本章首先介绍计算机硬件存储设备的不同接口的优缺点，并由此切入 iSCSI 技术主题的讲解。iSCSI 技术实现了物理硬盘设备与 TCP/IP 网络协议的相互结合，使得用户能够通过互联网方便地访问远程机房提供的共享存储资源。我们将学习在 Linux 系统上部署 iSCSI 服务端程序，并分别基于 Linux 系统和 Windows 系统来远程访问存储资源。结合前面第 6 章、第 7 章的学习，我们将进一步理解和掌握在 Linux 系统中管理硬盘设备和存储资源。
17.1 iSCSI 技术介绍
硬盘是计算机硬件设备中重要的组成部分之一，硬盘存储设备读写速度的快慢也会对服务器的整体性能造成影响。为了进一步提升硬盘存储设备的读写速度和性能，人们一直在努力改进物理硬盘设备的接口协议。当前的硬盘接口类型主要有 IDE、SCSI 和 SATA 这 3 种。
➢ IDE：一种成熟稳定、价格便宜的并行传输接口。
➢ SATA：一种传输速度更快、数据校验更完整的串行传输接口。
➢ SCSI：一种用于计算机和硬盘、光驱等设备之间系统级接口的通用标准，具有系统资源占用率低、转速高、传输速度快等优点。
无论使用什么类型的硬盘接口，硬盘上的数据总是要通过计算机主板上的总线与 CPU、内存等进行数据交换，这种物理环境上的限制给硬盘资源的共享带来了各种不便。后来 IBM 公司开始研发基于 TCP/IP 协议和 SCSI 接口协议的新型存储技术，这也就是我们目前能看到的互联网小型计算机系统接口（iSCSI，Internet Small Computer System Interface）。这是一种将 SCSI 接口与以太网技术相结合的新型存储技术，可以用来在网络中传输 SCSI 接口的命令和数据，不仅克服了传统 SCSI 接口设备的物理局限性，实现了跨区域的存储资源共享，而且可以在不停机的状态下扩展存储容量。
既然要通过以太网来传输硬盘设备上的数据，那么数据是通过网卡传入到计算机中的么？与一般的网卡不同（连接网络总线和内存，供计算机上网使用），iSCSI-HBA 卡（见下图）连接的则是 SCSI 接口或 FC（光纤通道）总线和内存，专门用于在主机之间交换存储数据，其使用的协议也与一般网卡有本质的不同。运行 Linux 系统的服务器会基于 iSCSI 协议把硬盘设备命令与数据打包成标准的 TCP/IP 数据包，然后通过以太网传输到目标存储设备，而当目标存储设备接收到这些数据包后，还需要基于 iSCSI 协议把 TCP/IP 数据包解压成硬盘设备命令与数据。
iSCSI 技术以区块为单位的数据存储空间，在简化了存储空间管理步骤的前提下，还增添了存储空间的弹性。可以使用本地的计算机操作系统进行管理，就像是使用本地硬盘那样来使用远程存储空间。这种高扩展性和低组建成本、低维护成本的整合存储方式，正是大部分预算受限的中小企业和办公室所需要的。
17.2 创建 RAID 磁盘阵列
既然要使用 iSCSI 存储技术为远程用户提供共享存储资源，首先要保障存放共享资源服务器的稳定性与可用性，否则一旦在使用过程中出现故障，则维护的难度相较于本地硬盘设备要复杂。因此我们按第 7 章学习的知识来部署 RAID 磁盘阵列组，确保数据的安全性。
下面以配置 RAID 5 磁盘阵列组为例；首先在虚拟机中添加 4 块 SCSI 类型的硬盘，用于创建 RAID 5 磁盘阵列和备份盘，如图所示。
启动虚拟机系统，使用 mdadm 命令创建 RAID 磁盘阵列。其中，-Cv 参数为创建阵列并显示过程，/dev/md 为生成的阵列组名称，-n 3 参数为创建 磁盘阵列所需的硬盘个数，-l 5 参数为 RAID 磁盘阵列的级别，-x 1 参数为磁盘阵列的备份盘个数。在命令后面要逐一写上使用的硬盘名称。允许使用第 3 章学习的通配符来指定硬盘设备的名称。
