一种基于云计算平台的iSCSI SAN设计与实现*

吴惠, 刘江涛, 陈建兵, 肖梦雄

(云南师范大学 信息管理处,云南 昆明 650500)

0 引 言

目前，IP(Internet Protocol，因特网互联协议)技术相当成熟，应用越来越广泛，如何利用IP网络来传输、存储数据成为研究热点，出现了一些新的技术，如iSCSI(Internet Small Computer System Interface，Internet 小型计算机系统接口)、FCIP(Entire Fibre Channel Frame Over IP，基于IP的光纤通道)、iFCP(Internet Fibre Channel Protocol，Internet 光纤信道协议)等.长期以来，FC(Fibre Channel，光纤通道)几乎成了SAN(Storage Area Network，存储局域网络)的代名词.但是采用FC技术构建的存储系统成本高、管理技术复杂，一般只在大型机构中应用，中小型机构因自身资金、技术原因，只能望洋兴叹，而iSCSI SAN由于具有易于构建、维护成本低、无距离限制和传输快等特点，受到了广泛的关注[1].

iSCSI是一种在TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)网络上进行数据块传输的标准.它可以利用TCP/IP成熟的流量控制、拥塞控制等机制，使得跨越广域网的数据传输和存储管理成为可能[2].它的出现，标志着低价化SAN方案的问世，使中小型机构构建自己独立的存储系统成为可能.一般来说，大部分单位在真正采购SAN和高价的HBA(Host Bus Adapter，主机总线适配器)之前，需要对iSCSI SAN的原理、技术有一个全面的认识，从而为最终决策提供依据.

云计算平台可将各种有效的资源进行整合，以云计算服务的方式为个人和企业方便的提供共享服务，因此得到广泛的应用[3-4],本文采用云南师范大学已建成的VMware vSphere云计算平台，应用一款基于Linux的SAN系统——OpenFiler，完成iSCSI SAN的构建，实现了只有在专用网络存储上才能做得到的iSCSI SAN配置，并成功在iSCSI SAN的LUN(Logical Unit Number，逻辑单元号)中进行了虚拟机的存放和测试操作.

1 iSCSI SAN实现环境

云南师范大学采用20台四路服务器、8台八路服务器、220 T存储(120 T主存储、80 T备份、20 T灾备)和VMware ESXi构建了一个较大规模的vSphere云计算平台[5].在VMware vSphere云计算平台中，利用3台四路服务器和Openfiler，构建一个基于Linux的iSCSI SAN系统.实现环境的部署如图1所示.

图1 iSCSI SAN 实现环境

硬件：兼容VMware ESXi 5.1服务器3台；LAN(Local Area Network，局域网)网络环境.

软件：全套VMware vSphere 5.1安装程序；Windows Server 2008操作系统；Windows 7操作系统；OpenFiler 2.9.9.

2 iSCSI SAN实现步骤

2.1 准备实验虚拟机

分别在3台物理主机中安装ESXi 5.1.在ESXi-lab1服务器中新建VMware vCenter虚拟机；在ESXi-lab2中新建2台虚拟机(1台用于iSCSI target主机，安装Openfiler，增加2个100 G SCSI硬盘用于实现iSCSI SAN，1台用于iSCSI Initiator主机，安装Windows 7)；在ESXi-lab3服务器中新建Openfiler虚拟机.基本配置参数如表1所示：

表1 基本配置参数

2.2 创建卷组

使用WEB管理用户名openfiler，WEB管理默认密码password，通过浏览器访问https://10.0.0.19:446来配置Openfiler.

在配置环境中选择“Volumes”，单击“Block Device”，可以看到3个实体硬盘，第1个/dev/sda已经用于安装系统，因此，在iSCSI target主机中新加的2个100 G硬盘，/dev/sdb和/dev/sdc，分别创建物理卷/dev/sdb1和/dev/sdc1，再将这2个物理卷组成一个新卷组vol-group1.

2.2.1 建立iSCSI逻辑卷

找到主菜单“Volumes”，单击右侧菜单“Add Volume”.在Select Volume Group处选择vol-group1.

在Create a volume in “vol-group1”表中，Volume Name处输入卷名称为iSCSI-1，Volume Description处输入iSCSI Target，Required Space (MB)处输入卷大小，卷大小根据需要设置，设为51 200 MB，Filesystem/Volume type处选择iSCSI，单击“Create”按钮，创建该卷[6].

2.2.2 开启iSCSI target server服务

找到主菜单“Services”，单击右侧菜单“Manage Services”，在Manage Services中单击iSCSI target server右侧“Enable”按钮，开启iSCSI target server服务.

