使用udev高效、动态的管理Linux设备文件

导读：

在Linux环境中，所有的设备都以文件的形式存在，在早期的Linux版本中，/dev目录包含了了所有可能出现的设备文件，很难想象Linux用户如何从大量的设备文件中找到想要的设备文件。举个例子，服务器上有sda、sdb、sdc、sdd四块磁盘，这些名字都是操作系统识别到磁盘后自动生成的，通过名字，我们并不知道每一块盘是做什么的，要是能够实现自定义命名，那就再好不过了，udev(动态设备管理)正是一款能够实现自定义命名的软件。

(一)udev介绍
udev是Linux2.6内核的一个功能，它替换原来的devfs，成为当前Linux默认的设备管理工具。udev以守护进程的形式运行，通过侦听内核发出来的uevent来管理/dev目录下的设备文件。udev的功能可以概括为：

• 动态管理：当设备插入、拔出、改变状态时，udev的守护进程侦听来自内核的uevent，以此添加或删除/dev下的设备文件，所以udev只为已经连接的设备产生设备文件，而不会在/dev下产生大量虚无的设备文件；
• 自定义命名规则：内核通常仅根据设备被发现的先后顺序给设备文件命名，因此很难在设备文件与物理硬件之间建立稳定的对应关系，而udev根据设备的物理属性或配置特性创建有意义的符号链接名称，就可以在物理设备和设备文件名之间建立稳定且有意义的对应关系。举个例子，同一块物理磁盘，第一次启动时磁盘名称为sdc，下一次启动后就变为了sdd，这是完全有可能的，因为磁盘命名完全取决于设备被发现的先后顺序，如果我们通过udev根据磁盘scsi id号，将磁盘重新命名为datadisk，则不论你如何重启，datadisk都与物理磁盘是对应的。
• 设定设备的权限和所有组

图. udev工作流程图

NOTE:udev守护进程

[root@testserver sdb]# ps -ef|grep udev
root 554 1 0 09:15 ? 00:00:01 /usr/lib/systemd/systemd-udevd

(二)udev规则文件
本章节适用环境：centos7
udev规则文件分别位于系统规则目录(/usr/lib/udev/rules.d)、运行时规则目录(/run/udev/rules.d)、本机规则目录(/etc/udev/rules.d)。所有规则文件(无论位于哪个目录中)，同一按照文件名的字典顺序处理。对于不同目录下的同名文件，仅以优先级最高的哪一个为准，具体来说就是：/etc的优先级最高，/run的优先级居中，/usr的优先级最低。规则文件以.rules作为后缀名，否则将被忽略。
在规则文件里，除了以“#开头的行(注释)，所有的非空行都被视为一条规则，规则都是由多个键值对组成，并由逗号分隔开，键值对可以分为条件匹配键值对(匹配键)和赋值键值对(赋值键)，一条规则可以有多条匹配键和多条赋值键。如果某条规则的所有匹配键的值都匹配成功，那么就表示此条规则匹配成功，带来的结果就是所有赋值键都会被赋予指定的值。

例子1：一个简单的udev规则

KERNEL=="sda", NAME="my_root_disk", MODE="0660"

这条规则的意思是：如果存在一个名为sda的设备，则将其命名为my_root_disk，并把文件的权限设置为0660。

(2.1)规则操作符
每条规则都是由一系列逗号分隔的“键-值”对组成，“键-值”之间由操作符连接，根据操作的不同，可用的操作符如下：

"==" :(匹配)等于
 "!=" :(匹配)不等于
 "="  :(赋值)为键赋予指定的值。此键之前的值将被丢弃
 "+=" :(赋值)在现有值列表中追加此处指定的值，追加
 "-=" :(赋值)在现有值列表中删除此处指定的值
 ":=" :(赋值)为键赋予指定的值，并视为最终值，禁止被继续修改

(2.2)条件匹配键值对(常用)
 ACTION     :匹配事件的动作。例如“add”表示插入一个设备
 KERNEL     :匹配设备的内核名称。即设备的默认文件名，例如"sda"
 ATTR{file} :匹配设备在sysfs中的属性值。例如对于/dev/sdb来说，ATTR{size}的含义就是/sys/block/sdb/size的值。
 PROGRAM    :执行外部命令
 RESULT     :匹配最近一次PROGRAM程序输出的字符串，必须位于PROGRAM之后。例如：PROGRAM=="/lib/udev/scsi_id -g -s $devpath", RESULT=="35000c50000a7ef67"，代表调用命令"/lib/udev/scsi_id -g -s $devpath"查询设备的scsi id，如果为35000c50000a7ef67，则该设备匹配该匹配键。