创建成功后得到一块名称为/dev/md0 的新设备，这是一块 RAID 5 级别的磁盘阵列，并且还有一块备份盘。可使用 mdadm -D 命令来查看设备的详细信息。由于在使用远程设备时极有可能出现设备识别顺序发生变化的情况，因此直接在 fstab 挂载配置文件中写入/dev/sdb、/dev/sdc 等设备名称的话，就有可能在下一次挂载了错误的存储设备。而 UUID 值是设备的唯一标识符，用于精确地区分本地或远程设备。于是我们可以把这个值记录下来，稍后填写到挂载配置文件中。
17.3 配置 iSCSI 服务端
iSCSI 技术在工作形式上分为服务端（target）与客户端（initiator）。iSCSI 服务端即用于存放硬盘存储资源的服务器，它作为前面创建的 RAID 磁盘阵列的存储端，能够为用户提供可用的存储资源。iSCSI 客户端则是用于访问远程服务端的存储资源。下面来配置 iSCSI 服务端和客户端所用的 IP 地址。
主机名称 | 操作系统 | IP地址 |
iSCSI服务端 | RHEL 8 | 192.168.187.128 |
iSCSI客户端 | CentOS 7.6 | 192.168.187.20 |
第一步：
在 RHEL 8/CentOS 8 系统中，默认已经安装了 iSCSI 服务端程序，我们需要配置好软件仓库后安装 iSCSI 服务端的交互式配置工具 targetcli。相较于直接修改配置文件，通过交互式的过程来配置参数会更直观且有趣。
iSCSI 支持跨平台可以在 Windows 系统下搭建 iSCSI 服务端，再共享给 Linux 系统主机。不过类似的 DataCore 软件公司推出的 SANmelody 或是 FalconStor 软件公司推出的 iSCSI Server for Windows 等软件，在 Windows 系统上使用都是要收费的。
第二步：
配置 iSCSI 服务端共享资源；targetcli 是用于管理 iSCSI 服务端存储资源的专用配置命令，它能够提供类似于 fdisk 命令的交互式配置功能，将 iSCSI 共享资源的配置内容抽象成“目录”的形式，我们只需将各类配置信息填入到相应的“目录”中即可。这里的难点主要在于认识每个“参数目录”的作用。把配置参数正确地填写到“目录”后，iSCSI 服务端也就可以提供共享资源服务了。
在执行 targetcli 命令后就能看到交互式的配置界面了。在该界面中允许使用很多 Linux 命令，比如利用 ls 查看目录参数的结构，使用 cd 切换到不同的目录中，但基本不支持带参数。
/backstores/block 是 iSCSI 服务端配置共享设备的位置，我们需要把刚创建的 RAID 5 磁盘阵列 md0 文件加入到配置共享设备的“资源池”中，并将该文件重新命名为 d0，这样用户就不会知道是由服务器中的哪块硬盘来提供共享存储资源，而只会看到一个名为 d0 的存储设备。
第三步：
创建 iSCSI target 名称及配置共享资源；iSCSI target 名称是由系统自动生成的，这是一串用于描述共享资源的唯一字符串，需进入到 /iscsi 目录下执行 create 命令；稍后用户在扫描 iSCSI 服务端时即可看到这个字符串，因此我们不需要记住它。
系统在生成这个 target 名称后，还会在 /iscsi 参数目录中创建一个与其字符串同名的新 “目录”用来存放共享资源。我们需要把前面加入到 iSCSI 共享资源池中的硬盘设备添加到这个新目录中，这样用户在登录 iSCSI 服务端后，即可默认使用这硬盘设备提供的共享存储资源了。
第四步：
