Rembo 2: La vendetta
Rembo Toolkit v.2
come soluzione
globale per PC e farm
Servizio di Calcolo dei LNF
N.Amanzi, S.Angius, D.Maselli, M.Pistoni, C.Soprano, A.Veloce
Cagliari
26 maggio 2004
26 maggio 2004
Servizio di Calcolo dei LNF
1
Indice
1. Rembo ToolKit
•
•
Introduzione e principi di funzionamento
Funzionalita’ della Versione 1
•
•
•
•
•
Aspetti infrastrutturali
Ridondanza e affidabilita’ del servizio
Metodologie implementative
Caratteristiche degli script site specific
Risultati, esempi e snapshot
2. Nuove funzionalita’ di Rembo ToolKit v. 2
3. Strategia di uso di Rembo ai LNF
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Copyright
• Rembo Toolkit e’ un software commerciale
della Ditta Svizzera Rembo Technology Sarl.
• E’ una evoluzione del software free BpBatch
sviluppato all’Universita’ di Ginevra.
• Quest’ultimo presenta molte limitazioni
importanti e purtroppo non viene piu’ sviluppato.
• Tali limitazioni non sono presenti nella versione
commerciale.
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Rem.bo. (Remote Boot) v. 1 e 2
• Rembo Toolkit e’ una piattaforma per il pre-OS
management dei PC.
• Puo’ essere usato per effettuare una grande
quantita’ di operazioni al momento del boot di
qualsiasi PC (architettura Intel o compatibile).
• Rembo e’ di fatto un mini Sistema Operativo,
differente da qualsiasi altro perche’ puramente
network-based. Il kernel di rembo toolkit e’
scaricato da un server tramite la rete ed
eseguito localmente dalla bootrom del PXE al
termine del processo del BIOS bootstrap.
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Rembo Toolkit schema
DHCP Server
Rembo Server
PXE boot:
DHCP request
Image File request
DHCP answer
Rembo answer
Image download
Clients (software-less)
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Requisiti lato server
• Sistemi operativi:
– Windows NT/2000/XP
– Linux
– Sparc Solaris
• E’ necessario un DHCP server per inviare i
parametri di boot alla bootrom PXE del client
(puo’ essere lo stesso Rembo server)
• Una applicazione Windows GUI viene fornita per
configurare il server in modo semplice
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Requisiti lato client
• Lato client:
– processore Intel 386 (o superiore, anche compatibile)
– Scheda di rete con supporto del protocollo PXE
(Preboot eXecution Environment) vers 1.1 o 2.1
• Non ci sono limitazioni s/w sul client, dato che
rembo toolkit non usa informazioni residenti sul
disco locale per partire (network boot).
• Per questo motivo Rembo funziona anche su
computers diskless.
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Introduzione
• Rembo Toolkit include:
– Una Virtual Machine (VM) per eseguire programmi in
linguaggio Rembo-C compilati o testuali (script)
– Una interfaccia grafica per l’interazione con
l’utilizzatore
– Un accesso di basso livello all’hard disk (per il
cloning, restoring, updating e customizing dei sistemi
operativi)
– Un’ interfaccia di rete tramite la bootrom del PXE
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Client management
• Operazioni di management possono essere
effettuate:
– Interattivamente tramite alcuni wizard GUI (Rembo
Wizard e Rembo Pro Interactive Tools)
– Interattivamente tramite l’inserimento di istruzioni
Rembo-C al prompt interattivo
– In modalita’ batch tramite script contenente
istruzioni e/o chiamate Rembo-C
• Per ottimizzare le performance, e’ anche
disponibile un Kit di sviluppo s/w in grado di
compilare gli script Rembo-C ed ottenere
codice eseguibile nella Virtual Machine
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Disk Cache
• Rembo puo’ usare spazio non partizionato
sull’hard disk locale del client ed adibirlo a
funzioni di disk cache per immagazzinare copie
locali di file trasferiti dal server, in modo da
accelerare gli accessi successivi agli stessi files
senza coinvolgere nuovamente il server e la
rete.
• E’ consigliato lasciare un po’ di spazio non
partizionato adibito a local cache, specialmente
quando Rembo Toolkit e’ usato per ripristinare
frequentemente un sistema operativo.
