iscsi详解&&配置

柔光的暖阳◎ 2022-08-09 00:38 948阅读 0赞

**iSCSI详解**  
　**iSCSI适配卡**  
　　iSCSI适配卡大致分成两类，一为TOE HBA卡，一为iSCSI HBA卡，前者价格较便宜，后者效能极佳，但价格非常昂贵。代表性的厂商有Adaptec、Alacritech、Intel、LSI、Qlogic等，其中Intel专注于TOE HBA卡的开发。  
　**性能及成本**  
　　就目前而言，iSCSI SAN在性能及成本上的高低与否，最主要的关键就在于ASIC芯片上。相对于便宜又大碗的Initiator驱动程序而言，价格不便宜的iSCSI ASIC却最能符合性能及速度上的需求，例如制造业或金融业的数据库，就需要较高的速度来运作，这时候采用内建ASIC芯片的iSCSI适配卡会是最佳选择。  
　　一般来说，随着ASIC芯片的有无，以及等级的高低，目前iSCSI Initiator可分为以下三种：  
　　**1. iSCSI HBA卡：**  
　　所谓iSCSI HBA卡就是采用内建SCSI指令及TOE引擎的ASIC芯片的适配卡，在三种iSCSI Initiator中，价格最贵，但性能最佳。目前价格已由一开始的1000美金，下降跌至500美元。对于有高效能应用需求的企业，或是公司内部主机CPU在1GHz以下者，最好采用iSCSI HBA卡，如此才能获得最好的性能。  
　　NetApp专家特别强调，SCSI HBA只能走iSCSI协议，而无法透过NFS或CIFS等文件系统协议与应用服务器沟通。  
　　**2. iSCSI TOE卡：**  
　　亦即只有内建TOE引擎的ASIC芯片适配卡，由于SCSI指令仍以软件方式运作，所以仍会吃掉些许的CPU资源。在三种iSCSI Initiator中，价格比iSCSI HBA便宜，但比Initiator 驱动程序贵，性能也居于两者之间。目前市面上Intel的TOE HBA仍要价高达150美金。  
　　但在各协议的支持上，TOE HBA卡可以同时支持iSCSI、NFS及CIFS协议  
　　**3.iSCSI Initiator驱动程序**  
　　目前不论是Microsoft Windows、IBM AIX、HP-UX、Linux、Novell Netware等各家操作系统，皆已陆续提供这方面的服务，其中以微软最为积极，也最全面。在价格上，比起前两种方案，远为低廉，甚至完全免费(例如微软)。但由于Initiator驱动程序工作时会耗费大量的CPU使用率及系统资源，所以性能最差。  
　　在此建议，最好是采用1GHz以上CPU的主机，如此才能获得较佳的效能表现，如果公司主机CPU在1GHz以下，那么最好不要采用。至于在各类协议的支持上，Initiator驱动程序可以同时支持iSCSI、NFS及CIFS协议。  
**一、iSCSI：Internet Small Computer System Interface**  
iSCSI技术是由IBM公司研究开发供硬件设备使用的SCSI指令集，这种指令集合可以实现在IP网络上运行SCSI协议。iSCSI是基于TCP/IP协议，将现有SCSI接口与以太网络(Ethernet)技术结合起来的一种网络存储技术，使服务器可与使用IP网络的储存装置互相交换资料。  
![这里写图片描述][20150928125539046]  
iSCSI分为服务端和客户端，服务端需要安装scsi target用来共享存储设备，客户端需要安装iscsi initiator用来连接target端，将target端共享的设备挂载到本地，可以对其进行分区，格式化等操作  
![这里写图片描述][20150928125711993]  
![这里写图片描述][20150928125732208]  
**二、iSCSI实现数据的访问需要的条件：**  
1、iSCSI客户端具有的特性：

*  iSCSI initiator是发起I/O操作的启动者；
 *  需要通过发现过程请求远端快设备；
 *  可以与target进行持久连接；
 *  在Linux系统中可以使用iscsi-initiator-utils软件包来模拟实现；

2、iSCSI服务器端具有的特性：

*  iSCSI target是I/O操作的执行者；
 *  需要导出一个或多个块设备供启动者（initiator）使用；
 *  在Linux系统中可以使用scsi-target-utils软件包来模拟实现；

