9.1 iSCSI網絡存儲服務

iSCSI網絡存儲服務

一網絡存儲概述

·直接附加存儲

一般咱們所熟悉的存儲設別就是硬盤，其經過與計算機主板的I/O接口（如IDE、SCSI）相鏈接，由本機操做系統負責讀寫及管理，這就是最傳統的數據存儲技術，稱爲DAS（Direct Attached Storage，直接附加存儲）

·網絡存儲

隨着企業中數據信息的不斷增加，尤爲當成百上千TB的數據須要備份、恢復，以及面臨着擴容、災難恢復等需求時，DAS方式使得數據的管理與維護日益困難。正由於如此，網絡存儲技術應運而生，其最多見的就是NAS和SAN

SAN（Storage Area Network，存儲區域網絡）

SAN是經過光纖交換機、光纖路由器等設備將磁盤陣列、磁帶機或獨立的ISCSI設備與服務器鏈接，構成一個高速存儲子網，存儲的數據以數據塊的形式經過ISCSI協議進行傳輸，從而優於普通的IP包傳輸；結構如圖所示

NAS(network attachment storage,網絡附加存儲)

NAS存儲設備至關於一臺獨立的服務器，設備自己帶有操做系統，也擁有網絡接口，所以不依賴於其餘服務器，在NAS設備中爲客戶機分配存儲空間時，一般採用共享文件夾的方式進行發佈，存儲的數據以文件的形式進行傳輸，採用CIFS或者NFS等協議；結構如圖所示

除了購買硬件NAS設備外，經過爲PC服務器安裝FreeNAS系統平臺也能夠做爲高校的NAS存儲設備使用；FreeNAS是一個專爲NAS、iSCSI存儲定製的精簡版UNIX系統，基於FreeBSD系統開發而成，其官網http://www.freenas.org（與此相似的存儲平臺還有OpenFiler）

二構建iSCSI服務器

·iSCSI概述

iSCSI（iscsi= internet Small Computer System Interface ）

是由IEETF開發的網絡存儲標準，目的是爲了用IP協議將存儲設備鏈接在一塊兒。經過在IP網上傳送SCSI命令和數據，ISCSI推進了數據在網際之間的傳遞，同時也促進了數據的遠距離管理

ISCSI技術的核心

是在TCP/IP網絡上傳輸SCSI協議，是指用TCP/IP報文、和ISCSI報文封裝SCSI報文，使得SCSI命令和數據能夠在普通以太網絡上進行傳輸

iSCSI協議

定義了在 TCP/IP 網絡發送、接收 block（數據塊）級的存儲數據的規則和方 法。發送端將SCSI命令和數據封裝到 TCP/IP 包中再經過網絡轉發，接收端收到 TCP/IP 包以後，將其還原爲SCSI命令和數據並執行，完成以後將返回的SCSI命令和數據再封裝到 TCP/IP包中再傳送回發送端。而整個過程在用戶看來，使用遠端的存儲設備就像訪問本地的 SCSI設備同樣簡單

iSCSI的工做方式

服務（設備）端 target

客戶（應用）端 initiator

·在RHEL6中搭建ISCSI存儲服務器

ISCSI服務器一般也稱爲Target端，負責定義存儲對象、分配邏輯空間LUN（Logical Unit,邏輯單元）（實驗環境時，開虛擬機前最好添加四塊以上硬盤）

1準備存儲設備

存儲設備指將要分配給某一個客戶機使用的設備文件，在RHEL6系統中，硬盤、分區、邏輯卷、軟RAID等均可以用做ISCSI服務的存儲設備，爲了延續磁盤空間的可擴展性，建議以一個邏輯卷爲單位分配給客戶機使用，對於個別有特殊要求的客戶機，也能夠將一個軟RAID

LVM邏輯卷存儲設備

將新添加的一塊磁盤建立爲物理卷，建立卷組，在卷組中建立一個容量爲10G的邏輯卷

軟RAID磁盤陣列

在Linux系統中作RAID,磁盤陣列的設備能夠是一塊磁盤中的三個以上的分區，也能夠是三塊或以上的磁盤；使用mdadm管理工具（默認已安裝）來建立軟RAID設備，這裏使用三塊硬盤，每塊20G，建立一個RAID5陣列

[root@svr ~]# mdadm --create --auto=yes /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 --spare-devices=1 /dev/sd[b-f]        或簡寫爲

執行完以上命令後會在後臺進行建立，執行如下命令可查看詳細信息和建立進度

其中

--create             //表示要建立raid

--auto=yes /dev/md0 //新創建的軟件磁盤陣列設備爲md0，md序號能夠爲0-9

--level=5             //磁盤陣列的等級，這裏表示建立是的raid5

--raid-devices         //添加做爲磁盤陣列用的磁盤的塊數

--spare-devices         //添加做爲預備（spare）磁盤的塊數

/dev/sd[b-d]         //磁盤陣列所使用的設備，還可寫成/dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

若是磁盤容量比較大，能夠直接查看/proc/mdstat文件來了解RAID建立和運行狀況

若是要本機使用，能夠格式化並掛載（建議設置開機自啓動和自動掛載）

建立/etc/mdadm.conf這個配置文件，便可開機自啓動

修改/etc/fstab文件，設置開機自動掛載

軟RAID的擴展知識

1擴容raid磁盤陣列

顯示磁盤陣列的組成狀況，4個塊設備組成,：
# cat /proc/mdstat

把/dev/sdg增長進陣列/dev/md0：
# mdadm  --add /dev/md0 /dev/sdg

把raid5陣列/dev/md0修改成5個塊設備：
# mdadm --grow /dev/md0 -n5

再顯示一下磁盤陣列的組成狀況，如今/dev/md1是6個塊設備組成，完成擴容，還須要7.7分鐘。
# cat /proc/mdstat

等待擴容完成.....

