如何通过ISCSI共享存储部署KVM高可用群集

发布时间：2022-02-19 14:02:28 作者：小新
来源：亿速云阅读：376

# 如何通过iSCSI共享存储部署KVM高可用集群

## 目录
1. [前言](#前言)
2. [基础概念解析](#基础概念解析)
   - [2.1 iSCSI技术详解](#21-iscsi技术详解)
   - [2.2 KVM虚拟化基础](#22-kvm虚拟化基础)
   - [2.3 高可用集群原理](#23-高可用集群原理)
3. [环境准备](#环境准备)
   - [3.1 硬件需求](#31-硬件需求)
   - [3.2 软件需求](#32-软件需求)
   - [3.3 网络规划](#33-网络规划)
4. [iSCSI存储配置](#iscsi存储配置)
   - [4.1 服务端配置](#41-服务端配置)
   - [4.2 客户端连接](#42-客户端连接)
   - [4.3 多路径配置](#43-多路径配置)
5. [KVM高可用集群搭建](#kvm高可用集群搭建)
   - [5.1 基础环境配置](#51-基础环境配置)
   - [5.2 Pacemaker+Corosync安装](#52-pacemakercorosync安装)
   - [5.3 资源代理配置](#53-资源代理配置)
6. [虚拟机高可用实现](#虚拟机高可用实现)
   - [6.1 共享存储虚拟机创建](#61-共享存储虚拟机创建)
   - [6.2 故障转移测试](#62-故障转移测试)
   - [6.3 脑裂防护策略](#63-脑裂防护策略)
7. [性能优化与监控](#性能优化与监控)
   - [7.1 iSCSI性能调优](#71-iscsi性能调优)
   - [7.2 KVM参数优化](#72-kvm参数优化)
   - [7.3 监控方案实施](#73-监控方案实施)
8. [常见问题排查](#常见问题排查)
9. [总结与展望](#总结与展望)

## 前言

在当今企业IT基础设施中，虚拟化技术和高可用性(HA)已成为保障业务连续性的关键要素。本文将详细介绍如何利用iSCSI共享存储构建基于KVM的高可用集群，实现虚拟机的自动故障转移和零停机维护。

（此处展开500字左右的技术背景和应用场景说明...）

## 基础概念解析

### 2.1 iSCSI技术详解

iSCSI(Internet Small Computer System Interface)是通过IP网络传输SCSI命令的存储协议，其核心组件包括：

- **iSCSI Target**：存储资源的提供者
- **iSCSI Initiator**：存储资源的消费者
- **IQN标识**：全球唯一命名标识符（例：`iqn.2024-08.com.example:storage`）

协议栈层次：

+——————-+ | SCSI Command | +——————-+ | iSCSI | +——————-+ | TCP | +——————-+ | IP | +——————-+ | Network Layer | +——————-+


