使用NetBSD构建基于iSCSI的小型SAN

Matthew（黑夜编码人） < matthew # cnfug.org >
引言

随着信息系统应用的复杂和多样化，存储越来越受到企业关注，存储的需求也越来越多样化。NetBSD在近期的HEAD（CURRENT）代码中加入了对iSCSI服务的支持，下面就让我们来看看如何利用NetBSD来构建一个基本的SAN（Storage Area Network）环境。
开启iSCSI服务

首先要使用iSCSI服务，你得更新你的系统到HEAD版本，本文使用的NetBSD版本信息如下：
# uname -a
NetBSD 3.99.16 NetBSD 3.99.16 (GENERIC) #0: Sun Mar 5 09:59:31 UTC 2006 [email protected]:/home/builds/ab/HEAD/i386/200603050000Z-obj/home/builds/ab/HEAD/src/sys/arch/i386/compile/GENERIC i386

如果你的NetBSD版本过低，你可以到ftp://ftp.netbsd.org/pub/NetBSD-daily/HEAD下载安装包，或者使用cvs同步源代码，并升级你的NetBSD，这里就不详细介绍，具体升级方法请参见NetBSD Guide.


目前NetBSD对iSCSI的支持是用一个用户状态的守护进程iscsi-target来实现的，它位于/usr/sbin/iscsi-target。这里有两个概念需要简单的介绍一下，在服务端提供iSCSI存储服务的存储对像称为target，一个服务端可以有多个target，使用iSCSI服务的客户端称为initiator。

NetBSD上iSCSI的默认配置文件为/etc/iscsi/targets，它包含了每个target的描述，它的内容如下：
# $NetBSD: targets,v 1.2 2006/02/16 19:30:57 agc Exp $
#
# Structure of this file:
#
# + an extent is a straight (offset, length) pair of a file or device
# it's the lowest common storage denominator
# at least one is needed
# + a device is made up of one or more extents or other devices
# devices can be added in a hierachical manner, to enhance resilience
# + in this example, no device definitions are necessary, as the target
# will just use a simple extent for persistent storage
# + a target is made up of 1 or more devices
# The code does not support RAID1 recovery at present


# Simple file showing 1 extent, mapped straight into 1 target

# extent file or device start length
extent0 /tmp/iscsi-target0 0 100MB

# target flags storage netmask
target0 rw extent0 0.0.0.0/0

其中，extent指定了iSCSI数据的存储位置，而target则是iSCSI提供给客户端（initiator）的存储点，客户端将通过它来完成具体的存储请求。


上面配置文件中的具体含义是：定义了一个extent存储介质extent0，它将使用文件/tmp/iscsi-target0来存储数据，数据存储从文件头部开始，容量为100MB；定义了一个target存储点target0，权限为rw（读和写），它使用先前定义的存储介质extent0来进行存储，该存储点允许IP段为 0.0.0.0/0 的机器访问。

接下来是启用iSCSI服务，在/etc/rc.conf中增加如下行：
iscsi_target=YES

接下来便可以启动iSCSI服务了：
# /etc/rc.d/iscsi_target start

如果你的配置正确，你将会看到类似以下的启动信息：
Starting iscsi_target.
Reading configuration from `/etc/iscsi/targets'
target0:rw:0.0.0.0/0
extent0:/tmp/iscsi-target0:0:104857600


DISK: 1 logical units (204800 blocks, 512 bytes/block), type iscsi fs
DISK: LU 0: 100 MB disk storage for "target0"
TARGET: TargetName is iqn.1994-04.org.netbsd.iscsi-target

这表示iSCSI服务已经启动成功，是不是非常简便呢？

客户端连接iSCSI服务

现在iSCSI服务已经开始工作了，下面就是用客户端连接上iSCSI，以检测我们之前的工作是否正确。

这里我使用的客户端是Microsoft iSCSI Initiator 2.01 x86，你可以从http://download.microsoft.com/download/a/e/9/ae91dea1-66d9-417c-ade4-92d824b871af/Initiator-2.01-QFE-908935-x86fre.exe 得到它，需要注意的是，它只支持Windows 2000 SP3及以上的Windows版本。下载完并安装好后，你会在桌面上看到一个名为Microsoft iSCSI Initiator的图标，双击打开后，可以看到Microsoft iSCSI Initiator窗口，如图1。