執行下列命令:

驗證:

2模擬RAID5中一塊磁盤損壞，檢驗spare磁盤的功能（raid5中容許一塊磁盤損壞，咱們所設置的那1塊spare磁盤會當即替代損壞的磁盤，進行RAID的重建，保障數據的安全）：

[root@svr ~]# mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdd

//使用此命令設置磁盤sdd成爲出錯的狀態

來查看一下：mdadm --detail /dev/md0

能夠查看cat /proc/mdstat文件查看RAID5的重建過程

再來看一下重建完後的結果

/mnt/raid5還能夠正常使用

3將出錯的磁盤刪除並加入新的磁盤：

先刪除損壞的磁盤sdd:

[root@svr raid5]# mdadm --manage /dev/md0    --remove /dev/sdd       //將損壞的磁盤sdd從RAID中刪除

再添加一塊新的磁盤做爲spare磁盤：

[root@svr raid5]# mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdg        //添加新的磁盤sdg

OK,再來查看一下：

執行如下命令

mdadm --detail /dev/md0查看結果

4關閉軟件RAID的方法：

當你再也不須要已經設置的RAID的時候，能夠用如下方法關閉RAID：

1)卸載/dev/md0，而且刪除或註釋掉/etc/fstab文件中的配置：

[root@svr ~]# umount /dev/md0    
[root@svr ~]# vi /etc/fstab    
#/dev/md0         /mnt/raid5        ext4        defaults            0 0

2)註釋掉或刪除/etc/mdadm.conf中的設置：    
[root@svr ~]# vi /etc/mdadm.conf    
#ARRAY /dev/md0 UUID=d58ed27d:00ce5cf5:b26ed1e9:879d0805

3)中止raid設備

# mdadm --stop /dev/md0

4)刪除raid中的全部磁盤

這時候raid中的磁盤就刪除了,重啓後也不會產生md127了.

RAID0和RAID1實同於RAID5

RAID0：並行讀寫數據

RAID1：鏡像磁盤陣列

2安裝scsi-target-utils軟件包

在RHEL6服務器中須要安裝scsi-target-utils軟件包，對應的系統服務爲tgtd，命令行管理工具爲tgtadm；有相關依賴包，建議使用yum安裝

3建立iSCSI對象（Target）

即將準備好的存儲設備（邏輯卷和RAID5）添加到iSCSI中，爲客戶端準備存儲空間（LUN）；有兩種方法：一種是使用命令的添加方式（略）；一種是直接修改配置文件；

iscsi target配置文件是/etc/tgt/targets.conf（在文件尾部添加以下內容）

Target的命名在同一子網內應該是惟一的，標準命名方式爲：

iqn.yyyy-mm.<reversed domain name>[:identifier]

其中：

iqn：表示"iSCSI Qualified Name"，簡稱iqn。

yyyy-mm：表示年份-月份。這裏是2011-08。

reversed domain name：表示倒過來的域名，這裏是com.example。

identifier：表示識別代碼，這裏是disk

backing-store用於指定存儲設備，通常指非實際的物理磁盤，如LVM卷、某個分區、raid磁盤陣列。

initiator-address 地址 用於將target指派給指定的客戶機使用，爲了安全，可自定義設置

4重啓服務並將服務設置爲開機自啓動，而後設置防火牆開啓3260號端口通訊

記得保存防火牆規則

5驗證target信息

至此，iscsi target存儲服務器配置完成，客戶端使用iSCSI Initiator就能夠鏈接iscsi target服務器了

二客戶端使用iSCSI存儲設備

·Linux客戶端使用iSCSI存儲設備

1客戶端安裝iscsi-initiator-utils和lsscsi軟件包

這個沒有依賴關係，能夠用rpm安裝

其中iscsi-initiator-utils是鏈接服務器的客戶端軟件，lsscsi是查看iSCSI設備信息的工具包

2發現並鏈接iSCSI設備

發現設備，如果默認端口3260能夠省略不寫

發現兩個設備（爲了安全考慮，能夠在服務器上設置ACL訪問控制策略，以避免被別人發現）

鏈接設備

--login能夠簡寫爲-l；--out表示斷開鏈接，簡寫-u

3查看網絡存儲設備

4使用磁盤

接下來使用磁盤就跟使用本地磁盤幾乎同樣（fdisk、mkfs、mount操做，與普通設備無異）；進行分區格式化，掛載設置開機自啓動等；若iSCSI設備已包含文件系統，則無需再格式化

·windows客戶端使用iSCSI存儲設備

Windows Server2008 自帶iSCSI客戶端程序

1確保客戶機與服務器的通訊

2打開管理工具-iSCSI發起程序

3輸入服務器地址，直接點擊快速鏈接

4鏈接成功後單擊完成，能夠關閉鏈接面板了

5右鍵計算機選擇管理-存儲-磁盤管理，能夠看到新加的磁盤1

6右擊磁盤1選擇聯機，再右擊選擇初始化磁盤，直接點擊肯定

7如今的操做和普通磁盤同樣了，能夠新建簡單卷等