服务器评测内核|内核模块编译
（对于内核的知识觉得了解不够，等学习完LFS再来详细整理下这方面的知识）
内核：系统上面的一个文件，这个文件包含了驱动主机各项硬件的检测程序和驱动模块。
计算机真正工作的是硬件，内核是用来控制这些硬件工作的（主要通过硬件驱动），如果我们需要硬件来完成某项工作时需要内核的帮助才能完成
内核模块：编译成模块的驱动程序。既然内核中已经包括了驱动程序，那么为什么需要驱动模块呢？因为硬件发展很快，如果一有新的硬件出现，就需要重新编译内核就会很麻烦，因此将部分驱动编译成内核模块，在内核需要的时候加载，这样就既可以保证新硬件的使用，也可以保证内核不会一出现新硬件就重新编译
对于硬件驱动程序存在以下两种处理方式
1. 编译到内核
2. 编译成内核模块，内核需要时候进行加载
对于内核来说越简单越好，一些不常用的驱动可以独立成内核模块
内核的编译
1. 解压缩内核文件
[root@localhost shared]# tar -jxvf linux-3.12.2.tar.bz2-C /usr/src/kernels/
2. 打开内核配置菜单，开始配置内核
[root@localhost linux-3.12.2]# make menuconfig
配置项主要分为3中选择类型
<>:不参加编译
<*>参加编译
<M>以内核模块形式参加编译
3. 配置完毕后，会生成一个.config文件保存刚才的配置信息
[root@localhost linux-3.12.2]# ll -a
-rw-r–r– 1 root root 107133 04-03 15:08 .config
4. 清理上一次缓冲后开始编译内核
[root@localhost linux-3.12.2]# make clean
[root@localhost linux-3.12.2]# make bzImage
Setup is 15704 bytes (padded to 15872 bytes).
System is 2890 kB
CRC 4dc9f3fc
Kernel: arch/x86/boot/bzImage is ready (#1)
[root@localhost linux-3.12.2]# ll ./arch/x86/boot/bzImage
-rw-r–r– 1 root root 2974816 04-03 16:15 ./arch/x86/boot/bzImage
5.编译在第2步选择的内核模块
[root@localhost linux-3.12.2]# make modules
[root@localhost ~]# ll /lib/modules/
drwxr-xr-x 3 root root 4096 04-03 12:57 2.6.30.3
=>编译完成内核模块但未安装，所以在/lib/modules/下并未产生任何内核模块
6.安装内核模块，在/lib/modules/会产生对应版本的内核模块库
[root@localhost ~]# make modules_install
[root@localhost linux-3.12.2]# ll /lib/modules/
drwxr-xr-x 3 root root 4096 04-03 16:54 3.12.2
=>到处为止内核与内核模块已经编译安装完毕
7.利用GRUB做一个多重引导，新的引导加载刚编好的内核
[root@localhost ~]#
cp /usr/src/kernels/linux-3.12.2/arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-3.12.2
8.创建虚拟文件系统
[root@localhost ~]# mkinitrd -v /boot/initrd-3.12.2.img 3.12.2
[root@localhost ~]# ll /boot/initrd-3.12.2.img /boot/vmlinuz-3.12.2
-rw——- 1 root root 2752740 04-04 08:53 /boot/initrd-3.12.2.img
-rw-r–r– 1 root root 2974816 04-04 08:52 /boot/vmlinuz-3.12.2
9. 将内核配置信息保存以便下回使用
[root@localhost kernels]# cp /usr/src/kernels/linux-3.12.2/.config /boot/config-3.12.2
10. 编辑menu.lst 添加新的指向新内核的引导
[root@localhost ~]# vim /boot/grub/menu.lst
title CentOS (3.12.2)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-3.12.2 ro root=LABEL=/ rhgb quiet rgb=0x317
initrd /initrd-3.12.2.img
11.重启之后查看内核版本
[root@localhost ~]# uname -r
3.12.2.3
=>已经是最新的内核了
总结起来编译内核主要分为这么几步
1. 配置内核make menuconfig
2. 清除缓存make clean
3. 编译内核make bzImage
4. 编译内核模块make modules
