บูต Linux จาก Google Drive

บูต Linux จาก Google Drive

แต่ทำได้อย่างไร?

• ต้องการแก้ปัญหานี้ได้ด้วยตัวเองโดยไม่พึ่งอุปกรณ์เสริม
• ตั้งค่าให้ทำงานเป็นไดรเวอร์ไฟล์ซิสเต็มใน user space โดยใช้ FUSE
• จำเป็นต้องติดตั้งโปรแกรม FUSE ลงใน Linux kernel initramfs และตั้งค่าเครือข่าย

กระบวนการบูตของ Linux

1. เฟิร์มแวร์ (BIOS/UEFI) เริ่มต้นและโหลด boot loader
2. boot loader โหลดเคอร์เนล
3. เคอร์เนลแตกไฟล์ระบบชั่วคราวลงใน RAM เพื่อเตรียมเครื่องมือสำหรับเมานต์ไฟล์ซิสเต็มจริง
4. เคอร์เนลเมานต์ไฟล์ซิสเต็มจริง และสลับโปรเซสไปยังระบบ init ที่ทำงานอยู่บนไฟล์ซิสเต็มใหม่

การพิสูจน์แนวคิด

• ต้องใช้ initramfs ที่มีการรองรับเครือข่ายและมี FUSE binary ที่เหมาะสมรวมอยู่ด้วย
• สามารถใช้ Dracut เพื่อสร้าง initramfs แบบปรับแต่งเองได้อย่างง่ายดาย
• ตัดสินใจสร้างโดยอิงจาก Arch Linux

Google เข้ามาเกี่ยวข้อง

• ใช้โปรเจ็กต์ google-drive-ocamlfuse เพื่อเมานต์ Google Drive ด้วย FUSE
• พบปัญหาหลายอย่าง เช่น symbolic link, hard link, ความเร็ว, ปัญหาสิทธิ์ เป็นต้น
• แก้ปัญหาด้วยการสร้าง symbolic link ด้วยตนเองและปรับแต่งการตั้งค่าอื่น ๆ

การรันบนฮาร์ดแวร์จริง

• ใช้ไดรเวอร์อีเทอร์เน็ตที่ถูกต้องและเปลี่ยนการตั้งค่าเครือข่าย
• สร้างไฟล์ EFI แบบรวมลงใน USB drive เพื่อทดสอบบนฮาร์ดแวร์จริง

สรุป

• โปรเจ็กต์นี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของ cloud-native computing
• ยังมีการประยุกต์ใช้อีกหลากหลาย เช่น การบูต Linux ผ่าน SSH หรือจาก Git repository

ความเห็นของ GN⁺

• โปรเจ็กต์นี้เป็นความพยายามที่น่าสนใจในการสำรวจความเป็นไปได้ของ cloud-native computing
• สามารถเรียนรู้วิธีแก้ปัญหาหลากหลายที่เกิดขึ้นระหว่างการบูต Linux จาก Google Drive โดยใช้ FUSE
• ควรคำนึงถึงปัญหาด้านประสิทธิภาพและความเสถียรของไฟล์ซิสเต็มบนคลาวด์
• โปรเจ็กต์อื่นที่มีความสามารถคล้ายกัน ได้แก่ gitfs
• เมื่อจะนำเทคโนโลยีใหม่มาใช้ ควรพิจารณาอย่างรอบคอบในด้านประสิทธิภาพ ความเสถียร และความปลอดภัย

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• จะเรียกเทคนิคนี้ว่า "การบูต" ก็คงไม่ค่อยถูกนัก เพราะเคอร์เนลบูตขึ้นมาแล้ว

  • ถ้ามีการเพิ่มการรองรับการ "mount" google-drive เข้าไปใน grub เมื่อไร ค่อยยอมรับ
  • นี่คือการเอา rootfs ไปวางไว้ในที่แปลก ๆ
  • อ้างอิงไว้ว่า โปรเจกต์ของฉันคือการวาง rootfs ของ NixOS ไว้บน IPFS