设置访问控制列表（ACL）；用户在访问存储共享资源时不需要输入密码，只要 iSCSI 客户端的名称与服务端中设置的访问控制列表中，名称条目某一段一致即可，因此需要在 iSCSI 服务端的配置文件中写入一串能够验证用户信息的名称。acls 参数目录用于存放能够访问 iSCSI 服务端共享存储资源的客户端名称。可以在刚刚系统生成的 iSCSI target 后面追加上类似于:client 的参数，这样既能保证客户端的名称具有唯一性，又非常便于管理和阅读。
第五步：
设置 iSCSI 服务端的监听 IP 地址和端口号；位于生产环境中的服务器上可能有多块网卡，那么到底是由哪个网卡或 IP 地址对外提供共享存储资源呢？在配置文件中默认是允许所有网卡提供 iSCSI 服务，如果觉得这不安全可以手动删除。再直接指定服务器 IP 地址 192.168.187.128 的 3260 端口向外提供 iSCSI 共享存储资源服务。
在参数文件配置妥当后，回到 / 目录检查一下配置的信息是否正确，在确认信息无误后输入 exit 命令退出会自动保存。千万不要习惯性地按 Ctrl + c 组合键结束进程，这样就不会保存配置文件了。
iptables -F 清空防火墙中的默认策略并保存，设置主用的 firewalld 防火墙，使其放行iSCSI服务或3260/TCP 端口号。到此服务器设置完毕。
17.4 配置 Linux 客户端
无论是什么服务，客户端的配置步骤都要比服务端的配置步骤简单一些；在 RHEL 8/CentOS 7.6 默认都安装了 iSCSI 客户端服务程序 initiator，如果系统没有安装的话，可以使用软件仓库手动安装。
iSCSI 协议是通过客户端的名称来进行验证的，而该名称也是 iSCSI 客户端的唯一标识，而且必须与服务端配置文件中访问控制列表中的信息一致，否则客户端在尝试访问存储共享设备时，系统会弹出验证失败的信息。
下面编辑 iSCSI 客户端中的 initiator 名称文件 /etc/iscsi/initiatorname.iscsi，把客户端默认的标识窜删除或加上 # 号注释掉，再把服务端的访问控制列表名称填写进来，保存后重启客户端 iscsid 服务程序并将其加入到开机启动项中。
iscsiadm 是用于管理、查询、插入、更新或删除 iSCSI 数据库配置文件的命令行工具，用户需要先使用这个工具扫描发现远程 iSCSI 服务端，然后查找到的服务端上有哪些可用的共享存储资源。其中 -m discovery 参数是扫描并发现可用的存储资源，-t st 参数为执行扫描操作的类型，-p 192.168.187.128 参数为 iSCSI 服务端的 IP 地址。
在使用 iscsiadm 命令发现了远程服务器上可用的存储资源后，接下来准备登录 iSCSI 服务端。其中 -m node 参数为将客户端所在主机作为一台节点，-T 参数为要使用的存储资源（我们可以直接复制前面命令中扫描发现的结果，以免录入错误），-p 192.168.187.128 参数依然为对方 iSCSI 服务端的 IP 地址。最后使用--login 或-l 参数进行登录验证。
在 iSCSI 客户端成功登录之后，会在客户端主机上多出一块名为/dev/sdb 的设备文件虽然它没有接入本地插槽；第 6 章学过 udev 服务在命名硬盘名称时，与硬盘插槽是没有关系的。接下来便能够像使用本地硬盘那样来操作这个设备文件了，直接格式化并挂载使用。
由于 udev 服务是按照系统识别硬盘设备的顺序来命名硬盘设备的，当客户端主机同时使用多个远程存储资源时，如果下一次识别远程设备的顺序发生了变化，则客户端挂载目录中的文件也将失效。因此应该在 /etc/fstab 配置文件中使用设备的 UUID（通用唯一识别码）进行挂载，不论远程设备资源的识别顺序再怎么变化，系统也能正确找到设备所对应的目录。blkid 命令用于查看设备的名称、文件系统及 UUID。
