ISCSI服務簡介

ISCSI簡介：

iSCSI( Internet Small Computer System Interface 網際網路小型計算機系統介面) 技術是一種新儲存技術，該技術是將現有的SCSI介面與乙太網技術相結合，使伺服器可與使用IP網路的儲存裝置互相交換資料。

iscsi 結構基於客戶/伺服器模型，其主要功能是在TCP/IP網路上的主機系統（啟動器initlator）和儲存裝置（目標 target） 之間進行大量的資料封裝和可靠傳輸過程，此外，iscsi 提供了在IP網路封裝SCSI命令，切執行在TCP上。

實際生產環境中，一般都是使用叢集搭建伺服器，如果兩臺或多臺伺服器都是使用獨立磁碟，使用ISCSI 技術，實現遠端磁碟的使用，叢集的伺服器都掛在同一個遠端儲存裝置到本地實現資料讀寫，這樣也就減少了一個同步資料的任務，大大減輕了伺服器的資源消耗

作為伺服器的系統通常需要儲存裝置的，而儲存裝置除了可以使用系統內間的磁碟之外，如果內間的磁碟容量不夠大，而且沒有額外的磁碟插槽（SATA 或IDE）可用時，常見的解決方案是增加NAS（網路附加儲存伺服器）或外接式儲存裝置高檔一點的，可能會用到SAN（儲存區域網絡）。

NAS與SAN簡介：

NAS （network attached storage，網路附加儲存伺服器）
NAS是一部客製化好的主機，只要將NAS連結上網路，那麼網路上面的其他主機就能夠存取NSA上頭的資料了，簡單的說，NAS 就是一部file server，NAS 由於是接在網路上面，所以如果網路上有某個使用者大量存取NAS上頭的資料時，很容易造成網路停頓問題，此外BAS 也通常支援TCP/IP，並會提供NFS,SAMA,FTP等常見的通訊協議來提供客戶端取得檔案系統

SAN （storage area networks，儲存區域網絡）
NAS 就是一部可以提供大量容量檔案系統的主機，我們知道單個主機能夠提供的插槽時有限的，所以不能無限制的安插磁碟在同一部實體主機上，因此便有了SAN
SAN 視為一個外接式的儲存裝置，可以透過某些特殊的介面或通道來提供區域網絡內的所有機器進行磁碟存取， SAN是提供磁碟給主機用，而不是像NAS 提供的是[網路協議的檔案系統（NFS SMB）]，因此掛載SAN的主機會多出一個大磁碟，並可針對SAN提供的磁碟進行分割與格式化等動作，而NAS則不能，另外NAS可以透過網路使用SAN，

NAS和SAN的更多介紹可以參考：

ISCSI歷史：

早期的企業使用的伺服器若有大容量的磁碟的需求時，通常是透過SCSI來串接SCSI磁碟，因此伺服器上必須要加裝SCSI適配卡，而且這個SCSI是專屬於該伺服器的，後來這個外接式的SCSI裝置被SAN的架構取代，SAN的一個缺點是要使用光纖通道，而光纖通道貴，很多中小型企業不能普及。

後期IP封包為基礎的LAN技術普及，乙太網速度加快，所以就有廠商將SAN的連結方式改為利用IP技術來處理，人後再透過一些標準指定，得到了ISCSI。
ISCSI 主要是透過TCP/IP的技術，將儲存裝置端透過ISCSI target (ISCSI目標）功能，做成可以提供磁碟的伺服器端，再透過ISCSI initator（ISCSI初始化使用者）功能，做成能夠掛載使用ISCSI target的客戶端，如此便能透過ISCSI協議來進行磁碟的應用了。

ISCSI 這個架構主要將儲存裝置與使用的主機分別為兩部分，分別是：

• ISCSI target ：就是儲存裝置端，存放磁碟或RAID的裝置，目前也能夠將Linux主機模擬成ISCSI target了，目的在提供其他主機使用的磁碟。

• ISCSI inITiator： 就是能夠使用target的客戶端，通常是伺服器，只有裝有iscsi initiator的相關功能後才能使用ISCSI target 提供的磁碟。

伺服器取得磁碟或者檔案系統的方式

1. 直接存取：在本機上的磁碟，就是直接存取裝置
2. 透過儲存區域網絡（SAN），來自區網內的其他裝置提供的磁碟。
3. 網路檔案系統NAS（：來自NAS提供的檔案系統）只能立即使用，不能進行格式化。

