一、什麼是多路徑

普通的電腦主機都是一個硬碟掛接到一個總線上，這裡是一對一的關係。而到了有光纖組成的SAN環境，或者由iSCSI組成的IPSAN環境，由於主機和儲存通過了光纖交換機或者多塊網絡卡及IP來連線，這樣的話，就構成了多對多的關係。也就是說，主機到儲存可以有多條路徑可以選擇。主機到儲存之間的IO由多條路徑可以選擇。每個主機到所對應的儲存可以經過幾條不同的路徑，如果是同時使用的話，I/O流量如何分配？其中一條路徑壞掉了，如何處理？還有在作業系統的角度來看，每條路徑，作業系統會認為是一個實際存在的物理盤，但實際上只是通向同一個物理盤的不同路徑而已，這樣是在使用的時候，就給使用者帶來了困惑。多路徑軟體就是為了解決上面的問題應運而生的。

多路徑的主要功能就是和儲存裝置一起配合實現如下功能： 
1.故障的切換和恢復 
2.IO流量的負載均衡 
3.磁碟的虛擬化 
由於多路徑軟體是需要和儲存在一起配合使用的，不同的廠商基於不同的作業系統，都提供了不同的版本。並且有的廠商，軟體和硬體也不是一起賣的，如果要使用多路徑軟體的話，可能還需要向廠商購買license才行。比如EMC公司基於linux下的多路徑軟體，就需要單獨的購買license。好在， RedHat和Suse的2.6的核心中都自帶了免費的多路徑軟體包，並且可以免費使用，同時也是一個比較通用的包，可以支援大多數儲存廠商的裝置，即使是一些不是出名的廠商，通過對配置檔案進行稍作修改，也是可以支援並執行的很好的。

二、Linux下multipath介紹，需要以下工具包：

在CentOS 5中，最小安裝系統時multipath已經被安裝，檢視multipath是否安裝如下：

[[email protected] ~]# rpm -qa|grep device-mapper

device-mapper-multipath-0.4.7-30.el5

device-mapper-event-1.02.32-1.el5

device-mapper-1.02.32-1.el5

如果沒有安裝，從系統的安裝檔案裡找到這集個包：

device-mapper-1.02.32-1.el5.i386.rpm

device-mapper-event-1.02.32-1.el5.i386.rpm

device-mapper-multipath-0.4.7-30.el5.i386.rpm

安裝很簡單：

rpm –Uvh device-mapper-*.rpm

1、device-mapper-multipath：即multipath-tools。主要提供multipathd和multipath等工具和 multipath.conf等配置檔案。這些工具通過device mapper的ioctr的介面建立和配置multipath裝置（呼叫device-mapper的使用者空間庫。建立的多路徑裝置會在/dev /mapper中）。

2、 device-mapper：主要包括兩大部分：核心部分和使用者部分。核心部分主要由device mapper核心（dm.ko）和一些target driver（md-multipath.ko）。核心完成裝置的對映，而target根據對映關係和自身特點具體處理從mappered device 下來的i/o。同時，在核心部分，提供了一個介面，使用者通過ioctr可和核心部分通訊，以指導核心驅動的行為，比如如何建立mappereddevice，這些divece的屬性等。linuxdevice mapper的使用者空間部分主要包括device-mapper這個包。其中包括dmsetup工具和一些幫助建立和配置mappered device的庫。這些庫主要抽象，封裝了與ioctr通訊的介面，以便方便建立和配置mappered device。multipath-tool的程式中就需要呼叫這些庫。 

3、dm-multipath.ko和dm.ko：dm.ko是devicemapper驅動。它是實現multipath的基礎。dm-multipath其實是dm的一個target驅動。 

4、scsi_id： 包含在udev程式包中，可以在multipath.conf中配置該程式來獲取scsi裝置的序號。通過序號，便可以判斷多個路徑對應了同一裝置。這個是多路徑實現的關鍵。scsi_id是通過sg驅動，向裝置傳送EVPDpage80或page83 的inquery命令來查詢scsi裝置的標識。但一些裝置並不支援EVPD 的inquery命令，所以他們無法被用來生成multipath裝置。但可以改寫scsi_id，為不能提供scsi裝置標識的裝置虛擬一個識別符號，並輸出到標準輸出。multipath程式在建立multipath裝置時，會呼叫scsi_id，從其標準輸出中獲得該裝置的scsi id。在改寫時，需要修改scsi_id程式的返回值為0。因為在multipath程式中，會檢查該直來確定scsi id是否已經成功得到。 

三、multipath在CentOS5中的基本配置過程：

1、安裝和載入多路徑軟體包 
# yum –y install device-mapper device-mapper-multipath

# chkconfig –level 2345 multipathdon #設定成開機自啟動multipathd

# lsmod |grep dm_multipath #來檢查安裝是否正常

 
如果模組沒有載入成功請使用下列命初始化DM，或重啟系統 
---Use the following commands to initialize and start DM for the firsttime: 
# modprobe dm-multipath 
# modprobe dm-round-robin 
# service multipathd start 
# multipath –v2

2、配置multipath：

Multipath的配置檔案是/etc/multipath.conf ,如需要multipath正常工作只需要如下配置即可：(如果需要更加詳細的配置，請看本文後續的介紹)

blacklist {

devnode "^sda"

}

defaults {

user_friendly_names yes

path_grouping_policy multibus

failback immediate

no_path_retry fail

}

# vi /etc/multipath.conf

3、multipath基本操作命令 
# /etc/init.d/multipathd start #開啟mulitipath服務 
# multipath -F #刪除現有路徑 
# multipath -v2 #格式化路徑 
# multipath -ll #檢視多路徑

如果配置正確的話就會在/dev/mapper/目錄下多出mpath0、mpath1等之類裝置。

用fdisk -l命令可以看到多路徑軟體建立的磁碟，如下圖中的/dev/dm-[0-3]

4、multipath磁碟的基本操作 
要對多路徑軟體生成的磁碟進行操作直接操作/dev/mapper/目錄下的磁碟就行.

