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LINUX下多路徑(multi-path)介紹及使用

一、什麼是多路徑

普通的電腦主機都是一個硬碟挂接到一個總線上,這裡是一對一的關系。而到了有光纖組成的SAN環境,或者由iSCSI組成的IPSAN環境,由于主機和存儲通過了光纖交換機或者多塊網卡及IP來連接配接,這樣的話,就構成了多對多的關系。也就是說,主機到存儲可以有多條路徑可以選擇。主機到存儲之間的IO由多條路徑可以選擇。每個主機到所對應的存儲可以經過幾條不同的路徑,如果是同時使用的話,I/O流量如何配置設定?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實體盤,但實際上隻是通向同一個實體盤的不同路徑而已,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設備一起配合實作如下功能:

1.故障的切換和恢複

2.IO流量的負載均衡

3.磁盤的虛拟化

由于多路徑軟體是需要和存儲在一起配合使用的,不同的廠商基于不同的作業系統,都提供了不同的版本。并且有的廠商,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公司基于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,并且可以免費使用,同時也是一個比較通用的包,可以支援大多數存儲廠商的裝置,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,也是可以支援并運作的很好的。    

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:

LINUX下多路徑(multi-path)介紹及使用
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的接口建立和配置multipath裝置(調用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)。核心完成裝置的映射,而target根據映射關系和自身特點具體處理從mappered device 下來的i/o。同時,在核心部分,提供了一個接口,使用者通過ioctr可和核心部分通信,以指導核心驅動的行為,比如如何建立mappered device,這些divece的屬性等。linux device 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通信的接口,以便友善建立和配置mappered device。multipath-tool的程式中就需要調用這些庫。

3 、dm-multipath.ko和dm.ko

:dm.ko是device mapper驅動。它是實作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中配置該程式來擷取scsi裝置的序号。通過序号,便可以判斷多個路徑對應了同一裝置。這個是多路徑實作的關鍵。scsi_id是通過sg驅動,向裝置發送EVPD page80或page83 的inquery指令來查詢scsi裝置的辨別。但一些裝置并不支援EVPD 的inquery指令,是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裝置辨別的裝置虛拟一個辨別符,并輸出到标準輸出。multipath程式在建立multipath裝置時,會調用scsi_id,從其标準輸出中獲得該裝置的scsi id。在改寫時,需要修改scsi_id程式的傳回值為0。因為在multipath程式中,會檢查該直來确定scsi id是否已經成功得到。

三、multipath在CentOS 5中的基本配置過程: 、安裝和加載多路徑軟體包

# yum –y install device-mapper device-mapper-multipath # chkconfig –level 2345 multipathd on #設定成開機自啟動multipathd # lsmod |grep dm_multipath #來檢查安裝是否正常

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如果子產品沒有加載成功請使用下列命初始化DM,或重新開機系統

---Use the following commands to initialize and start DM for the first time:

# modprobe dm-multipath

# modprobe dm-round-robin

# service multipathd start

# multipath –v2

、配置multipath:

Multipath的配置檔案是/etc/multipath.conf , 如需要multipath正常工作隻需要如下配置即可:(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

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  3、

multipath基本操作指令

# /etc/init.d/multipathd start #開啟mulitipath服務

# multipath -F #删除現有路徑

# multipath -v2 #格式化路徑

# multipath -ll #檢視多路徑

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

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

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  4、

multipath磁盤的基本操作

要對多路徑軟體生成的磁盤進行操作直接操作/dev/mapper/目錄下的磁盤就行. 在對多路徑軟體生成的磁盤進行分區之前最好運作一下pvcreate指令: # pvcreate /dev/mapper/mpath0 # fdisk /dev/mapper/mpath0

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用fdisk對多路徑軟體生成的磁盤進行分區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盤進行分區之後,所生成的磁盤分區并沒有馬上添加到/dev/目錄下,此時我們要重新開機IPSAN或者FCSAN的驅動,如果是用iscsi-initiator來連接配接IPSAN的重新開機ISCSI服務就可以發現所生成的磁盤分區了 # service iscsi restart # ls -l /dev/mapper/

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如上圖中的mpath0p1和mpath1p1就是我們對multipath磁盤進行的分區 # mkfs.ext3 /dev/mapper/mpath0p1 #對mpath1p1分區格式化成ext3檔案系統 # mount /dev/mapper/mpath0p1 /ipsan/ #挂載mpath1p1分區

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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,比如映射裝置的名稱,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。

、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 部配置設定置

multipaths和devices兩部份的配置。

multipaths { multipath { wwid **************** #此值multipath -v3可以看到 alias iscsi-dm0 #映射後的别名,可以随便取 path_grouping_policy multibus #路徑組政策 path_checker tur #決定路徑狀态的方法 path_selector "round-robin 0" #選擇那條路徑進行下一個IO操作的方法 } } 

Devices

devices { device { vendor "iSCSI-Enterprise" #廠商名稱 product "Virtual disk" #産品型号 path_grouping_policy multibus #預設的路徑組政策 getuid_callout "/sbin/scsi_id -g -u -s /block/%n" #獲得唯一裝置号使用的預設程式 prio_callout      "/sbin/acs_prio_alua %d" #擷取有限級數值使用的預設程式 path_checker readsector0 #決定路徑狀态的方法 path_selector "round-robin 0" #選擇那條路徑進行下一個IO操作的方法 failback        immediate #故障恢複的模式    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 #在目前的使用者組中,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 { wwid 14945540000000000a67854c6270b4359c66c272e2f356321 alias iscsi-dm0 path_grouping_policy multibus path_checker tur path_selector "round-robin 0" } multipath { wwid 14945540000000000dcca2eda91d70b81edbcfce2357f99ee alias iscsi-dm1 path_grouping_policy multibus path_checker tur path_selector "round-robin 0" } multipath { wwid 1494554000000000020f763489c165561101813333957ed96 alias iscsi-dm2 path_grouping_policy multibus path_checker tur path_selector "round-robin 0" } multipath { wwid 14945540000000000919ca813020a195422ba3663e1f03cc3 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" } }

擷取wwid的方法:

(1)預設情況下,将使用 /var/lib/multipath/bindings 内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 别名,别名會覆寫此設定。

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(2)# multipath -v3指令查找

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、負載均衡測試

使用dd指令來對裝置進行寫操作,并同時通過iostat來檢視I/0狀态,指令及輸出如下:

# dd if=/dev/zero of=/dev/mapper/iscsi-dm1p1

開啟另外一個終端用以下指令檢視IO情況 # iostat 10 10

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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包含的目前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。

、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。

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