Linux下多路径multipath配置文档和相关概念剖析

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一、什么是multipath

普通的电脑主机都是一个硬盘挂接到一个总线上,这里是一对一的关系。而到了有光纤组成的SAN环境,由于主机和存储通过了光纤交换机连接,这样的话,就构成了多对多的关系。也就是说,主机到存储可以有多条路径可以选择。主机到存储之间的IO由多条路径可以选择。

既然,每个主机到所对应的存储可以经过几条不同的路径,如果是同时使用的话,I/O流量如何分配?其中一条路径坏掉了,如何处理?还有在操作系统的角度来看,每条路径,操作系统会认为是一个实际存在的物理盘,但实际上只是通向同一个物理盘的不同路径而已,这样是在使用的时候,就给用户带来了困惑。多路径软件就是为了解决上面的问题应运而生的。多路径的主要功能就是和存储设备一起配合实现如下功能:

1. 故障的切换和恢复

2. IO流量的负载均衡

3. 磁盘的虚拟化

二、为什么使用multipath

由于多路径软件是需要和存储在一起配合使用的,不同的厂商基于不同的操作系统,都提供了不同的版本。并且有的厂商,软件和硬件也不是一起卖的,如果要使用多路径软件的话,可能还需要向厂商购买license才行。比如EMC公司基于linux下的多路径软件,就需要单独的购买license。

其中,EMC提供的就是PowerPath,HDS提供的就是HDLM,更多的存储厂商提供的软件,可参考这里。

当然,使用系统自带的免费多路径软件包,同时也是一个比较通用的包,可以支持大多数存储厂商的设备,即使是一些不是出名的厂商,通过对配置文件进行稍作修改,也是可以支持并运行的很好的。

※请与IBM的RDAC、Qlogic的failover驱动区分开,它们都仅提供了Failover的功能,不支持Load Balance负载均衡方式。但multipath根据选择的策略不同,可支持多种方式,如:Failover、Multipath等。

Failover的功能解释:通俗地说,即当A无法为客户服务时,系统能够自动地切换,使B能够及时地顶上继续为客户提供服务,且客户感觉不到这个为他提供服务的对象已经更换。这里的

A和B可以存在于各种领域,但一般fail-over特指计算机领域的数据库、应用服务、硬件设备等的失效转移。

三、multipath的组成

我这里以红帽x86_64为例,虽然版本比较老,但下面的配置方式基本适用后面的所有版本。

引用

# cat /etc/redflag-release

Red Flag DC Server release 5.0 (Trinity SP2)

# uname -a

Linux localhost.localdomain 2.6.18-164.el5 #1 SMP Tue Aug 18 15:51:48 EDT 2009 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

# rpm -qa|grep device

device-mapper-event-1.02.32-1.el5

device-mapper-1.02.32-1.el5

device-mapper-multipath-0.4.7-30.el5

device-mapper-1.02.32-1.el5

这些是需要安装的安装包,如果没有安装需要到安装光盘中

# rpm -ivh device-mapper-*

将以上这些包全部安装

# chkconfig --list |grep multipath

multipathd 0:关闭1:关闭2:关闭3:关闭4:关闭5:关闭6:关闭

# chkconfig multipathd on

可见,一套完整的multipath由下面几部分组成:

1. device-mapper-multipath

提供multipathd和multipath等工具和multipath.conf等配置文件。这些工具通过device mapper的ioctr的接口创建和配置multipath设备(调用device-mapper的用户空间库。创建的多路径设备会在/dev/mapper中);

2. device-mapper

device-mapper包括两大部分:内核部分和用户部分。

内核部分由device-mapper核心(multipath.ko)和一些target driver(dm-multipath.ko)构成。dm-mod.ko是实现multipath的基础,dm-multipath其实是dm的一个target驱动。核

心完成设备的映射,而target根据映射关系和自身特点具体处理从mappered device 下来的i/o。同时,在核心部分,提供了一个接口,用户通过ioctr可和内核部分通信,以指导内核驱动的行为,比如如何创建mappered device,这些device的属性等。

用户空间部分包括device-mapper这个包。其中包括dmsetup工具和一些帮助创建和配置mappered device的库。这些库主要抽象,封装了与ioctr通信的接口,以便方便创建和配置mappered device。device-mapper-multipath的程序中就需要调用这些库;

3. scsi_id

其包含在udev程序包中,可以在multipath.conf中配置该程序来获取scsi设备的序号。通过序号,便可以判断多个路径对应了同一设备。这个是多路径实现的关键。scsi_id是通过sg驱动,向设备发送EVPD page80或page83 的inquery命令来查询scsi设备的标识。但一些设备并不支持EVPD 的inquery命令,所以他们无法被用来生成multipath设备。但可以改写scsi_id,为不能提供scsi设备标识的设备虚拟一个标识符,并输出到标准输出。multipath程序在创建multipath设备时,会调用scsi_id,从其标准输出中获得该设备的scsi id。在改写时,需要修改scsi_id程序的返回值为0。因为在multipath程序中,会检查该直来确定scsi id是否已经成功得到。

四、配置multipath

原理看了一堆,实际配置还是比较简单的。配置文件只有一个:/etc/multipath.conf 。配置前,请用fdisk -l 确认已可正确识别盘柜的所有LUN逻辑单元号,HDS支持多链路负载均衡,因此每条链路都是正常的;而如果是类似EMC CX300这样仅支持负载均衡的设备,则冗余的链路会出现I/O Error的错误。

multipath.conf的配置参数、默认值,可参考:

1、编辑黑名单

默认情况下,multipath会把所有设备都加入到黑名单(devnode "*"),也就是禁止使用。所以,我们首先需要取消该设置,把配置文件修改为类似下面的内容:

# vim /etc/multipath.conf

devnode_blacklist {