3、iSCSI target设备名称  
iSCSI target名称必须是全球唯一的，其格式为：  
iqn.< yyyy-mm >.< tld.domain.some.host > \[:< identifier >\]  
iqn.< 年份-月份 >.< 域名反写 > \[: < 设备识别;可以是任意字符串 >\]  
iSCSI target名称必须是以iqn开头的  
如：iqn.2015-03.com.baidu.www:Zw3l4S3dgnY

4、Logical Unit Number  
每个在同一个target上的backing-store 称为逻辑单元号（LUN）,LUN ID由iSCSI目标设备（Target）分配。iSCSI 启动端（Initiator）设备当前支持在每个目标设备（Target）中导出最多256个LUN，即最大支持16个target。

对于LUN的理解，比较通俗就是磁盘分区、LVM卷组、RAID等等。在iSCSI通信中，都有一个发起I/O请求的启动端（Initiator）和响应请求并执行实际I/O操作的目标设备（Target），我们能够提供 BlockLevel I/O 给 Initiator 主机，其目的不外乎是“将硬盘的排线网路化”、“把Target 主机的共享磁盘幻化成Initiator 主机的磁盘”以达成更大空间、更高 I/O 速度及具有冗余与高延展度的应用。

Target 即储存设备（Storage Device），也就是存放数据的硬盘（以硬盘阵列居多），在使用iSCSI时，会在 iSCSI 储存设备上去建立 LUN来提供给具备 iSCSI Initiator 功能的主机来存取数据的。可以把Target主机看作是服务端，把Initiator主机看作是客户端。LUN 好比是个“逻辑单位磁碟”，为追求效率、冗余与延展性，这个 LUN 通常会是由数个实体磁碟（ RAID 或 LVM 技术的技术实现）所组成。

**三、iSCSI initiator发现iSCSI target的过程：**

1.  ISCSI initiator按照配置文件/etc/iscsi/iscsid.conf中配置的相应项目利用iSCSI的发现机制在网络中收索目标设备target
2.  ISCSI target将返回有效的iqn名称给iSCSI initiator
3.  ISCSI target按照配置的验证方式接受initiator的登录并返回目标设备target标识
4.  ISCSI initiator发生查询请求给target请求查询target的相关信息
5.  target响应initiator的查询请求，并将设备的有关信息返回给initiator
6.  initiator创建可以的目标设备target列表

**四、iSCSI设备的特性：**

*  支持报头和数据摘要
 *  支持两种挑战握手协议CHAP（ChallengeHandshake Authentication Protocol）的认证方式
 *  目标端支持R2T（ReadytoTransfer)流控制
 *  从RHEL4U2开始支持多通道（multipath）
 *  支持sendtargets发现机制
 *  支持动态目标端发现
 *  具备异步事件通知入口
 *  支持即时数据更新
 *  支持动态设备重配
 *  支持自动挂接iSCSI技术
 *  支持IPV6技术

**五、iSCSI设备名称**  
iSCSI设备在iSCSI启动端（Initiator）导入的时候，其内核将按当前的设备情况给iSCSI设备分配一个本地SCSI设备名（例如/dev/sda或/dev/sdb等），如果导入的iSCSI设备已被分区，在导入iSCSI设备建立本地SCSI设备的同时也会建立相应的分区设备名（例如/dev/sda1、/dev/sda5等等），但要主要的是此SCSI设备名并不是每次导入是都是固定的，比如你的主机之前没有/dev/sda设备，你导入了iSCSI设备，其被内核命名为/dev/sda;之后你将其取消了导入，并重新挂接了一个热插拔设备（如U盘或移动硬盘），这个热插拔设备占据的/dev/sda设备；你又从新导入了iSCSI设备，此时其被内核分配的设备名就成了/dev/sdb。  
**六、服务器端管理配置工具tgtadm的使用**  
tgtadm是一个模式化的命令，其常见的模式有target、logicalunit、account

1、模式target下的语法格式：

tgtadm --lld <driver> --mode target --op {new|delete|show|update|bind|unbind} [option]

