iSCSI 网络存储服务从入门到精通

引言：什么是iSCSI？一个生活化的比喻

想象一下，你的电脑（客户端）需要通过家里的网络（以太网），去访问和使用放在书房另一头的一个大硬盘（服务器）。这个硬盘插在一个特殊的"网络硬盘盒"里，你的电脑上需要安装一个对应的"驱动软件"。iSCSI 就是实现这一整套过程的技术标准和协议。

简单说：iSCSI = 把SCSI硬盘指令"打包" + 通过TCP/IP网络"运输"。它让你感觉那个远程的大硬盘就像是直接插在自己电脑上一样，可以分区、格式化、存文件。

第一部分：核心概念大白话

1.1 基础角色（先记住这两个！）

Target（目标端 / 服务器端） ：
- 生活化理解：那个提供存储空间的"网络硬盘盒"或"存储服务器"。
- 专业表述：iSCSI服务端，负责导出（提供）一个或多个块设备（如硬盘、分区、逻辑卷）给网络上的客户端使用。
Initiator（发起端 / 客户端） ：
- 生活化理解：你电脑上安装的那个用来连接和使用"网络硬盘"的"驱动软件"。
- 专业表述：iSCSI客户端，负责发起连接请求，并将在服务器端发现的远程块设备映射到本地，使其看起来像一块本地硬盘。

一句话关系 ：Initiator（客户端） 去连接和访问 Target（服务器端） 提供的存储空间。

1.2 关键术语解析

理解了角色，再来看看它们互动时需要哪些"身份证"和"规则"。

IQN (iSCSI Qualified Name) ：
- 这是什么：全球唯一的名称，相当于iSCSI世界里的"身份证号"。
- 格式：iqn.年份-月份.反向域名:自定义名称
  - 例如：iqn.2024-08.com.example.server:datadisk
- 谁需要 ：Target 和 Initiator 都必须有自己唯一的IQN。客户端连接时，服务器会核对客户端的IQN是否在允许访问的名单里。
LUN (Logical Unit Number) ：
- 这是什么 ：逻辑单元号。一个Target可以对外提供好几块"硬盘"（逻辑单元），LUN就是给这些"硬盘"编的号（LUN 0， LUN 1...）。
- 生活化理解：就像一个硬盘盒（Target）有好几个硬盘插槽（LUN），每个插槽里有一块硬盘。
Portal（门户） ：
- 这是什么 ：Target监听的网络地址和端口，告诉客户端"来哪里找我"。
- 格式：IP地址:端口号（默认端口是3260）。
- 示例：10.1.8.10:3260
ACL (Access Control List，访问控制列表) ：
- 这是什么：服务器端的一道"安检门"名单。只有IQN在这个名单里的客户端，才被允许连接和访问存储。
- 作用：保障存储安全，防止未经授权的访问。

小结一下流程：

服务器端（Target）配置好一块硬盘（创建LUN），设置好监听地址（Portal），并生成自己的IQN。
服务器端制作一个"允许访问的客户名单"（ACL），里面写上允许连接的客户端IQN。
客户端（Initiator）配置自己的IQN，然后去服务器地址（Portal）"敲门"发现可用的Target。
客户端出示自己的IQN（登录），服务器核对ACL名单，匹配成功则"放行"。
客户端成功将服务器的远程硬盘映射为本地的一块新硬盘（如/dev/sdb），后续就可以像使用本地硬盘一样操作它。

第二部分：实战配置指南（一步一步来）

让我们分服务器端和客户端两步，完成一个典型的iSCSI存储共享。

2.1 服务器端（Target）配置

目标：将本地的一块硬盘（例如/dev/sdb）通过iSCSI共享出去。

第1步：安装软件并启动服务

bash

复制代码

# 安装必要的软件包
yum install -y targetcli targetd

# 启动并设置开机自启
systemctl enable --now target

# 配置防火墙，开放iSCSI服务端口（默认3260）
firewall-cmd --permanent --add-service=iscsi-target
firewall-cmd --reload

第2步：使用 `targetcli` 工具进行配置

targetcli 是一个交互式配置工具，结构像文件树。我们按顺序"创建"所需组件。

进入配置界面

bash

复制代码

targetcli

你会看到类似这样的结构：

text

复制代码

/> ls
o- / ................................................................. [...]
o- backstores ...................................................... [...]  # 后备存储（真实的硬盘/文件）
| o- block .......................................... [Storage Objects: 0]
| o- fileio ......................................... [Storage Objects: 0]
o- iscsi .................................................... [Targets: 0]   # iSCSI目标

创建后备存储对象 (backstore)：告诉服务器"我要共享哪块物理存储"

bash

复制代码

# 进入backstores/block路径，创建一个名为`my_disk`的存储对象，对应物理硬盘/dev/sdb
/> cd /backstores/block
/backstores/block> create my_disk /dev/sdb
Created block storage object my_disk using /dev/sdb.

