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        FCoE在Linux下的部署

        2016-11-26 11:27:06
        網(wǎng)絡(luò)安全和信息化 2016年6期
        關(guān)鍵詞:信息

        引言: 本文簡要介紹了FCoE的應(yīng)用背景,同時介紹了FCoE協(xié)議的封裝、映射關(guān)系、融合型增強以太網(wǎng)。重點以實例介紹聚合網(wǎng)絡(luò)適配卡(CNA)和具有FCoE硬件卸載引擎的10Gb以太網(wǎng)卡在Linux下的具體部署設(shè)置。

        FCoE(Fibre Channel over Ethernet)以太網(wǎng)光纖通道的出現(xiàn),解決了LAN和SAN的融合問題,F(xiàn)CoE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以將光纖通道映射到以太網(wǎng),可以將光纖通道信息插入以太網(wǎng)信息包內(nèi),從而讓服務(wù)器-SAN存儲設(shè)備的光纖通道請求和數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)連接來傳輸,而無需專門的光纖通道結(jié)構(gòu)。

        FCoE的部署

        FCoE可以只部署在服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接入層。目的是實現(xiàn)服務(wù)器I/O整合,簡化服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接入層的線纜設(shè)施。服務(wù)器安裝支持FCoE的網(wǎng)卡,并連接到接入層FCoE交換機,接入層交換機再分別通過10GE鏈路和FC鏈路連接到現(xiàn)有的LAN和SAN;FCoE也可以整網(wǎng)端到端(接入—匯聚—核心)部署。FCoE技術(shù)的應(yīng)用范圍擴大到整網(wǎng),除接入層交換機外,匯聚核心層交換機也支持FCoE功能;除服務(wù)器外,存儲設(shè)備也需支持FCoE接口。由此實現(xiàn)了LAN與SAN的融合,簡化了整網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。雖然目前原生支持FCoE的存儲設(shè)備很少,但除了連接原生FCoE存儲設(shè)備外,用戶仍可通過DCB/CEE交換機與FC交換機連接,讓FCoE服務(wù)器端存取傳統(tǒng)的FC存儲設(shè)備,且能沿用原有的FC管理模式。

        在FCoE的服務(wù)器端,適配卡可以有三種選擇。

        1)聚合網(wǎng)絡(luò)適配卡(CNA)。CNA卡大都屬于Emulex、Qlogic、Brocade等傳統(tǒng)光纖通道廠商的產(chǎn)品,擁有完整的硬件卸載(Offload)引擎,既可處理封裝在TCP/IP協(xié)議封包,也可處理FCoE幀(封裝了FCP封包的以太網(wǎng)幀)。CNA卡的運用更具彈性,而且憑借完整的硬件卸載引擎,耗用的主機運算資源相對較少。

        2)具有FCoE硬件卸載引擎的10Gb以太網(wǎng)卡。這類網(wǎng)卡是由傳統(tǒng)的NIC廠商推出,具有不同程度的FCoE卸載功能,可以減輕主機處理FCoE的運算負(fù)擔(dān),但卸載功能不如CNA卡那樣完整,仍須配合Initiator軟件支持。

        3)一般的10Gb以太網(wǎng)卡。僅具備一般LAN網(wǎng)絡(luò)傳輸用的TCP卸載引擎,但不具備FCoE卸載功能,相關(guān)運算工作必須通過Initiator軟件交由主機承擔(dān)。

        FCoE適配卡在Linux下配置

        在Linux下使用使用不完全FCoE硬件卸載功能FCoE適配器主要用到三個組件:lldpad、dcbtool和fcoeadm,而具有完全的FCoE硬件卸載功能CNA卡主要使用fcoeadm配置工具。

        下面針對具有完整FCoE硬件卸載功能和部分卸載功能的網(wǎng)卡的使用分別加以說明:

        1、聚合網(wǎng)絡(luò)適配卡(CNA)使用與配置

        下面以Broadcom的CNA卡,操作系統(tǒng)為RHEL 6.4為例,介紹聚合網(wǎng)絡(luò)適配卡(CNA)使用與配置(所有操作需要root用戶權(quán)限):