2.2.3 开启IP网段

单击主菜单“System”，拉到页面下方.在Network Access Configuration中输入网络访问名称“VM”，输入Network/Host IP段“10.0.0.0”，netmask“255.255.255.0”，表示从10.0.0.1到10.0.0.254都能访问，Type下拉列表框中选择“Share”，单击“Update”按钮[6].

2.2.4 配置iSCSI参数

在主菜单“Volumes”下，单击右侧菜单“iSCSI Targets”.可看到Target IQN(iSCSI Qualified Number，iSCSI合格证)字段：iqn.2006-01.com.openfiler:tsn.0dbec032944f，由系统产生，是每一个iSCSI唯一的编号，不需改动.单击“Add”按钮，添加一个新的iSCSI Target.

单击“LUN Mapping”按钮，单击“Map”按钮，映射Target.单击“Network ACL”，Access处选择“Allow”，允许10.0.0.0/24网段中的计算机使用iSCSI，单击“Update”[6].

3 iSCSI SAN测试

3.1 在Windows 7中测试iSCSI连接

Windows 7“管理工具”中找到“iSCSI发起程序”，并运行.在“目标”选项卡中，“目标”文本框中输入“10.0.0.19”，单击“快速连接”按钮，在“快速连接”对话框中看到Target IQN字段“iqn.2006-01.com.openfiler:tsn.0dbec032944f”，单击“完成”按钮，完成配置.

在“计算机管理”中打开“磁盘管理”，可以看到一个新的磁盘：“磁盘1”，大小为50 GB，如图2所示，可以像本地硬盘一样规划使用.

图2 Windows 7磁盘管理

3.2 在iSCSI SAN中安装Windows Server 2008虚拟机

3.2.1 创建iSCSI标准交换机

用vSphere Client登录VMware vCenter服务器，在“主机和群集”中选择 10.0.0.5 ESXi主机，在“配置”标签中选择“网络”，用“添加网络…”添加1台Vmkernel标准交换机，用于接iSCSI SAN.

3.2.2 添加存储适配器

在“配置”标签中选择“存储适配器”，单击“添加…”，添加“Add Software iSCSI Adapter”，按“确定”按钮添加一个iSCSI Software Adapter(vmhba36).右击新生成的“vmhba36”，选择“属性”进入“iSCSI启动器(vmhba36)属性”对话框.在“动态发现”标签中，单击“添加…”按钮.在“添加发送目标服务器”对话框“iSCSI服务器”文本框中输入“10.0.0.19”，按“确定”按钮，可以看到已经找到iSCSI服务器位置.

3.3.3 添加iSCSI SAN存储

在“配置”标签中选择“存储器”，单击“添加存储器…”，添加“磁盘/LUN”，文件系统版本用“VMFS-5”，输入数据存储名称“Openfiler SAN”，容量选择“最大可用空间”.完成“Openfiler SAN”的添加.

3.2.4 iSCSI SAN中安装Windows Server 2008虚拟机

在VMware vCenter服务器中，右击“10.0.0.5”主机，选择“新建虚拟机”，注意在选择存储器时要选网络存储“Openfiler SAN”，其它设置没有特殊要求，按提示完成Windows Server 2008虚拟机的安装.

4 结束语

在VMWare vSphere云计算平台中成功实现了Openfiler的iSCSI SAN配置以及连接，并使用iSCSI SAN的LUN完成虚拟机的存放，在Windows 7和Windows Server 2008中通过测试.为中小型机构在采购SAN和高价的HBA之前，提供了一个对iSCSI SAN原理、技术全面认识的学习平台；为最终项目决策，保护投资提供了一种最省成本的测试方案[7].

参 考 文 献:

[1] 刘卫平，蔡皖东.一种基于iSCSI的网络RAID设计与实现[J].计算机工程与应用，2006，42(14):162-164.

[2] SATRAN J,SMITHD,METH K,et al.iSCSI[EB/OL].http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietfipsiSCSI-16.txt，2002.

[3] 杨婷婷，马致明.云计算技术下数字图书馆建设创新探究[J].新疆师范大学学报：自然科学版，2013，32(2):54-57.

[4] 张宁，潘伟民.基于云计算的高校实验平台的设计与构建[J].新疆师范大学学报：自然科学版，2013，32(3):11-14.

[5] 吴惠，刘江涛，陈建兵.基于云计算平台的RAID虚拟实验设计与实现[J].云南师范大学学报：自然科学版，2014，34(2):62-65.

[6] 龙德虎.Openfiler 使用方法[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/e25824ccaa00b52acfc7caa6.html，2007.

[7] 胡嘉玺.虚拟智慧:VMWare vSphere运维实录[M].北京：清华大学出版社，2011.