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盤掛接到一個總線上，這裏是一對一的關係。而到了有光纖組成的SAN環境，或者由iSCSI組成的IPSAN環境，由於主機和存儲通過了光纖交換機或者多塊網卡及IP來連接，這樣的話，就構成了多對多的關係。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流量如何分配？其中一條路徑壞掉了，如何處理？還有在操作系統的角度來看，每條路徑，操作系統會認爲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，就給用戶帶來了困惑。多路徑軟件就是爲了解決上面的問題應運而生的。

多路徑的主要功能就是和存儲設備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.磁盤的虛擬化 
由於多路徑軟件是需要和存儲在一起配合使用的，不同的廠商基於不同的操作系統，都提供了不同的版本。並且有的廠商，軟件和硬件也不是一起賣的，如果要使用多路徑軟件的話，可能還需要向廠商購買license才行。比如EMC公司基於linux下的多路徑軟件，就需要單獨的購買license。好在， RedHat和Suse的2.6的內核中都自帶了免費的多路徑軟件包，並且可以免費使用，同時也是一個比較通用的包，可以支持大多數存儲廠商的設備，即使是一些不是出名的廠商，通過對配置文件進行稍作修改，也是可以支持並運行的很好的。

 

 

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，查看multipath是否安裝如下：

1、device-mapper-multipath：即multipath-tools。主要提供multipathd和multipath等工具和 multipath.conf等配置文件。這些工具通過device mapper的ioctr的接口創建和配置multipath設備（調用device-mapper的用戶空間庫。創建的多路徑設備會在/dev /mapper中）。

2、 device-mapper：主要包括兩大部分：內核部分和用戶部分。內核部分主要由device mapper核心（dm.ko）和一些target driver（md-multipath.ko）。核心完成設備的映射，而target根據映射關係和自身特點具體處理從mappered device 下來的i/o。同時，在覈心部分，提供了一個接口，用戶通過ioctr可和內核部分通信，以指導內核驅動的行爲，比如如何創建mappered device，這些divece的屬性等。linux device mapper的用戶空間部分主要包括device-mapper這個包。其中包括dmsetup工具和一些幫助創建和配置mappered device的庫。這些庫主要抽象，封裝了與ioctr通信的接口，以便方便創建和配置mappered device。multipath-tool的程序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程序包中，可以在multipath.conf中配置該程序來獲取scsi設備的序號。通過序號，便可以判斷多個路徑對應了同一設備。這個是多路徑實現的關鍵。scsi_id是通過sg驅動，向設備發送EVPD page80或page83 的inquery命令來查詢scsi設備的標識。但一些設備並不支持EVPD 的inquery命令，所以他們無法被用來生成multipath設備。但可以改寫scsi_id，爲不能提供scsi設備標識的設備虛擬一個標識符，並輸出到標準輸出。multipath程序在創建multipath設備時，會調用scsi_id，從其標準輸出中獲得該設備的scsi id。在改寫時，需要修改scsi_id程序的返回值爲0。因爲在multipath程序中，會檢查該直來確定scsi id是否已經成功得到。 
 

三、multipath在CentOS 5中的基本配置過程： 
1、安裝和加載多路徑軟件包 
# yum –y install device-mapper device-mapper-multipath

# chkconfig –level 2345 multipathd on #設置成開機自啓動multipathd

# lsmod |grep dm_multipath #來檢查安裝是否正常

 
如果模塊沒有加載成功請使用下列命初始化DM，或重啓系統 
---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的配置文件是/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)

blacklist {

devnode "^sda"

}

defaults {

user_friendly_names yes

path_grouping_policy multibus

failback immediate

no_path_retry fail

}

# vi /etc/multipath.conf

 

3、multipath基本操作命令 
# /etc/init.d/multipathd start #開啓mulitipath服務 
# multipath -F #刪除現有路徑 
# multipath -v2 #格式化路徑 
# multipath -ll #查看多路徑

如果配置正確的話就會在/dev/mapper/目錄下多出mpath0、mpath1等之類設備。

用fdisk -l命令可以看到多路徑軟件創建的磁盤，如下圖中的/dev/dm-[0-3]

 

4、multipath磁盤的基本操作 
要對多路徑軟件生成的磁盤進行操作直接操作/dev/mapper/目錄下的磁盤就行.

在對多路徑軟件生成的磁盤進行分區之前最好運行一下pvcreate命令:

# pvcreate /dev/mapper/mpath0

# fdisk /dev/mapper/mpath0

用fdisk對多路徑軟件生成的磁盤進行分區保存時會有一個報錯,此報錯不用理會。

fdisk對多路徑軟件生成的磁盤進行分區之後，所生成的磁盤分區並沒有馬上添加到/dev/目錄下，此時我們要重啓IPSAN或者FCSAN的驅動，如果是用iscsi-initiator來連接IPSAN的重啓ISCSI服務就可以發現所生成的磁盤分區了

# service iscsi restart

# ls -l /dev/mapper/

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文件系統

# mount /dev/mapper/mpath0p1 /ipsan/ #掛載mpath1p1分區

 

 

 

四、multipath的高有配置

以上都是用multipath的默認配置來完成multipath的配置，比如映射設備的名稱，multipath負載均衡的方法都是默認設置。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文件的配置

接下來的工作就是要編輯/etc/multipath.conf的配置文件

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 #映射後的別名,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 #默認的路徑組策略

getuid_callout "/sbin/scsi_id -g -u -s /block/%n" #獲得唯一設備號使用的默認程序

prio_callout      "/sbin/acs_prio_alua %d" #獲取有限級數值使用的默認程序

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 #在當前的用戶組中，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文件

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)默認情況下，將使用 /var/lib/multipath/bindings 內的配置設定具體每個多路徑設備名，如果在/etc/multipath.conf中有設定各wwid 別名，別名會覆蓋此設定。

(2)# multipath -v3命令查找

 

2、負載均衡測試

使用dd命令來對設備進行寫操作，並同時通過iostat來查看I／0狀態，命令及輸出如下： 
# dd if=/dev/zero of=/dev/mapper/iscsi-dm1p1 
開啓另外一個終端用以下命令查看IO情況

# iostat 10 10

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包含的當前active的所有設備，即/dev/sde1,/dev/shl這2條路徑來完成對實際的LUN的寫過程。

 

 

3、路徑切換測試

首先，我們拔掉服務器上一根網線，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

 

本文出處：http://rootking.blog.51cto.com/2619611/476212