Apple Mac und skurrile Geräte. LTO, SAS, Fibre Channel, eSATA

Das Thema dieses Artikels ist die Verbindung von externen Geräten mit einem Mac über die Schnittstellen SAS, Fibre Channel (FC) und eSATA. Zunächst sei gesagt, dass es einen vernünftigen Weg gibt, das Problem des Zugriffs auf solche Geräte zu lösen: Man könnte einen günstigen PC zusammenstellen, eine HBA SAS- oder FC-Controllerkarte (zum Beispiel einen einfachen LSI-Adapter) einbauen, seine Geräte an diesen Controller anschließen, irgendein Linux auf dem PC installieren und dann über das Netzwerk mit dem Mac arbeiten. Aber das ist banal und uninteressant. Wir werden den Hardcore-Weg gehen und unsere Geräte direkt anschließen. direkt zum Mac.

Was wir dafür benötigen:
– eine beträchtliche Summe Geld für den Kauf neuer Hardware oder Glück bei Auktionen auf eBay (wo man mit ein wenig Aufwand die benötigte Hardware der vorherigen Generationen etwa zehnmal günstiger erwerben kann als im Preisverzeichnis);
– diesen Artikel.

Um mit Magnetbändern (die derzeit fast überall im LTO-Format vertreten sind) zu arbeiten, benötigt man ein Bandlaufwerk (Streamer) oder eine LTO-Bibliothek. Dies ist bei der Erstausstattung ein ziemlich teures Gerät (ab mehreren hunderttausend Rubel), aber bei einem gebraucht Kauf kostet es einen vertretbaren Betrag. Da sich die LTO-Generationen etwa alle zwei Jahre ändern und die Kompatibilität auf zwei Generationen beschränkt ist, ist der Gebrauchtmarkt ausreichend gesättigt mit funktionsfähigen Geräten, die vier Jahre oder älter sind, d.h. älter als zwei Generationen. Wenn Sie ein neues Gerät für kommerzielle Zwecke kaufen, wissen Sie wahrscheinlich, wozu Sie es benötigen. Wenn Sie es für Zuhause und die Familie kaufen möchten, können Sie diese Option als Möglichkeit zur Archivierung von Informationen betrachten (da die Medien sehr günstig im Verhältnis zu 1 Gigabyte sind).

Beginnend mit der LTO-5-Generation (und teilweise der LTO-4) werden die Geräte zur Arbeit mit Magnetbändern hardwareseitig über den SAS- oder FC-Anschluss mit dem Computer verbunden (in der Regel gibt es zwei Ausführungsvarianten jedes Geräts).

Andererseits stellt Apple uns in unserem Mac den USB-C-Anschluss (der mit den Protokollen USB, Thunderbolt 3 oder DisplayPort arbeitet) zur Verfügung, manchmal auch einen Ethernet-Anschluss, sowie die hauseigenen Thunderbolt 3– Thunderbolt 2 und Thunderbolt – FireWire 800 Adapter.

Eine ausweglose Situation? Nicht ganz. Glücklicherweise kann die Thunderbolt-Schnittstelle im PCIe-Modus betrieben werden und ermöglicht den Anschluss von PCIe-Karten, als wären sie direkt im Computergehäuse installiert. Dadurch sind alle Hardwareerweiterungen des Macs möglich, vorausgesetzt, es gibt den entsprechenden Adapter und die Treiber.

Der konzeptionell einfachste Weg zur Lösung dieser Aufgabe ist ein externes Gehäuse für PCIe-Adapter mit Thunderbolt-Schnittstelle (PCIe-Kartenerweiterungssystem), in das ein Controller (Host-Bus-Adapter, HBA) für SAS oder FC installiert werden kann. Solche Gehäuse stellt zum Beispiel die Firma Sonnet und einige andere her. Hier gibt es einen Haken: Nicht jeder Controller ist geeignet, sondern nur die, die einen Treiber für macOS haben. Solcher Karten gibt es insgesamt nicht viele, und die billigsten und beliebtesten (wie die LSI) gehören nicht dazu. Glücklicherweise hat die Firma Sonnet sich die Mühe gemacht, eine Kompatibilitätstabelle von PCIe-Karten mit verschiedenen Betriebssystemen über die Thunderbolt-Schnittstelle zu erstellen.

