多路径软件multipath配置详解

2024-11-08 来源：个人技术集锦

多路径软件multipath介绍

多路径软件描述

使用设备映射器多路径（DM Multipath），您可以将服务器节点和存储阵列间的多个 I/O 路径配置为单一设备。这些 I/O 路径是可包含独立电缆、交换机和控制器的物理 SAN 连接。

多路径聚合了 I/O 路径并生成由聚合路径组成的新设备。

多路径软件的优势

DM 可以提供路径冗余：DM 多路径可在主动/被动（active/passive）配置中提供故障切换。在主动/被动配置中，任何时候只有路径的子集用于 I/O。如果 I/O 路径的任何元素（如电缆、交换机或控制器）出现故障，DM 多路径会切换到备用路径。
DM还可以提供性能优化：可将 DM 多路径配置为主动/主动模式，其中将 I/O 以轮循（round-robin）方式分布到所有路径中。在某些配置中，DM-Multipath 可以检测 I/O 路径上的加载，并动态重新平衡负载。

multipath包含的组件

组件	描述
`dm_multipath` 内核模块	为路径和路径组群重新路由 I/O 并支持故障切换。
`mpathconf` 工具	配置并启用设备映射器多路径。
`multipath` 命令	列出并配置多路径设备。每当添加块设备时，它也由 `udev` 执行，以确定该设备是否是多路径设备的一部分。
`multipathd` 守护进程	自动创建和删除多路径设备并监控路径；作为路径失败，可以更新多路径设备。允许对多路径设备进行交互式的修改。如果 `/etc/multipath.conf` 文件有任何更改，请重新加载该服务。
`kpartx` 命令	为设备中的分区创建设备映射器设备。当创建了多路径设备以便在其之上创建分区设备时，该命令将由 `udev` 自动执行。`kpartx` 命令在其自己的软件包中提供，但 `device-mapper-multipath` 软件包依赖于它。
`mpathpersist`	在多路径设备中设置 `SCSI-3` 持久预留。这个命令的工作方式与 `sg_persist` 对于 SCSI 设备的工作方式相似，它们不是多路径的，但它会处理在多路径设备的所有路径中设置持久性保留的方法。它与 `multipathd` 协调，以确保在稍后添加的路径上正确设置保留。要使用此功能，必须在 `/etc/multipath.conf` 文件中定义 `reservation_key` 属性。否则 `multipathd` 守护进程将不会检查新发现的路径或恢复的路径。

multipath 命令

multipath 命令用于检测和组合到设备的多个路径。它提供不同的选项来管理您的多路径设备。

下表描述了可能会用到的 multipath 命令的一些选项。

选项	描述
`-l`	显示 `sysfs` 和设备映射器收集的当前多路径拓扑。
`-ll`	显示来自 `sysfs`、设备映射器以及系统上所有其他可用组件收集的当前多路径拓扑。
`-f device`	删除命名的多路径设备。
`-F`	删除所有未使用的多路径设备。
`-w device`	从 `wwids` 文件中删除指定设备的 `wwid`。
`-W`	重置 `wwids` 文件，使其只包含当前的多路径设备。
`-r`	强制重新载入多路径设备。

显示多路径拓扑

要有效地监控路径，对多路径问题进行故障排除，或者检查多路径配置是否正确，您可以显示多路径拓扑。

流程

用于列出、创建或重新载入多路径设备的其他多路径命令也会显示设备拓扑。但是，某些信息可能未知，并在输出中显示为 undef。这是正常的行为。使用 multipath -ll 命令查看正确的状态。

在某些情况下，如创建多路径设备，多路径拓扑会显示一个参数，这代表是否采取了任何操作。例如，以下命令输出显示create: 参数，来表示创建了一个多路径设备：
create: mpatha (3600d0230000000000e13954ed5f89300) undef WINSYS,SF2372
size=233G features='1 queue_if_no_path' hwhandler='0' wp=undef
`-+- policy='service-time 0' prio=1 status=undef
`- 6:0:0:0 sdf 8:80 undef ready running

