Redhat5.4 Linux多路徑dm-multipath之multi-path詳解

一、什麼是多路徑

   普通的電腦主機都是一個硬碟掛接到一個匯流排上，這裡是一對一的關係。而到了有光纖組成的SAN環境，或者由iSCSI組成的IPSAN環境，由於主機和儲存透過了光纖交換機或者多塊網路卡及IP來連線，這樣的話，就構成了多對多的關係。也就是說，主機到儲存可以有多條路徑可以選擇。主機到儲存之間的IO由多條路徑可以選擇。每個主機到所對應的儲存可以經過幾條不同的路徑，如果是同時使用的話，I/O流量如何分配？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物理盤，但實際上只是通向同一個物理盤的不同路徑而已，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裝置一起配合實現如下功能：
1.故障的切換和恢復
2.IO流量的負載均衡
3.磁碟的虛擬化

   由於多路徑軟體是需要和儲存在一起配合使用的，不同的廠商基於不同的作業系統，都提供了不同的版本。並且有的廠商，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公司基於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，並且可以免費使用，同時也是一個比較通用的包，可以支援大多數儲存廠商的裝置，即使是一些不是出名的廠商，透過對配置檔案進行稍作修改，也是可以支援並執行的很好的。

 

二、Linux下multipath介紹，需要以下工具包：

在Redhat 5中，檢視multipath是否安裝如下：

[root@vxfs01 ~]# rpm -qa |grep device-mapper
device-mapper-1.02.39-1.el5
device-mapper-multipath-0.4.7-34.el5
device-mapper-1.02.39-1.el5
device-mapper-event-1.02.39-1.el5

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。這些工具透過device mapper的ioctr的介面建立和配置multipath裝置（呼叫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）。核心完成裝置的對映，而target根據對映關係和自身特點具體處理從mappered device 下來的i/o。同時，在核心部分，提供了一個介面，使用者透過ioctr可和核心部分通訊，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通訊的介面，以便方便建立和配置mappered device。multipath-tool的程式中就需要呼叫這些庫。

3、dm-multipath.ko和dm.ko：dm.ko是device mapper驅動。它是實現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中配置該程式來獲取scsi裝置的序號。透過序號，便可以判斷多個路徑對應了同一裝置。這個是多路徑實現的關鍵。scsi_id是透過sg驅動，向裝置傳送EVPD page80或page83 的inquery命令來查詢scsi裝置的標識。但一些裝置並不支援EVPD 的inquery命令，所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裝置標識的裝置虛擬一個識別符號，並輸出到標準輸出。multipath程式在建立multipath裝置時，會呼叫scsi_id，從其標準輸出中獲得該裝置的scsi id。在改寫時，需要修改scsi_id程式的返回值為0。因為在multipath程式中，會檢查該直來確定scsi id是否已經成功得到。

三、multipath在Redhat 5 中的基本配置過程：

1、安裝和載入多路徑軟體包
# rpm -ivh device-mapper-1.02.39-1.el5.rpm  #安裝對映包

# rpm -ivh device-mapper-multipath-0.4.7-34.el5.rpm #安裝多路徑包

# 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

如果模組沒有載入成功請使用下列命初始化DM，或重啟系統
---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

2、配置multipath：

Multipath的配置檔案是/etc/multipath.conf , 如需要multipath正常工作只需要如下配置即可：(如果需要更加詳細的配置，請看本文後續的介紹)

# on the default devices.
blacklist {
devnode "^(ram|raw|loop|fd|md|dm-|sr|sr|scd|st)[0-9]*"
devnode "^hd[a-z]"
}

devices {
device {
vendor "EMC"
path_grouping_policy multibus
features "1 queue_if_no_path"
path_checker readsector()
failback immediate
}
}

3、multipath基本操作命令
# /etc/init.d/multipathd start #開啟mulitipath服務
# multipath -F   #刪除現有沒有使用的路徑
# multipath -v2   #格式化路徑，檢測路徑，合併路徑
# multipath -ll #檢視多路徑狀態

如果配置正確的話就會在/dev/mapper/目錄下多出mpath0、mpath1等之類裝置。通常不一定顯示完全，需要重啟系統。

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

#vxfs01 fdisk -l

Disk /dev/dm-1: 5368 MB, 5368709120 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Device Boot Start End Blocks Id System
[root@vxfs01 ~]#

4、multipath磁碟的基本操作
要對多路徑軟體生成的磁碟進行操作直接操作/dev/mapper/目錄下的磁碟就行.