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Funzionalita’ centrali
• Linguaggio di programmazione potente e facile
da usare (Rembo-C). E’ praticamente identico al
C con qualche lievissima differenza
• Virtual Machine in grado di eseguire codice
Rembo-C compilato: la Virtual Machine e’ multithreaded, e supporta exception handlers
strutturate
• Compilatore “on-the-fly” che interattivamente
traduce le istruzioni Rembo-C in codice VM
• Sistema di Hard-disk buffering.
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Funzionalita’ grafiche
• GUI basata su HTML, con gestione degli eventi
stile javascript (onmouseup, onchange, ...) per
eseguire istruzioni Rembo-C quando una
determinata azione e’ richiesta dall’utente.
• Tutte le modalita’ VESA standard sono
supportate a 8 e 16 bit di colore (fino a 1600x1200)
• Supporto per mouse seriale, PS/2 e USB.
• Tutti gli oggetti grafici vengono mappati in
variabili Rembo-C, in modo da poter essere
modificati interattivamente o negli script.
• Supporto per le immagini in formato PCX a 256
colori
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Funzionalita’ sui Filesystem
• Supporto per l’accesso al singolo file per i
seguenti Filesystem FAT12, FAT16,
BIGDOS, FAT32, EXT2FS, EXT3FS,
LINUXSWAP, NTFS (NT4.0, Win2K e
WinXP).
• Funzioni Rembo-C di partizionamento
“al volo”.
• Funzioni Rembo-C per l’accesso ai file
(read, write, copy, delete, rename, move
file e directory).
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Funzionalita’ di cloning
• Creazione e ripristino di immagini di sistemi
operativi. Un’immagine corrisponde ad una
collezione di file, senza vincoli sul filesystem di
origine.
• Le immagini delle partizioni sono compresse e
possono essere “sfogliate” direttamente dal
Rembo Toolkit client.
• Supporto per immagini fino a 100GB ( 2TB).
• Supporto di immagini Virtuali. Un’immagine
virtuale e’ una copia esatta della struttura del
filesystem, ma senza il contenuto dei file.
• Supporto di illimitate immagini differenziali.
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Funzionalita’ di cloning (2)
• Supporto di cloning basato sui file, per il
ripristino in funzione di un sistema operativo
(self-healing).
• Il self-healing e’ effettuato comparando il
contenuto dell’hard disk con il contenuto di
un’immagine sul server (o sulla local cache
partition), quindi tramite il recupero dei file persi
o corrotti (NT puo’ impiegare meno di 1 min).
• Supporto per una post-configurazione illimitata.
La possibilita’ di accesso a basso livello al
Filesystem (quindi al singolo file) consente una
facile implementazione di operazioni di postinstallazione e di personalizzazione del singolo PC.
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Funzionalita’ OS-specific
• Accesso a basso livello ai file dei registri di
Windows NT/2000/XP. Il file dei registri e’
gestito come un filesystem, quindi e’ possibile
creare immagini di base e differenziali anche del
file dei registri. Particolarmente utile per gli
updates di OS e del s/w applicativo.
• Funzione di rigenerazione del SID (NT's system
identifier)
• Supporto per il Linux kernel boot module (come
LILO o Grub).
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Funzionalita’ di rete
• Implementazione di protocollo IP proprietario,
disegnato per ottenere le migliori performance,
basato su UDP:
– NETfs, unicast file transfer protocol, usato per
trasferire file da e verso il Rembo server
– MCAST, multicast file transfer protocol, usato per
trasferire le immagini dal server ai client (circa 5-10
volte piu’ veloce del protocollo standard MTFTP
• Il protocollo MCAST non richiede nessun tipo di
sincronizzazione tra i client. Percio’ nessun
intervento manuale e’ richiesto per clonare
centinaia di PCs se MCAST e’ usato in
combinazione con il Wake On LAN.
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Funzionalita’ di rete (2)
• La comunicazione tra il server e i client e’
criptata usando un algoritmo standard.
• Tutti i protocolli sono a prova di failure: i client
si riconnettono al server, non appena si rende
disponibile, dopo una qualunque interruzione.
