Version v5.2 (2011-05-20 19:49) [AUTO]

s4a.tex

@@ -1388,6 +1388,187 @@ systemd уже подготовлен для работы внутри таки
 
 И все это уже сейчас доступно в Fedora~15.
 
+\section{Поиск виновных}
+
+Fedora~15\footnote{Величайший в истории релиз свободной ОС}
+является первым релизом Fedora, использующим systemd в качестве системы
+инициализации по умолчанию. Основной нашей целью при работе над выпуском F15
+является обеспечение полной взаимной интеграции и корректной работы всех
+компонентов. При подготовке следующего релиза, F16, мы сконцентрируемся на
+дальнейшей полировке и ускорении системы. Для этого мы подготовили ряд
+инструментов (доступных уже в F15), которые должны помочь нам в поиске проблем,
+связанных с процессом загрузки. В этой статье я попытаюсь рассказать о том, как
+найти виновников медленной загрузки вашей системы, и о том, что с ними делать
+дальше.
+
+Первый инструмент, который мы можем вам предложить, очень прост: по завершении
+загрузки, systemd регистрирует в системном журнале информацию о суммарном
+времени загрузки:
+\begin{Verbatim}
+systemd[1]: Startup finished in 2s 65ms 924us (kernel) + 2s 828ms 195us (initrd)
++ 11s 900ms 471us (userspace) = 16s 794ms 590us.
+\end{Verbatim}
+
+Эта запись означает следующее: на инициализацию ядра (до момента запуска initrd,
+т.е. dracut) ушло 2 секунды. Далее, чуть менее трех секунд работал initrd. И
+наконец, почти 12 секунд было потрачено systemd на запуск программ из
+пространства пользователя. Итоговое время, начиная с того момента, как загрузчик
+передал управление коду ядра, до того момента, как systemd завершил все
+операции, связанные с загрузкой системы, составило почти 17 секунд.  Казалось
+бы, смысл этого числа вполне очевиден\ldots{} Однако не~стоит делать поспешных
+выводов. Прежде всего, сюда не~входит время, затраченное на
+инициализацию вашего сеанса в GNOME, так как эта задача уже выходит за рамки
+задач процесса init. Кроме того, в этом показателе учитывается только время
+работы systemd, хотя часто бывает так, что некоторые демоны продолжают
+\emph{свою} работу по инициализации уже после того, как секундомер остановлен.
+Проще говоря: приведенные числа позволяют лишь оценить общую скорость
+загрузки, однако они не~являются точной характеристикой длительности процесса.
+
+Кроме того, эта информация носит поверхностный характер: она не~сообщает, какие
+именно системные компоненты заставляют systemd ждать так долго. Чтобы исправить 
+это упущение, мы ввели команду +systemd-analyze blame+:
+\begin{Verbatim}
+$ systemd-analyze blame
+  6207ms udev-settle.service
+  5228ms cryptsetup@luks\x2d9899b85d\x2df790\x2d4d2a\x2da650\x2d8b7d2fb92cc3.service
+   735ms NetworkManager.service
+   642ms avahi-daemon.service
+   600ms abrtd.service
+   517ms rtkit-daemon.service
+   478ms fedora-storage-init.service
+   396ms dbus.service
+   390ms rpcidmapd.service
+   346ms systemd-tmpfiles-setup.service
+   322ms fedora-sysinit-unhack.service
+   316ms cups.service
+   310ms console-kit-log-system-start.service
+   309ms libvirtd.service
+   303ms rpcbind.service
+   298ms ksmtuned.service
+   288ms lvm2-monitor.service
+   281ms rpcgssd.service
+   277ms sshd.service
+   276ms livesys.service
+   267ms iscsid.service
+   236ms mdmonitor.service
+   234ms nfslock.service
+   223ms ksm.service
+   218ms mcelog.service
+...
+\end{Verbatim}
+
+Она выводит список юнитов systemd, активированных при загрузке, с указанием
+времени инициализации для каждого из них. Список отсортирован по убыванию этого
+времени, поэтому наибольший интерес для нас представляют первые строчки. В нашем
+случае это +udev-settle.service+ и
++cryptsetup@luks\x2d9899b85d\x2df790\x2d4d2a\x2da650\x2d8b7d2fb92cc3.service+,