在匹配的"值"中可以使用shell风格的匹配符：
 "*"  :匹配任意数量的字符(包括0个)
 "?"  :匹配1个字符
 "[]" :匹配括号内的任意一个字符，例如sd[bc]，可以匹配sdb或者sdc；也可以使用"-"代表一个区间，例如sda[1-4]可以sda1、sda2、sda3、sda4。左括号后跟着一个"!"代表匹配非括号内的字符
 "|"  :用于分隔2个可以互相替代的匹配模式。例如"a|b"匹配a或者b

(2.3)赋值键值对(常用)
 NAME      :设置网络接口的名称，实际上udev并不能直接修改设备的名称，他只能为设备节点创建额外的符号链接(相当于别名)
 SYMLINK   :设置指向此设备节点的软链接名称
 OWNER,GROUP,MODE :设置设备节点的属主、属组、权限，会覆盖内置的默认值。
 RUN{type} :对于每个设备事件来说，在处理完所有udev规则之后，都可以接着执行一个由此键设置的程序列表。

NAME,SYMLINK,PROGRAM,WONER,GROUP,MODE,RUN都接收简单的字符串替换。可替换的标记如下(常用)：
 $kernel,%k  : 设备的内核名称
 $number,%n  : 设备在内核中的序号，例如，对于"sda3"来说，此值为3
 $devnode,%N  : 设备节点的名称

(三)udev在centos6/7下的配置
udev在redhat6/centos6和在redhat7/centos7下面的配置是不同的，这里对6和7分别进行配置。
(3.1)查看硬盘的scsi id

### redhat6/centos6
[root@source-node ~]# /sbin/scsi_id -g -u -d /dev/sdb
36000c298a7f98907e1172b026e94a044
# 或者是
[root@source-node ~]# scsi_id --whitelisted --replace-whitespace --device=/dev/sdb
36000c298a7f98907e1172b026e94a044

### redhat7/centos7
[root@server1 ~]# /usr/lib/udev/scsi_id -g -u -d /dev/sdb
36000c29a40098c25f2972c185641cb7a

NOTE:VMware下scsi_id获取不到设备的wwid的解决办法:http://blog.sina.com.cn/s/blog_a3adb3220102xkq1.html

(3.2)使scsi设备可信

相关介绍：https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/12.2/ladbi/configuring-device-persistence-manually-for-oracle-asm.html#GUID-70D50812-CCB2-41E4-AA3B-4689E1DA934E

### 6和7操作相同
[root@server1 ~]# vim /etc/scsi_id.config
options=-g

(3.3)配置udev的rules文件
编辑文件 /etc/udev/rules.d/99-oracle-asmdevices.rules 。特别有意思的是：6和7中，磁盘命名方式不一样，centos6中是使用NAME进行重命名，centos7中是使用SYMLINK创建链接。

### redhat6/centos6
KERNEL=="sd*", BUS=="scsi", PROGRAM=="/sbin/scsi_id --whitelisted --replace-whitespace --device=/dev/$name", RESULT=="36000c298a7f98907e1172b026e94a044", NAME="asm-diskb", OWNER="grid", GROUP="asmadmin", MODE="0660"

### redhat7/centos7
KERNEL=="sd*1", SUBSYSTEM=="block", PROGRAM=="/usr/lib/udev/scsi_id -g -u -d /dev/$parent", RESULT=="36000c29a40098c25f2972c185641cb7a", SYMLINK+="asm-ocrdisk1", OWNER="grid", GROUP="asmadmin", MODE="0660"

(3.4)重启动udev

### redhat6/centos6
[root@source-node ~]# start_udev
Starting udev: [ OK ]

### redhat7/centos7
# 首先进行测试
[root@server1 ~] /sbin/partprobe /dev/sdb1
[root@server1 ~] /sbin/udevadm test /block/sdb/sdb1
# 接着绑定命令
[root@server1 ~] /sbin/udevadm control --reload-rules
[root@server1 ~] /sbin/udevadm trigger

(3.5)查看udev设备是否生效

### redhat6/centos6
[root@source-node ~]# ll /dev/asm-diskb
brw-rw----. 1 grid asmadmin 8, 16 Oct 29 20:02 /dev/asm-diskb

### redhat7/centos7
# 特别注意，新创建的设备文件名权限是root:root，但是真正的磁盘文件权限已经改变了
[root@mysqlserver dev]# ll /dev/asm-ocrdisk1
lrwxrwxrwx. 1 root root 4 Oct 29 20:40 /dev/asm-ocrdisk1 -> sdb1
[root@mysqlserver dev]# ll /dev/sdb*
brw-rw----. 1 grid asmadmin 8, 16 Oct 29 20:40 /dev/sdb
brw-rw----. 1 grid asmadmin 8, 17 Oct 29 20:40 /dev/sdb1

参考
1.https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-udev/index.html?ca=drs-cn-0304
2.http://www.jinbuguo.com/systemd/udev.html
3.https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/udev/udev.html