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Einrichten einer grundlegenden Xsan-Umgebung mit QNAP-NAS-Speicher und Fibre Channel

Zuletzt geändertes Datum 2020-08-12


Einführung in QNAP-NAS und Xsan

Xsan ist das Cluster-Dateisystem von Apple, das mehreren MacOS-Workstations den Zugriff auf gemeinsamen Speicherplatz ermöglicht. Mit Xsan können mehrere Clients gleichzeitig aus derselben Datei lesen oder in dieselbe Datei schreiben, während sie denselben Dateiinhalt sehen. Hier demonstrieren wir eine einfache Einrichtung von Xsan mit QNAP-NAS-Speicherplatz über ein Fibre Channel (FC)-Netzwerk.

Rolle

Hardware

Installierte Software

Xsan-MDC (Metadaten-Controller)
  • Apple Mac Pro
  • Thunderbolt-zu-FC-Adapter, der an den Thunderbolt-Port des Mac Pro angeschlossen ist
  • Die neueste Version von MacOS. Weitere Informationen zur Xsan- und MacOS-Kompatibilität finden Sie unter https://support.apple.com/en-us/HT200111.
  • macOS Server 5.9-App
  • Die neuesten Treiber für den Thunderbolt-zu-FC-Adapter

Xsan-CLIENT
  • Apple Mac Pro
  • Thunderbolt-zu-FC-Adapter, der an den Thunderbolt-Port des Mac Pro angeschlossen ist
  • Die neueste Version von MacOS. Weitere Informationen zur Xsan- und MacOS-Kompatibilität finden Sie unter https://support.apple.com/en-us/HT200111.
  • macOS Server 5.9-App
  • Die neuesten Treiber für den Thunderbolt-zu-FC-Adapter

Freigabespeicher

QNAP-NAS mit installierter FC-Karte

Informationen zur Kompatibilität von NAS- und FC-Karten finden Sie unter https://www.qnap.com/go/solution/fibrechannel-san.

Die neueste Version von QTS

Ethernet-Switch
  • Gigabit-Ethernet-Switch
  • Ethernet-Kabel, die den Ethernet-Switch mit dem NAS, dem Xsan-MDC und jedem Xsan-Client verbinden.

/

Fibre Channel (FC)-Switch
  • FC-Switch
  • FC-Kabel, die den FC-Switch mit dem NAS, dem Xsan-MDC und jedem Xsan-Client verbinden.

/

Speicherkonfiguration

Ein Xsan-Volume erfordert drei Arten von Datenspeicherplatz: Benutzerdaten, Dateimetadaten und Dateijournaldaten.

Datentyp

Verbrauchter Speicherplatz

Empfohlene RAID-Konfiguration

Konfiguration für Demo

Metadaten

Ca. 10 GB pro 10 Millionen Dateien

RAID 1
  • RAID 1
  • 30 GB
  • Von Metadaten und Dateijournaldaten gemeinsam genutzter Speicherplatz

Dateijournal

64 KB bis 512 MB pro Volume

RAID 1

Benutzerdaten

Abhängig vom Benutzer
  • RAID 5
  • Zur Verbesserung der Leistung sollte der Benutzerdaten-Speicherplatz vom Speicherplatz für Metadaten und Dateijournal getrennt gehalten werden.
  • RAID 5
  • 500 GB

Konfigurieren des Xsan-MDC (Metadaten-Controller)