+инициализация которых занимает более одной секунды. Стоит отметить, что к
+анализу вывода команды +systemd-analyze blame+ тоже следует подходить с
+осторожностью: она не~поясняет, \emph{почему} тот или иной юнит тратит
+столько-то времени, она лишь констатирует факт, что время было затрачено. Кроме
+того, не~стоит забывать, что юниты могут запускаться параллельно. В частности,
+если две службы были запущены одновременно, то время их инициализации будет
+значительно меньше, чем сумма времен инициализации каждой из них.
+
+Рассмотрим повнимательнее первого осквернителя нашей загрузки: службу
++udev-settle.service+. Почему ей требуется так много времени для запуска, и что
+мы можем с этим сделать? Эта служба выполняет очень простую задачу: она ожидает,
+пока udev завершит опрос устройств, после чего завершается. Опрос же устройств
+может занимать довольно много времени. Например, в нашем случае опрос устройств
+занимает более 6~секунд из-за встроенного в компьютер 3G-модема, в котором
+отсутствует SIM-карта. Этот модем очень долго отвечает на запросы udev. Опрос
+устройств является частью схемы, обеспечивающей работу ModemManager'а и
+позволяющей NetworkManager'у упростить для вас настройку 3G. Казалось бы,
+очевидно, что виновником задержки является именно ModemManager, так как опрос
+устройств для него занимает слишком много времени. Но такое обвинение будет
+заведомо ошибочным. Дело в том, что опрос устройств очень часто оказывается довольно
+длительной процедурой. Медленный опрос 3G-устройств для ModemManager является
+частным случаем, отражающим это общее правило. Хорошая система опроса устройств
+обязательно должна учитывать тот факт, что операция опроса любого из устройств
+может затянуться надолго. Истинной причиной наших проблем является необходимость
+ожидать завершения опроса устройств, т.е., наличие службы
++udev-settle.service+ как обязательной части нашего процесса загрузки.
+
+Но почему эта служба вообще присутствует в нашем процессе загрузки? На самом
+деле, мы можем прекрасно обойтись и без нее. Она нужна лишь как часть
+используемой в Fedora схемы инициализации устройств хранения, а именно,
+набора скриптов, выполняющих настройку LVM, RAID и multipath-устройств. На
+сегодняшний день, реализация этих систем не~поддерживает собственного механизма
+поиска и опроса устройств, и поэтому их запуск должен производиться только после
+того, как эта работа уже проделана~--- тогда они могут просто последовательно
+перебирать все диски. Однако, такой подход противоречит одному из
+фундаментальных требований к современным компьютерам:
+возможности подключать и отключать оборудование в любой момент, как при
+выключенном компьютере, так и при включенном. Для некоторых
+технологий невозможно точно определить момент завершения формирования списка устройств
+(например, это характерно для USB и iSCSI), и поэтому процесс опроса
+таких устройств обязательно должен включать некоторую фиксированную задержку,
+гарантирующую, что все подключенные устройства успеют отозваться. С точки зрения
+скорости загрузки это, безусловно, негативный эффект: соответствующие скрипты
+заставляют нас ожидать завершения опроса устройств, хотя большинство этих
+устройств не~являются необходимыми на данной стадии загрузки. В частности, в
+рассматриваемой нами системе LVM, RAID и multipath вообще
+не~используются!\footnote{Наиболее правильным решением в данном случае будет
+ожидание событий подключения устройств (реализованное через libudev или
+аналогичную технологию) с соответствующей обработкой каждого такого события~---
+подобный подход позволит нам продолжить загрузку, как только будут готовы все
+устройства, необходимые для ее продолжения. Для того, чтобы загрузка была