Eine andere Lösung besteht darin, einen fertigen Thunderbolt – SAS oder Thunderbolt – FC Konverter zu erwerben, der im Grunde eine fertige Baugruppe aus Gehäuse und Controller darstellt. Am bekanntesten in diesem Bereich ist die Firma ATTO, es gibt jedoch auch Produkte anderer Firmen.

Es ist zu beachten, dass nicht alle SAS- und FC-Controller auf die Einhaltung des LTO-Standards zertifiziert sind, da dies an sich Geld kostet. Einige Hersteller geben ausdrücklich an, dass ihre Controller nicht für die Arbeit mit Bandlaufwerken vorgesehen sind.

Um die Gesamtheit der Situation zu verdeutlichen, sei erwähnt, dass die Firma mLogic ein Gerätherstellt, das ein IBM LTO-8-Laufwerk in einem externen Gehäuse darstellt, in das sofort ein SAS-zu-Thunderbolt-3-Konverter integriert ist. Dies ist jedoch noch exotischer als alles oben Beschriebene, besonders gemessen an den Verhältnissen in unseren Regionen. Ich bezweifle, dass dieses Gerät überhaupt legal nach Russland eingeführt werden kann (LTO-Laufwerke enthalten kryptographische Mittel, und Hersteller wie IBM und HP erhalten aus diesem Grund für jedes Modell eine Genehmigung des FSB für den Import).

Als nächstes betrachten wir als Beispiel ein konkretes Ausstattungspaket, dessen Besitzer der Autor durch mehrere erfolgreiche Käufe wurde, aber das allgemeine Prinzip sollte für alle Varianten bestehen bleiben.

Wir haben also folgendes Equipment zur Verfügung, um mit dem Band zu arbeiten:
– Apple Mac mini 2018 mit macOS 10.15 Catalina, ausgestattet mit USB-C-Ports, die Thunderbolt 3 unterstützen;
– Apple Thunderbolt 3 / Thunderbolt 2 Adapter;
– Apple Thunderbolt 2 Kabel;
– ATTO ThunderLink SH 1068 Interface Konverter (2*Thunderbolt / 2*SAS-2);
– SAS SFF-8088 – SFF-8088 Kabel;
– LTO-5 Bandlaufwerk IBM TS2350;
– LTO-5 Kartuschen, Reinigungskartusche.

Nun, wie man so schön sagt, werden wir mit all diesem Kram versuchen zu fliegen.

Laden Sie die neueste Version des ThunderLink SH 1068 Treibers von der ATTO-Website herunter (anscheinend wurde er für unsere Bequemlichkeit mit dem Treiber SH 2068 zusammengefasst und befindet sich im Abschnitt 2068, was nur innerhalb des Treiberarchivs erwähnt wird) sowie das Konfigurationstool von ATTO.

Der Treiber muss selbstverständlich installiert werden. Vor solchen Aktionen empfiehlt der Autor immer, einen Snapshot des APFS-Dateisystems des Startlaufwerks mit dem Befehl zu erstellen.

tmutil localsnapshot

oder ein Backup des Startlaufwerks, wenn dort HFS+ vorhanden ist. Wer weiß das schon. Dann ist es einfach, aus dem Snapshot wiederherzustellen.

Der unerfahrene, aber umsichtige Geist wird zweifellos dazu neigen, die Installationsanleitung von ATTO sorgfältig zu lesen und zu befolgen. Das Ergebnis – tada! – ist ein Betriebssystem, das beim Booten hängen bleibt. Hier könnte uns der Snapshot helfen, aus dem wir wiederherstellen können, indem wir die Time Machine im Wiederherstellungsbereich aufrufen, oder wir können manuell das fehlerhafte kext aus dem Erweiterungsverzeichnis des Kernels löschen (der Autor empfiehlt in der Regel nicht, dies zu tun).