在對多路徑軟體生成的磁碟進行分割槽之前最好執行一下pvcreate命令:

# pvcreate /dev/mapper/mpath0

# fdisk /dev/mapper/mpath0

用fdisk對多路徑軟體生成的磁碟進行分割槽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碟進行分割槽之後，所生成的磁碟分割槽並沒有馬上新增到/dev/目錄下，此時我們要重啟IPSAN或者FCSAN的驅動，如果是用iscsi-initiator來連線IPSAN的重啟ISCSI服務就可以發現所生成的磁碟分割槽了

# service iscsi restart

# ls -l /dev/mapper/

如上圖中的mpath0p1和mpath1p1就是我們對multipath磁碟進行的分割槽

 

# mkfs.ext3 /dev/mapper/mpath0p1 #對mpath0p1分割槽格式化成ext3檔案系統

# mount /dev/mapper/mpath0p1 /ipsan/ #掛載mpath0p1分割槽

# mkfs.ext3 /dev/mapper/mpath1p1 #對mpath1p1分割槽格式化成ext3檔案系統

# mount /dev/mapper/mpath1p1 /ipsan/ #掛載mpath1p1分割槽

2個都要格式化，2個路徑都掛在一個掛載點，可能是這樣！！！這個還需要弄清楚。。

 

四、multipath的高階配置

以上都是用multipath的預設配置來完成multipath的配置，比如對映裝置的名稱，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。

 

1、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部分配置multipaths和devices兩部份的配置。

multipaths {

multipath {

wwid   ****************   #此值multipath -v3可以看到

alias iscsi-dm0   #對映後的別名,可以隨便取

path_grouping_policy multibus     #路徑組策略

path_checker tur     #決定路徑狀態的方法

path_selector "round-robin 0" #選擇那條路徑進行下一個IO操作的方法

}

}

 

Devices部分配置

devices {

device {

vendor "iSCSI-Enterprise"   #廠商名稱

product "Virtual disk"   #產品型號

path_grouping_policy multibus   #預設的路徑組策略

getuid_callout "/sbin/scsi_id -g -u -s /block/%n" #獲得唯一裝置號使用的預設程式

prio_callout "/sbin/acs_prio_alua %d"     #獲取有限級數值使用的預設程式

path_checker readsector0     #決定路徑狀態的方法

path_selector "round-robin 0" #選擇那條路徑進行下一個IO操作的方法

failback immediate   #故障恢復的模式

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 #在當前的使用者組中，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"

}

}

 

獲取wwid的方法：

(1)預設情況下，將使用/var/lib/multipath/bindings 內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 別名，別名會覆蓋此設定。

[root@vxfs01 ~]# cat /var/lib/multipath/bindings
# Multipath bindings, Version : 1.0
# NOTE: this file is automatically maintained by the multipath program.
# You should not need to edit this file in normal circumstances.
#
# Format:
# alias wwid
#
mpath0 36006016051d50e0035744871c912de11
mpath1 36006016051d50e0034744871c912de11
mpath2 36006016051d50e0032744871c912de11
mpath3 36006016051d50e0039744871c912de11
mpath4 36006016051d50e003a744871c912de11

(2)# multipath -v3命令查詢

[root@vxfs01 ~]# multipath -v3 |grep 3600
sdb: uid = 36006016051d50e003a744871c912de11 (callout)
sdc: uid = 36006016051d50e003a744871c912de11 (callout)
sdd: uid = 36006016051d50e003a744871c912de11 (callout)
sde: uid = 36006016051d50e003a744871c912de11 (callout)
36006016051d50e003a744871c912de11 1:0:0:0 sdb 8:16 0 [undef][ready] DGC,RAI
36006016051d50e003a744871c912de11 1:0:1:0 sdc 8:32 1 [undef][ready] DGC,RAI
36006016051d50e003a744871c912de11 2:0:0:0 sdd 8:48 1 [undef][ready] DGC,RAI
36006016051d50e003a744871c912de11 2:0:1:0 sde 8:64 0 [undef][ready] DGC,RAI
Found matching wwid [36006016051d50e003a744871c912de11] in bindings file.