• Server di backup: i client sono in grado di
ristabilire verso un server di backup una
connessione interrotta con il server primario,
anche nel mezzo di un file transfer.
• Accesso dei client ai servizi TCP attraverso
meccanismi di tunnel instaurati dal server
• Supporto dell’SMTP (e-mails con Rembo Toolkit)
• Accesso Completo (RW) a database, in ODBC
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Altre Funzionalita’
• MS-DOS, Windows e Linux ramdisks: Rembo puo’
caricare l’immagine di un floppy disk su ramdisk e
poi esegue il boot dal ramdisk
• Remote Console: il client display puo’ essere
controllato e catturato da un nodo remoto su cui
risiede la applicazione Rembo Remote Console.
Anche la comunicazione di Remote Console e’
compressa e criptata
• Autenticazione: per autenticare un utente
supporta i seguenti protocolli di autenticazione:
– Windows authentication
– Unix (passwd), NIS/NIS+
– RADIUS
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Altre Funzionalita’ (2)
• Hardware detection: e’ in grado di rivelare
l’hardware plug and play.
• CDRom and Floppy mode: Rembo puo’ partire
anche da floppy o da CDRom qualora il network o
il protocollo PXE non fosse disponibile. L’immagine
su CDRom puo’ essere personalizzata per
contenere specifiche immagini di partizioni e/o
Rembo-C script.
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Efficiente e flessibile
• Rembo e’ stato costruito curando molto gli
aspetti di performance, in modo da renderlo
peculiare quando il numero dei PC da gestire
diventa elevato (come nel caso di farm).
• Le sue capacita’ di disk-cloning sono molto
efficienti.
• Inoltre la gestione delle partizioni e’ molto piu’
flessibile in virtu’ delle sue capacita’ di
accedere al File System e quindi al singolo file.
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Rembo v. 2
• Gestione di NTFS (di WinXP) e EXT3FS
• Supporto di immagini fino a 2TB
• E’ in grado di accedere ai filesystem compressi
NTFS e di decriptare files criptati con le
chiavi di cifratura di Windows
• Implementazione del protocollo multicast di
comunicazione PCAST ottimizzato per il
trasferimento multiplo di files dalla shared
repository del server verso piu’ client
contemporaneamente
• La grande rivoluzione di Rembo v. 2 e’
rappresentata dalla Shared Repository
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Shared Repository
• Rembo v. 1  Immagini monolitiche contenenti
i files di ciascuna partizione in formato
compresso
(valore medio: ~2 GB/partition)
• Rembo v. 2  vengono salvati in formato
compresso (a blocchi di 128MB) soltanto i files
che non siano gia’ presenti nella shared
repository, piu’ un catalogo dei files della
partizione con i relativi MD5
(valore medio a regime: 100 MB/partizione)
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Strategia di uso ai LNF
• Rembo v. 2 ai LNF viene utilizzato per salvare
le partizioni di sistema di tutte le macchine
Intel based della LAN:
– Farm di calcolo (Linux RedHat)
– Servizi essenziali su macchine di tipo Slot 1U/2U
(Linux o Windows)
– PC delle sale utenti e delle aule didattiche (Master)
– Server Windows del Sistema Informativo
– Tutti i PC degli utenti desktop e portatili (Windows,
Linux e/o dual boot)
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LNF internal routing (OSPF)
Multicast
PIM e IGMP
Garr
Swkloe1 e 2
2 x Cisco 6509
HSRP
VLAN 2 – 192.135.25.0/24
VLAN 2 – 192.135.26.0/24 secondary
VC 34Mbps
Lnfgw
Verso il GARR
Cisco 7507
Swlat
Cisco 6006
VLAN 129 – 192.84.129.0/24
VLAN 192
Swcalc1
Cisco 6509
192.168.192.0/24
VLAN 130 – 192.168.130.0/24
VLAN 1 – 193.206.80.0/21
VLAN 131
192.84.131.0/24
Secondary:
192.168.200.0/24
Secondary: 192.84.130.0/24, 192.168.132.0/24,
VLAN 228
193.205.228.0/24
Sistema Informativo
INFN
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192.168.140.0/24, 172.16.0.0/16
VLAN 160
192.168.160.0/24
VLAN 161
192.168.161.0/24
Swares1 – Cisco 4006
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LNF Rembo service schema
DHCP
Servers
Rembo v. 2
Servers
LNF LAN
L2/L3 Switching
Multicast PIM e IGMP
Libreria
Magstar
MySQL
Servers
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Rembo clients
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Rembo servers
• 2 HP Proliant DL 360 (Slot 1U) ciascuna con:
–
–
–
–
–
CPU: Dual processor Xeon 2.8GHz
RAM: 1GB SDRAM ECC
HD SCSI: 1x18GB 15K rpm per OS
HD SCSI: 1x143GB 10K rpm per rembo files
NET: 2xGigabit Ethernet (1000 BaseTX)
• OS: Windows XP Professional
• REMBO server: Windows Version 2.0.047.2
(.2 = specifica per i LNF)
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Ridondanza
• I rembo server sono definiti uno come “master”
e uno come “backup”.
