Linux存储在线管理（一）FC磁盘设备管理
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介绍
本文主要介绍Linux环境下FC磁盘管理相关只是，主要内容包括FC驱动介绍、Linux SCSI磁盘永久命名、FC磁盘添加与删除、FC磁盘路径添加与删除以及FC存储链路在线扫描。
更多信息
Fibre Channel驱动
Linux系统上Fibre Channel驱动用户空间接口位于/sys/class文件夹下面。以下条目中，H代表主机，B代表bus号，T代表target，L代表lun id，R代表对端端口号。
注意：
如果主机使用多路径软件，修改配置参数之前，建议咨询多路径软件厂商
/sys/class目录下有三个主要文件夹跟 fibre channel相关的文件夹fc_transport、fc_remote_ports，fc_hosts。其中fc_transport代表已分配存储信息；fc_remote_ports代表主机到存储端口链路信息（fc_remote_ports文件夹包含未给主机分配存储的链路信息）；fc_host代表主机HBA卡信息。
Transport： /sys/class/fc_transport/targetH:B:T/
- port_id – 存储端口的 24位交换机端口ID
- node_name – 存储端口的64位node name
- port_name – 存储端口的64位port name
Remote Port：/sys/class/fc_remote_ports/rport-H:B-R/
- port_id – 存储端口的 24位交换机端口ID
- node_name – 存储端口的64位node name
- port_name – 存储端口的64位port name
- dev_loss_tmo – 链路故障等待时间。故障链路不再处理任何新的IO。默认dev_loss_tmo值视具体HBA卡而定，Qlogic默认是35秒，Emulex默认是30秒。HBA卡自带驱动可以覆盖这个 参数值。dev_loss_tmo最大值600秒，如果dev_loss_tmo值小于0或者大于600，HBA自带超时值生效。
- fast_io_fail_tmo – IO故障等待时间。链路波动情况，IO尝试多长时间。
Host：/sys/class/fc_host/hostH
- port_id – HBA端口的 24位交换机端口ID。
- issues_lip – 重置HBA端口，重新尝试发现存储端口。
Persistent命名
操作系统通过路径发送IO到存储，Linux系统SCSI磁盘路径有以下部分组成：
- HBA卡的PCI标示符
- HBA卡的管道号
- 存储端SCSI target地址
- LUN(Logical Unit Number) 号
SCSI磁盘路径在Linux上有3中表现方式：一、/dev/sd目录；二、通过major:minor号；三、/dev/disk/by-path，该目录是 /dev/sd设备的软连接。Fibre Channel磁盘路径示范如下：
上面这三种SCSI磁盘路径都不是永久不变，当服务器新增或者删除新的PCI设备时候，路径就会发生变化，有时候即使是服务器重启也可能导致路径变成发生变化。
为了保证应用程序使用的磁盘路径能够永久不变，有以下几种方法:
- WWID
根据SCSI标准，每个SCSI磁盘都有一个WWID。类似于网卡的MAC地址，要求是独一无二。通过WWID标示SCSI磁盘就可以保证磁盘路径永久不变，Linux系统上/dev/disk/by-id目录包含每个SCSI磁盘WWID访问路径。实例：
scsi-3600508b400105e210000900000490000 -> ../../sda
提示：Linux自带的device-mapper-multipath工具就是通过WWID来探测SCSI磁盘路径，可以将同一设备多条路径合并，并在/dev/mapper/下面创建新的设备路径。通过multipath –l可以看到WWID与 磁盘路径、Host:Channel:Target:Lun与/dev/sd以及major:minor对应关系。
- UUID
UUID是有文件系统在创建时候生成的，用来标记文件系统，类似WWID一样也是独一无二的。因此使用UUID来标示SCSI磁盘，也能保证路径是永久不变的。Linux上/dev/disk/by-uuid可以看到每个已经创建文件系统的磁盘设备以及与/dev/sd之间的映射关键。
注意：Linux自带的md和LVM工具也会在SCSI磁盘上面写入UUID信息。
- UDEV
UDEV是Linux提供的一种让用户对设备进行自定义命名的机制。可以通过UDEV将WWID/UUID信息跟磁盘路径映射起来，这样也可以保证设备路径永久不变。
磁盘删除
在删除磁盘之前，建议先备份好数据，将内存脏数据写入磁盘，然后再删除磁盘所有关联路径。对于使用多路径软件的磁盘，需要同时删除多路径设备和每个路径磁盘。删除磁盘建议在系统空闲时操作，内存脏数据写入磁盘会增加系统负载，可以通过vmstat 1 100观察系统负载。如果满足一下条件之一，则不建议进行删除操作：