  1. Aktualisieren Sie macOS auf die neueste Version.
  2. Konfigurieren Sie macOS so, dass seine Uhrzeit und sein Datum automatisch über einen NTP-Server (Network Time Protocol) eingestellt werden.
    Wichtig: Um Zeitverschiebungen zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass alle Computer in der Xsan-Umgebung denselben NTP-Server verwenden.
  3. Stellen Sie sicher, dass der Hostname des MDC DNS-auflösbar ist.
    Tipp: Für ein kleines Netzwerk besteht eine einfache Lösung darin, die Anwendung dnsmasq auf dem MDC zu installieren. Konfigurieren Sie dann jeden Computer in der Xsan-Umgebung so, dass die IP-Adresse des MDC als DNS-Server verwendet wird.
  4. Laden Sie die App macOS Server aus dem Apple App Store herunter.
  5. Installieren Sie macOS Server.
  6. Erstellen Sie eine Thunderbolt-zu-FC-Verbindung.
    1. Installieren Sie die neuesten FC-Adapter-Treiber.
    2. Schließen Sie den Thunderbolt-zu-FC-Adapter an den Computer an.
    3. Überprüfen Sie die FC-Verbindung über die Dienstprogramm-Software des Adapters.

Konfigurieren eines Xsan-Clients

Führen Sie die folgenden Schritte auf jedem Client in der Xsan-Umgebung aus.

  1. Aktualisieren Sie macOS auf die neueste Version.
  2. Konfigurieren Sie macOS so, dass seine Uhrzeit und sein Datum automatisch über einen NTP-Server (Network Time Protocol) eingestellt werden.
    Wichtig: Um Zeitverschiebungen zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass alle Computer in der Xsan-Umgebung denselben NTP-Server verwenden.
  3. Stellen Sie sicher, dass der Hostname des MDC DNS-auflösbar ist.
    Tipp: Für ein kleines Netzwerk besteht eine einfache Lösung darin, die Anwendung dnsmasq auf dem MDC zu installieren. Konfigurieren Sie dann jeden Computer in der Xsan-Umgebung so, dass die IP-Adresse des MDC als DNS-Server verwendet wird.
  4. Erstellen Sie eine Thunderbolt-zu-FC-Verbindung.
    1. Installieren Sie die neuesten FC-Adapter-Treiber.
    2. Schließen Sie den Thunderbolt-zu-FC-Adapter an den Computer an.
    3. Überprüfen Sie die FC-Verbindung über die Dienstprogramm-Software des Adapters.

Konfigurieren des QNAP-NAS

  1. Bereiten Sie ein QNAP-NAS mit installierter FC-Karte vor.
    Eine Liste der kompatiblen NAS-Geräte und Fibre Channel-Karten finden Sie unter https://www.qnap.com/solution/fibrechannel-san.
  2. Erstellen Sie die Metadaten- und Journaldaten-LUN.
    1. Melden Sie sich bei QTS an.
    2. Wechseln Sie zu Speicher & Snapshots > Speicher > Speicher/Snapshots.
    3. Klicken Sie auf Erstellen, und wählen Sie dann Neuer Speicherpool.
      Das Fenster Assistent zum Erstellen des Speicherpools wird geöffnet.
    4. Klicken Sie auf Weiter.
    5. Wählen Sie unter Datenträger auswählen zwei Datenträger, und setzen Sie den RAID-Typ dann aufRAID 1.
    6. Klicken Sie auf Weiter und dann erneut auf Weiter.
    7. Klicken Sie auf Erstellen, und bestätigen Sie dann mit OK.
      QTS erstellt den Speicherpool und zeigt die Informationen dann auf dem Bildschirm Speicher/Snapshots an. Es wird ein Fenster geöffnet, in dem Sie gefragt werden, ob Sie ein neues Volume erstellen möchten.
    8. Klicken Sie auf Schließen.
      Sie werden zurück zu Speicher/Snapshots geleitet.
    9. Klicken Sie auf Erstellen, und wählen Sie dann Neue blockbasierte LUN.
      Der Assistent zum Erstellen von blockbasierten LUNs wird geöffnet.
    10. Wählen Sie unter Speicherort den RAID 1-Pool, den Sie in den vorherigen Schritten erstellt haben. Wählen Sie Sofortige Thick-Zuordnung, und klicken Sie dann auf Weiter.
    11. Konfigurieren Sie den LUN-Namen und die LUN-Kapazität, und klicken Sie dann auf Weiter.
    12. Klicken Sie auf Fertigstellen.
      QTS erstellt die LUN.
  3. Erstellen Sie die Benutzerdaten-LUN.
    1. Führen Sie die gleichen Schritte aus wie beim Erstellen des Speicherpools für Metadaten und Journaldaten, wählen Sie diesmal jedoch die folgenden Optionen
      • Datenträger insgesamt: 3
      • RAID-Typ: RAID 5
    2. Führen Sie die gleichen Schritte aus wie beim Erstellen der LUN für Metadaten und Journaldaten, wählen Sie diesmal jedoch die folgenden Optionen
      • Speicherort: RAID 5-Speicherpool
  4. Ordnen Sie jede LUN einem FC-Port zu.
    1. Melden Sie sich bei QTS an.
    2. Wechseln Sie zu iSCSI & Fibre Channel > Fibre Channel > FC-Speicher.
    3. Wählen Sie unter Nicht zugeordnete LUNs die Benutzerdaten-LUN.
    4. Klicken Sie auf Aktion, und wählen Sie dann LUN-Zuordnung bearbeiten.
      Das Fenster LUN-Zuordnung bearbeiten wird geöffnet.
    5. Wählen Sie Zur FC-Port-Gruppe zuordnen, und wählen Sie dann Alle FC-Ports. Wählen Sie LUN aktivieren und LUN-Maskierung nicht konfigurieren (Jeder FC-Initiator kann die LUN sehen), und klicken Sie dann auf OK.
    6. Wiederholen Sie die obigen Schritte, um die Metadaten- und Journaldaten-LUN zuzuordnen.
      Die LUNs sind jetzt aufgelistet unter Standard – Alle FC-Ports.
  5. Nach dem Zurodnen der LUNs wird in MacOS auf dem MDC und allen Clients möglicherweise eine Warnmeldung angezeigt. Wenn Sie diese Meldung sehen, klicken Sie auf Ignorieren.

