これは、 CAMPHOR- DAY 2019 の LT で使用した資料です。 Raspberry Pi をネットワークからブートさせて、その際のサーバー上のファイルを Overlay File System を使用して管理する手法や、そのメリットに関して解説しています。

1. Network Boot Raspberry Pi
with Overlay File System
CAMPHOR- DAY 2019

2. 自己紹介
巻田 光起
京都大学工学部情報学科 3 年生
2019 年 1 月から CAMPHOR- の運営メンバー
Twitter: @km_conner
GitHub: KMConner

3. 今日の内容
Network Boot で Raspberry Pi を起動させる (SD 不要！)
＋
Network Boot に使用するサーバー上のファイルを Overlay
File System を使って管理する

4. Network Boot とは？

5. 大まかなブートの流れ
電源の投入
ブートローダーの読み込み
カーネルのロード・起動
ファイルシステムのマウント
…

6. 主に使用するプロトコル
DHCP
コンピューターのネットワーク設定を自動的に行うプロトコル
TFTP
コンピューター間でファイルを転送する軽量なプロトコル
NFS
ネットワークを介してストレージをリモートコンピューターに提供する
ファイルシステムとそのプロトコル

7. 大まかなブートの流れ (再掲)
電源の投入
ブートローダーの読み込み
カーネルのロード・起動
ファイルシステムのマウント
…

8. ブートローダーはどこから？
DHCP (ブートローダーの場所)
TFTP でダウンロード
サーバー Raspberry Pi

9. 大まかなブートの流れ (再掲)
電源の投入
ブートローダーの読み込み
カーネルのロード・起動
ファイルシステムのマウント
…

10. ファイルはどこへ？
ルートディレクトリを
NFS マウント
サーバー Raspberry Pi

11. Network Boot ができるまで
• NFS の設定 (SD の中身を丸ごとコピー)
• TFTP の設定 (SD の /boot の中身を TFTP でExport)
• DHCP の設定
詳細は Document を参照！
https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/bootmodes/net_tutorial.md

12. Raspberry Pi で Network boot
• SD カードよりも耐久性が高い
• 複数の起動イメージを切り替えられる
• 簡単にバックアップできる
• ディスクアクセスがやや遅い
• 常に有線 LAN のネットワーク接続が必要

13. Overlay File System で
差分管理

14. Overlay File System とは？
Lower Dir 2
Lower Dir 1
Upper Dir
Overlay
File2
File1 File2 File3
File3
File1 File3
複数のディレクトリを層状に重ねて 1 つに見せる！
Read Only
Read/Write

15. Overlay FS で差分バックアップ！
マウントしたものを
NFS Export !Version 0
Version 1
Version 2 (Client
1)
Version 2 (Client
2)
Upper
Lower
Version 1 (Client
3)

16. Overlay FSを使用する際の手順
mount -t overlay overlay –o
lowerdir=./lower,upperdir=./upper,workdir=./work,nfs_export=on,index=on ./merg
ed
Linux カーネル Ver 4.16 以降が必要！

17. まとめ

18. Network Boot & Overlay FS はいいぞ！
• 複数台のセットアップを一度で
• 複数の起動イメージを切り替えられる
• 好きなバージョンにロールバック