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智汇华云 | 通过iscsi为容器提供存储

时间：2022-02-08 14:46:25 | 来源：计世网

原标题：智汇华云 | 通过iscsi为容器提供存储

介绍

将远端的存储通过iscsi协议为容器提供块存储，是一种通用的容器存储解决方案，下面将通过kubernetes中的in-tree方式来演示该例子，并分析其中的细节。

iSCSI协议是C/S架构，client是iSCSI initiator,server端为iSCSI target。iSCSI协议的主要功能是利用TCP/IP网络，在主机系统（可称为initiator）和目标存储设备（称为target）之间进行大量的数据封装和可靠传输过程。主要分成两个组成部分，分别为iSCSI服务器端和iSCSI客户端

iSCSI服务器端(iSCSI Target)

iSCSI服务器端为iSCSI target，这是I/O操作的执行者。主要是为了导出一个或多个块设备供启动者（initiator）使用，可以通过硬件和软件的方式来实现。在Linux中可以使用scsi-target-utils软件包来模拟实现。在使用iSCSI时，会在iSCSI储存设备上去建立LUN（Logical Unit Number）来提供给具备iSCSI Initiator功能的主机来存取数据的。LUN好比是个“逻辑单位磁碟”，物理上通常是由数个实体磁碟（RAID或LVM技术的技术实现）所组成。LUN ID由iSCSI目标设备（Target）分配。iSCSI启动端（Initiator）设备当前支持在每个目标设备（Target）中导出最多256个LUN。即最大支持16个target。

iSCSI target设备名称采用如下格式来命名：iqn..[:]，需要事先进行配置，保证唯一性。

iSCSI客户端(iSCSI Initiator)

iSCSI客户端为iSCSI initiator，这是I/O操作的发起者。是I/O操作的发起者，需要通过发现过程请求远端快设备。在Linux系统中可以通过软件来模拟，需要安装iSCSI设备驱动。如iscsi-initiator-utils。

实验

可以通过iSCSI将远程的磁盘分区映射到本地之后就可以像使用本地磁盘一样，将该远程盘进行格式化以及挂载操作，给容器使用。

我们通过scsi-target-utils来实现iSCSI target，将主机上的/dev/sdb磁盘分区作为Lun，如下图所示

之后在kubernetes的node节点上需要事先安装iscsi-initiator-utils，并且设置对应的initiatorname，如果开启了acl认证，需要将node节点的initiatorname添加到acl里面。

之后创建一个pod，其中指定一个存在的iscsi lun对接信息如下

之后可以看到远程的卷被成功的挂载到node上，被容器所使用

Volume.iscsi说明

pod的spec中可以在volumes.iscsi中指定对接信息包括如下

源码分析

挂载阶段

pod调度到某个node上，之后由kubelet中的volumemanager完成对于volume attach&mount操作，核心代码位于kubernetes/pkg/volume/iscsi目录下，在volume挂载的过程中，会首先调用WaitForAttach()完成挂载流程，SetUpDevice()挂载到某个容器所对应的目录。iscsiAttacher.WaitForAttach()流程如图所示：

Step1:通过iscsiadm -m iface -l b. InitIface -o show获取对应的iscsiTransport，如果不额外指定的话b. InitIface为default，iscsiTransport为tcp.

Step2:如果pod的定义中指定iscsi.initiatorName，则需要cloneIface(),指定iscsi.initiatorName需要与node的不一致，这样当开启ACL initiatorName控制的时候，pod可以运行在不同的节点上。

Step3:基于iqn号获取lock，主要解决的场景为相同target下不同volume同时挂载或者login与logout操作并发进行,这个锁引入的目的主要是为了后面volume在Detach的时候，需要根据isSessionBusy来判断是否需要logout，断开node与target的所有链接。

Step4：GetISCSIPortalHostMapForTarget主要根据target iqn获取到login到该target上的scsi hosts number，返回的结构为

通过这个map的引入后面用于判断是否需要login，还是直接通过scanOneLun（）来发现接入的Lun，避免没有必要的login操作。scanOneLun之后会发现挂载到node上的device。

Step5:根据volomeMode的类型是直接的PersistentVolumeBlock还是PersistentVolumeFileSystem模式，二者的区别在于是否需要对device进行格式化，创建文件系统，之后创建globalPDPath目录，目录位置采用如下格式

/var/lib/kubelet/plugins/kubernetes.io/iscsi/ /{ifaceName}/{portal-some_iqn-lun-lun_id}，之后持久化的iscsi disk元数据到globalPDPath目录下iscsi.json，元数据主要用于DetachVolume的时候会涉及到，内容如下所示：

在WaitForAttach阶段完成了device远端挂载、格式化以及挂载到globalPDPath目录下，SetUpDevice流程较为简单主要是将globalPDPath mount–bind到容器对应的目录，之后对目录进行SetVolumeOwnership()操作。

卸载阶段

od销毁的时候，会由kubelet完成volume的umount&detach操作，核心代码位于kubernetes/pkg/volume/iscsi目录下，主要完成umount node上的挂载信息，之后根据globalPDPath目录下iscsi.json元数据信息来完成TearDownDevice断开device，之后清理掉globalPDPath。