第17章 使用iSCSI服务部署网络存储

章节概述：

本章节将分析SCSI与iSCSI技术结构的不同，了解iSCSI技术的优势、SAN存储网络技术结构以及iSCSI HBA卡的作用。
完整演示部署iSCSI target服务程序的方法流程：创建RAID阵列(5)后使用targetcli命令发布到iSCSI存储目录并创建ACL列表。
配置使用iSCSI initiator服务程序发现、连接并使用iSCSI存储设备，最后编辑fstab文件将存储设备设置为开机启动。

本章目录结构

• 17.1 网络存储技术
• 17.2 部署iSCSI存储
  • 17.2.1 配置iSCSI服务端
  • 17.2.2 配置iSCSI客户端

17.1 网络存储技术

传统的SCSI小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)技术是存储设备最基本的标准协议，但通常需要设备互相靠近并用SCSI总线链接，因此受到了物理环境的限制。

iSCSI小型计算机系统接口（即Internet Small Computer System Interface）则是由IBM公司研究开发用于实现在IP网络上运行SCSI协议的新存储技术，即能够让SCSI接口与以太网技术相结合，使用iSCSI协议基于以太网传送SCSI命令与数据，克服了SCSI需要直接连接存储设备的局限性，使得我们可以跨越不同的服务器共享存储设备，并可以做到不停机状态下扩展存储容量。

SAN存储区域网络技术(Storage Area Network)便是基于iSCSI存储协议，采用高速光钎通道传输存储数据的服务程序。

本图为SAN结构拓扑

服务器会基于iSCSI协议将SCSI设备、命令与数据打包成标准的TCP/IP包然后通过IP网络传输到目标存储设备，而远端存储设备接收到数据包后需要基于iSCSI协议将TCP/IP包解包成SCSI设备、命令与数据，这个过程无疑会消耗系统CPU资源，因此我们可以将SCSI协议的封装动作交由独立的iSCSI HBA硬件卡来处理，减少了对服务器性能的影响。

本图中设备为iSCSI HBA卡

但坦白来讲iSCSI技术还是存在诸多问题的，如距离与带宽之间的矛盾关系，虽然iSCSI满足了数据长距离传输的需求，但现在广域网的带宽还是不够理想，IP网络的速率和延迟都是iSCSI传输数据的巨大障碍。

17.2 部署iSCSI存储

iSCSI的工作方式分为服务端（target）与客户端（initiator）：

服务端：即存放硬盘或RAID设备的存储端，目的是为客户端提供可用的存储。
客户端：使用服务端的服务器主机。

本实验需要两台虚拟主机来完成，分别是：

编辑

主机名称	操作系统	IP地址
iscsi服务端	红帽RHEL7操作系统	192.168.10.10
iscsi客户端	红帽RHEL7操作系统	192.168.10.20

逻辑单元LUN(即Logical Unit Number)是使用iSCSI协议中的重要概念，因为当客户机想要使用服务端存储设备时都必需输入对应的名称(Target ID)，而一个服务端可能会同时提供多个可用的存储设备，于是便用LUN来详细的描述设备或对象，同时每个LUN Device可能代表一个硬盘或RAID设备，LUN的名称由用户指定。

17.2.1 配置iSCSI服务端

第1步:准备作为LUN发布的存储设备。

在前面的存储结构章节中学习了使用mdadm工具创建RAID磁盘冗余阵列的方法，忘记就翻回去看下吧~

在虚拟机中再添加4块硬盘：

创建RAID5并设置1块备份故障盘：

[root@linuxprobe ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -n 3 -l 5 -x 1 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: size set to 20954624K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

查看RAID阵列的详细信息，记录下UUID的值：

[root@linuxprobe ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Thu Sep 24 21:59:57 2015
     Raid Level : raid5
     Array Size : 41909248 (39.97 GiB 42.92 GB)
  Used Dev Size : 20954624 (19.98 GiB 21.46 GB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent
    Update Time : Thu Sep 24 22:02:23 2015
          State : clean
 Active Devices : 3
Working Devices : 4
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 1
         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K
           Name : linuxprobe.com:0  (local to host linuxprobe.com)
           UUID : 3370f643:c10efd6a:44e91f2a:20c71f3e
         Events : 26
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       4       8       48        2      active sync   /dev/sdd
       3       8       64        -      spare   /dev/sde

创建RAID阵列配置文件：

[root@linuxprobe ~]# vim /etc/mdadm.conf
DEVICE /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
ARRAY /dev/md0 UUID=3370f643:c10efd6a:44e91f2a:20c71f3e