Xsan-Topologie

Im Folgenden ist ein Beispiel für eine grundlegende Xsan-Topologie aufgeführt:

Hier ist eine vereinfachte Version, bei der der MDC und ein Client direkt mit den FC-Ports des NAS verbunden sind.

  • Fibre Channel (FC)
    • Verbinden Sie alle Clients und das NAS mit FC-Kabeln.
    • Die Leistung ist abhängig von der Bandbreite der NAS-FC-Karte, SFP-Transceivern, FC-Kabeln, Thunderbolt-zu-FC-Adapter und dem FC-Switch.
  • Ethernet
    • Verbinden Sie alle Computer und das NAS über Ethernet-Kabel mit einem Gigabit-Router oder Switch.
    • Apple empfiehlt die Einrichtung von drei unabhängigen Ethernet-Netzwerken, die alle Computer in der Xsan-Umgebung miteinander verbinden: Internet, Distributed LAN Client (DLC) und Metadaten. Der Einfachheit halber erstellen wir in diesem Tutorial nur das Metadatennetzwerk.
    • Weisen Sie jedem Computer im Xsan-Netzwerk eine statische IP-Adresse zu, und stellen Sie sicher, dass alle Computer über gültige DNS-Einträge verfügen.
      Tipp: Wenn Sie einen DHCP-Router für die Zuweisung von IP-Adressen verwenden möchten, können Sie jede IP-Adresse in der Einstellung des Routers als statisch reservieren.