Warum passiert das? Weil wir von Apple gut betreut wurden. In den neuesten Versionen von macOS kann man nicht einfach so fremden Code in den Bootprozess einfügen. Die freundlichen Programmierer von Apple haben solches destruktives Verhalten blockiert. Genauer gesagt haben sie es halb blockiert, wenn das Warten auf den Treiber eingefügt wird, der Treiber selbst jedoch nicht, wodurch alles einfach hängen bleibt.

Was sollte ein erfahrener Geist vor der Installation des Treibers tun? Zunächst den Befehl eingeben:

csrutil status

Wenn wir als Antwort erhalten:

System Integrity Protection status: enabled.

dann bedeutet das, dass die freundlichen Programmierer von Apple sich um uns kümmern, weshalb uns nichts gelingt, solange wir deren wunderbaren Schutz nicht deaktivieren. Dazu starten wir im Wiederherstellungsbereich (⌘R), rufen das Terminal auf und geben den Befehl ein:

csrutil disable

Danach starten wir das Betriebssystem neu und installieren dann den Treiber sowie das Konfigurationstool ATTO (das Konfigurationstool wird im Grunde nur für Diagnosen benötigt und ist bei normalem Betrieb nicht erforderlich). Währenddessen bestätigen wir in den Systemeinstellungen die Autorisierung der Firma ATTO, wenn wir dazu aufgefordert werden. Nach der Installation kann man erneut in den Wiederherstellungsbereich booten und den Befehl geben.

csrutil enable

Apple kümmert sich wieder um uns.

Jetzt haben wir eine driverunterstützte Schnittstelle zu externen SAS-Geräten (oder FC, falls ein FC-Converter verwendet wurde). Aber wie arbeitet man auf logischer Ebene mit einem Band?

Wie jeder unerfahrene aber belesene Geist weiß, unterstützt jedes Unix-kompatible System Bandlaufwerke auf Kernel- und grundlegenden Systemtool-Ebenen, darunter hauptsächlich mt (Tape Management) und tar (ein Archivator, der die Arbeit mit Bandarchiven unterstützt). Aber was würde ein erfahrener Geist hierzu anmerken? Jedes Unix-kompatible System, außer macOS.Apple hat sich um uns gekümmert und die Unterstützung für Bandgeräte aus seinem Code entfernt.

Aber kann dieser Code nicht wiederhergestellt werden, indem man die Standard-Open-Source-Tools von Unix nach macOS portiert? Die gute Nachricht ist, dass die Firma Tolis dies bereits in ihrem Produkt Tolis Tape Tools gemacht hat (einen Link dazu gebe ich nicht an). Die schlechte Nachricht ist, dass die genannte Firma die Nutzung ihrer Arbeit mit 399 US-Dollar bewertet. Die Bewertungen dieser Tatsache können unterschiedlich ausfallen, aber ich persönlich bin nicht bereit, jemandem 400 Dollar für Code zu zahlen, der größtenteils von ganz anderen Personen verfasst wurde und seit den 1970er Jahren der Öffentlichkeit zugänglich ist, weshalb ich die Sache für mich als abgeschlossen betrachte. (By the way, auf GitHub gibt es ein verwaistes Projekt IOSCSITape zu diesem Thema).

Glücklicherweise gibt es in der Welt die Firma IBM, deren kommerzielle Ambitionen ganz andere Ausmaße haben und sich daher nicht in Kleinigkeiten manifestieren. Insbesondere hat sie das Band-Dateisystem LTFS mit offenem Quellcode entwickelt, das auch für macOS bereitgestellt wird.

Es gibt jedoch einen Punkt, dass verschiedene Hersteller von Bandgeräten ihre eigenen Versionen von LTFS herausbringen, die ihre Geräte unterstützen. Da der Autor ein IBM-Bandlaufwerk verwendet, hat er auch LTFS von IBM installiert. Für Geräte anderer Hersteller sind möglicherweise deren eigenen LTFS-Ports erforderlich. Es gibt auch eine universelle OpenLTFS-Implementierung auf GitHub und Homebrew.