• Per l’allineamento, e’ stato realizzato un
opportuno script VisualBasic che ogni notte sul
server di backup effettua:
– Il mirror di tutto il directory tree di Rembo dal
master (tramite Robocopy Windows Resource Kit)
– L’aggiornamento dei registri relativi alla definizione
degli host e dei gruppi (tramite LNF regsync.exe)
– Una volta a settimana il backup su libreria IBM
tramite Tivoli Storage Manager Client
– Scrittura di event e LOG file di tutte le operazioni
effettuate
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Configurazione di Rembo
• Rembo prevede la definizione di gruppi di Host
(o di host singoli) a cui attribuire specifiche
politiche di management attraverso definizione
di variabili ed esecuzione di specifici script.
• Prevede inoltre la creazione di parametri e di
variabili:
–
–
–
–
Globali
Di gruppo
Di host
Di user
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(validi per tutti gli host)
(validi per un gruppo di host)
(validi per un solo host)
(validi per l’utente autenticato)
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Configurazione
• Rembo serve solo gli host definiti nel suo
database di configurazione.
• In realta’ e’ in grado di servire qualunque host,
purche’ sia definito un gruppo default (anche
vuoto).
• Quando un host esegue il PXE boot, carica ed
esegue lo script definito nel proprio gruppo di
appartenenza sul Rembo server.
• Inoltre carica le variabili di environment con la
seguente priorita’: user, host, group, global
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Politiche LNF
• Sfruttando tali caratteristiche, ai LNF e’
stato realizzato un unico script di
management per gestire tutti i client
della LAN.
– LNF.shtml
• systeminfo.rbc
• scriptlib.rbc
che a sua volta esegue:
• Eventuali specializzazioni vengono
raramente effettuate attraverso la
definizione di opportune variabili.
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Funzionalita’ dello script dei lnf
• Raccoglie informazioni relative alla
configurazione H/W del client:
– Marca e modello, tipo e versione di BIOS,
Processore/i, RAM, dischi, device “on board”,
tutte le periferiche P&P
• Scrive tutte queste informazioni in un
database tramite SQL e ODBC. Nel
nostro caso il DB e’ MySQL v. 3.23.53 su
LINUX RedHat 7.3
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Funzionalita’ dello script dei lnf (2)
• Verifica l’esistenza di un disco e di un OS e
presenta un primo menu’ di boot.
• In mancanza di una scelta, il boot avviene
automaticamente dopo un time-out di 30s.
• Il menu’ permette di esportare il desktop su un
altro PC della LAN.
• Oppure di autenticarsi per acquisire maggiori
privilegi (5 livelli totali):
– Administrator, Creator, Clone, Owner, Null
• Presentazione di due Menu:
– OS Image Creation
– Restore
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Script lnf: Image Creation Menu
• Permette di salvare le immagini della prima
partizione NTFS/FAT e della prima partizione
EXT2/3 sul Rembo server, nella directory
relativa all’host o al suo gruppo di appartenenza.
• L’immagine e’ un file di puntatori e checksum
MD5.
• I file verranno salvati nella Shared Directory
(se non gia’ presenti).