5. 安装内核模块make modules_install
独立内核模块的编译
在内核编译的时候我们可以通过内核菜单选择内核模块进行编译。但如果内核已经编译完成，此时有新的硬件产生，但是内核菜单并没有此新硬件对应的驱动，那怎么编译其对应的内核模块，即使内核菜单存在此驱动，难道还需要重新编译内核？这就需要进行独立内核模块的编译来解决了。
简单的说，独立内核模块编译，就是单独编译一个内核模块，并将内核模块添加到内核管理器。这样内核就可以使用新增加内核模块而不需要重新编译了
[root@bogon shared]# tar -jxvf r8168-8.038.00.tar.bz2
=>解压缩内核模块
[root@bogon shared]# ll
drwxrwxrwx 1 root root 0 01-08 16:56 r8168-8.038.00
-rwxrwxrwx 1 root root 74460 04-08 21:07 r8168-8.038.00.tar.bz2
[root@localhost r8168-8.038.00]# make clean
[root@localhost r8168-8.038.00]# make modules
=>编译内核模块
[root@localhost r8168-8.038.00]# make install
=>安装内核模块
make -C src/ install
make[1]: Entering directory `/mnt/hgfs/shared/r8168-8.038.00/src’
make -C /lib/modules/2.6.18-371.el5/build SUBDIRS=/mnt/hgfs/shared/r8168-8.038.00/src INSTALL_MOD_DIR=kernel/drivers/net modules_install
make[2]: Entering directory `/usr/src/kernels/2.6.18-371.el5-i686′
INSTALL /mnt/hgfs/shared/r8168-8.038.00/src/r8168.ko
DEPMOD 2.6.18-371.el5
make[2]: Leaving directory `/usr/src/kernels/2.6.18-371.el5-i686′
make[1]: Leaving directory `/mnt/hgfs/shared/r8168-8.038.00/src’
[root@localhost ~]# ll /lib/modules/2.6.18-371.el5/kernel/drivers/net/r8168.ko
-rwxr-xr-x 1 root root 1083997 04-09 14:44 /lib/modules/2.6.18-371.el5/kernel/drivers/net/r8168.ko
=>内核模块已经安装成功
[root@localhost ~]# depmod –a
=>建立内核模块依赖关系
[root@localhost ~]# ll /lib/modules/2.6.18-371.el5/modules.dep
-rw-r–r– 1 root root 228487 04-09 14:54 /lib/modules/2.6.18-371.el5/modules.dep
=> modules.dep已经被修改
总结起来编译独立内核模块主要分为这么几步
1. 清除缓存make clean
2. 编译内核模块make modules
3. 安装内核模块 make install
4. 建立依赖关系depmod –a
说明：上面只是将内核模块编译与安装，还未将内核模块加载到内核，因此还需使用insmod进行内核模块的加载
内核模块管理
内核模块依赖性
内核模块存放在/lib/modules/$(uname –r)/kernel当中，其中内核模块一直是存在依赖性的。这些依赖关系记录在/lib/modules/$(uname –r)/modules.dep当我们增加会减少内核模块时就要修改内核模块之间的依赖关系。依赖关系的修改可以通过depmod命令来进行
语法：depmod
depmod [-Anea]
选项与参数：
不加参数：分析目前所有内核，模块并重写写入
-A：只分析比modules.dep记录还新的内核模块。才会更新
-n: 不写入modules.dep只输出到聘雇
-e: 显示目前已经加载的不可执行的模块名称
-a:分析所有可用模块
内核模块的查看
查看所有内核模块
lsmod
查看指定名称的内核模块
modinfo 模块名称
[root@bogon kernels]# lsmod
Module Size Used by
ppdev 12613 0
autofs4 28997 3
hidp 22977 2
=> Used by代表此内核模块被其他内核模块所使用
[root@localhost ~]# modinfo r8168
filename: /lib/modules/2.6.18-371.el5/kernel/drivers/net/r8168.ko
version: 8.038.00-NAPI
license: GPL
description: RealTek RTL-8168 Gigabit Ethernet driver
…….
