深度分析LINUX环境下如何配置multi-path

首先介绍一下什么是多路径（multi-path）?先说说多路径功能产生的背景，在多路径功能出现之前，主机上的硬盘是直接挂接到一个总线（PCI）上，路径是一对一的关系，也就是一条路径指向一个硬盘或是存储设备，这样的一对一关系对于操作系统而言，处理相对简单，但是缺少了可靠性。当出现了光纤通道网络（Fibre Channle）也就是通常所说的SAN网络时，或者由iSCSI组成的IPSAN环境时，由于主机和存储之间通过光纤通道交换机或者多块网卡及IP来连接时，构成了多对多关系的IO通道，也就是说一台主机到一台存储设备之间存在多条路径。当这些路径同时生效时，I/O流量如何分配和调度，如何做IO流量的负载均衡，如何做主备。这种背景下多路径软件就产生了。

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

在linux操作系统中，RedHat和Suse的2.6的内核中都自带了免费的多路径软件包，ESX操作系统下也是自带了免费的多路径功能，而windows操作系统下，就需要购买一个叫MPIO的软件lience才能使用multi-path多路径功能。其他windows和ESX操作系统下的多路径 功能都是图形化界面比较简单这里就不多做介绍了，在这里就是介绍一下linux环境下如何配置multi-path多路径功能。

一、Linux下multipath相关工具和参数介绍：

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。这些工具通过device mapper的ioctr的接口创建和配置multipath，设备创建的多路径设备映射会在/dev /mapper中。

2、 device-mapper：主要包括两大部分：内核部分和用户部分。内核部分主要由device mapper核心（dm.ko）和一些target driver（md-multipath.ko）。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divece的属性等。linux device mapper的用户空间部分主要包括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。multipath-tool的程序中就需要调用这些库。

3、dm-multipath.ko和dm.ko：dm.ko是device mapper驱动。它是实现multipath的基础。dm-multipath其实是dm的一个target驱动。

4、scsi_id： 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，会检查该值来确定scsi id是否已经成功得到。

二、multipath在redhat 6.2中的基本配置：

1. 通过命令：lsmod |grep dm_multipath  检查是否正常安装成功。如果没有输出说明没有安装那么通过yum功能安装一下软件包：yum –y install device-mapper device-mapper-multipath

接着通过命令：multipath –ll 查看多路径状态查看模块是否加载成功

[root@liujing ~]#  multipath –ll   查看多路径状态

Mar 10 19:18:28 | /etc/multipath.conf does not exist, blacklisting all devices.

Mar 10 19:18:28 | A sample multipath.conf file is located at

Mar 10 19:18:28 | /usr/share/doc/device-mapper-multipath-0.4.9/multipath.conf

Mar 10 19:18:28 | You can run /sbin/mpathconf to create or modify /etc/multipath.conf

Mar 10 19:18:28 | DM multipath kernel driver not loaded    ----DM模块没有加载

如果模块没有加载成功请使用下列命初始化DM,或重启系统
---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

初始化完了之后再通过multipath -ll命令查看是否加载成功

[root@liujing ~]#  multipath -ll

Mar 10 19:21:14 | /etc/multipath.conf does not exist, blacklisting all devices.

Mar 10 19:21:14 | A sample multipath.conf file is located at

Mar 10 19:21:14 | /usr/share/doc/device-mapper-multipath-0.4.9/multipath.conf

Mar 10 19:21:14 | You can run /sbin/mpathconf to create or modify /etc/multipath.conf

DM multipath kernel driver not loaded    ----这个提示没了说明DM模块已加载成功。

从上面的提示可以看到，DM模块是成功加载，但是/etc/下没有multipath.conf 配置文件，下一步介绍如何配置multipath.conf 文件。

2. 配置multipath：

通过vi命令创建一个Multipath的配置文件路径是/etc/multipath.conf ,在配置文件中添加multipath正常工作的最简配置如下：

vi /etc/multipath.conf

blacklist {

devnode "^sda"

}

defaults {

user_friendly_names yes

path_grouping_policy multibus

failback immediate

no_path_retry fail

}

编辑完成后保存配置，同时通过命令：

# /etc/init.d/multipathd start #开启mulitipath服务

如果出现无法开启服务的情况，没有提示OK的话如下：

[root@liujing mapper]# service multipathd start

Starting multipathd daemon:     没有提示OK

重新开关一下服务就可以解决了。

[root@liujing mapper]# /etc/init.d/multipathd stop

Stopping multipathd daemon:                                [  OK  ]

[root@localhost mapper]# /etc/init.d/multipathd start

Starting multipathd daemon:                                [  OK  ]  -----提示OK 正常开启服务

通过命令查看：

[root@liujing mapper]# multipath -ll

mpatha (360a9800064665072443469563477396c) dm-0 NETAPP,LUN    ----创建了一个lun

size=3.5G features=‘0‘ hwhandler=‘0‘ wp=rw

`-+- policy=‘round-robin 0‘ prio=4 status=active

|- 1:0:0:0 sdb 8:16 active ready  running   ----多路径下的两个盘符sdb和sde.