第2步:安装iSCSI target服务程序：

[root@linuxprobe ~]# yum -y install targetd targetcli
Loaded plugins: langpacks, product-id, subscription-manager
………………省略部分安装信息………………
Dependencies Resolved
================================================================================
 Package                  Arch        Version                  Repository  Size
================================================================================
Installing:
 targetcli                noarch      2.1.fb34-1.el7           rhel7       55 k
 targetd                  noarch      0.7.1-1.el7              rhel7       48 k
Installing for dependencies:
 PyYAML                   x86_64      3.10-11.el7              rhel7      153 k
 libyaml                  x86_64      0.1.4-10.el7             rhel7       55 k
 lvm2-python-libs         x86_64      7:2.02.105-14.el7        rhel7      153 k
 pyparsing                noarch      1.5.6-9.el7              rhel7       94 k
 python-configshell       noarch      1:1.1.fb11-3.el7         rhel7       64 k
 python-kmod              x86_64      0.9-4.el7                rhel7       57 k
 python-rtslib            noarch      2.1.fb46-1.el7           rhel7       75 k
 python-setproctitle      x86_64      1.1.6-5.el7              rhel7       15 k
 python-urwid             x86_64      1.1.1-3.el7              rhel7      654 k
Transaction Summary
================================================================================
Install  2 Packages (+9 Dependent packages)
………………省略部分安装信息………………
Complete!

启动iSCSI target服务程序：

[root@linuxprobe ~]# systemctl start targetd

将iSCSI target服务程序添加到开机启动项：

[root@linuxprobe ~]# systemctl enable targetd
ln -s '/usr/lib/systemd/system/targetd.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/targetd.service'

第3步:创建存储对象。
targetcli命令用于管理iSCSI target存储设备，格式为：“targetcli”

[root@linuxprobe ~]# targetcli
Warning: Could not load preferences file /root/.targetcli/prefs.bin.
targetcli shell version 2.1.fb34
Copyright 2011-2013 by Datera, Inc and others.
For help on commands, type 'help'.

查看当前的存储目录树：

/> ls
o- / ..................................................................... [...]
o- backstores .......................................................... [...]
| o- block .............................................. [Storage Objects: 0]
| o- fileio ............................................. [Storage Objects: 0]
| o- pscsi .............................................. [Storage Objects: 0]
| o- ramdisk ............................................ [Storage Objects: 0]
o- iscsi ........................................................ [Targets: 0]
o- loopback ..................................................... [Targets: 0]

进入/backstores/block目录中：

/> cd /backstores/block
/backstores/block>

使用/dev/md0创建设备disk0：

/backstores/block> create disk0 /dev/md0
Created block storage object disk0 using /dev/md0.

返回到根目录中：

/backstores/block> cd ..
/backstores> cd ..
/>

查看创建后的设备：

/> ls
o- / ..................................................................... [...]
  o- backstores .......................................................... [...]
  | o- block .............................................. [Storage Objects: 1]
  | | o- disk0 ..................... [/dev/md0 (40.0GiB) write-thru deactivated]
  | o- fileio ............................................. [Storage Objects: 0]
  | o- pscsi .............................................. [Storage Objects: 0]
  | o- ramdisk ............................................ [Storage Objects: 0]
  o- iscsi ........................................................ [Targets: 0]
  o- loopback ..................................................... [Targets: 0]

第4步:配置iSCSI target目标。
进入到iscsi目录中：

/> cd iscsi
/iscsi>

创建iSCSI target目标：

/iscsi> create
Created target iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80.
Created TPG 1.

依次进入到target的luns目录中：

/iscsi> cd iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80/
/iscsi/iqn.20....d497c356ad80> ls
o- iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80 ...... [TPGs: 1]
  o- tpg1 ............................................... [no-gen-acls, no-auth]
    o- acls .......................................................... [ACLs: 0]
    o- luns .......................................................... [LUNs: 0]
    o- portals .................................................... [Portals: 0]
/iscsi/iqn.20....d497c356ad80> cd tpg1/
/iscsi/iqn.20...c356ad80/tpg1> cd luns
/iscsi/iqn.20...d80/tpg1/luns>

创建LUN设备：

/iscsi/iqn.20...d80/tpg1/luns> create /backstores/block/disk0
Created LUN 0.

第5步：设置访问控制列表。
切换到acls目录中：

/iscsi/iqn.20...d80/tpg1/luns> cd ..
/iscsi/iqn.20...c356ad80/tpg1> cd acls

创建访问控制列表：

/iscsi/iqn.20...d80/tpg1/acls> create iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80:client
Created Node ACL for iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80:client
Created mapped LUN 0.

切换到portals目录中：

/iscsi/iqn.20...d80/tpg1/acls> cd ..
/iscsi/iqn.20...c356ad80/tpg1> cd portals

添加允许监听的IP地址：

/iscsi/iqn.20.../tpg1/portals> create 192.168.10.10
Using default IP port 3260
Created network portal 192.168.10.10:3260.