其中driver一般为iscsi –op后面的参数表示要进行的操作

*  new: 表示增加一个target，语法格式为：–tid < id > –targetname < name >
 *  delete：表示删除一个target，语法格式为：delete –tid < id >
 *  show：表示显示所有的target，后面可以接某个target的id，只显示某个target的信息。语法格式为：show \[–tid < id >\]
 *  update：用来修改某个特定的target的参数的，语法格式为：update –tid < id > –name < param > value < value >
 *  bind：用来将某个特定的initiator和target绑定在一起，表示只接受特定的initiator的请求，语法格式为：  
    bind –tid < id > –initiator-address < address >
 *  unbind：表示解绑的意思，语法格式为：unbind –tid < id > –initiator-address < address >

2、模式logicalunit下的语法格式：

tgtadm --lld  < driver >   --mode   logicalunit  --op  {new|delete}  [option]

其中driver一般为iscsi –op后面的参数表示要进行的操作

*  new: 表示新建一个lun，语法格式为：  
    new –tid < id > –lun < lun > –backing-store < device-path > –bstype < type > –bsoflags
 *  delete: 表示删除一个LUN，语法格式为：delete –tid < id > –lun < lun >

3、模式account下的语法格式：

tgtadm --lld  < driver >   --mode   account  --op  {new|delete|bind|unbind}  [option]

其中driver一般为iscsi –op后面的参数表示要进行的操作

*  new: 表示新建一个账号和密码，语法格式为：new –user < name > –password < pass >
 *  delete: 删除某个已有的账号，语法格式为：delete –user < name >
 *  bind：表示在某个特定的target上添加账号，语法格式为：bind –tid < id > –user < name > \[–outgoing\]  
    如果使用了–outgoing选项，将被添加作为出去的账号来使用
 *  unbind：表示在某个特定的target上删除某个账号，语法格式为：account –op unbind –tid < id > –user < name >

4、在tgtadm命令中，某些长选项可以使用短选项来代理，如：

*  –lld = -L
 *  –tid = -t
 *  –lun = -l
 *  –backing-store = -b
 *  –initiator-address = -I
 *  –targetname < targetname > = -T

**七、客户端的管理工具iscsiadm**  
iscsiadm是个模式化的工具，其模式可通过-m或–mode选项指定，常见的模式有discovery、node、fw、session、host、iface几个。这些模式的主要功能如下：

*  discovery: 用于发现某服务器是否有target输出，以及输出了哪些target；
 *  node: 管理跟某target的关联关系
 *  session：用于显示所有的活动会话和连接
 *  fw：显示所有的启动固件值
 *  host：显示所有的iSCSI主机
 *  iface：显示/var/lib/iscsi/ifaces目录中的所有ifaces设定

1、discovery模式下的语法格式

iscsiadm -m discovery  [ -d debug_level ] [ -I iface -t type -p  ip:port  [-l ] ]

discovery模式下可用选项：

*  \-d, –debug 显示debug信息，级别为0-8；
 *  \-l, –login 表示登录target的意思
 *  \-t, –type 这里可以使用的类型为sendtargets(可简写为st)、slp、fw和 isns，此选项仅用于discovery模式，且目前仅支持st、fw和isns；其中st表示允许每个iSCSI target发送一个可用target列表给initiator；
 *  \-p, –portal 指定target服务的IP和端口；
 *  \-m, –mode 可用的mode有discovery, node, fw, host iface 和 session

2、node模式下的语法格式

iscsiadm -m node [ -d debug_level ] [ -L all,manual,automatic ] [ -U all,manual,automatic ] [ [ -T targetname -p ip:port -I iface ] [ -l | -u | -R | -s] ] [ [ -o operation ]

node模式下可用选项：

*  \-L ，–loginall 表示登录到所有发现的target设备上。all表示登录到所有的target设备上；manual表示手动登录；automatic表示自动登录。
 *  \-T, –targetname 用于指定target的名字
 *  \-u, –logout 从target设备上登出
 *  \-s, –stats 显示session统计信息
 *  \-o, –op：指定针对discoverydb数据库操作，其仅能为new、delete、update、show和nonpersistent其中之一；
 *  \-I, –interface：指定执行操作的iSCSI接口，这些接口定义在/var/lib/iscsi/ifaces中；