路径状态

multipathd 守护进程会根据 /etc/multipath.conf 文件中定义的轮询间隔定期对路径状态进行更新。就内核而言，dm 状态与路径状态类似。dm 状态将保留其当前状态，直到路径检查程序完成为止。

路径状态

ready, ghost该路径已启动并准备好进行 I/O。

faulty, shaky路径为停用。

i/o pending检查程序正积极检查此路径，状态将很快更新。

i/o timeout检查程序在超时之前没有返回success/failure。这被认为与 faulty 一样。

removed该路径已从系统中删除，很快也将从多路径设备中删除。这被认为与 faulty 一样。

wild multipathd 无法运行路径检查程序，因为内部错误或配置问题。这与 faulty 相同，除了多路径会跳过路径上的许多操作。

unchecked路径检查程序还没有在此路径上运行，要么是因为它刚刚被发现，还没有一个分配的路径检查程序，要么是路径检查程序遇到了错误。这与 wild 相同。

delayed路径检查程序返回路径已启动，但多路径会延迟路径的恢复，因为路径最近失败了多次，且多路径已被配置为在此种情况下延迟路径。这被认为与 faulty 一样。
DM 状态

Active映射到 ready 和 ghost 路径状态。

Failed映射到所有其他路径的状态，除了没有等效的 dm 状态的 i/o pending 。
在线状态

Running设备已启用。

Offline设备已禁用。

安装multipath软件

RHEL/CentOS

老版本：
# yum install device-mapper-multipath
8之后：
# dnf install device-mapper-multipath

Ubuntu

$ sudo apt-update
$ sudo apt-get install multipath-tools multipath-tools-boot

初始化配置文件

第一次安装multipath后，是没有配置文件/etc/multipath.conf的，可以手动创建或者从模板拷贝。

RHEL/CentOS

创建一个空配置

# mpathconf --enable

将 DM 多路径配置为使用多路径设备 WWID 作为其名称，而不是 mpath_n_ 用户友好命名方案：

# mpathconf --enable --user_friendly_names n

从模板拷贝配置文件

cp  /usr/share/doc/device-mapper-multipath-0.4.9/multipath.conf   /etc/multipath.conf

通过multipath内置的配置库获取默认的配置文件

1.手动创建一个空的multipath.conf文件

# touch /etc/multipath.conf

2.使用如下命令获取内置配置

# echo "show config" | multipathd -k >/etc/multipath.conf

重新载入配置

# systemctl reload multipathd.service
# systemctl start multipathd.service

验证配置结果

# ls /dev/mapper/

查看默认配置

# multipath -t

Ubuntu

从模板拷贝配置

# cp  /usr/share/doc/multipath-tools/examples   /etc/multipath.conf

从内部配置库获取配置文件

# touch /etc/multipath.conf   --//创建一个空配置
# systemctl restart multipath-tools.service  --//重启服务
# echo 'show config' | multipathd -k > multipath.conf-live  --//生成内部配置

手动创建一个配置文件，然后编辑内容

重启服务，重新加载配置

# systemctl restart multipath-tools.service

自定义多路径配置

查看默认配置

# multipathd show config
# multipath -t

关于配置文件结构描述

在DM的配置文件中可以有以下几类配置项：

blacklist

不视为多路径的特定设备列表。
blacklist_exceptions

根据 blacklist 部分的参数，列出其他将被忽略的多路径设备。
defaults

DM 多路径的常规默认设置。
multipaths

各个多路径设备特性的设置。这些值会覆盖在配置文件中的 overrides, devices, 和 defaults 部分指定的值。
devices

各个存储控制器的设置。这些值覆盖了在配置文件的 defaults 部分中指定的内容。如果您使用默认不支持的存储阵列，您可能需要为阵列创建 devices 子部分。
overrides