• E’ possibile escludere interattivamente alcuni
file o directory tree dall’operazione di
salvataggio (con una sorta di file manager
“windows explorer” like)
26 maggio 2004
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Script lnf: Restore Menu
• Permette di restorare sui dischi del client le
immagini delle partizioni Windows e/o Linux
precedentemente salvate sul server
–
–
–
–
–
Gestione interattiva o batch delle partizioni
Quick format
Restore di MBR e/o Windows e/o Linux
Creazione non assistita e completa di un clone
Generazione di un nuovo sistema da un nodo identico
o similare
– Aggiornamento eventuale dei Registri: Hostname,
DiskSignature, etc.
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Script lnf: Clone from another node
• Viene interrogato il DB e vengono selezionati i
nodi che hanno la stessa configurazione
hardware oppure nodi con configurazione
similare
• Una finestra presenta le varie opzioni in ordine
di peso (similitudine)
• La copia da nodi simili funziona quasi sempre a
meno di alcuni veloci aggiustamenti
(installazione di driver specifici)
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Script lnf: Altre funzionalita’
• Gestione delle versioni
• Esecuzione di script subito dopo il restore:
– postinstall_win.rbc e postinstall_linux.rbc
• Esecuzione di uno script subito prima di
effettuare il boot da disco:
– preboot.rbc (aggiornamento di file)
• Aggiornamento dei registri di Windows
– preboot.reg (formato Regedit4)
• Generazione di Log su console e su file
• Aggiornamento del DB con info relative a image
“creation”, “restore” e partition table
• Specializzazione tramite variabili speciali
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Script lnf: Variabili speciali
• URL:
forza/vieta l’uso della cache disk
• SavedVersions:
gestione delle versioni
• FileManager_Flag: gestione interattiva del
filesystem da salvare
• RemoteConsole:
IP address per l’export del
desktop
• WindowsPartition:
Tipo di FileSystem Win
• Make_a_Clone_Flag: esegue un batch rebuild
• EndBoot:
boot dopo il rebuild
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PC Support
• Ai LNF il servizio di PC Support utilizza
costantemente Rembo
• Di ciascun PC che viene installato e configurato,
viene creata l’immagine su Rembo
– Per ripristinarlo in futuro
– Per creare cloni da tale immagine su hardware
identico o similare
• PC Support esegue il boot da rembo sfruttando
il gruppo default
• Si autentica con privilegio di “creator”
• Verifica se esistono immagini salvate di nodi
identici o similari da cui clonare
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PC Support (2)
• Se si:
– carica tali immagini ed eventualmente ricarica i driver
delle periferiche differenti dal nodo originale
– eventuali aggiustamenti per richieste specifiche
• Se no:
– installa e configura il PC secondo le richieste
dell’utente:
• Windows e/o Linux
• Innumerevoli applicazioni, custom setup, etc
• In ogni caso effettua il salvataggio finale delle
immagini su Rembo server
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Tempi misurati
• Creazione di immagini per host dual boot (con
uso di disk cache):
– Windows XP (4.5GB):
– Linux Fedora (5.5GB):
10 min – 20 min
10 min – 25 min
– Windows XP (4.5GB):
– Linux Fedora (5.5GB):
15 min – 30 min
15 min – 35 min
• Restore di immagini per host dual boot (con uso
di disk cache):
• Rembo puo’ permettere di ridurre di almeno un
ordine di grandezza i tempi di installazione e
setup dei PC sulla LAN.