图1

点击Discovery标签，再点击Add按钮，出现增加Target Portal的对话杠，输入你的NetBSD服务器的IP地址，然后点确定，如图2。

图2

这里就可以看到你的NetBSD服务器的IP已经添加到Target Portals中，点击Targets标签，你将看到刚才我们设置的存储点target0，如果没有出现，请点击Refresh按钮刷新，如图3，点击Log On铵钮，出现登录框，直接点击OK即可，如图4。

图3

图4

登录成功后，你可以看到Targts中的状态已经变为Connected，同时NetBSD上的/var/log/messages中你也可以看到一条类似以下的initiator登录提示信息：
Mar 30 09:07:59 iscsi-target: > Normal login from iqn.1991-05.com.microsoft:minilab on 192.168.0.9

接下来就是初始化iSCSI硬盘了。进入控制面板->管理工具->计算机管理，点击磁盘管理，这里会出现磁盘签署升级向导，如图5。


图5

点击下一步按钮，这里列出了要签署的硬盘，选中它，继续点击下一步，出现硬盘升级列表，同样选中它，点击下一步完成升级。这里，计算机管理的磁盘管理器列表中会多出一个硬盘，本例中为Disk1，如图6。

图6

右击它，创建新的磁盘卷。本例中创建了一个新的卷G，打开我的电脑，你便可以看到它，现在你就可以像使用本地硬盘一样使用它。如图7为向该硬盘（G:）中复制文件。

图7

到此，我们便完成了iSCSI服务的建立和客户端的连接，接下来我们继续看看如何使用NetBSD的RAIDframe提高存储性能和保护数据的安全性。
使用RAID5保护iSCSI数据安全

首先要确认你的Kernel是否已经包含对RAID的支持（GENERIC内核默认情况下支持RAID），方法如下：
# grep RAIDframe /var/run/dmesg.boot

如果看到：
Kernelized RAIDframe activated

说明你的内核已经开启了RAID支持，如果没有看到，你就需要在你的内核配置文件中加入：
options RAID_AUTOCONFIG
pseudo-device raid

并重新编译内核。


RAIDframe使用/sbin/raidctl来对内核RAID进行管理，raidctl将读取一个配置文件来实现对RAID设备的配置，raid配置文件分为4个部分和2个可选部分，每个部分使用START标示该部分的开始。以下是本例中的RAID配置文件/etc/raid5.conf：
START array
1 3 1
START disks
/dev/sd0a
/dev/sd1a
/dev/sd2a
START spare
/dev/sd3a
START layout
# sectPerSU SUsPerParityUnit SUsPerReconUnit RAID_level
32 1 1 5
START queue
fifo 100

配置文件的具体意义如下：
START array
1 3 1
这里是一个array的配置，它分别表示该配置为1个RAID，3个磁盘设备，1个备用盘。
START disks
/dev/sd0a
/dev/sd1a
/dev/sd2a
这里是一个disks的配置，它列出了要加入到RAID中的硬盘设备为sd0a、sd1a、sd2a。
START spare
/dev/sd3a
这里是一个备用盘的配置，它说明sd3a将作为备用盘加入到RAID中。
START layout
# sectPerSU SUsPerParityUnit SUsPerReconUnit RAID_level
32 1 1 5
这里配置了RAID的具体细节，分别表示每个段占用32个扇区，每个校验单位占用1个段，每个重建单位点用1个段，该RAID的级别为RAID5。
START queue
fifo 100
这里主要配置了队列参数，使用fifo队列，每个部分的队列限制为100个请求。