适用于所有设备的设置。这些值覆盖了在配置文件的 devices 和 defaults 部分中指定的值。

当系统决定多路径设备的属性时，它会按照以下顺序检查 multipath.conf 文件中的单独部分的设置：

multipaths 部分
overrides 部分
devices 部分
defaults 部分

配置文件blacklist段

blacklist中设置不被DM配置的本地磁盘设备，通常有以下几种方式：

通过设备的WWID设置

获取到本地设备，如sda的wwid

# multipathd show paths raw format "%d %w" | grep sda
sda WDC_WD800JD-75MSA3_WD-WMAM9FU71040

编辑/etc/multipath.conf文件如下：

blacklist {
      wwid WDC_WD800JD-75MSA3_WD-WMAM9FU71040
}

通过设备名称设置

使用devnode 本地磁盘设备名称设置blacklist。
```
blacklist {
 devnode "^sd[a-z]"
}
```
此方式不太推荐，因为如果某些设备不经udev规则绑定，可能在系统重启后，设备名称会发生变化。

通过设备类型设置

通过特定的设备类型，屏蔽某些特定型号的设备。

blacklist {
 	device {
 		vendor "IBM"
 		product "3S42" #DS4200 Product 10
 	}
 	device {
 		vendor "HP"
 		product "*"
 	}
}

配置文件defaults段

参见文档： multipath默认参数值.xlsx

配置文件multipaths段

使用 multipath.conf 配置文件的 multipaths 部分设置单个多路径设备的属性。设备映射器(DM)多路径使用这些属性覆盖所有其他配置设置，包括 overrides 部分中的设置。

multipaths 部分仅将 multipath 子部分识别为属性。下表显示了您可以在 multipath 子部分中为每个特定多路径设备设置的属性。

属性	描述
`wwid`	指定多路径设备的 WWID，多路径属性应用到其中。这个参数对于 `multipath.conf` 文件的这个部分是必需的。
`alias`	指定多路径设备的符号名称，多路径属性应用到其中。如果您使用 `user_friendly_names`，请不要将此值设置为 `mpath <n>`。这可能导致与自动分配的用户友好名称冲突，并为您提供不正确的设备节点名称。

以下列表中的属性是可选的。如果没有设置它们，则会应用来自 overrides, devices, 或 defaults 部分中的默认值。以下这些属性的设置可以参考配置默认设置章节

path_grouping_policy
path_selector
prio
prio_args
failback
no_path_retry
rr_min_io
rr_min_io_rq
flush_on_last_del
features
reservation_key
user_friendly_names
deferred_remove
san_path_err_threshold
san_path_err_forget_rate
san_path_err_recovery_time
marginal_path_err_sample_time
marginal_path_err_rate_threshold
marginal_path_err_recheck_gap_time
marginal_path_double_failed_time
delay_watch_checks
delay_wait_checks
skip_kpartx
max_sectors_kb
ghost_delay

配置文件devices段

使用 multipath.conf 配置文件的 devices 部分为单个存储控制器类型定义设置。本节中设置的值覆盖 defaults 部分中的指定的值。系统根据 vendor, product, 和 revision 关键字标识存储控制器类型。这些关键字是正则表达式，必须与有关特定设备的 sysfs 信息匹配。

devices 部分仅将 device 子部分识别为属性。如果某个设备有多个关键字匹配，则所有匹配条目的属性都将应用到其中。如果在多个匹配的 device 子部分中指定属性，则后续版本的条目优先于任何之前条目。

属性	描述
vendor	指定与设备厂商名称匹配的正则表达式。这是一个必需属性。
product	指定与设备产品名称匹配的正则表达式。这是一个必需属性。
revision	指定与设备产品修订匹配的正则表达式。如果缺少 revision 属性，则所有设备修订都匹配。
product_blacklist	多路径使用此属性创建具有 vendor 属性的设备 blacklist 项，它与这个设备项的 vendor 属性匹配，以及一个 product 属性，它与这个 product_blacklist 属性匹配。
vpd_vendor	使用 VPD 页缩写来显示特定于供应商的 Vital 产品数据(VPD) 页面信息。
vpd_vendor	multipathd 守护进程使用此信息来收集设备特定信息。目前只支持 hp3par VPD 页面。
hardware_handler	指定用于特定设备类型的硬件处理器。所有可能的值都依赖于硬件，包括：
	emc：DGC 类数组的硬件处理程序，如 CLARiiON CX/AX 和 EMC VNX 和 unity 系列。
	rdac ：LSI/Engenio/NetApp RDAC 类的硬件处理器，如 NetApp SANtricity E/EF 系列，以及 IBM DELL SGI STK 和 SUN 的 OEM 阵列。
	hp_sw: HP/COMPAQ/DEC HSG80 和 MSA/HSV 阵列的硬件处理程序，只使用 Active/Standby 模式。
	alua：SCSI-3 ALUA 兼容阵列的硬件处理程序.
	ana: NVMe ANA 兼容阵列的硬件处理程序。
	默认值为 unset。