+быстрой, мы должны ожидать завершения инициализации только тех устройств, которые
+\emph{действительно} необходимы для ее продолжения на данной стадии. Ожидать
+остальные устройства в данном случае смысла нет. Кроме того, стоит отметить, что
+в числе программ, не~приспособленных для работы с динамически меняющимся
+оборудованием и построенных в предположении о неизменности списка устройств,
+кроме служб хранения, есть и другие подсистемы. Например, в нашем случае работа 
+initrd занимает так много времени главным образом из-за того, что для запуска
+Plymouth необходимо дождаться завершения инициализации всех устройств
+видеовывода. По неизвестной причине (во всяком случае, неизвестной для меня)
+подгрузка модулей для моих видеокарт Intel занимает довольно продолжительное
+время, что приводит к беспричинной задержке процесса загрузки. (Нет, я протестую
+не~против опроса устройств, но против необходимости ожидать его завершения, чтобы
+продолжить загрузку.)}
+
+С учетом вышесказанного, мы можем спокойно исключить +udev-settle.service+ из
+нашего процесса загрузки, так как мы не~используем ни~LVM, ни~RAID,
+ни~multipath. Замаскируем эти службы, чтобы увеличить скорость загрузки:
+\begin{Verbatim}
+# ln -s /dev/null /etc/systemd/system/udev-settle.service
+# ln -s /dev/null /etc/systemd/system/fedora-wait-storage.service
+# ln -s /dev/null /etc/systemd/system/fedora-storage-init.service
+# systemctl daemon-reload
+\end{Verbatim}
+
+После перезагрузки мы видим, что загрузка стала на одну секунду быстрее. Но
+почему выигрыш оказался таким маленьким? Из-за второго осквернителя нашей
+загрузки~--- cryptsetup. На рассматриваемой нами системе зашифрован раздел
++/home+. Специально для тестирования я записал пароль в файл, чтобы исключить
+влияние скорости ручного набора пароля. К сожалению, для подключения
+шифрованного раздела cryptsetup требует более пяти секунд. Будем ленивы, и
+вместо того, чтобы исправлять ошибку в cryptsetup\footnote{На самом деле, я
+действительно пытался исправить эту ошибку. Задержки в cryptsetup, по
+моим наблюдениям, обусловлены, главным образом, слишком большим значением по
+умолчанию для опции +--iter-time+. Я попытался доказать сопровождающим пакета
+cryptsetup, что снижение этого времени с 1 секунды до 100~миллисекунд
+не~приведет к трагическим последствиям для безопасности, однако они мне
+не~поверили.}, попробуем найти обходной путь\footnote{Вообще-то я предпочитаю
+решать проблемы, а не~искать пути для их обхода, однако в данном конкретном
+случае возникает отличная возможность продемонстрировать одну интересную
+возможность systemd\ldots{}}. Во время загрузки systemd должен дождаться, пока
+все файловые системы, перечисленные в +/etc/fstab+ (кроме помеченных как
++noauto+) будут обнаружены, проверены и смонтированы. Только после этого systemd
+может продолжить загрузку и приступить к запуску служб. Но первое обращение
+к +/home+ (в отличие, например, от +/var+), происходит на поздней стадии
+процесса загрузки (когда пользователь входит в систему). Следовательно, нам
+нужно сделать так, чтобы этот каталога автоматически монтировался при загрузке,
+но процесс загрузки не~ожидал завершения работы +cryptsetup+, +fsck+ и +mount+
+для этого раздела. Как же сделать точку монтирования доступной, не~ожидая, пока
+завершится процесс монтирования? Это можно сделать, воспользовавшись магической
+силой systemd~--- просто добавим опцию монтирования +comment=systemd.automount+
+в +/etc/fstab+. После этого, systemd будет создавать в +/home+ точку
+автоматического монтирования, и при первом же обращении к этому каталогу
+systemd выполнит подготовку устройства, проверку и монтирование файловой
+системы.
+
+
 \end{document}
 
 vim:ft=tex:tw=80:spell:spelllang=ru