创建iSCSI Target并设置IQN

bash

复制代码

# 返回到根路径，进入iscsi目录，创建一个Target
/> cd /iscsi
/iscsi> create iqn.2024-08.com.example.server:webdata
Created target iqn.2024-08.com.example.server:webdata.
# 注意：这会自动创建一个默认的门户(0.0.0.0:3260)和一个TPG（门户组）。

在Target中创建LUN，关联后备存储

bash

复制代码

# 进入刚创建的Target的LUNs目录
/> cd /iscsi/iqn.2024-08.com.example.server:webdata/tpg1/luns
# 创建LUN 0，并指向我们之前创建的存储对象`my_disk`
/iscsi/iqn.../tpg1/luns> create /backstores/block/my_disk
Created LUN 0.

设置ACL，允许特定客户端访问

bash

复制代码

# 进入ACLs目录
/> cd ../acls
# 创建一条ACL规则，允许IQN为`iqn.2024-08.com.example.client`的客户端连接
/iscsi/iqn.../tpg1/acls> create iqn.2024-08.com.example.client
Created Node ACL for iqn.2024-08.com.example.client

（可选）配置具体的监听门户

默认监听所有IP(0.0.0.0)，如果你想指定IP：

bash

复制代码

/> cd ../portals
/iscsi/iqn.../tpg1/portals> delete 0.0.0.0 3260  # 删除默认门户
Deleted network portal 0.0.0.0:3260
/iscsi/iqn.../tpg1/portals> create 10.1.8.10 3260  # 创建指定IP的门户
Created network portal 10.1.8.10:3260.

保存并退出

bash
复制代码
```
/> exit
Configuration saved to /etc/target/saveconfig.json
```
恭喜！服务器端配置完成。

2.2 客户端（Initiator）配置

目标：连接并挂载使用服务器端共享出来的硬盘。

第1步：安装客户端软件

bash

复制代码

yum install -y iscsi-initiator-utils

第2步：配置客户端的IQN

这个IQN必须和服务器ACL里允许的IQN一致。

bash

复制代码

# 编辑配置文件
vim /etc/iscsi/initiatorname.iscsi
# 修改为如下内容（与服务器ACL匹配）：
InitiatorName=iqn.2024-08.com.example.client

# 重启服务使IQN生效
systemctl restart iscsid

第3步：发现并连接Target

发现：查询服务器（10.1.8.10）上有哪些Target可用。

bash
复制代码
```
iscsiadm -m discovery -t st -p 10.1.8.10
```
成功会返回类似：10.1.8.10:3260,1 iqn.2024-08.com.example.server:webdata

bash

复制代码

iscsiadm -m node -T iqn.2024-08.com.example.server:webdata -p 10.1.8.10 -l
# 参数说明：-T 指定Target名称，-p 指定门户地址，-l 执行登录

看到 Login successful 即表示成功。

第4步：使用远程磁盘

查看新磁盘：登录成功后，系统会多出一块"本地"硬盘。

bash
复制代码
```
lsblk
# 你应该能看到一个新的磁盘，例如 /dev/sdb
```

格式化与挂载 ：（警告：格式化会清空数据！确保这是你要操作的磁盘）

bash

复制代码

# 1. 创建文件系统（例如XFS）
mkfs.xfs /dev/sdb

# 2. 创建挂载点
mkdir -p /data

# 3. 临时挂载
mount /dev/sdb /data

# 4. 验证
df -h /data

第5步：配置开机自动挂载

为了让系统重启后自动连接并挂载，需要做两件事：

确保iscsi服务自启（默认已启用）：

bash
复制代码
```
systemctl enable iscsi iscsid
```

配置 /etc/fstab 自动挂载文件系统：

重要：不要使用设备名（如/dev/sdb），因为它可能会变。使用UUID 或磁盘路径标识。
必须添加 _netdev 挂载选项，确保在网络就绪后再挂载。

bash

复制代码

# 获取磁盘的UUID
blkid /dev/sdb

# 编辑 /etc/fstab，添加一行
vim /etc/fstab
# 添加如下内容（将UUID替换为上一步查询到的实际值）：
UUID="你的磁盘UUID"  /data  xfs  defaults,_netdev  0 0

# 测试fstab配置是否正确
mount -a
df -h /data  # 确认挂载成功

第三部分：进阶主题 - 多路径（MPIO）简介

为什么需要多路径？

为了提高可靠性和性能。就像去一个地方有两条路，一条堵了或断了，可以立刻走另一条。多路径为iSCSI存储配置多个网络连接（多个Portal），避免单点故障。

3.1 核心概念

DM-Multipath：Linux上实现多路径的软件。
故障切换 (Failover)：主路径故障时，自动切换到备用路径。
负载均衡 (Load Balancing)：在多条活动路径上分配I/O流量（需要存储设备支持）。