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Setup di una farm di calcolo
• Installazione e setup di Linux RedHat 7.3 su un
nodo della farm (lxcalc1)
• Definizione su Rembo server di:
– gruppo lxcalc
– Ethernet Address di tutte le macchine nel gruppo
lxcalc
• Boot di lxcalc1 via PXE e OS Image Creation
nella directory di gruppo
• Definizione su Rembo server di:
– Variabile di gruppo Make_a_Clone_Flag = 1
– Variabile di gruppo EndBoot = Y
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Setup di una farm di calcolo (2)
• Power on di tutte le macchine del gruppo lxcalc
tramite la funzione Wake on LAN di Rembo
• Le macchine effettuano il boot via PXE e
caricano tutte la stessa immagine da Rembo
con protocollo IP multicast (procedura non
assistita)
• Rimozione automatica di Make_a_Clone_Flag
• Boot automatico finale di tutte le macchine
• Dopo circa 25 minuti una farm di x nodi e’ Up
and Running (con x a piacere; testato ai LNF
con x=5 per uno spazio disco di 4.2GB)
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Problemi riscontrati
• La Shared Repository dei LNF e’ attualmente di
30GB e contiene circa 700.000 files
• Il limite della versione ufficiale e’ di 390.000
• Oltre tale limite Rembo diventa lentissimo a
creare immagini
• Dopo un breve scambio di informazioni la Rembo
Sarl ha compilato una nuova release che risolve
il problema dei LNF
• La disponibilita’ della Ditta e’ assoluta
• Si interagisce direttamente con gli sviluppatori
• I tempi di risposta si possono definire “svizzeri”
• Peraltro non esiste nessun contratto sul s/w
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LNF Rembo Script Flow Chart: Part 1
Record Info:
•Write into DB
•Write into file
•Write in Console
Get system Info:
(Hardware
Configuration)
Start
Wait for a
30 s timeout
Y
OSs on HD?
N
Boot procedure
Execute preboot
custom script:
•Copy and patch
Win and Linux
files
•Patch Windows
Registry
User Menu:
•Boot
•Remote Console
•Set Priv
Remote Console
Remote Console
User Menu:
•Remote Console
•Set Priv
Set Priv
Login
Login OK?
N
Y
Part 2:
Boot (end)
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Priv Menu
Servizio di Calcolo dei LNF
45
LNF Rembo Script Flow Chart: Part 2
Part 2 start
Priv Menu 1a:
•Create host OS Image
N
OSs on HD?
Y
Part 3:
Group defined?
Create OS Image
N
Y
Priv Menu 1b:
•Create Group OS Image
•Create host OS Image
Priv Menu 2b:
host image
on Rembo?
N
Y
•Boot
•Fdisk
•Clean Partitions
•Clean MBR
•Clean Cache
•Clone from another node
Part 4:
Priv Menu 2b
Priv Menu 2a:
26 maggio 2004
•Boot
•FDisk
•Restore Partitions
•Clean Partitions
•Clean MBR
•Clean Cache
•Restore MBR
•Restore Windows
•Restore Linux
•Restore Windows & Linux
•Rebuild Node
•Clone from another Node
Servizio
Part 5:
Priv Menu 2a
di Calcolo dei LNF
46
LNF Rembo Script Flow Chart:
Part 3
Part 4
Part 4 start
Part 3 start
Priv Menu 2b:
Read
Partition
Tables
from HD
Fdisk Utility
Format Partitions
•Boot
•Fdisk
•Clean Partitions
•Clean MBR
•Clean Cache
•Clone from another node
Boot procedure
Format MBR
Save Partition Table
(on host or group dir)
Clone from
another node:
Search for similar
into the Database
Format Cache
Part 4a start
Save MBR
(on host or group dir)
Choose a
clone or
most
similar
Save Firsrt
NTFS Partition
(on host or group dir)
Display HW and
SW Configuration
Save Firsrt
Linux Partition
(on host or group dir)
Part 5:
Close Priv Menu 1
26 maggio 2004
Y
Priv Menu 2a
Servizio di Calcolo dei LNF
Clone from
chosen node
N
47
LNF Rembo Script Flow Chart: Part 5
Part 5 start
Read
Partition
Tables (from
Rembo)
Fdisk Utility
Priv Menu 2a:
Boot procedure
•Boot
Restore Partitions
•FDisk Utility
Format Partitions
•Restore Partitions
Execute preboot
custom script:
•Copy and patch
Win and Linux
files
•Patch Windows
Registry
•Clean Partitions
Format MBR
•Clean MBR
•Clean Cache
Format Cache
•Restore MBR
Restore MBR
•Restore Windows
•Restore Linux
Boot (end)
Restore Images
•Restore Windows & Linux
Rebuild Node
•Rebuild Node
•Clone From Another Node
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Clone From Another Node
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Part 4a:
Search for Similar
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Riferimenti Rembo
• Documentazione e software Rembo:
http://www.rembo.com/
• Presentazione e file di configurazione LNF
http://www.lnf.infn.it/computing/doc/rembo2/
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Domande ?
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