Für uns ist es wichtig, dass LTFS die Funktion zur Partitionierung des Mediums nutzt und daher mit Geräten und Kassetten ab der Generation LTO-5 arbeiten kann.

In unserem Fall laden wir das Produkt IBM Spectrum Archive Single Drive Edition für macOS von der IBM-Website herunter, das die LTFS-Implementierung enthält. Ohne Probleme installieren wir das Produkt mit dem eigenen Installer. Dabei wird auch das FUSE-Paket installiert, wobei wir in den Systemeinstellungen die Autorisierung eines smarten Programmierers namens Anatol Pomozov bestätigen müssen, von der in diesem Fall das gesamte IBM abhängt. Respekt und Anerkennung für diese Person.

Es ist sinnvoll, sofort in der Datei /Library/Frameworks/LTFS.framework/Versions/Current/etc/ltfs.conf.local die Zeile hinzuzufügen:

option single-drive sync_type=time@1

die das Standard-Mounting des Bands mit einem Schreibpuffer-Rücksetzen nach 1 Minute Inaktivität (standardmäßig 5 Minuten) festlegt.

Schließlich ist alles bereit für die Verbindung. Wir schließen die Kette an: Mac – T3/T2-Adapter – Thunderbolt-Kabel – ATTO-Converter – SAS-Kabel – Bandlaufwerk (die Auswahl aus mehreren Ports am Mac, Converter und Laufwerk ist unwichtig). Wir schalten die Stromversorgung des Converters ein. Wir schalten die Stromversorgung des Bandlaufwerks ein. Wir warten, bis die Initialisierung des Laufwerks durch dessen Anzeige abgeschlossen ist.

Wir geben den Befehl ein:

ltfs -o device_list

Hurra! Wir erhalten (in der üblichen diagnostischen Manier von IBM):

307 LTFS14000I LTFS startet, LTFS-Version 2.4.2.0 (10418), Protokollebene 2.
307 LTFS14058I LTFS Format Specification-Version 2.4.0.
307 LTFS14104I Gestartet von „ltfs -o device_list“.
307 LTFS14105I Dieses Binary ist für Mac OS X gebaut.
307 LTFS14106I GCC-Version ist 4.2.1 Kompatibles Apple Clang 4.1 ((tags/Apple/clang-421.11.66)).
307 LTFS17087I Kernel-Version: Darwin Kernel Version 19.4.0: Mi. 4. Mär 22:28:40 PST 2020; root:xnu-6153.101.6~15/RELEASE_X86_64.
307 LTFS17085I Plugin: Lädt „iokit“ Tape-Backend.
Bandgeräte-Liste:
Gerätename = 0, Anbieter-ID = IBM, Produkt-ID = ULT3580-TD5, Seriennummer = **********, Produktname = [ULT3580-TD5].

Wir setzen die Kassette ein, warten auf das Laden und formatieren:

mkltfs -d 0 -nTest -r "size=10M/name=.DS_Store"

Hier gibt der Parameter -d die Festplattennummer an (immer null, wenn es nur eine gibt, aber in diesem Befehl kann sie nicht weggelassen werden), -n ist der Name des Bands (kann weggelassen werden), und der Parameter -r erfordert, dass der Inhalt von .DS_Store-Dateien, die nicht größer als 10 Megabyte sind, im Index- (d.h. für Verzeichnisse bestimmten) Abschnitt des Bands anstelle des Datenbereichs platziert wird.

Das geheimnisvolle Leben im Bandlaufwerk hat begonnen. Wir warten ein paar Minuten und erhalten als Antwort:

LTFS15000I Starte mkltfs, LTFS-Version 2.4.2.0 (10418), Protokollebene 2.
LTFS15041I Ausgeführt von «mkltfs -d 0 -nTest -r size=10M/name=.DS_Store».
LTFS15042I Diese Binary ist für Mac OS X erstellt.
LTFS15043I GCC-Version ist 4.2.1, kompatibel mit Apple Clang 4.1 ((tags/Apple/clang-421.11.66)).
LTFS17087I Kernel-Version: Darwin Kernel Version 19.4.0: Mi, 4. Mär 2020 22:28:40 PST; root:xnu-6153.101.6~15/RELEASE_X86_64.
LTFS15003I Formatiere Gerät ‘0’.
LTFS15004I LTFS-Volume-Blockgröße: 524288.
LTFS15005I Platzierungspolitik für den Indexpartition: size=10M/name=.DS_Store.