由于/dev/sdb 是一块网络存储设备，而 iSCSI 协议是基于 TCP/IP 网络传输数据的，因此必须在/etc/fstab 配置文件中添加上_netdev 参数，表示当系统联网后再进行挂载操作，以免系统开机时间过长或开机失败。
测试在新硬盘读写操作一切正常；如果不再需要使用 iSCSI 共享设备资源了，可以用 iscsiadm 命令加 -u 参数将其卸载，但先要 umount 卸载本地挂载点。
这种获取 iSCSI 远程存储的方法依赖的是 RHEL 8 系统自带的 iSCSI initiator 软件程序；该软件程序将以太网卡虚拟成 iSCSI 卡，然后基于 TCP/IP 协议在主机与 iSCSI 存储设备之间实现数据传输功能。但是采用这种方式传输数据时会消耗硬件自身的 CPU 计算性能，适合在低 I/O 或者低带宽要求的环境中使用。
如果在生产环境中需要进行大量的远程数据存储，建议配备 iSCSI HBA（Host Bus Adapter，主机总线适配器）硬件卡设备，从而实现 iSCSI 服务器与交换机之间、iSCSI 服务器与客户端之间的高效数据传输。与 initiator 的软件方式相比，iSCSI HBA 硬件卡设备不需要消耗 CPU 计算性能，而且它是专用的远程数据存储设备，因此对 iSCSI 的支持也会更好。
17.5 配置 Windows 客户端
使用 Windows 系统的客户端也可以正常访问 iSCSI 服务器上的共享存储资源，而且操作原理及步骤与 Linux 系统的客户端基本相同。
运行 iSCSI 发起程序；在 Windows 10 操作系统中已经默认安装了 iSCSI 客户端程序，我们只需在控制面板或是直接搜索找到iSCSI 发起程序，打开该图标，在第一次运行 iSCSI 发起程序时，系统会提示“Microsoft iSCSI 服务端未运行”，单击“是”按钮即可自动启动并运行 iSCSI 发起程序。
扫描发现 iSCSI 服务端上可用的存储资源；不论是 Windows 系统还是 Linux 系统，要想使用 iSCSI 共享存储资源，都必须先进行扫描发现操作。在 iSCSI 发起程序的 “目标”选项卡的“目标”文本框中写入 iSCSI 服务端的 IP 地址，然后单击“快速连接”按钮。
在弹出的“快速连接”对话框中可看到共享的硬盘存储资源，此时显示“无法登录到目标”属于正常情况，单击“完成”按钮即可
回到“目标”选项卡页面，可以看到共享存储资源的名称已经出现。
由于在 iSCSI 服务端程序上设置了 ACL，使得只有客户端名称与 ACL 策略中的名称保持一致时才能使用远程存储资源，因此需要在 “配置”选项卡中单击“更改”按钮。
在修改界面写入 iSCSI 服务器配置过的ACL 策略名称，同Linux客户端，值得注意的是直接写值就好，=及前面的都不用。
在确认 iSCSI 发起程序名称与 iSCSI 服务器 ACL 策略一致后，重新单击“连接”按钮，并单击“确认”按钮。大约 1～3 秒后，状态会更新为“已连接”，如图
还需要做初始化及格式化；右键单击桌面上的“计算机”图标，打开计算机管理程序，或是直接搜索磁盘管理。
开始对磁盘进行初始化操作，Windows 系统用来初始化磁盘设备的步骤十分简单，我们只需各种右键点点点，或左键开开开。
一直保持默认下一步即可。
回到资源管理器界面，可见已存在新硬盘。
接下来即可进入正常的使用过程；由于整个传输过程是完全透明的，而且像一块本地硬盘那样稳定，因此不知情的用户可能都察觉不到这是一块远程存储设备。不过这只是理论状态，实际上的 iSCSI 数据传输速率并不能完全达到本地硬盘的性能，会或多或少地受到网络带宽的影响。
如果不需要用了，可以再进入磁盘管理右键选脱机。
然后在 iSCSI 目标项断开连接，再到旁边发现项删除即可。
