iSCSI远程块存储配置实验：从基础到实战的完整指南

引言

在分布式存储与云计算快速发展的今天，iSCSI（Internet Small Computer System Interface）作为一种基于IP网络的块级存储协议，因其低成本、高扩展性和跨平台兼容性，成为企业构建远程存储解决方案的首选。本文通过完整的实验流程，详细解析iSCSI远程块存储的配置方法，涵盖环境准备、目标端（Target）与发起端（Initiator）配置、存储卷挂载及性能调优，帮助开发者快速掌握这一核心技术。

一、实验环境准备

1.1 硬件与软件需求

• 服务器端：Linux系统（推荐CentOS 7/8或Ubuntu 20.04 LTS），配备至少1块独立磁盘（用于创建LUN）。
• 客户端：Windows/Linux主机，需安装iSCSI发起端软件。
• 网络：千兆以太网，确保低延迟与高带宽。

1.2 软件安装

• 目标端（Target Server）：安装targetcli-fb（Linux下通用iSCSI目标管理工具）。

  # CentOS/RHEL
  sudo yum install targetcli-fb
  # Ubuntu/Debian
  sudo apt-get install targetcli-fb

• 发起端（Initiator）：
  • Linux：安装open-iscsi。

    sudo apt-get install open-iscsi  # Ubuntu/Debian
    sudo yum install iscsi-initiator-utils  # CentOS/RHEL

  • Windows：通过“控制面板”启用“Microsoft iSCSI发起程序”。

二、iSCSI目标端配置

2.1 创建存储后端（Backstore）

使用targetcli命令行工具创建块设备后端（LUN）：

sudo targetcli

进入交互界面后，依次执行：

# 创建块设备后端（假设/dev/sdb为空闲磁盘）
/backstores/block create name=lun0 dev=/dev/sdb

2.2 配置ACL与目标门户

• 创建ACL：绑定客户端IQN（iSCSI Qualified Name），限制访问权限。

  # 生成客户端IQN（示例，实际需替换为客户端真实IQN）
  client_iqn="iqn.1994-05.com.example:client.12345"
  # 创建ACL
  /iscsi create iqn.2023-06.com.example:storage.target0
  /iscsi/iqn.2023-06.com.example:storage.target0/tpg1/acls create $client_iqn

• 配置门户：绑定服务器IP与端口（默认3260）。

  /iscsi/iqn.2023-06.com.example:storage.target0/tpg1/portals create 192.168.1.100

2.3 映射LUN到目标

将之前创建的块设备（lun0）映射到目标：

/iscsi/iqn.2023-06.com.example:storage.target0/tpg1/luns create /backstores/block/lun0

2.4 保存配置并退出

saveconfig
exit

三、iSCSI发起端配置

3.1 Linux客户端配置

• 发现目标：

  sudo iscsiadm -m discovery -t st -p 192.168.1.100

• 登录目标：

  sudo iscsiadm -m node --login -T iqn.2023-06.com.example:storage.target0

• 验证挂载：

  lsblk  # 查看新出现的磁盘（如/dev/sdb）

3.2 Windows客户端配置

1. 打开“iSCSI发起程序”，输入目标IP（192.168.1.100）。
2. 点击“快速连接”，选择发现的LUN。
3. 初始化磁盘并创建分区（通过“磁盘管理”工具）。

四、存储卷挂载与文件系统创建

4.1 Linux文件系统创建

• 格式化磁盘（以ext4为例）：

  sudo mkfs.ext4 /dev/sdb

• 挂载到本地目录：

  sudo mkdir /mnt/iscsi_volume
  sudo mount /dev/sdb /mnt/iscsi_volume

• 永久挂载：编辑/etc/fstab，添加：

  /dev/sdb /mnt/iscsi_volume ext4 defaults 0 0

4.2 Windows文件系统创建

通过“磁盘管理”工具初始化磁盘，选择NTFS或ReFS文件系统，分配驱动器号（如D:）。

五、性能调优与故障排查

5.1 性能优化建议

• 多路径配置：使用dm-multipath实现链路冗余与负载均衡。

  sudo yum install device-mapper-multipath  # CentOS/RHEL
  sudo apt-get install multipath-tools  # Ubuntu/Debian
  sudo mpathconf --enable

• 调整iSCSI参数：
  • 修改/etc/iscsi/iscsid.conf，增大node.session.iscsi.InitialR2T和node.conn[0].timeo.noop_out_interval值以适应高延迟网络。
  • 启用node.conn[0].iscsi.FastAbort加速错误恢复。

5.2 常见故障排查

• 连接失败：检查防火墙是否放行3260端口，验证IQN与ACL配置。

  sudo firewall-cmd --add-port=3260/tcp --permanent
  sudo firewall-cmd --reload

• 性能瓶颈：使用iostat或sar监控磁盘I/O，调整块设备队列深度（通过targetcli修改LUN参数）。

六、实验总结与扩展应用

6.1 实验成果验证

• 通过dd命令测试存储读写性能：

  sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/iscsi_volume/testfile bs=1G count=1 oflag=direct

• 使用fio进行综合基准测试：

  sudo apt-get install fio  # Ubuntu/Debian
  fio --name=randread --ioengine=libaio --iodepth=32 --rw=randread --bs=4k --direct=1 --size=1G --filename=/mnt/iscsi_volume/testfile

6.2 扩展应用场景

• 高可用集群：结合DRBD（Distributed Replicated Block Device）实现跨节点数据同步。
• 容器化存储：在Kubernetes中通过iSCSI类型的StorageClass动态分配PV（Persistent Volume）。

结语

通过本实验，开发者已掌握iSCSI远程块存储的核心配置流程，从环境搭建到性能调优均具备可操作性。iSCSI的低成本与灵活性使其成为中小型企业构建私有云存储的理想选择，而深入理解其工作原理与调优技巧，则能进一步释放存储系统的潜力。未来，随着NVMe-oF（NVMe over Fabrics）技术的普及，iSCSI或将与新兴协议形成互补，共同推动存储架构的演进。