Linux下ISCSI服務搭建

簡介：

iSCSI技術在工作形式上分為服務端（target）與客戶端（initiator）。iSCSI服務端即用於存放硬碟儲存資源的伺服器，它作為前面建立的RAID磁碟陣列的儲存端，能夠為使用者提供可用的儲存資源。iSCSI客戶端則是使用者使用的軟體，用於訪問遠端服務端的儲存資源。

1. iscsi server被稱為target server，模擬scsi裝置，後端儲存裝置可以使用檔案/LVM/磁碟/RAID等不同型別的裝置；啟動裝置（initiator）：發起I/O請求的裝置，需要提供iscsi服務，比如PC機安裝iscsi-initiator-utils軟體實現，或者通過網絡卡自帶的PXE啟動。esp+ip+scsi

2. iscsi再傳輸資料的時候考慮了安全性，可以通過IPSEC 對流量加密，並且iscsi提供CHAP認證機制以及ACL訪問控制，但是在訪問iscsi-target的時候需要IQN（iscsi完全名稱，區分唯一的initiator和target裝置），格式iqn.年月.域名字尾(反著寫)：[target伺服器的名稱或IP地址]

3. iscsi使用TCP埠3260提供服務

ISCSI服務端配置：

第一步：安裝服務端程式target，新增要一塊磁碟分割槽。

[[email protected] ~]# yum -y install targetd targetcli
[[email protected] ~]# systemctl restart targetd
[[email protected] ~]# systemctl enable targetd 
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/targetd.service to /usr/lib/systemd/system/targetd.service.

[[email protected] ~]# fdisk /dev/sdb
歡迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改將停留在記憶體中，直到您決定將更改寫入磁碟。
使用寫入命令前請三思。


命令(輸入 m 獲取幫助)：n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): 
Using default response p
分割槽號 (1-4，預設 1)：
起始 扇區 (2048-20971519，預設為 2048)：
將使用預設值 2048
Last 扇區, +扇區 or +size{K,M,G} (2048-20971519，預設為 20971519)：+2G
分割槽 1 已設定為 Linux 型別，大小設為 2 GiB

命令(輸入 m 獲取幫助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 裝置或資源忙.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
正在同步磁碟。
[[email protected] ~]# partprobe 

第二步：配置iSCSI服務端共享資源

targetcli是用於管理iSCSI服務端儲存資源的專用配置命令，它能夠提供類似於fdisk命令的互動式配置功能，將iSCSI共享資源的配置內容抽象成“目錄”的形式，我們只需將各類配置資訊填入到相應的“目錄”中即可。這裡的難點主要在於認識每個“引數目錄”的作用。當把配置引數正確地填寫到“目錄”中後，iSCSI服務端也可以提供共享資源服務了。

在執行targetcli命令後就能看到互動式的配置介面了。在該介面中可以使用很多Linux命令，比如利用ls檢視目錄引數的結構，使用cd切換到不同的目錄中。/backstores/block是iSCSI服務端配置共享裝置的位置。我們需要把剛剛建立的磁碟分割槽檔案加入到配置共享裝置的“資源池”中，並將該檔案重新命名為block1，這樣使用者就不會知道是由伺服器中的哪塊硬碟來提供共享儲存資源，而只會看到一個名為block1的儲存裝置。

[[email protected] ~]# targetcli 
targetcli shell version 2.1.fb41
Copyright 2011-2013 by Datera, Inc and others.
For help on commands, type 'help'.

/> 
/> 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]
/> /> cd backstores/block    #建立一個名為block1的儲存塊
/backstores/block> create name=block1 dev=/dev/sdb1 
Created block storage object block1 using /dev/sdb1.

第三步：建立iSCSI target名稱及配置共享資源。

iSCSI target名稱是由系統自動生成的，這是一串用於描述共享資源的唯一字串。稍後使用者在掃描iSCSI服務端時即可看到這個字串，因此我們不需要記住它。系統在生成這個target名稱後，還會在/iscsi引數目錄中建立一個與其字元串同名的新“目錄”用來存放共享資源。我們需要把前面加入到iSCSI共享資源池中的硬碟裝置新增到這個新目錄中，這樣使用者在登入iSCSI服務端後，即可預設使用這硬碟裝置提供的共享儲存資源了。