3、session模式下的语法结构iscsiadm -m session -s:显示会话的相关信息  
客户端配置文件/etc/iscsi/iscsid.conf 的主要参数如下：

node.startup                               ##设置启动方式，可选的参数有auotmatic和manual
    node.session.auth.authmethod               ##设置使用CHAP认证方式，默认为NONE
    node.session.auth.username target          ##service端认证所需initiator提供的用户
    node.session.auth.password target          ##service端认证所需initiator提供的密码
    node.session.auth.username_in initiator    ##client端认证所需target提供的用户
    node.session.auth.password_in initiator    ##client端认证所需target提供的密码
    discovery.sendtargets.auth.authmethod      ##设置使用CHAP认证方式用以发现target端导出的设备，默认为NONE
    discovery.sendtargets.auth.username        ##发现操作时target端认证所需initiator提供的用户
    discovery.sendtargets.auth.passwd          ##发现操作时target端认证所需initiator提供的密码
    discovery.sendtargets.auth.username_in     ##发现操作时initiator端认证所需target提供的用户
    discovery.sendtargets.auth.password_in     ##发现操作时initiator端认证所需target提供的密码

**八、Initiator守护进程**  
open-iscsi包括两个守护进程iscsid和iscsi，其中iscsid是主进程，iscsi进程则主要负责根据配置，在系统启动时进行发起端（Initiator）到服务端（target）的登录，建立发起端与服务端的会话，使主机在启动后即可使用通过iSCSI提供服务的存储设备。

iscsid进程实现iSCSI协议的控制路径以及相关管理功能。例如守护进程（指iscsid）可配置为在系统启动时基于持久化的iSCSI数据库内容，自动重新开始发现（discovery）目标设备。

**九、Initiator配置**  
initiator名称用来唯一标识一个iSCSI Initiator端；配置文件为/etc/iscsi/initiatorname.iscsi，命名规则可采用iqn-type格式，利用iscsi-iname命令可产出一个名称，将此名称输入到initiatorname.iscsi配置文件即可。

iSCSI Initiator的配置文件为/etc/iscsi/iscsid.conf，在iSCSI initiator的scsid进程启动和执行iscsiadm命令时，将读取这个配置文件的内容，获取与SCSI目标进行交互的相关信息，主要的配置内容包括：

*  CHAP Settings 组 （该组下的各个设置项主要用来指定Initiator与target验证方式及相关息 ）
    
    设置节点会话的验证模式

node.session.auth.authmethod = CHAP

CHAP（Challenge Handshake Authentication Protocol ）,默认为不验证（none）  
设置会话target验证initiator的CHAP用户名及对应的密码

node.session.auth.username = scott
       node.session.auth.password = tiger

设置会话initiator验证target的用户名及其对应的密码

node.session.auth.username_in = username_in
       node.session.auth.password_in = password_in

设置initiator发现target的验证模式，默认为不验证（none）

discovery.sendtargets.auth.authmethod = CHAP

设置发现会话（discovery session）target验证initiator的CHAP用户名及对应的密码

discovery.sendtargets.auth.username = scott
       discovery.sendtargets.auth.password = tiger

设置发现会话（discovery session）initiator验证target的CHAP用户名及对应的密码

discovery.sendtargets.auth.username_in = username_in
       discovery.sendtargets.auth.password_in = password_in

通过上述配置项，可以看到iSCSI的主要验证方式是CHAP，并且验证是双方向的，

*  超时（Timeouts）设置组：本组设置initiator与target端交互的时间限制。
 *  重试（retry）设置组：本组设置iscsid重试登录节点的次数。
 *  会话和设备排队深度（session and device queuedepth）设置组：设置session排队命令的数量，设置设备队列深度
 *  iSCSI设置（iSCSI settings）组：启用或禁止R2T（Ready to Transmit）流控，启用后，initiator在发送任何数据前必须等待 一个R2T命令，默认为禁止（no）；  
    node.session.iscsi.InitialR2T = Yes|no
 *  启用或禁止立即数据（immediate data ），禁止后，initiator不随着SCSI命令PDU发送未请求的数据。默认为启用（Yes）；  
    node.session.iscsi.ImmediateData = Yes|No