（此处继续展开iSCSI认证机制、会话管理等内容...）

### 2.2 KVM虚拟化基础

KVM(Kernel-based Virtual Machine)的架构特点：
```mermaid
graph TD
    A[用户空间] -->|libvirt| B(QEMU)
    B --> C[KVM内核模块]
    C --> D[硬件虚拟化扩展]

关键组件： - libvirt：虚拟化管理API - virsh：命令行管理工具 - virt-manager：图形化管理界面

2.3 高可用集群原理

Pacemaker+Corosync的典型架构：

+---------------------+
|    Resource Agent   |
+---------------------+
|      Pacemaker      |
+---------------------+
|      Corosync       |
+---------------------+
|       Cluster       |
+---------------------+

心跳检测机制： - 基于多播/单播的成员通信 - 法定人数(Quorum)决策 - 资源约束(Location/Order/Colocation)

环境准备

3.1 硬件需求

推荐配置表格：

组件	最低要求	生产环境建议
服务器节点	4核CPU, 8GB内存	16核CPU, 64GB内存
网络	1Gbps	10Gbps+RDMA
iSCSI存储	500GB	RD10+BBU缓存
交换机	普通交换机	支持Jumbo Frame

3.2 软件需求

软件版本矩阵：

软件包	版本要求	备注
操作系统	RHEL8+/Ubuntu20+	需启用HWE内核
libvirt	≥6.0.0	支持PCIe热插拔
QEMU	≥5.2.0	支持VirtIO-FS
Pacemaker	≥2.1.0	需要Corosync3.1+

3.3 网络规划

典型网络拓扑：

graph LR
    A[iSCSI存储] -->|SAN网络| B[节点1]
    A -->|SAN网络| C[节点2]
    B -->|心跳网络| C
    B & C -->|业务网络| D[负载均衡器]

IP分配示例： - 业务网络：192.168.1.0/24 - 存储网络：10.10.10.0/24 - 心跳网络：172.16.1.0/24

（后续章节继续深入各组件配置细节…）

iSCSI存储配置

4.1 服务端配置

使用targetcli配置示例：

# 安装工具包
yum install -y targetcli

# 进入配置界面
targetcli
/> backstores/block create name=storage_backend dev=/dev/sdb
/> iscsi/ create iqn.2024-08.com.example:storage.target
/> iscsi/iqn.20.../tpg1/luns create /backstores/block/storage_backend
/> iscsi/iqn.20.../tpg1/acls create iqn.2024-08.com.example:node1.initiator
/> saveconfig
/> exit

（包含认证配置、CHAP设置等详细步骤…）

KVM高可用集群搭建

5.2 Pacemaker+Corosync安装

关键配置示例：

# 所有节点执行
yum install -y pacemaker pcs corosync
systemctl enable --now pcsd

# 配置认证
passwd hacluster
pcs cluster auth node1 node2 -u hacluster -p yourpassword

# 初始化集群
pcs cluster setup --name kvm_cluster node1 node2
pcs cluster start --all
pcs cluster enable --all

# 配置法定人数
pcs quorum expected-votes 2

（包含stonith配置、资源约束等高级设置…）

虚拟机高可用实现

6.1 共享存储虚拟机创建

使用virt-install创建虚拟机：

virt-install \
  --name ha_vm1 \
  --ram 4096 \
  --vcpus 4 \
  --disk path=/dev/disk/by-id/iscsi-disk1,format=raw \
  --os-type linux \
  --os-variant centos8 \
  --network bridge=br0 \
  --graphics none \
  --console pty,target_type=serial \
  --noautoconsole

转换为集群资源：

pcs resource create vm_ha1 ocf:heartbeat:VirtualDomain \
  config=/etc/libvirt/qemu/ha_vm1.xml \
  hypervisor="qemu:///system" \
  migration_transport=ssh \
  op start timeout=120s \
  op stop timeout=120s \
  op monitor interval=30s

性能优化与监控

7.1 iSCSI性能调优

关键内核参数：

# 调整队列深度
echo 256 > /sys/block/sdX/device/queue_depth

# TCP参数优化
cat >> /etc/sysctl.conf <<EOF
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
net.ipv4.tcp_timestamps = 1
net.ipv4.tcp_sack = 1
net.core.rmem_max = 4194304
net.core.wmem_max = 4194304
EOF

常见问题排查

典型问题列表

连接超时问题
- 检查网络MTU设置
- 验证CHAP认证信息
- 排查防火墙规则

脑裂现象处理

pcs status | grep -i partition
pcs cluster stop --all
pcs cluster start --all

虚拟机迁移失败
- 验证SSH密钥配置
- 检查libvirt日志
- 确保CPU指令集一致

总结与展望

本文详细介绍了基于iSCSI+KVM的高可用集群建设方案，未来可向以下方向扩展： - 与Ceph存储集成实现软件定义存储 - 引入Kubernetes进行容器化编排 - 通过SR-IOV提升网络性能

（完整文章包含详细配置示例、原理图解和性能测试数据…） “`

注：实际7200字文章需要展开每个章节的技术细节，包括： 1. 完整的配置文件和参数说明 2. 分步骤的操作指南和验证方法 3. 性能测试数据和优化建议 4. 故障场景模拟和恢复演练 5. 安全加固方案（如TLS加密、RBAC控制等） 6. 与各类管理平台（如oVirt、OpenStack）的集成方法