir
Nú til dags fara mörg skrifstofustörf fram í vafranum og öll gögn eru geymd á netinu í skýinu. Að halda gagnageymslu utan SD-kortsins getur augljóslega aukið áreiðanleika, á kostnað þess að þurfa stöðuga tengingu við internetið, sem og hugsanlegra gjalda frá skýjafyrirtækjum. Notandinn getur annað hvort notað fullbúið Raspberry Pi stýrikerfi með Raspberry Pi-bjartsýnisvafra til að fá aðgang að hvaða skýjaþjónustu sem er frá birgjum eins og Google, Microsoft, Amazon o.s.frv. Annar valkostur er þunnviðskiptavinir, sem koma í stað Raspberry Pi stýrikerfisins með stýrikerfi/forriti sem keyrir frá auðlindum sem eru geymdar á miðlægum netþjóni í stað SD-kortsins. Þunnviðskiptavinir virka með því að tengjast lítillega við netþjónsbundið tölvuumhverfi þar sem flest forrit, viðkvæm gögn og minni eru geymd.

Ályktanir

Þegar réttum slökkvunarferlum er fylgt er SD-kortgeymsla Raspberry Pi afar áreiðanleg. Þetta virkar vel heima eða á skrifstofu þar sem hægt er að stjórna slökkvun, en þegar Raspberry Pi tæki eru notuð í iðnaði eða á svæðum með óáreiðanlegan aflgjafa geta auka varúðarráðstafanir aukið áreiðanleika.

Í stuttu máli má telja upp eftirfarandi möguleika til að bæta áreiðanleika:

Notaðu þekkt og áreiðanlegt SD-kort.
Minnkaðu skrif með því að nota lengri skuldbindingartíma, með því að nota tímabundnar file kerfum, með því að nota overlayfs eða svipað.

Notaðu geymslu utan tækis eins og netræsingu eða skýgeymslu.
Innleiðið kerfi til að skipta út SD-kortum áður en þau endast ekki lengur.
Notaðu UPS.

Raspberry Pi er vörumerki Raspberry Pi Ltd
Raspberry Pi Ltd

Colophon
© 2020-2023 Raspberry Pi Ltd (áður Raspberry Pi (Trading) Ltd.)
Þessi skjöl eru leyfisveitt samkvæmt Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-ND).

Byggingardagur: 2024. júní 06

smíðaútgáfa: githash: 3e4dad9-clean

Lagalegur fyrirvari
TÆKNI- OG Áreiðanleikaupplýsingar fyrir RASPBERRY PI VÖRUR (ÞAR á meðal gagnablöð) EINS OG SEM Breytt er af og til („Auðlindir“) ER LEYFIÐ AF RASPBERRY PI LTD. FYRIR ER FYRIR ÓBEINU ÁBYRGÐ UM SÖLJANNI OG HÆFNI Í SÉRSTÖKNUM TILGANGI. AÐ ÞVÍ HÁMARKI SEM LEYFIÐ SAMKVÆMT LÖGUM ER LEYFIÐ SKAL RPL Í ENGUM TILKYNNINGUM BÆRA ÁBYRGÐ Á BEINUM, ÓBEINU, TILVALIÐ, SÉRSTAKUM, TIL fyrirmyndar EÐA AFLEIDANDI SKAÐA (ÞAR á meðal, EN EKKI TAKMARKAÐ VIÐ NÚNA, EN EKKI TAKMARKAÐ VIÐ GJÖF, AÐFJÖLDA VIÐJAFNA; , GÖGN , Eða hagnaður; eða truflun á viðskiptum) olli hins vegar og hvers kyns skaðabótakenning, hvort sem það er í samningi, ströngum ábyrgð eða skaðabótum (þ.mt vanræksla eða á annan hátt) sem stafar á einhvern hátt út úr notkun auðlinda, jafnvel þó að það sé ráðlagt um möguleikann AF SVONA SKAÐA.

RPL áskilur sér rétt til að gera allar endurbætur, úrbætur, leiðréttingar eða aðrar breytingar á RESOURCES eða vörum sem þar eru lýstar hvenær sem er og án frekari fyrirvara. RESOURCES eru ætluð reyndum notendum með viðeigandi hönnunarþekkingu. Notendur bera eingöngu ábyrgð á vali sínu og notkun á RESOURCES og allri notkun þeirra vara sem þar eru lýstar. Notandi samþykkir að bæta RPL skaðleysi gagnvart allri ábyrgð, kostnaði, tjóni eða öðru tapi sem kann að hljótast af notkun þeirra á RESOURCES. RPL veitir notendum leyfi til að nota RESOURCES eingöngu í tengslum við Raspberry Pi vörurnar. Öll önnur notkun á RESOURCES er bönnuð. Ekkert leyfi er veitt fyrir neinum öðrum hugverkaréttindum RPL eða þriðja aðila.

ÁHÆTTUSTARFSEMI. Raspberry Pi vörur eru ekki hannaðar, framleiddar eða ætlaðar til notkunar í hættulegu umhverfi sem krefst bilunaröryggis, svo sem í rekstri kjarnorkuvera, flugleiðsögu- eða samskiptakerfa, flugumferðarstjórnar, vopnakerfa eða öryggistengdra forrita (þar á meðal lífsbjörgunarkerfa og annarra lækningatækja), þar sem bilun í vörunum gæti leitt beint til dauða, líkamstjóns eða alvarlegs líkamlegs eða umhverfistjóns („Áhættustarfsemi“). RPL afsalar sér sérstaklega allri ábyrgð á hæfni til áhættustarfsemi og ber enga ábyrgð á notkun eða meðtöku Raspberry Pi vara í áhættustarfsemi. Raspberry Pi vörur eru veittar samkvæmt stöðluðum skilmálum RPL. Ákvörðun RPL um AUÐLINDIN víkkar ekki út eða breytir á annan hátt stöðluðum skilmálum RPL, þar á meðal en ekki takmarkað við fyrirvara og ábyrgðir sem koma fram í þeim.

Algengar spurningar

Sp.: Hvaða Raspberry Pi vörur eru studdar af þessu skjali?
A: Þetta skjal á við um ýmsar Raspberry Pi vörur, þar á meðal Pi 0 W, Pi 1 A/B, Pi 2 A/B, Pi 3, Pi 4, Pi 400, CM1, CM3, CM4, CM5 og Pico.
Sp.: Hvernig get ég dregið úr líkum á gagnaskemmdum á Raspberry Pi tækinu mínu?
A: Þú getur dregið úr gagnaskað með því að lágmarka skrifaðgerðir, sérstaklega skráningarstarfsemi, og aðlaga staðfestingartíma fyrir file kerfi eins og lýst er í þessu skjali.

Skjöl / auðlindir

Raspberry Pi gerir meira seigla File Kerfi [pdfNotendahandbók
Pi 0, Pi 1, Að gera meira seigur File Kerfi, seigra File Kerfi, seigur File Kerfi, File Kerfi

Heimildir

Notendahandbók

Raspberry Pi gerir meira seigla File Kerfi

Gildissvið skjalsins