**实例：initiator与target两台虚拟机的系统均为CentOS6.4\_x86\_64,挂载本地光盘yum安装相关软件包**  
**一、target端配置**  
1、target服务端安装软件包：scsi-target-utils，主配置文件：/etc/tgt/targets.conf  
![这里写图片描述][20150928184319198]  
![这里写图片描述][20150928184327182]  
2、启动服务守护进程，scsi-target监听的端口是: 3260  
![这里写图片描述][20150928184338691]  
3、服务端新建一个target，查看创建的target，LUN0 是控制器，可以看到各个LUN的大小和磁盘路径  
![这里写图片描述][20150928184424945]  
4、target中添加LUN，查看创建的target  
![这里写图片描述][20150928184450239]  
5、设置基于IP的访问控制  
tgtadm –lld iscsi –mode target –op bind –tid 1 –initiator-address ALL \#所有Initiator都可以访问  
tgtadm –lld iscsi –mode target –op bind –tid 1 –initiator-address 10.10.0.0/16 \#该网段内的都可以访问  
![这里写图片描述][20150928184559804]  
6、设置基于用户的访问控制  
建立一个新的帐号；将帐号与target绑定；显示帐号信息  
![这里写图片描述][20150928184609493]  
7、查看某个具体的target信息，可以使用  
![这里写图片描述][20150928184621844]  
通过命令方式配置的target在重启服务器后会失效，也可以通过修改配置文件/etc/tgt/targets.conf的方式实现保存，系统开机后会自动读取。  
**二、initiator端配置**  
1、yum安装软件包并启动服务  
![这里写图片描述][20150928184641795]  
![这里写图片描述][20150928184651964]  
2、修改配置文件，开启chap认证  
\[root@initiator ~\]\# vim /etc/iscsi/iscsid.conf  
![这里写图片描述][20150928184809570]  
3、修改iscsi名称前缀到配置文件  
![这里写图片描述][20150928184816824]  
4、发现目标设备，以下查询目标门户（Portal）为10.10.100.99：3260上的目标，查找成功后，返回相应的target ID  
![这里写图片描述][20150928184825228]  
同时在 /var/lib/iscsi/send\_targets 和 /var/lib/iscsi/nodes目录下记录相应的门户和节点信息。/var/lib/iscsi目录下的内容采用dbm数据库方式存储，所有版本的linux以及大多的unix都随系统带有一个基本的，但是却很高效的数据存储程序集合，被成为dbm数据库。适合于相对比较静态的索引化数据。其实就是一个索引化的文件存储系统。这些信息称之为initiator discoverydb，可以通过iscsiadm相关操作进行管理。使用iscsiadm -m node命令，可以查看到发现的节点记录。  
![这里写图片描述][20150928184843767]  
5、登录节点  
![这里写图片描述][20150928184851230]  
登录成功后在/sys/devices/platform/会生成一个hostX目录，包含session和connection信息  
![这里写图片描述][20150928184948055]  
如果initiator端已经登录过此target，此时还需要先注销登录后重启iscsid服务，并在删除此前生成的database后重新发现target，并重新登入，过程如下：  
![这里写图片描述][20150929183904944]  
服务器端可以查看登录情况  
![这里写图片描述][20150928184956254]  
客户端查看session  
![这里写图片描述][20150928185005320]  
6、测试  
查看目标方的存储设备  
![这里写图片描述][20150928185107581]  
格式化设备，并挂载测试  
![这里写图片描述][20150928185233121]  
![这里写图片描述][20150928185347707]  
7、登出节点  
![这里写图片描述][20150928185356914]  
Linux系统重启后，磁盘设备的名称可能会发生飘移，从而引起文件系统不能挂载上来或者不能正确挂载，使用UUID的方式进行挂载可以解决这个问题：  
使用命令“tune2fs -l /dev/sdb”可以查到文件系统的UUID：  
Filesystem UUID: ff6bd4a0-6985-4c3f-9008-11f7a5ecc299  
然后在/etc/fstab中添加  
UUID=ff6bd4a0-6985-4c3f-9008-11f7a5ecc299 /mnt ext4 default 0 0  
替换掉原来的 /dev/sdb /mnt ext4 default 0 0  
**注：通过UUID来手动挂载磁盘**  
在/etc/fstab中添加 UUID=ff6bd4a0-6985-4c3f-9008-11f7a5ecc299 0 0  
然后执行以下命令：  
mount UUID=ff6bd4a0-6985-4c3f-9008-11f7a5ecc299  
iscsi完全指南：[http://www.cnblogs.com/tonyzhang/articles/1133333.html][http_www.cnblogs.com_tonyzhang_articles_1133333.html]

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[http_www.cnblogs.com_tonyzhang_articles_1133333.html]: http://www.cnblogs.com/tonyzhang/articles/1133333.html