3.2 快速配置多路径

服务端 ：为同一个Target配置两个不同网段的Portal（例如 10.1.8.10:3260 和 10.1.1.10:3260）。

客户端：

bash

复制代码

# 1. 安装多路径软件
yum install -y device-mapper-multipath

# 2. 生成并启用默认配置
mpathconf --enable --with_multipathd y

# 3. 启动服务
systemctl start multipathd
systemctl enable multipathd

# 4. 重新发现Target（从两个Portal）
iscsiadm -m discovery -t st -p 10.1.8.10
iscsiadm -m discovery -t st -p 10.1.1.10

# 5. 重新登录
iscsiadm -m node -T iqn.2024-08.com.example.server:webdata -l

# 6. 查看多路径设备
multipath -ll

此时，你会看到一个由 mpatha 或 wwid 命名的多路径设备（如/dev/mapper/mpatha），而不是直接使用 /dev/sdb 或 /dev/sdc。

使用多路径设备 ：后续所有操作（分区、格式化、挂载）都应针对 /dev/mapper/mpatha 进行。

bash
复制代码
```
mkfs.xfs /dev/mapper/mpatha
mount /dev/mapper/mpatha /data
# 在 /etc/fstab 中也使用 /dev/mapper/mpatha
```

附录：核心知识点与命令速查

A. 核心知识点提炼

概念	生活化比喻	专业定义	关键作用
iSCSI	网络硬盘盒协议	基于IP网络的SCSI传输协议	实现块级存储的网络化
Target	存储服务器/硬盘盒	iSCSI服务端，导出存储资源	提供远程块设备
Initiator	客户端驱动软件	iSCSI客户端，发起连接	连接并使用远程块设备
IQN	全球唯一身份证	iSCSI限定名，格式 `iqn.yyyy-mm.reverse.domain:name`	唯一标识Target和Initiator
LUN	硬盘盒的插槽编号	逻辑单元号，Target提供的逻辑磁盘单元	区分同一个Target上的不同存储卷
Portal	服务器的门牌地址	Target监听的`IP:Port`（默认3260）	客户端连接的入口
ACL	门禁白名单	访问控制列表，基于Initiator的IQN	控制哪些客户端可以访问
多路径	去目的地的多条路	通过多条物理路径访问同一存储设备	提高可用性和可靠性

B. 常用命令速查表

服务端 (Target) 命令

命令	作用	示例
`targetcli`	进入交互式配置界面	`targetcli`
`targetcli /路径操作`	命令行模式配置	`targetcli /backstores/block create disk1 /dev/sdb`
`systemctl status target`	查看服务状态
`firewall-cmd --add-service=iscsi-target`	防火墙放行服务

客户端 (Initiator) 命令

命令	作用	示例
`iscsiadm -m discovery -t st -p IP`	发现目标端	`iscsiadm -m discovery -t st -p 10.1.8.10`
`iscsiadm -m node -T IQN -p IP -l`	登录目标	`iscsiadm -m node -T iqn.xxx -p 10.1.8.10 -l`
`iscsiadm -m node -T IQN -p IP -u`	注销目标	`iscsiadm -m node -T iqn.xxx -p 10.1.8.10 -u`
`iscsiadm -m node -T IQN -p IP -o delete`	删除目标记录	`iscsiadm -m node -T iqn.xxx -p 10.1.8.10 -o delete`
`iscsiadm -m session -P 3`	查看详细会话信息
`systemctl restart iscsid`	重启服务（改IQN后必须）
`lsblk` 或 `ls /dev/disk/by-path/`	查看挂载的iSCSI磁盘

多路径 (Multipath) 命令

命令	作用	示例
`mpathconf --enable`	启用多路径并生成配置
`systemctl start multipathd`	启动多路径守护进程
`multipath -ll`	查看多路径拓扑详情（推荐）
`multipath -l`	查看多路径拓扑简况
`ls /dev/mapper/`	查看多路径设备节点

文档总结：本文档从"网络硬盘"的比喻出发，逐步解释了iSCSI的核心概念、详细演示了服务端与客户端的配置流程，并简要介绍了提升可靠性的多路径技术。附录部分的知识点与命令速查表，是日常操作和复习备考的实用工具。希望它能帮助你轻松掌握iSCSI网络存储技术。

iSCSI 网络存储服务从入门到精通