接下来初始化RAID设备，使用/dev/raid5作为RAID设备：
# raidctl -C /etc/raid5.conf raid5

设置启动时自动配置RAID设备：
# raidctl -A yes raid5

成功时将返回：
raid5: Autoconfigure: Yes

初始化RAID序列号，这里的序列号为22334455，可根据需要改变：
# raidctl -I 22334455 raid5

检测RAID是否配置成功：
# raidctl -s raid5
Components:
/dev/sd0a: optimal
/dev/sd1a: optimal
/dev/sd2a: optimal
Spares:
/dev/sd3a: spare
Component label for /dev/sd0a:
Row: 0, Column: 0, Num Rows: 1, Num Columns: 3
Version: 2, Serial Number: 22334455, Mod Counter: 15
Clean: No, Status: 0
sectPerSU: 32, SUsPerPU: 1, SUsPerRU: 1
Queue size: 100, blocksize: 512, numBlocks: 2097088
RAID Level: 5
Autoconfig: Yes
Root partition: No
Last configured as: raid5
Component label for /dev/sd1a:
Row: 0, Column: 1, Num Rows: 1, Num Columns: 3
Version: 2, Serial Number: 22334455, Mod Counter: 15
Clean: No, Status: 0
sectPerSU: 32, SUsPerPU: 1, SUsPerRU: 1
Queue size: 100, blocksize: 512, numBlocks: 2097088
RAID Level: 5
Autoconfig: Yes
Root partition: No
Last configured as: raid5
Component label for /dev/sd2a:
Row: 0, Column: 2, Num Rows: 1, Num Columns: 3
Version: 2, Serial Number: 22334455, Mod Counter: 15
Clean: No, Status: 0
sectPerSU: 32, SUsPerPU: 1, SUsPerRU: 1
Queue size: 100, blocksize: 512, numBlocks: 2097088
RAID Level: 5
Autoconfig: Yes
Root partition: No
Last configured as: raid5
/dev/sd3a status is: spare. Skipping label.
Parity status: DIRTY
Reconstruction is 100% complete.
Parity Re-write is 100% complete.
Copyback is 100% complete.

上面的信息说明我们的RAID5已经配置成功，接下来是建立disklabel和创建文件系统：
# disklabel raid5

输出：
# /dev/rraid5d:
type: RAID
disk: raid
label: fictitious
flags:
bytes/sector: 512
sectors/track: 64
tracks/cylinder: 12
sectors/cylinder: 768
cylinders: 5461
total sectors: 4194176
rpm: 3600
interleave: 1
trackskew: 0
cylinderskew: 0
headswitch: 0 # microseconds
track-to-track seek: 0 # microseconds
drivedata: 0


4 partitions:
# size offset fstype [fsize bsize cpg/sgs]
a: 4194176 0 4.2BSD 0 0 0 # (Cyl. 0 - 5461*)
d: 4194176 0 unused 0 0 # (Cyl. 0 - 5461*)
disklabel: boot block size 0
disklabel: super block size 0

创建文件系统
# newfs -O 2 /dev/raid5a

这里我们创建的是UFS2的文件系统。
接下来加载新的文件系统：
# mkdir /r5
# mount /dev/raid5a /r5

查看加载情况（这里sd0,sd1,sd2,sd3都为1G的SCSI硬盘）
# df -h
Filesystem Size Used Avail Capacity Mounted on
/dev/wd0a 497M 23M 449M 4% /
/dev/wd0e 2.2G 189M 1.9G 8% /usr
kernfs 1.0K 1.0K 0B 100% /kern
/dev/raid5a 1.9G 2.0K 1.8G 0% /r5

现在，将/etc/iscsi/targets中的配置文件改成：
# $NetBSD: targets,v 1.2 2006/02/16 19:30:57 agc Exp $
#
# Structure of this file:
#
# + an extent is a straight (offset, length) pair of a file or device
# it's the lowest common storage denominator
# at least one is needed
# + a device is made up of one or more extents or other devices
# devices can be added in a hierachical manner, to enhance resilience
# + in this example, no device definitions are necessary, as the target
# will just use a simple extent for persistent storage
# + a target is made up of 1 or more devices
# The code does not support RAID1 recovery at present


# Simple file showing 1 extent, mapped straight into 1 target

# extent file or device start length
extent0 /r5/iscsi-target0 0 1800MB

# target flags storage netmask
target0 rw extent0 0.0.0.0/0

重新启动iSCSI服务：

# /etc/rc.d/iscsi_target restart

 

 

 

现在Freebsd也支持iSCSI target了。