/> cd iscsi 
/iscsi> ls
o- iscsi ........................................... [Targets: 0]
/iscsi> create wwn=iqn.2018-10.com.example:server
Created target iqn.2018-10.com.example:server.
Created TPG 1.
Global pref auto_add_default_portal=true
Created default portal listening on all IPs (0.0.0.0), port 3260.
/iscsi> cd iqn.2018-10.com.example:server/
/iscsi/iqn.20...xample:server> ls
o- iqn.2018-10.com.example:server ..................... [TPGs: 1]
  o- tpg1 ................................ [no-gen-acls, no-auth]
    o- acls ........................................... [ACLs: 0]
    o- luns ........................................... [LUNs: 0]
    o- portals ..................................... [Portals: 1]
      o- 0.0.0.0:3260 ...................................... [OK]
>/iscsi/iqn.20...ver/tpg1/luns> create /backstores/block/block1 
Created LUN 0.
#建立需要共享的裝置

第四步：設定訪問控制列表（ACL）。

iSCSI協議是通過客戶端名稱進行驗證的，也就是說，使用者在訪問儲存共享資源時不需要輸入密碼，只要iSCSI客戶端的名稱與服務端中設定的訪問控制列表中某一名稱條目一致即可，因此需要在iSCSI服務端的配置檔案中寫入一串能夠驗證使用者資訊的名稱。acls引數目錄用於存放能夠訪問iSCSI服務端共享儲存資源的客戶端名稱。推薦在剛剛系統生成的iSCSI target後面追加上類似於:client的引數，這樣既能保證客戶端的名稱具有唯一性，又非常便於管理和閱讀。

/iscsi/iqn.20...ver/tpg1/luns> cd ..
/iscsi/iqn.20...e:server/tpg1> cd acls 
/iscsi/iqn.20...ver/tpg1/acls> create iqn.2018-10.com.example:client
Created Node ACL for iqn.2018-10.com.example:client
Created mapped LUN 0.

第五步：設定iSCSI服務端的監聽IP地址和埠號。

位於生產環境中的伺服器上可能有多塊網絡卡，那麼到底是由哪個網絡卡或IP地址對外提供共享儲存資源呢？這就需要我們在配置檔案中手動定義iSCSI服務端的資訊，即在portals引數目錄中寫上伺服器的IP地址。接下來將由系統自動開啟伺服器192.168.245.128的3260埠將向外提供iSCSI共享儲存資源服務：

/iscsi/iqn.20...d80/tpg1/acls> cd ..
/iscsi/iqn.20...c356ad80/tpg1> cd portals 
/iscsi/iqn.20.../tpg1/portals> create 192.168.245.128 ip_port=3260
Using default IP port 3260
Created network portal 192.168.245.128:3260.

第六步：配置妥當後檢查配置資訊，重啟iSCSI服務端程式並配置防火牆策略。

在引數檔案配置妥當後，可以瀏覽剛剛配置的資訊，確保與下面的資訊基本一致。在確認資訊無誤後輸入exit命令來退出配置。注意，千萬不要習慣性地按Ctrl + C組合鍵結束程序，這樣不會儲存配置檔案，我們的工作也就白費了。最後重啟iSCSI服務端程式，再設定firewalld防火牆策略，使其放行3260/tcp埠號的流量。

[[email protected] ~]# systemctl restart targetd
[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --add-port=3260/tcp
success
[[email protected] ~]# firewall-cmd --reload
success

配置Linux客戶端：

在RHEL 7系統中，已經預設安裝了iSCSI客戶端服務程式initiator。如果您的系統沒有安裝的話，可以使用Yum軟體倉庫手動安裝。

[[email protected] ~]# yum -y install iscsi-initiator-utils.i686

iSCSI協議是通過客戶端的名稱來進行驗證，而該名稱也是iSCSI客戶端的唯一標識，而且必須與服務端配置檔案中訪問控制列表中的資訊一致，否則客戶端在嘗試訪問儲存共享裝置時，系統會彈出驗證失敗的儲存資訊。

下面我們編輯iSCSI客戶端中的initiator名稱檔案，把服務端的訪問控制列表名稱填寫進來，然後重啟客戶端iscsid服務程式並將其加入到開機啟動項中：

[[email protected] ~]# vim /etc/iscsi/initiatorname.iscsi 
InitiatorName=iqn.2018-10.com.example:client
[[email protected] ~]# systemctl restart iscsid
Warning: iscsid.service changed on disk. Run 'systemctl daemon-reload' to reload units.
[[email protected] ~]# systemctl enable iscsid
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/iscsid.service to /usr/lib/systemd/system/iscsid.service.

