共享存储之iscsi网络共享存储应用详解

iSCSI概述:

iSCSI技术是一种由IBM公司研究开发的，是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的上层运行的SCSI指令集，这种指令集合可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。iSCSI技术是一种新储存技术，该技术是将现有SCSI接口与以太网络(Ethernet)技术结合，使服务器可与使用IP网络的储存装置互相交换资料。

iSCSI：Internet 小型计算机系统接口 （iSCSI：Internet Small Computer System Interface）。

Internet 小型计算机系统接口（iSCSI）是一种基于 TCP/IP的协议，用来建立和管理 IP 存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网络（SAN）。SAN 使得 SCSI 协议应用于高速数据传输网络成为可能，这种传输以数据块级别（block-level）在多个数据存储网络间进行。

SCSI 结构基于客户/服务器模式，其通常应用环境是：设备互相靠近，并且这些设备由 SCSI 总线连接。iSCSI 的主要功能是在 TCP/IP 网络上的主机系统（启动器 initiator）和存储设备（目标器 target）之间进行大量数据的封装和可靠传输过程。此外，iSCSI 提供了在 IP 网络封装 SCSI 命令，且运行在 TCP 上。

完整的iSCSI系统的拓扑结构如下：

iSCSI配置实现过程如下:

实验系统环境如下:

操作系统: CentOS release 6.5 (Final)

director(iSCSI Target)： 172.16.100.3/16 scsi-target-utils-1.0.24-10.el6.x86_64

node1(iSCSI Initiator) : 172.16.100.6/16  iscsi-initiator-utils.x86_64 0:6.2.0.873-10.el6

关闭防火墙:

iptables: Firewall is not running.

关闭SELINUX:

setenforce: SELinux is disabled

准备工作:

iSCSI可分享的设备类型有很多，包括镜像文件（*.img）、分区（partition）、物理硬盘、raid设备、逻辑卷等，下面我们测试常用的几种设备类型:

(1)准备共享的设备分区类型

# fdisk -l /dev/sdb 

Disk /dev/sdb: 128.8 GB, 128849018880 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 15665 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000

建立所需要的新分区大小为20G:

# fdisk -l /dev/sdb 
Command (m for help): n  
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-15665, default 1): 
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-15665, default 15665): +20G

重新读取分区表:

# partx -a /dev/sdb
# fdisk -l /dev/sdb1

Disk /dev/sdb1: 21.5 GB, 21484399104 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2611 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000

(2)准备要共享的镜像文件

在director的/srv目录下创建一个1G大小的镜像文件

# mkdir /srv/iscsi
# dd if=/dev/zero of=/srv/iscsi/disk1.img bs=1M count=1024
1024+0 records in
1024+0 records out
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 36.8793 s, 29.1 MB/s
[root@director ~]# ll -lh /srv/iscsi/disk1.img 
-rw-r--r-- 1 root root 1.0G Aug 20 14:40 /srv/iscsi/disk1.img

(3)创建逻辑卷

创建一个大小为10G的LV

# pvcreate /dev/sdc 
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created
# vgcreate vg1 /dev/sdc 
  Volume group "vg1" successfully created
# lvcreate -L 20G -n iscsi vg1
  Logical volume "iscsi" created

(4)准备共享的设备物理硬盘

添加一个大小为120G的硬盘

配置director(iSCSI Target)

(1)安装scsi-target-utils管理工具

CentOS自带scsi-target-utils软件包，使用该工具进行target配置:

# yum -y install scsi-target-utils
# chkconfig tgtd on
# service tgtd start
# ss -tunlp | grep tgt
tcp    LISTEN     0      128                   :::3260                 :::*      users:(("tgtd",1259,5),("tgtd",1262,5))
tcp    LISTEN     0      128                    *:3260                  *:*      users:(("tgtd",1259,4),("tgtd",1262,4))

(2)配置target有以下两种方式:

第一种方式:使用tgtadm全命令工具创建；此命令工具配置的iscsi target系统重启之后会丢失。

第二种方式:编辑/etc/tgt/targets.conf,编辑配置文件生成的iscsi target系统重启之后不会丢失。

第一种使用target命令工具配置如下:

(1)创建一个target：

# tgtadm -L iscsi -o new -m target -t 1 -T iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk

(2)查询创建的target所有信息:

# tgtadm -L iscsi -m target -o show 
或:
# tgt-admin -show
Target 1: iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk    ##target名称，以及标识号
    System information: ##系统信息及状态
        Driver: iscsi
        State: ready
    I_T nexus information:
    LUN information:
        LUN: 0        ##逻辑单元号；默认从0开始
            Type: controller
            SCSI ID: IET     00010000
            SCSI SN: beaf10
            Size: 0 MB, Block size: 1
            Online: Yes
            Removable media: No    ##移除
            Prevent removal: No    ##阻止
            Readonly: No            
            Backing store type: null    ##块设备类型
            Backing store path: None    ##提供块设备的位置
            Backing store flags:         ##块设备标记
    Account information:                ##授权用户访问
    ACL information:                    ##授权ip地址段访问