depends:
vermagic: 2.6.18-371.el5 SMP mod_unload 686 REGPARM 4KSTACKS gcc-4.1
内核模块的加载与删除
内核模块加载
Insmod 内核模块绝对路径
[root@localhost 2.6.18-371.el5-i686]#
insmod /lib/modules/2.6.18-371.el5/kernel/drivers/net/r8168.ko
[root@localhost 2.6.18-371.el5-i686]# lsmod|grep r8168
r8168 248428 0
内核模块删除
rmmod 内核模块绝对路径
[root@localhost ~]# rmmod /lib/modules/2.6.18-371.el5/kernel/drivers/net/r8168.ko
[root@localhost ~]# lsmod|grep r8168
modprobe内核模块处理
使用上面的方法可以管理内核模块，但是需要指定内核模块的完整路径，同时如果要删除某个内核模块时如果存在依赖关系，则无法删除成功。使用modprobe可以避免此问题
Modprobe去modules.dep中寻找内核模块因此不需要指定绝对路径（前提我们已经使用的depmod将依赖关系写入该文件）
语法：modprobe[-lfr] 内核模块名称
选项与参数：
-l:列出所有内核模块
-f:强制加载内核模块
-r:删除内核模块
举例：
[root@localhost ~]# modprobe vfat =>加载内核模块
[root@localhost ~]# lsmod |grep vfat
vfat 15937 0
[root@localhost ~]# modprobe -r vfat =>删除内核模块
Device Mapper
1、LVM、软RAID还有多路径功能都是通过Device Mapper实现的。Device Mapper功能是在内核（2.6+）中实现的功能，但提供了工具（dmsetup，libdm）在用户态下管理；
2、Device Mapper创建的设备通常在/dev/mapper目录下；
3、Device Mapper可以把物理设备的某些sector拿出来组成一个逻辑的块设备，组成的方式有如下：
a> linear。线性的。把硬盘直接串起来，其实就是跨pv的vg。这里可以看出lvm要是跨硬盘的话还是有点风险的；
b> striped，条带化的。就是每个盘写一点，然后交换。就是round－robin，而不像linear那样先找一个狂写。其实就是RADI 0，当然也会跟RAID 0一样要求大小一样，也会获得RAID 0一样的并行写入带来的性能提升，当然数据也就分开了，损坏的风险提升；
c> error，错误。把逻辑盘上的某些扇区标记为错误，此上的IO会错误，可以当作隔离带来用。可以用于测试和产生超时。可以参考http://docs.RedHat.com/docs/en-US/Red_Hat_Enterprise_Linux/6/html/Logical_Volume_Manager_Administration/device_mapper.html的A.1.5. 章节；
d> snapshot，快照。一般和楼下联合使用，LVM2的快照即用这个实现。同时指明一个被快照的设备A和一个COW（Copy On Write）设备B，未改变的数据存在A上，改变了的和需要改变的数据去B读写；
e> snapshot-origin。用于注明被快照了的设备，一般和楼上联合使用；
f> zero，反应和/dev/zero一样，但是是个块设备（/dev/zero是个字符设备），意味着可以格式化之。读的时候总返回0，默默丢掉写操作。可以用于创造不存在的超大块设备，也一般用于测试；zero可以和snapshot一起变出超大的可读可写的块设备来，实际的读写都存储在snapshot设备中；
g> multipath，多路径。下面有详述，此处略；
h> crypt，加密。可以使用内核的cryptAPI把这个块设备上的内容都加密掉，这样就做成一个加密盘。可以参考http://docs.redhat.com/docs/en-US/Red_Hat_Enterprise_Linux/6/html/Logical_Volume_Manager_Administration/device_mapper.html的A.1.8. 章节；
4、blockdev命令可以数出块设备上有多少个扇区sector；
5、dmsetup命令可以简单的创建Device Mapper设备，内核会动态地载入它们（软RAID的命令是mdadm）；
6、DM设备是可以堆叠的，就是说DM设备本身可以再拿去组成DM设备；
7、dmraid就是通过DM机制实现的软RAID；
8、LVM2快照一下会自动整出4个DM设备：快照、快照－original、真实设备（加了一个linear）、还有一个COW设备；
9、可以看看这个slide，讲DM的：http://www.aka-kernel.org/news/downloads/devicemapper.pdf；
MultiPath
1、为了存储的高可用，线路啊接口卡啊啥的都用了双份，这样系统如何使用这双份的链路就成了一个软件问题，也就是多路径问题。这个问题可以通过Devic Mapper来解决的，各家厂商也都有自己的多路径软件，都不大便宜；
2、由于存储连到主机的多个路径会被认别为多个块设备，因为在其上需要一个逻辑层把它们还原成一个设备，这个逻辑层就是Multipath去实现的事情（通过Device Mapper）；
3、连到同一个设备的多条链路可以被分为若干组，组内可以选择轮询策略（组内都是同时生效的），组间可以设置启用优先级（数字越小的优先级越高），同一个时刻只有一个组能是活动的（当然，可以把所有的链路全分到一个大组里去）。组内和组间都是会自动进行故障切换的；
4、有一个multipathd的进程需要开机启动，它的任务是不断检测每个链路的状态，并汇报给kernel；
5、重做链路scan的命令：
a> SCSI：echo “—” > /sys/class/scsi_host/host0/scan；
b> FC：echo “1″ > /sys/class/fc_host/host0/issue_lip；
6、iSCSI也可以使用多路径技术，跟FC差不多，但是使用网卡bonding技术其实能做到更方便更好（这是得益于ip协议强大的路由能力）（所以说multipath几乎是FC only了）；
7、在线路时断时续的情况下不要把failback设置为auto（失败线路恢复之后就切回来），那就会导致不停切，性能就下降；
8、WWID（World Wide Identifier）通常新硬盘都有一个WWID，是全球唯一的。但是老一点的硬盘就没有了。 同时，这个WWID的实现是厂商自闭的，不象MAC地址，为了相互通讯，而必须相互兼容；
9、Linux中设置multipath的命令叫“multipath”。