`- 2:0:0:0 sde 8:64 active ready  running

目录/dev/mapper/   下多了两个文件夹mpatha 和mpathap1。

[root@liujing mapper]# cd /dev/mapper/

[root@liujing mapper]# ls

control  mpatha  mpathap1

同时fdisk –l的命令下也多了两个设备标识：

没有配置多路径时：

[root@liujing~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 146.8 GB, 146815733760 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 17849 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk identifier: 0x000a6cdd

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

/dev/sda1   *           1          26      204800   83  Linux

Partition 1 does not end on cylinder boundary.

/dev/sda2              26         287     2097152   82  Linux swap / Solaris

Partition 2 does not end on cylinder boundary.

/dev/sda3             287       17850   141071360   83  Linux

Disk /dev/sdb: 3774 MB, 3774873600 bytes

117 heads, 62 sectors/track, 1016 cylinders

Units = cylinders of 7254 * 512 = 3714048 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes

Disk identifier: 0xac956c3a

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

/dev/sdb1               1        1016     3685001   83  Linux

Partition 1 does not start on physical sector boundary.

Disk /dev/sde: 3774 MB, 3774873600 bytes

117 heads, 62 sectors/track, 1016 cylinders

Units = cylinders of 7254 * 512 = 3714048 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes

Disk identifier: 0xac956c3a

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

/dev/sde1               1        1016     3685001   83  Linux

Partition 1 does not start on physical sector boundary.

两个CAN网卡获取到同一盘符：

/dev/sde和/dev/sdb.

配置后多了/dev/mapper/mpatha和/dev/mapper/mpathap1：

[root@localhost mapper]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 146.8 GB, 146815733760 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 17849 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk identifier: 0x000a6cdd

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

/dev/sda1   *           1          26      204800   83  Linux

Partition 1 does not end on cylinder boundary.

/dev/sda2              26         287     2097152   82  Linux swap / Solaris

Partition 2 does not end on cylinder boundary.

/dev/sda3             287       17850   141071360   83  Linux

Disk /dev/sdb: 3774 MB, 3774873600 bytes

117 heads, 62 sectors/track, 1016 cylinders

Units = cylinders of 7254 * 512 = 3714048 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes

Disk identifier: 0xac956c3a

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

/dev/sdb1               1        1016     3685001   83  Linux

Partition 1 does not start on physical sector boundary.

Disk /dev/sde: 3774 MB, 3774873600 bytes

117 heads, 62 sectors/track, 1016 cylinders

Units = cylinders of 7254 * 512 = 3714048 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes

Disk identifier: 0xac956c3a

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

/dev/sde1               1        1016     3685001   83  Linux

Partition 1 does not start on physical sector boundary.

Disk /dev/mapper/mpatha: 3774 MB, 3774873600 bytes

117 heads, 62 sectors/track, 1016 cylinders

Units = cylinders of 7254 * 512 = 3714048 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes

Disk identifier: 0xac956c3a

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

/dev/mapper/mpathap1               1        1016     3685001   83  Linux

Partition 1 does not start on physical sector boundary.

Disk /dev/mapper/mpathap1: 3773 MB, 3773441024 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 458 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes

Alignment offset: 1024 bytes

Disk identifier: 0x00000000

Disk /dev/mapper/mpathap1 doesn‘t contain a valid partition table

# multipath -F #删除现有路径  两个新的路径就会被删除
# multipath -v2 #格式化路径   格式化后又出现

3. multipath磁盘的基本操作

要对多路径软件生成的磁盘进行操作直接操作/dev/mapper/目录下的磁盘就行.

在对多路径软件生成的磁盘进行分区之前最好运行一下pvcreate命令:

# pvcreate /dev/mapper/mpatha

# fdisk /dev/mapper/mpatha  分区时用这个目录/dev/mapper/mpatha

用fdisk对多路径软件生成的磁盘进行分区保存时会有一个报错,此报错不用理会.

# ls -l /dev/mapper/

[root@liujing mnt]#  ls -l /dev/mapper/

total 0

crw-rw----. 1 root root 10, 58 Mar 10 19:10 control

lrwxrwxrwx. 1 root root      7 Mar 10 20:28 mpatha -> ../dm-0

lrwxrwxrwx. 1 root root      7 Mar 10 20:33 mpathap1 -> ../dm-1

的mpathap1就是我们对multipath磁盘进行的分区

# mkfs.ext4 /dev/mapper/mpathap1 #对mpath1p1分区格式化成ext4文件系统

# mount /dev/mapper/mpathap1 /mnt/ #挂载mpathap1分区

格式化和挂载时用/dev/mapper/mpathap1 

4. 分区磁盘：

上面有提到分区时用目录/dev/mapper/mpatha

[root@liujing~]# fdisk /dev/mapper/mpatha

Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel

Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xac956c3a.