在對多路徑軟體生成的磁碟進行分割槽之前最好執行一下pvcreate命令:

# pvcreate /dev/mapper/mpath0

# fdisk /dev/mapper/mpath0

用fdisk對多路徑軟體生成的磁碟進行分割槽儲存時會有一個報錯,此報錯不用理會。

fdisk對多路徑軟體生成的磁碟進行分割槽之後，所生成的磁碟分割槽並沒有馬上新增到/dev/目錄下，此時我們要重啟IPSAN或者FCSAN的驅動，如果是用iscsi-initiator來連線IPSAN的重啟ISCSI服務就可以發現所生成的磁碟分割槽了

# service iscsi restart

# ls -l /dev/mapper/

如上圖中的mpath0p1和mpath1p1就是我們對multipath磁碟進行的分割槽

# mkfs.ext3 /dev/mapper/mpath0p1 #對mpath1p1分割槽格式化成ext3檔案系統

# mount /dev/mapper/mpath0p1 /ipsan/ #掛載mpath1p1分割槽

四、multipath的高有配置

以上都是用multipath的預設配置來完成multipath的配置，比如對映裝置的名稱，multipath負載均衡的方法都是預設設定。那有沒有按照我們自己定義的方法來配置multipath呢，當可以。

1、multipath.conf檔案的配置

接下來的工作就是要編輯/etc/multipath.conf的配置檔案

multipath.conf主要包括blacklist、multipaths、devices三部份的配置

blacklist配置

blacklist {

devnode "^sda"

}

Multipaths部分配置multipaths和devices兩部份的配置。

multipaths {

multipath {

wwid **************** #此值multipath -v3可以看到

alias iscsi-dm0 #對映後的別名,可以隨便取

path_grouping_policy multibus #路徑組策略

path_checker tur #決定路徑狀態的方法

path_selector "round-robin 0"#選擇那條路徑進行下一個IO操作的方法

}

} 

Devices部分配置

devices {

device {

vendor "iSCSI-Enterprise" #廠商名稱

product "Virtual disk" #產品型號

path_grouping_policy multibus #預設的路徑組策略

getuid_callout "/sbin/scsi_id -g -u-s /block/%n" #獲得唯一裝置號使用的預設程式

prio_callout     "/sbin/acs_prio_alua %d" #獲取有限級數值使用的預設程式

path_checker readsector0 #決定路徑狀態的方法

path_selector "round-robin 0"#選擇那條路徑進行下一個IO操作的方法

failback       immediate #故障恢復的模式

  no_path_retry      queue #在disable queue之前系統嘗試使用失效路徑的次數的數值

 rr_min_io       100 #在當前的使用者組中，在切換到另外一條路徑之前的IO請求的數目

}

}

如下是一個完整的配置檔案

blacklist {

devnode "^sda"

}

defaults {

user_friendly_names no

}

multipaths {

multipath {

wwid14945540000000000a67854c6270b4359c66c272e2f356321

alias iscsi-dm0

path_grouping_policy multibus

path_checker tur

path_selector "round-robin 0"

}

multipath {

wwid14945540000000000dcca2eda91d70b81edbcfce2357f99ee

alias iscsi-dm1

path_grouping_policy multibus

path_checker tur

path_selector "round-robin 0"

}

multipath {

wwid1494554000000000020f763489c165561101813333957ed96

alias iscsi-dm2

path_grouping_policy multibus

path_checker tur

path_selector "round-robin 0"

}

multipath {

wwid14945540000000000919ca813020a195422ba3663e1f03cc3

alias iscsi-dm3

path_grouping_policy multibus

path_checker tur

path_selector "round-robin 0"

}

}

devices {

device {

vendor "iSCSI-Enterprise"

product "Virtual disk"

path_grouping_policy multibus

getuid_callout "/sbin/scsi_id -g -u-s /block/%n"

path_checker readsector0

path_selector "round-robin 0"

}

}

獲取wwid的方法：

(1)預設情況下，將使用 /var/lib/multipath/bindings內的配置設定具體每個多路徑裝置名，如果在/etc/multipath.conf中有設定各wwid 別名，別名會覆蓋此設定。

(2)# multipath -v3命令查詢

2、負載均衡測試

使用dd命令來對裝置進行寫操作，並同時通過iostat來檢視I／0狀態，命令及輸出如下： 
# dd if=/dev/zero of=/dev/mapper/iscsi-dm1p1 
開啟另外一個終端用以下命令檢視IO情況

# iostat 10 10

通過上述輸出，我們看到，在對/dev/mapper/iscsi-dm1p1讀寫時，實際上是通過對/dev/md-1包含的當前active的所有裝置，即/dev/sde1,/dev/shl這2條路徑來完成對實際的LUN的寫過程。

3、路徑切換測試

首先，我們拔掉伺服器上一根網線，經過不到10秒，我們看到：MPIO成功地從上述“失敗”的路徑/dev/sel切換到了另外一條路徑/dev/sdh1上。