- vmstat 100次输出结果超过10次以上的free内存小于系统内存的5%。
- vmstat结果的si和so列不为空，代表系统正在进行swaping，将内存数据写入磁盘。
磁盘删除操作步骤如下：
- 关闭使用磁盘的进程，备份磁盘数据。可以通过fuser命令查看正在访问某个磁盘的进程。
- umount卸载基于待删除磁盘的文件系统
- md和LVM中删除磁盘。LVM可以使用vgreduce从卷组移除改磁盘，然后使用pvremove从磁盘删除LVM元数据。
- 如果磁盘使用多路径软件，通过mulitpath –l查看磁盘所有路径，然后通过multipath –f删除磁盘。（如果使用powerpath多路径软件，请参考powerpath操作手册）
- blockdev –flushfs 将脏数据写入磁盘。这一步骤对于裸设备事情情况尤为重要，因为裸设备无法通过umount或者vgreduce将脏数据写入磁盘。
- 删除应用程序或者脚本中的磁盘路径引用。
- 使用命令echo 1 > /sys/block/device-name/device/delete删除磁盘，device-name以sd开头，比如sda、sdb；或者使用命令echo 1 > /sys/class/scsi_device/h:c:t:l/device/delete删除磁盘，h代表HBA卡号，c代表HBA卡channel，t代表SCSI target ID，i代表LUN ID。h:c:t:l这些信息可以通过lsscsi，scsi_id，multipath –l，ls –l /dev/disk/by-*方式查看。
- 直接删除磁盘文件。
磁盘路径删除
当系统使用多路径软件时候，可以在线删除一条路径而不影响业务使用。操作步骤如下：
- 在应用程序或脚本中删除磁盘路径应用。
- 使用命令echo offline > /sys/block/sda/device/state将磁盘路径offline。多路径软件将会使用剩余路径处理IO。
- 使用命令echo 1 > /sys/block/device-name/delete命令从SCSI子系统删除磁盘路径，device-name通常以sd开头，比如sda、sdb。
添加新磁盘或者磁盘路径
添加新磁盘或者磁盘路径，系统可能会自动分配老磁盘使用的名称给新磁盘，比如/dev/sd，major:minoe和/dev/disk/by-path。因此在添加之前，请确认应用程序和脚本已经删除老磁盘的引用。
添加新磁盘或者磁盘路径步骤如下：
- 完成交换机和存储配置，记录号存储端口的WWPN。
- 使用下面命令在系统上重新扫描磁盘设备。
echo “c t l” > /sys/class/scsi_host/hosth/scan
h代表HBA号，c代表HBA卡channel，t代表SCSI target ID，l代表LUN ID。
也可以使用 命令echo “scsi add-single-device 0 0 0 0” > /proc/scsi/scsi完成扫描。
- 某些HBA卡在存储分配完成后，需要通过issue_lip才能发现新增加设备，具体参考“存储链路扫描”。（如果需要issue_lip，建议停止IO操作）
- 新分配LUN在操作系统没有显示，可以通过sg_luns命令（来自sg3_utils包）重新获取阵列LUN列表。
- c:t:l信息可以使用命令grep “存储SP端口WWPN” /sys/class/fc_transport/*/[node_name|port_name]获取；也可以通过lsscsi、scsi_id、multipath –l或者ls –l /dev/disk/by-*方法获取。
- 使用多路径软件multipath（或者其他多路径软件）确认磁盘路径添加正常。
存储链路扫描
Linux操作系统提供多种存储链路重置操作。存储链路重置通常用于多路径设备添加或者删除，这是一种破坏性操作，将导致IO操作超时。请谨慎使用这类型操作，另外操作时请注意以下事项：
- 操作前请确认链路没有新的IO，脏数据已经写回存储。
- 在系统内存资源使用紧张情况下，不建议进行链路删除操作。系统内存使用情况可以通过vmstat 1 100命令评估。
以下命令可用于存储链路重新扫描：
- echo "1" > /sys/class/fc_host/host/issue_lip
issue_lip重置HBA链路，重新扫描整个链路并配置SCSI target。该操作是一种异步操作类型，具体完成时间需要参考/vag/log/message日志。Linux操作系统自带的lpfc和qla2xxx 驱动支持issue_lip命令。
- echo “- - - ” > /sys/class/scsi_host/hostH/scan
- rmmod 驱动/ modprobe 驱动 删除/重新加载HBA卡驱动。
参考
- Redhat Linux – Storage Administration Guide