Changes will remain in memory only, until you decide to write them.

After that, of course, the previous content won‘t be recoverable.

Warning: invalid flag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It‘s strongly recommended to

switch off the mode (command ‘c‘) and change display units to

sectors (command ‘u‘).

Command (m for help): n------------------------新建分区

Command action

e   extended

p   primary partition (1-4)

p-----------------------------主分区

Partition number (1-4): 1

First cylinder (1-1016, default 1):

Using default value 1

Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1016, default 1016):

Using default value 1016

Command (m for help): w ---------------------写入列表相当于保存

The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

Syncing disks.

注：如果同一台设备的两个node挂同样的盘符，另一个盘符还需要再次写入w就行。不需要n了。

5. 格式化：

[root@liujing ~]# mkfs.ext4 /dev/mapper/mpathap1

mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)

/dev/sdd1 alignment is offset by 1024 bytes.

This may result in very poor performance, (re)-partitioning suggested.

Filesystem label=

OS type: Linux

Block size=4096 (log=2)

Fragment size=4096 (log=2)

Stride=1 blocks, Stripe width=16 blocks

230608 inodes, 921250 blocks

46062 blocks (5.00%) reserved for the super user

First data block=0

Maximum filesystem blocks=943718400

29 block groups

32768 blocks per group, 32768 fragments per group

7952 inodes per group

Superblock backups stored on blocks:

32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

Writing inode tables: done

Creating journal (16384 blocks): done

Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 33 mounts or

180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

6. 挂载 /dev/mapper/mpathap1 到 /mnt

[root@liujing ~]# mount  /dev/mapper/mpathap1  /mnt

三、multipath的高级配置之前的配置都是用multipath的默认配置来完成multipath，比如映射设备的名称，multipath负载均衡的方法都是默认设置。那有没有按照我们自己定义的方法来配置multipath呢，答案是OK。

1、multipath.conf文件的配置

接下来的工作就是要编辑/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两部份的配置。

multipaths {

multipath {

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

alias iscsi-dm0 #映射后的别名,可以随便取

path_grouping_policy multibus #路径组策略

path_checker tur #决定路径状态的方法

path_selector "round-robin 0" #选择那条路径进行下一个IO操作的方法

}

}

Devices部分配置

devices {

device {

vendor "iSCSI-Enterprise" #厂商名称

product "Virtual disk" #产品型号

path_grouping_policy multibus #默认的路径组策略

getuid_callout "/sbin/scsi_id -g -u -s /block/%n" #获得唯一设备号使用的默认程序

prio_callout      "/sbin/acs_prio_alua %d" #获取有限级数值使用的默认程序

path_checker readsector0 #决定路径状态的方法

path_selector "round-robin 0" #选择那条路径进行下一个IO操作的方法

failback        immediate #故障恢复的模式

   no_path_retry      queue #在disable queue之前系统尝试使用失效路径的次数的数值

  rr_min_io       100 #在当前的用户组中，在切换到另外一条路径之前的IO请求的数目

}

}

下面是相关参数的标准文档的介绍：

在我本地的一个完整的高级配置如下：

[root@liujing ~]# vi /etc/multipath.conf

blacklist {

devnode "^sda"

}

multipaths {

multipath {

wwid       360a98000646650724434697454546156

alias      mpathb_fcoe

path_grouping_policy    multibus

#path_checker            "directio"

prio                    "random"

path_selector           "round-robin 0"

}

}

devices {

device {

vendor     "NETAPP"

product    "LUN"

getuid_callout       "/lib/udev/scsi_id --whitelisted --device=/dev/%n"

#path_checker    "directio"

#path_selector             "round-robin 0"

failback             immediate

no_path_retry fail

}

}

其中 wwid，vendor，product， getuid_callout这些参数可以通过：multipath -v3命令来获取。如果在/etc/multipath.conf中有设定各wwid 别名,别名会覆盖此设定。

四、负载均衡测试：

可以使用dd命令来对设备进行读写操作，并同时通过iostat来查看I／0状态，流量从哪个路径出去：

DD命令：dd if=/dev/zero of=/mnt/1Gfile bs=8k count=131072    在上面我们已经把磁盘挂载在/MNT文件夹下所以我们在读写磁盘时直接对/mnt文件夹直接读写就可以了。

如果想对磁盘重复读写可以用如下语句：

[root@liujing ~]# for ((i=1;i<=5;i++));do dd if=/dev/zero of=/mnt/1Gfile bs=8k count=131072 2>&1|grep MB;done; ---重复读写5次这个值可以根据自己测试需求修改。

参考：http://blog.csdn.net/yaoyao4959/article/details/11476201

本文出自 “神威新空间” 博客，请务必保留此出处http://abool.blog.51cto.com/8355508/1540346

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深度分析LINUX环境下如何配置multi-path

原文：http://abool.blog.51cto.com/8355508/1540346