(3)在target中添加分区设备

# tgtadm -L iscsi -m logicalunit -o new -t 1 -l 1 -b /dev/sdb1

(4)在target中添加镜像文件

# tgtadm -L iscsi -m logicalunit -o new -t 1 -l 2 -b /srv/iscsi/disk1.img

(5)在target中添加lv逻辑卷

# tgtadm -L iscsi -m logicalunit -o new -t 1 -l 3 -b /dev/vg1/iscsi

(6)在target中添加硬盘设备

# tgtadm -L iscsi -m logicalunit -o new -t 1 -l 4 -b /dev/sdd

(7)给target授权允许172.16.0.0/16网络访问及iscsiuser用户访问，默认是不允许任何用户访问

# tgtadm -L iscsi -m account -o new --user iscsiuser --password iscsiuser
# tgtadm -L iscsi -m account -o bind --tid 1 --user iscsiuser
# tgtadm -L iscsi -m target -o bind -t 1 -I 172.16.0.0/16

第二种方式:编辑/etc/tgt/targets.conf

target主配置文件为/etc/tgt/targets.conf，下面我们来设置改文件。
在该文件最后追加以下设置：

        backing-store /srv/iscsi/disk1.img
        backing-store /dev/sdb1
        backing-store /dev/vg1/iscsi
        backing-store /dev/sdd
        incominguser iscsiuser iscsiuser
        initiator-address 172.16.0.0/16

说明：

说明：
(1)iqn = iSCSI Qualified Name

(2)iSCSI target的名称规则如下：
iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk
iqn.年份-月份.域名反写.设备识别

(2)每个在同一个target上的backing-store 称为逻辑单元号（Logical Unit Number，LUN）,
 这个实验中有4个LUN。

配置iSCSI Initiator

(1)安装iSCSI客户端工具

# yum -y install iscsi-initiator-utils

(2)设置开机自启动

# chkconfig iscsi on
# chkconfig iscsid on

(3)配置initiator文件
initiator的配置文件位于/etc/iscsi/，该目录下有两个文件，initiatorname.iscsi 和iscsid.conf，其中iscsid.conf 是其配置文件，initiatorname.iscsi 是标记了initiator的名称，我们做如下配置:

# echo "InitiatorName=`iscsi-iname -p iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk`" > /etc/iscsi/initiatorname.iscsi
# echo "InitiatorAlias=node1.samlee.com" >> /etc/iscsi/initiatorname.iscsi

配置iscsid.conf文件开启用户认证:

# vim /etc/iscsi/iscsid.conf
启用一下选项:
node.session.auth.authmethod = CHAP
node.session.auth.username = iscsiuser
node.session.auth.password = iscsiuser

启动iscsi客户端服务

# service iscsi start
# service iscsid start

(4)侦测target

如果我们事先不知道目标主机的target名称，我们就需要进行侦测:

# iscsiadm -m discovery -t st -p 172.16.100.3
Starting iscsid:                                           [  OK  ]
172.16.100.3:3260,1 iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk

参数选项说明:

-m discovery　　//侦测target
-t sendtargets　　//通过iscsi协议
-p IP:port　　//指定target的IP和port，不写port的话，默认为3260

(5)查看nodes
iscsiadm 侦测到的结果会写入/var/lib/iscsi/nodes/ 中，因此只需启动/etc/init.d/iscsi 就能够在下次开机时，自动连接到正确的target了

# ls /var/lib/iscsi/
ifaces  isns  nodes  send_targets  slp  static
# ls /var/lib/iscsi/send_targets/
172.16.100.3,3260
# ls -lR /var/lib/iscsi/nodes/
/var/lib/iscsi/nodes/:
total 4
drw------- 3 root root 4096 Aug 20 16:42 iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk

/var/lib/iscsi/nodes/iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk:
total 4
drw------- 2 root root 4096 Aug 20 16:42 172.16.100.3,3260,1

/var/lib/iscsi/nodes/iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk/172.16.100.3,3260,1:
total 4
-rw------- 1 root root 1818 Aug 20 16:42 default

侦测信息都写入了/var/lib/iscsi/nodes/iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk/172.16.100.3,3260,1/default文件中。

(6)连接target
查看目前系统上面所有的target

# iscsiadm -m node
172.16.100.3:3260,1 iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk

登陆target

# iscsiadm -m node -T iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk -P 172.16.100.3 -l
Logging in to [iface: default, target: iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk, portal: 172.16.100.3,3260] (multiple)
Login to [iface: default, target: iqn.2016.08.com.samlee:iscsi.disk, portal: 172.16.100.3,3260] successful.

(6)查看磁盘状态如下图所示:

现在可以看到，initiator 上面多了四块硬盘，大小和target上的LUN一致。这时你就可以像使用本地磁盘一样使用这些iSCSI设备。

测试应用如下:

(1)将/dev/sdb 和/dev/sdc 创建成LV挂载使用：

创建LV逻辑卷:

# pvcreate /dev/sdb /dev/sdc 
# vgcreate vg_iscsi /dev/sdb /dev/sdc 
# lvcreate -L 130G -n lv_iscsi vg_iscsi

格式化创建文件并挂载:

# mke2fs -t ext4 /dev/vg_iscsi/lv_iscsi
# mkdir /data
# vim /etc/fstab
/dev/vg_iscsi/lv_iscsi  /data                   ext4    defaults,_netdev        0 0
# mount -a

创建测试文件:

# touch  /data/iscsi{1..100}.txt
# ls /data/

创建测试文件成功后，重启客户端:

# df -TH
# ls /data/

以上为iSCSI配置实现全过程。