Il server è un HP DL380 di sesta generazione, e monta un controller dedicato per il drive a nastro, uno SmartArray P212 con interfaccia di tipo SAS.

Il primo problema è stato che il drive non è rilevato all’avvio del sistema operativo, ma questo è facile da risolvere: i controller di tipo Smart Array sono in grado di accettare e controllare dispositivi a nastro, naturalmente a patto che l’interfaccia sia corretta, ossia SAS o SCSI. Il supporto per i dispositivi SCSI che non siano dischi è normalmente disabilitato nel modulo kernel corrispondente, che per la cronaca si chiama cciss, e può essere abilitato senza problemi e senza riavviare niente. Basta usare l’interfaccia /proc di accesso ai parametri del kernel.
Occorre prima individuare a quale controller sia connesso il drive a nastro, se ce ne sono più di uno. Basta andare a guardare nella directory /proc/driver/cciss: in questa directory vi sono tanti file quanti sono i controller, con il nome ccissX dove X è il numero “logico” del controller. Guardando dentro i singoli file con un cat si individua il controller giusto, nel mio caso è cciss1, il cui contenuto è:

cciss1: HP Smart Array P212 Controller
Board ID: 0x3241103c
Firmware Version: 1.66
IRQ: 178
Logical drives: 0
Sector size: 2048
Current Q depth: 0
Current # commands on controller: 0
Max Q depth since init: 0
Max # commands on controller since init: 1
Max SG entries since init: 0
Sequential access devices: 1

Per individuarlo, nel mio caso, ho cercato il modello di controller, ma si può usare ad esempio la presenza o meno di dischi, se il controller è condiviso fra dischi e nastro, cosa sconsigliata a priori.
Trovato il controller giusto, basta dare questo comando, da utente root:

# echo "engage scsi" > /proc/driver/cciss/cciss1

sostituendo a cciss1 il file giusto, e magicamente appare il drive a nastro, come si può verificare dai messaggi del kernel, visibili col comando dmesg:

scsi0 : cciss
  Vendor: HP        Model: Ultrium 3-SCSI    Rev: Q24D
  Type:   Sequential-Access                  ANSI SCSI revision: 05
scsi 0:0:0:0: Attached scsi generic sg0 type 1

Per trovare il device, occorre prima caricare a mano il modulo kernel st, oppure riavviare, ed a quel punto avremo disponibile il device /dev/st0 ed il device /dev/nst0 per accedere al nastro: il primo riavvolge il nastro automaticamente all’inizio quando si termina una operazione di scrittura (alla chiusura del device, ossia quando ad esempio il comando tar termina), mentre il secondo lascia il nastro dov’è.
Per rendere permanenti le modifiche ed avere il drive disponibile fin dall’avvio, ho inserito il comando nel file /etc/rc.local, che nelle distribuzioni RedHat e derivate (Fedora, CentOS), come pure in Debian, è destinato appunto questo scopo. Come effetto collaterale avremo che il modulo kernel st sarà caricato automaticamente all’avvio.

La velocità

Il primo test è a dir poco deludente: meno di 3 megabyte al secondo. Ma l’effetto peggiore è un altro, a lungo termine: il drive, non avendo dati alla velocità giusta, è costretto a fermarsi, aspettare dati a sufficienza, tornare indietro e ripartire. Questo ciclo di start-stop-rewind è in grado di distruggere un drive in pochi mesi. Se invece i dati arrivano costantemente e in quantità adeguata, il drive scrive a velocità costante per tutto il tempo senza fermarsi mai, se non alla fine del lavoro.
Ebbene, il problema è a vari livelli. La facciamo breve:

• disattivare la compressione del drive, ed usare quella del software
• impostare la dimensione del blocco sul nastro a 64k (65536 bytes)
• assegnare al modulo kernel st almeno 2 megabyte di buffer

dopo questi interventi la velocità in scrittura è passata a 30 megabyte/sec, ben dieci volte, e soprattutto niente più start-stop.

Ecco i comandi da impartire, partiamo dalla compressione:

# mt -f /dev/st0 compression off

dove mt è una utility per la gestione dei drive a nastro, disponibile nel pacchetto mt-st.

Per la dimensione del blocco, si può utilizzare sia il comando:

# mt -f /dev/st0 setblk 65536

che con le opzioni proprie del programma usato per scrivere su nastro. Ad esempio tar ha l’opzione -b a cui devono essere indicati quanti blocchi da 512 byte per impostare la lunghezza del segmento dati da leggere o scrivere. Per 64k l’opzione è -b 128.

Per il buffer del modulo kernel st invece occorre aggiungere questa riga al file /etc/modprobe.conf (o l’equivalente della distribuzione in uso):

options st buffer_kbs=4096

e per attivare le modifiche basta scaricare il modulo, eseguire un depmod -a e ricaricare il modulo st. Se la configurazione è corretta, nel log del kernel deve apparire qualcosa del genere:

st: Version 20070203, fixed bufsize 4194304, s/g segs 256
st 0:0:0:0: Attached scsi tape st0
st0: try direct i/o: yes (alignment 512 B)
st0: Block limits 1 - 16777215 bytes.

Notare il messaggio: “fixed bufsize 4194304″.

La cura è piuttosto efficace, questo è il risultato di un test eseguito dopo le impostazioni mostrate:

# time dd if=/dev/zero of=/dev/st0 bs=64k count=100000
100000+0 records in
100000+0 records out
6553600000 bytes (6,6 GB) copied, 212,13 seconds, 30,9 MB/s

real	3m32.133s
user	0m0.040s
sys	0m1.049s

Riferimenti

• Il manuale del modulo st, contenuto nel pacchetto kernel-doc, o nei sorgenti del kernel, in Documentation/scsi/st.txt.
• Il manuale del modulo cciss, sempre nel pacchetto della documentazione del kernel, in Documentation/cciss.txt.
• Un vecchio articolo della knowledge base di RedHat sui controller Smart Array.