Konfigurieren von Xsan

  1. Melden Sie sich beim MDC an.
  2. Konfigurieren Sie das MacOS so, dass es nie in den Ruhemodus wechselt.
    1. Wechseln Sie zu Apple menu (Apple-Menü) > System Preferences (Systemeinstellungen) > Energy Saver (Energiesparer).
    2. Führen Sie auf dem Bildschirm Battery (Batterie) je nach Ihrer macOS-Version eine der folgenden Aktionen aus:
      • Schieben Sie Computer Sleep (Computer-Ruhemodus) aufNie.
      • Wählen Sie Prevent computer from sleeping automatically when the display is turned off (Verhindern, dass der Computer automatisch in den Ruhemodus versetzt wird, wenn der Bildschirm ausgeschaltet wird).
    3. Wiederholen Sie die vorherige Aktion auf dem Bildschirm Power Adapter (Netzteil).
  3. Wechseln Sie zu macOS Server > Advanced (Erweitert) > Xsan.
  4. Aktivieren Sie den Xsan-Dienst.
    Der Xsan-Assistent Getting Started (Erste Schritte) wird geöffnet.
  5. Wählen Sie Create a new SAN (Neues SAN erstellen), und klicken Sie dann auf Next (Weiter).
  6. Wenn Open Directory auf dem MDC nicht aktiviert ist, dann folgen Sie dem Assistenten, um Open Directory einzurichten.
  7. Geben Sie einen eindeutigen SAN-Namen ein.
  8. Geben Sie den Anmeldenamen und das Passwort des Verzeichnisadministrators ein.
    Diese Anmeldedaten wurden bei der Einrichtung von Open Directory angegeben.
  9. Folgen Sie dem Assistenten, um die Einrichtung abzuschließen.

Erstellen eines Xsan-Volumes

  1. Melden Sie sich beim MDC an.
  2. Wechseln Sie zu macOS Server > Advanced (Erweitert) > Xsan.
  3. Klicken Sie unter Volumes auf "+".
  4. Geben Sie einen eindeutigen Volume-Namen ein.
  5. Konfigurieren Sie die Volume-Einstellungen.
    In diesem Tutorial verwenden wir die Standardeinstellungen.
  6. Weisen Sie dem Volume NAS-Speicher zu.
    1. Wählen Sie in der Liste der Speicherpools den Metadaten- und den Journaldaten-Speicherpool.
    2. Klicken Sie auf Bearbeiten.
      Das Fenster Edit Storage Pool (Speicherpool bearbeiten) wird geöffnet.
    3. Wählen Sie unter "Type" (Typ) die Option Metadata and Journal (Metadaten und Journal).
    4. Geben Sie der Metadaten- und Journal-LUN einen aussagekräftigen Namen.
    5. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen der Metadaten- und der Journal-LUN, und klicken Sie dann auf OK.
      Das Fenster Edit Storage Pool (Speicherpool bearbeiten) wird geschlossen.
    6. Wählen Sie in der Liste der Speicherpools den Benutzerdaten-Speicherpool, und klicken Sie auf Edit (Bearbeiten).
      Das Fenster Edit Storage Pool (Speicherpool bearbeiten) wird geöffnet.
    7. Wählen Sie unter "Type" (Typ) die Option User data only (Nur Benutzerdaten).
    8. Geben Sie der Benutzerdaten-LUN einen aussagekräftigen Namen.
    9. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen der Benutzerdaten-LUN, und klicken Sie dann auf OK.
      Das Fenster Edit Storage Pool (Speicherpool bearbeiten) wird geschlossen.
  7. Klicken Sie auf dem Bildschirm Volume auf Create (Erstellen).
    Eine Warnung besagt, dass alle Daten im Speicherplatz gelöscht werden.
  8. Bestätigen Sie mit OK.

Das Volume wird erstellt. In der Liste der Xsan-Volumes wird das neue Volume angezeigt.

Konfigurieren eines Xsan-SAN-Clients mit einem Xsan-Profil

Xsan konfiguriert Clients, indem es ihnen ein Konfigurationsprofil gibt, das vom SAN generiert wird. Es gibt zwei Methoden: manuelle Anwendung des Profils oder Verwendung des Profilmanagers. Hier wenden wir das Konfigurationsprofil manuell auf den Client an. Führen Sie die folgenden Schritte auf jedem Client in der Xsan-Umgebung aus.