iscsiadm是用於管理、查詢、插入、更新或刪除iSCSI資料庫配置檔案的命令列工具，使用者需要先使用這個工具掃描發現遠端iSCSI服務端，然後檢視找到的服務端上有哪些可用的共享儲存資源。其中，-m discovery引數的目的是掃描並發現可用的儲存資源，-t st引數為執行掃描操作的型別，-p 192.168.245.128引數為iSCSI服務端的IP地址.可通過 man iscsiadm | grep \\-mode 來檢視幫助。

[[email protected] ~]# man iscsiadm | grep \\-mode
   -m, --mode op
            iscsiadm --mode discoverydb --type sendtargets --portal 192.168.1.10 --discover
            iscsiadm --mode node --targetname iqn.2001-05.com.doe:test --portal 192.168.1.1:3260 --login
            iscsiadm --mode node --targetname iqn.2001-05.com.doe:test --portal 192.168.1.1:3260 --logout
            iscsiadm --mode node
            iscsiadm --mode node --targetname iqn.2001-05.com.doe:test --portal 192.168.1.1:3260
[[email protected] ~]# iscsiadm --mode discoverydb --type sendtargets --portal 192.168.245.128 --discover
#通過該命令可發現指定IP地址的iSCSI服務
192.168.245.128:3260,1 iqn.2018-10.com.example:server   
[[email protected] ~]#  iscsiadm --mode node --targetname iqn.2018-10.com.example:server --portal 192.168.245.128:3260 --login        
#使用該命令進行登入
Logging in to [iface: default, target: iqn.2018-10.com.example:server, portal: 192.168.245.128,3260] (multiple)
Login to [iface: default, target: iqn.2018-10.com.example:server, portal: 192.168.245.128,3260] successful.

登入成功後，會發現在該客戶端下多出一個/dev/sdb的裝置檔案。通過格式化分割槽掛載即可使用該硬碟。

[[email protected] ~]# file /dev/sdb
/dev/sdb: block special
[[email protected] ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
/dev/sdb is entire device, not just one partition!
Proceed anyway? (y,n) y
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=1024 blocks
196608 inodes, 786432 blocks
39321 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=805306368
24 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done 

[[email protected] ~]# mkdir /mnt/iscsi
[[email protected] ~]# mount /dev/sdb /mnt/iscsi/
[[email protected] ~]# df -Th
Filesystem            Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root xfs        17G  3.2G   14G  19% /
devtmpfs              devtmpfs  1.4G     0  1.4G   0% /dev
tmpfs                 tmpfs     1.4G   88K  1.4G   1% /dev/shm
tmpfs                 tmpfs     1.4G  9.1M  1.4G   1% /run
tmpfs                 tmpfs     1.4G     0  1.4G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0              iso9660   3.6G  3.6G     0 100% /mnt/cdrom
/dev/sda1             xfs      1014M  173M  842M  18% /boot
tmpfs                 tmpfs     280M   12K  280M   1% /run/user/0
/dev/sdb              ext4      2.9G  9.0M  2.8G   1% /mnt/iscsi
[[email protected] ~]# 

注意：

由於udev服務是按照系統識別硬碟裝置的順序來命名硬碟裝置的，當客戶端主機同時使用多個遠端儲存資源時，如果下一次識別遠端裝置的順序發生了變化，則客戶端掛載目錄中的檔案也將隨之混亂。為了防止發生這樣的問題，我們應該在/etc/fstab配置檔案中使用裝置的UUID唯一識別符號進行掛載，這樣，不論遠端裝置資源的識別順序再怎麼變化，系統也能正確找到裝置所對應的目錄。

blkid命令用於檢視裝置的名稱、檔案系統及UUID

由於/dev/sdb是一塊網路儲存裝置，而iSCSI協議是基於TCP/IP網路傳輸資料的，因此必須在/etc/fstab配置檔案中新增上_netdev引數，表示當系統聯網後再進行掛載操作，以免系統開機時間過長或開機失敗：

當不在需要使用該硬碟時，可通過iscsiadm命令-u解除安裝：

[[email protected] ~]# iscsiadm -m node -T iqn.2018-10.com.example:server -u
Logging out of session [sid: 1, target: iqn.2018-10.com.example:server, portal: 192.168.245.128,3260]
Logout of [sid: 1, target: iqn.2018-10.com.example:server, portal: 192.168.245.128,3260] successful.
[[email protected] ~]# 

配置Windows客戶端連線iSCSI裝置：

第一步：執行iSCSI發起程式。上

控制面板–>系統和安全–>管理工具–>iSCSI發起程式。

第二步：更改客戶端iqn屬性：

第三步：點選連線，就會在本次磁碟新加一款硬碟。

第四步：通過格式化新建卷就可使用該硬碟。