Linux 内核，版本 4.3 及更新版本会自动将设备处理程序附加到已知设备。这包括支持 SCSI-3 ALUA 的所有设备。之后，内核不会启用更改处理程序。在这些内核上设置此类设备的 hardware_handler 属性不会起作用。

以下列表中的属性是可选的。如果没有设置它们，则应用 defaults 部分中的默认值。有关这些属性的完整描述，请参阅配置文件默认值。

path_grouping_policy
uid_attribute
getuid_callout
path_selector
path_checker
prio
prio_args
failback
alias_prefix
no_path_retry
rr_min_io
rr_min_io_rq
flush_on_last_del
features
reservation_key
user_friendly_names
deferred_remove
san_path_err_threshold
san_path_err_forget_rate
san_path_err_recovery_time
marginal_path_err_sample_time
marginal_path_err_rate_threshold
marginal_path_err_recheck_gap_time
marginal_path_double_failed_time
delay_watch_checks
delay_wait_checks
skip_kpartx
max_sectors_kb
ghost_delay
all_tg_pt

配置文件voverrides段

overrides 部分可以识别可选的 protocol 子部分，并可包含多个 protocol 子部分。系统使用强制 type 属性将路径设备与 protocol 子匹配。匹配 protocol 子部分中的属性优先于其它 overrides 部分中的属性。如果有多个匹配的 protocol 子部分，则后续条目具有更高的优先级。

protocol 子部分识别以下强制属性：

属性	描述
type	指定与设备厂商名称匹配的正则表达式。这是一个必需属性。
	scsi:fcp, scsi:spi, scsi:ssa, scsi:sbp, scsi:srp, scsi:iscsi, scsi:sas, scsi:adt, scsi:ata, scsi:unspec, ccw, cciss, nvme, undef
	此属性不是正则表达式。路径设备协议字符串必须完全匹配。

以下列表中的属性对于 protocol 子部分是可选的。如果没有设置它们，则应用来自 overrides, devices 或 defaults 部分中的默认值。

fast_io_fail_tmo
dev_loss_tmo
eh_deadline

DM multipath管理和排障

多路径常用操作

查看当前多路径拓扑，显示当前所有可用路径
```
# multipath -ll
```
清除所有未使用的路径，然后重新扫描路径
```
# multipath -F && multipath -rr
```
显示检测路径，合并路径等过程信息
```
# multipath -v2
# multipath -v3
```
显示路径
```
# multipathd show paths
```
显示multipathd后台服务的PID
```
# multipathd show daemon
```
显示当前多路径加载的所有配置
```
# echo 'show config' | multipathd -k
```

resize多路径设备

存储侧resize LUN设备
主机侧执行
```
# multipath -l
```
查看当前多路径拓扑
主机侧执行
```
# echo 1 > /sys/block/device_name/device/rescan
```
向rescan文件写入1，触发SCSI驱动器重新扫描SCSI设备。
resize 多路径设备
```
# multipathd -k 'resize map mpatha'
```
resize文件系统
```
# resize2fs /dev/mapper/mpatha
```

附件-multipath.conf参数项

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multipath包含的组件

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显示多路径拓扑

路径状态

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RHEL/CentOS

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初始化配置文件

RHEL/CentOS

Ubuntu

自定义多路径配置

查看默认配置

关于配置文件结构描述

配置文件blacklist段

配置文件defaults段

配置文件multipaths段

配置文件devices段

配置文件voverrides段

DM multipath管理和排障

多路径常用操作

resize多路径设备

附件-multipath.conf参数项