  1. Melden Sie sich beim MDC an.
  2. Wechseln Sie zu macOS Server > Advanced (Erweitert) > Xsan.
  3. Klicken Sie auf Save Configuration Profile (Konfigurationsprofil speichern).
  4. Speichern Sie die resultierende Konfigurationsprofildatei.
  5. Kopieren Sie das Konfigurationsprofil auf einen Client.
    Tipp: Sie können die Datei über Ethernet freigeben oder ein USB-Flash-Laufwerk verwenden, um die Datei auf den Client-Computer zu kopieren und zu speichern.
  6. Doppelklicken Sie auf dem Client-Computer auf die Konfigurationsdatei.
  7. Folgen Sie den Eingabeaufforderungen, um das Konfigurationsprofil zu installieren.
    Dieser Prozess erfordert die Eingabe der Administratorpasswörter des MDC und des Clients.
  8. Wenn ein Fehler wie z. B. CPDomainPlugin:101auftritt, versuchen Sie es mit folgender Abhilfe: Konfigurieren eines Xsan-Clients mit Terminal.
  9. Wiederholen Sie die oben genannten Schritte für jeden Xsan-Client.

Konfigurieren eines Xsan-Clients mit Terminal

Wenn Sie einen Client mit dem Xsan-Konfigurationsprofil konfigurieren, tritt möglicherweise folgender Fehler auf: CPDomainPlugin:101. Wenn dieser Fehler auftritt, versuchen Sie die folgenden Schritte als Abhilfe.

  1. Melden Sie sich beim MDC an.
  2. Öffnen Sie Finder, und wechseln Sie zu /Library/Preferences/Xsan/.
  3. Zeigen Sie die versteckten Dateien an, indem Sie die folgenden Hotkeys drücken:Command + Shift + Period (Befehl + Umschalt + Punkt).
  4. Erstellen Sie eine Kopie der Datei /Library/Preferences/Xsan/.auth_secret named auth_secret.
    Die Kopie hat keinen Punkt am Anfang des Dateinamens. Dies macht sie zu einer Nicht-Systemdatei, die es uns erlaubt, sie auf den Client zu kopieren.
  5. Kopieren Sie die folgenden Dateien vom MDC auf den Client-Computer:
    • /Library/Preferences/Xsan/fsnameservers
    • /Library/Preferences/Xsan/auth_secret
    • /Library/Preferences/Xsan/config.plist
  6. Melden Sie sich beim Client an.
  7. Kopieren Sie die Datei fsnameservers nach /Library/Preferences/Xsan/
  8. Bearbeiten Sie die Datei config.plist.
    1. Öffnen Sie config.plist in einem Texteditor.
    2. Suchen Sie die folgende Zeile in der Datei:
      <key>role</key><string>CONTROLLER</string>
    3. Ersetzen Sie CONTROLLER durch CLIENT, wie folgt:
      <key>role</key><string>CLIENT</string>
    4. Speichern Sie die Änderungen, und verschieben Sie config.plist dann nach /Library/Preferences/Xsan/.
  9. Verschieben Sie die Datei auth_secret mit dem folgenden einzeiligen Befehl auf den Client: 
    sudo mv / [your_file_path_here]/auth_secret /Library/Preferences/Xsan/.auth_secret
    Wichtig: Diesem Befehl fügen wir der Datei erneut das Präfix "." hinzu.
  10. Laden Sie XSAN auf dem Client mit dem folgenden Befehl: 
    sudo launchctl load -w /System/Library/LaunchDaemons/com.apple.xsan.plist

Mounten eines Xsan-Volumes

Führen Sie diese Schritte auf jedem Client und auf dem MDC aus.

  1. Öffnen Sie in macOS Terminal.
  2. Geben Sie den folgenden Befehl ein, um den Volume-Namen anzuzeigen.
    xsanctl list
  3. Geben Sie den folgenden Befehl ein, um das Volume zu mounten.
    xsanctl mount [Volume-Name] In diesem Tutorial lautet der Befehl xsanctl mount volume1.

Das gemountete Volume wird in Finder angezeigt.

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