LTFS11337I Aktualisiere Index-schmutziges Flag (1) — NO_BARCODE (0x0x1021081e0).
LTFS17085I Plugin: Lade «iokit» Tape-Backend.
LTFS30810I Öffne ein Gerät über den iokit-Treiber (0).
LTFS30814I Anbieter-ID ist IBM.
LTFS30815I Produkt-ID ist ‘ULT3580-TD5 ‘.
LTFS30816I Firmware-Version ist H976.
LTFS30817I Laufwerksseriennummer ist **********.
LTFS17160I Maximale Blockgröße des Geräts beträgt 1048576.
LTFS11330I Lade Patrone.
LTFS30854I Logischer Blockschutz ist deaktiviert.
LTFS11332I Laden erfolgreich.
LTFS17157I Ändere die Laufwerkseinstellung auf Schreib-überall-Modus.
LTFS15049I Überprüfe das Medium (mount).
LTFS30854I Logischer Blockschutz ist deaktiviert.
LTFS15010I Erstelle Datenpartition b auf SCSI-Partition 1.
LTFS15011I Erstelle Indexpartition a auf SCSI-Partition 0.
LTFS17165I Setze die Kapazitätsverteilung des Mediums zurück.
LTFS11097I Partitioniere das Medium.
LTFS11100I Schreibe Label auf Partition b.
LTFS11278I Schreibe Index auf Partition b.
LTFS30808I READ_ATTR (0x8c) gibt -20501 zurück.
LTFS30865I READ_ATTR gibt Ungültiges Feld im CDB (-20501) 0 zurück.
LTFS30836I Kann Attribut nicht lesen (-20501).
LTFS11336I Das Attribut existiert nicht. Ignoriere den erwarteten Fehler.
LTFS17235I Schreibe Index von NO_BARCODE in b (Grund: Format, 0 Dateien) **********.
LTFS17236I Index von NO_BARCODE geschrieben (b, **********).
LTFS11337I Aktualisiere Index-schmutziges Flag (0) — NO_BARCODE (0x0x1021081e0).
LTFS11100I Schreibe Label auf Partition a.
LTFS11278I Schreibe Index auf Partition a.
LTFS30808I READ_ATTR (0x8c) gibt -20501 zurück.
LTFS30865I READ_ATTR gibt Ungültiges Feld im CDB (-20501) 0 zurück.
LTFS30836I Kann Attribut nicht lesen (-20501).
LTFS11336I Das Attribut existiert nicht. Ignoriere den erwarteten Fehler.
LTFS17235I Schreibe Index von NO_BARCODE in a (Grund: Format, 0 Dateien) 9068025555.
LTFS17236I Index von NO_BARCODE geschrieben (a, **********).
LTFS15013I Volume-UUID ist: 3802a70d-bd9f-47a6-a999-eb74ffa67fc1.

LTFS15019I Volumenkapazität beträgt 1425 GB.
LTFS30854I Logischer Blockschutz ist deaktiviert.
LTFS15024I Medium erfolgreich formatiert.

Montiere das formatierte Band:

sudo mkdir /Volumes/LTFS
sudo chmod 777 /Volumes/LTFS/
sudo ltfs /Volumes/LTFS

Erhalten wir noch ein paar Minuten Betriebsdiagnose des Laufwerks:

307 LTFS14000I LTFS startet, LTFS-Version 2.4.2.0 (10418), Protokollebene 2.
307 LTFS14058I LTFS Format Specification-Version 2.4.0.
307 LTFS14104I Ausgeführt von «ltfs /Volumes/LTFS/».
307 LTFS14105I Dieses Binary ist für Mac OS X gebaut.
307 LTFS14106I GCC-Version ist 4.2.1 Kompatibles Apple Clang 4.1 ((tags/Apple/clang-421.11.66)).
307 LTFS17087I Kernel-Version: Darwin Kernel Version 19.4.0: Mi. 4. Mär 22:28:40 PST 2020; root:xnu-6153.101.6~15/RELEASE_X86_64.
307 LTFS14063I Synchronisationstyp ist «time», Synchronisationszeit ist 60 Sek.
307 LTFS17085I Plugin: Lädt „iokit“ Tape-Backend.
307 LTFS17085I Plugin: Lade «unified» iosched Backend.
307 LTFS14095I Setze den Schreibmodus des Bandgeräts auf Schreib-überall, um das Auswerfen der Patrone zu vermeiden.
307 LTFS30810I Öffne ein Gerät über den iokit-Treiber (0).
307 LTFS30814I Anbieter-ID ist IBM.
307 LTFS30815I Produkt-ID ist ‘ULT3580-TD5 ‘.
307 LTFS30816I Firmware-Version ist H976.
307 LTFS30817I Laufwerksseriennummer ist **********.
307 LTFS17160I Maximale Blockgröße des Geräts beträgt 1048576.
307 LTFS11330I Lade Patrone.
307 LTFS30854I Logischer Blockschutz ist deaktiviert.
307 LTFS11332I Laden erfolgreich.
307 LTFS17157I Ändere die Laufwerkseinstellung auf Schreib-überall-Modus.
307 LTFS11005I Das Volume wird bereitgestellt.
307 LTFS30854I Logischer Blockschutz ist deaktiviert.
307 LTFS17227I Bandattribut: Anbieter = IBM.
307 LTFS17227I Bandattribut: Anwendungsname = LTFS.
307 LTFS17227I Bandattribut: Anwendungsversion = 2.4.2.0.
307 LTFS17227I Bandattribut: Medium Label =.
307 LTFS17228I Bandattribut: Textlokalisierungs-ID = 0x81.
307 LTFS17227I Bandattribut: Barcode =.
307 LTFS17227I Bandattribut: Anwendungsformatversion = 2.4.0.
307 LTFS17228I Bandattribut: Volumensperrstatus = 0x00.
307 LTFS17227I Bandattribut: Name des Mediatools =.
307 LTFS14111I Erste Einrichtung erfolgreich abgeschlossen.
307 LTFS14112I Führen Sie den Befehl 'mount' aus, um das Ergebnis der abschließenden Einrichtung zu überprüfen.
307 LTFS14113I Der angegebene Einhängepunkt wird aufgeführt, wenn es erfolgreich war.

Und hier ist unser Band auf dem Desktop, mit dem Namen Test(ltfs)! Das namenlose Band erhält den Namen OSXFUSE Volume 0 (ltfs).

Jetzt kann man damit arbeiten.

Man sollte jedoch beachten, dass es ratsam ist, das Durchsuchen von Verzeichnissen auf dem Band in Finder-Fenstern nicht übermäßig zu nutzen, da dies eine unglaublich ressourcenintensive Operation für LTFS darstellt. Besser arbeitet man vor allem mit Terminalbefehlen oder speichert einfach das zu sichernde Verzeichnis im Ganzen auf dem Band, wie im obigen Fenster gezeigt.

Es gibt übrigens ein speziell von IBM entwickeltes Tool ltfs_copy und deren Klone, die für ein effizienteres Kopieren zwischen Band und Festplatte gedacht sind, aber der Autor hat bisher nicht geschafft, sie bei einer oberflächlichen Suche im Internet zu finden.

Das Band kann mit dem Befehl demontiert werden:

umount /Volumes/LTFS

oder einfach in den Papierkorb werfen.

Es gibt tatsächlich grafische Oberflächen für macOS, die diese Aktionen erleichtern, aber sollen wir nach solchen Exzessen Angst haben, ein paar Zeilen im Terminal einzugeben?

Als Nebenwirkung haben wir die Möglichkeit, externe eSATA-Festplatten über ein SAS/4*eSATA-Kabel anzuschließen.

Quelle: habr.com