• ในอดีต Sun Solaris เคยบูตผ่าน HTTP ได้

  • เรียกสิ่งนี้ว่า wanboot
  • เป็นตัวเลือกเฟิร์มแวร์ OpenBoot PROM ของเครื่อง SPARC
  • ตัวอย่างการตั้งค่า network boot:

    ok setenv network-boot-arguments dhcp,hostname=myclient,file=https://192.168.1.1/cgi-bin/wanboot-cgi
    ok boot net
    

  • มันโหลด initramfs และเคอร์เนลผ่านเครือข่าย (หรืออินเทอร์เน็ต)
  • ลิงก์เอกสารที่เกี่ยวข้อง:
    • Oracle Docs 1
    • Oracle Docs 2

• แล้วถ้าบูต Linux ผ่าน bittorrent ล่ะ?

  • ตัวอย่าง nbdkit-torrent-plugin
  • ปัญหาคือเมื่อบูต Linux จากอุปกรณ์ที่มี latency สูง เคอร์เนลจะ timeout คำขอ I/O เร็วเกินไป (ประมาณ 60 วินาที)
  • ต้องเพิ่มเวลาของ timeout

• ถ้าบูต rootfs ขนาดไม่กี่เมกะไบต์จาก initramfs ในเครื่อง จะยังเรียกว่าเป็นการบูตจากระยะไกลได้ไหม?

• สิ่งที่ผู้คนต้องการจริง ๆ คือการบูตระดับวินาที โดยเฉพาะในระบบ embedded

  • นี่เป็นปัญหาที่ยาก แต่ดูเหมือนจะไม่มีใครสนใจงานวิจัย CS เพื่อแก้มัน

• มีการพูดถึงการบูตจาก S3

  • ถ้าเปลี่ยนเป็น Google Drive ก็จะเพิ่ม latency เข้าไป
  • ถึงอย่างนั้นก็ยังทำได้ดีอยู่

• ตอนที่ติดตั้งเคเบิลโมเด็มที่บ้านครั้งแรก ฉันสามารถใช้บูตฟลอปปีดิสก์เพื่อติดตั้ง BSD ผ่านเครือข่ายได้

  • ตอนนั้นมันน่าทึ่งมาก
  • ไม่แน่ใจว่าวันนี้ยังทำได้อยู่ไหม
  • น่าจะโฮสต์ไฟล์ไว้บน FTP หรือ TFTP
  • ทุกวันนี้ส่วนใหญ่เป็นไฟล์ ISO กันแล้ว

• เคยทำอะไรคล้าย ๆ กันมาก่อน: บูตจากคลัง RPM บนแผ่นติดตั้ง DVD ของ Tumbleweed

  • เป้าหมายแรกคือเขียนระบบไฟล์ fuse ที่ mount แพ็กเกจ RPM
  • แค่อยากดูว่าจะไปได้ไกลแค่ไหน
  • สุดท้ายก็ไปได้ค่อนข้างไกล:
    • GitHub Commit
  • ระบบบูตขึ้นมาเป็นเดสก์ท็อปที่ใช้งานได้ และดูเหมือนว่าแพ็กเกจทั้งหมดบน DVD ถูกติดตั้งไว้แล้ว

• บน Windows มักทำแบบนี้บ่อย ๆ ด้วย Citrix

  • เรียกสิ่งนี้ว่า pvs
  • ทำ pxe boot ขนาดเล็ก แล้วสตรีมอิมเมจ Windows Server

• "สติฉันพร่าเลือนลง และท่ามกลางเวลาของโปรแกรมเมอร์นับพันปีพร้อมเสียงกรีดร้องแห่งความบ้าคลั่ง ฉันก็ค้นพบผลงานชิ้นเอกของตัวเอง"

  • คู่ควรกับการเข้าชิงรางวัลพูลิตเซอร์