查看配置概述后退出工具：

/iscsi/iqn.20.../tpg1/portals> ls /
o- / ........................... [...]
  o- backstores................. [...]
  | o- block ................... [Storage Objects: 1]
  | | o- disk0 ................. [/dev/md0 (40.0GiB) write-thru activated]
  | o- fileio .................. [Storage Objects: 0]
  | o- pscsi ................... [Storage Objects: 0]
  | o- ramdisk ................. [Storage Objects: 0]
  o- iscsi ..................... [Targets: 1]
  | o- iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80 .... [TPGs: 1]
  |   o- tpg1 .................. [no-gen-acls, no-auth]
  |     o- acls ........................................................ [ACLs: 1]
  |     | o- iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80:client [Mapped LUNs: 1]
  |     |   o- mapped_lun0 ............................................. [lun0 block/disk0 (rw)] 
    o- luns .................... [LUNs: 1]
  |     | o- lun0 .............. [block/disk0 (/dev/md0)]
  |     o- portals ............. [Portals: 1]
  |       o- 192.168.10.10:3260  [OK]
  o- loopback .................. [Targets: 0]
/> exit
Global pref auto_save_on_exit=true
Last 10 configs saved in /etc/target/backup.
Configuration saved to /etc/target/saveconfig.json

第4步:创建防火墙允许规则：

[root@linuxprobe ~]# firewall-cmd --permanent  --add-port=3260/tcp
success
[root@linuxprobe ~]# firewall-cmd --reload
success

17.2.2 配置iSCSI客户端

首先检查能够与iscsi服务端通信：

[root@linuxprobe ~]# ping -c 4 192.168.10.10
PING 192.168.10.10 (192.168.10.10) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.959 ms
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.469 ms
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.465 ms
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.277 ms
 
--- 192.168.10.10 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3002ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.277/0.542/0.959/0.253 ms

红帽RHEL7系统已经默认安装了iscsi客户端服务程序：

[root@linuxprobe ~]# yum install iscsi-initiator-utils
Loaded plugins: langpacks, product-id, subscription-manager
Package iscsi-initiator-utils-6.2.0.873-21.el7.x86_64 already installed and latest version
Nothing to do

编辑的iscsi客户端名称文件：
该名称是initiator客户端的唯一标识，读者可以按照我的方法修改，也可以用iscsi-iname命令随机生成~都可以的。

[root@linuxprobe ~]# vim /etc/iscsi/initiatorname.iscsi
InitiatorName=iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80:client

重启iscsi客户端服务程序：

[root@linuxprobe ~]# systemctl restart iscsid

将iscsi客户端服务程序添加到开机启动项中：

[root@linuxprobe ~]# systemctl enable iscsid
ln -s '/usr/lib/systemd/system/iscsid.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/iscsid.service'

发现iscsi服务端的可用存储设备：
iscsiadm命令用于管理（插入、查询、更新或删除）iSCSI数据库配置文件的命令行工具，格式见下面演示。

[root@linuxprobe ~]# iscsiadm -m discovery -t st -p 192.168.10.10
192.168.10.10:3260,1 iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80

连接iscsi服务端的可用存储设备：

[root@linuxprobe ~]# iscsiadm -m node -T iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80 -p 192.168.10.10 --login
Logging in to [iface: default, target: iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80, portal: 192.168.10.10,3260] (multiple)
Login to [iface: default, target: iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80, portal: 192.168.10.10,3260] successful.

此时便多了一块硬盘设备：

[root@linuxprobe ~]# file /dev/sdb
/dev/sdb: block special

格式化、挂载后查看容量信息：

[root@linuxprobe ~]# mkfs.xfs /dev/sdb
log stripe unit (524288 bytes) is too large (maximum is 256KiB)
log stripe unit adjusted to 32KiB
meta-data=/dev/sdb               isize=256    agcount=16, agsize=654720 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=0
data     =                       bsize=4096   blocks=10475520, imaxpct=25
         =                       sunit=128    swidth=256 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=0
log      =internal log           bsize=4096   blocks=5120, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@linuxprobe ~]# mkdir /iscsi
[root@linuxprobe ~]# mount /dev/sdb /iscsi
[root@linuxprobe ~]# df -h
Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root   18G  3.4G   15G  20% /
devtmpfs               734M     0  734M   0% /dev
tmpfs                  742M  176K  742M   1% /dev/shm
tmpfs                  742M  8.8M  734M   2% /run
tmpfs                  742M     0  742M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0               3.5G  3.5G     0 100% /media/cdrom
/dev/sda1              497M  119M  379M  24% /boot
/dev/sdb                40G   33M   40G   1% /iscsi

查看设备的UUID值：

[root@linuxprobe ~]# blkid | grep /dev/sdb
/dev/sdb: UUID="eb9cbf2f-fce8-413a-b770-8b0f243e8ad6" TYPE="xfs"

设置为开机后自动挂载时因为iSCSI服务程序基于IP网络传输数据，所以我们必需在fstab文件中添加参数_netdev，代表网络联通后再挂载：

[root@linuxprobe ~]# vim /etc/fstab
UUID=eb9cbf2f-fce8-413a-b770-8b0f243e8ad6 /iscsi xfs defaults,_netdev 0 0