        1)在服務(wù)器PCIe插槽正確安裝CNA卡,并確保CNA卡BIOS中啟用FCoE完全卸載功能。安裝Broadcom的Red Hat Enterprise Linux 6的多功能驅(qū)動程序。

        2)在控制臺使用ethtool命令識別出驅(qū)動好的網(wǎng)卡,本例中是eth2,其命令形式為:

        #ethtool eth2

        該命令會顯示網(wǎng)卡的速率、端口類型等信息。

        3)安裝FCoE相關(guān)工具包,如果在安裝操作系統(tǒng)時沒有安裝,可以在Redhat安裝介質(zhì)的packages文件夾中找到并手動安裝,在RHEL 6.4 及以下,包的名字是fcoe,在 RHEL 6.5中變?yōu)閒coe-util,同時找到lldpad(鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議代理守護程序),使用rpm命令手動安裝。

        4)創(chuàng)建該網(wǎng)絡(luò)適配器的FCoE 配置文件

        #cp /etc/fcoe/cfgethx/etc/fcoe/cfg-eth2

        將默認(rèn)的 FCoE 配置文件復(fù)制到 /etc/fcoe/cfgeth2。這里網(wǎng)卡是處理FCoE的網(wǎng)卡,其編號會根據(jù)具體情況有所不同。

        5)修改文件/etc/fcoe/cfg-eth2中"DCB_REQUIRED"為 "NO"。 由于CNA卡擁有完整的硬件卸載(Offload)引擎,不需要DCB服務(wù),因而需要手動禁止。

        如果需要啟動時自動加載可以在相應(yīng)配置文件,在相應(yīng)配置文件中修改”O(jiān)NBOOT=yes” 本例中的配置文件為/etc/sysconfig/networkscripts/ifcfg-eth2 .配置好IP和掩碼等信息,當(dāng)然這一步驟工作也可以通過終端和GUI下配置工具完成而無需手工修改配置文件。

        6)手動禁止CNA接口上的 lldpad 守護進程

        #lldptool set-lldp -i eth2 adminStatus=disabled

        由于CNA卡擁有完整的硬件卸載(Offload)引擎,需要把Broadcom CNA卡上的lldpd關(guān)閉,以讓其使用Broadcom的FCoE offload。

        7)確保/var/lib/lldpad/lldpad.conf 文件中對應(yīng)eth2的 "adminStatus"設(shè)置為 "0".

        8)啟動 LLDP 服務(wù)和FCoE

        #service lldpad restart

        #service fcoe restart

        使用chkconfig 命令使lldpad和FCoE兩個服務(wù)配置為啟動時就自動開啟

        #chkconfig lldpad on

        #chkconfig fcoe on

        9)驗證所有FCoE連接

        #fcoeadm -i

        10)設(shè)置 FCoE 發(fā)起程序磁盤的分區(qū),磁盤上創(chuàng)建文件系統(tǒng)

        使用 fdisk命令為FCoE 發(fā)起程序磁盤設(shè)置分區(qū)。

        #fdisk /dev/sdc

        使用mkfs命令在FCoE 發(fā)起程序磁盤上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。

        #mkfs /dev/sdc

        2、FCoE硬件卸載引擎的10Gb以太網(wǎng)卡配置與使用

        下面以RHEL 6.4和Intel Ethernet Converged Network Adapter X520 系列網(wǎng)卡為例,說明具有FCoE硬件卸載引擎的10Gb以太網(wǎng)卡配置與使用。

        1)驗證網(wǎng)卡驅(qū)動。以root用戶的身份登錄服務(wù)器。RHEL 6中已經(jīng)包含了大部分10Gb以太網(wǎng)卡驅(qū)動,Intel 82599 10GbE網(wǎng)絡(luò)控制芯片已經(jīng)可以直接內(nèi)置驅(qū)動,在控制臺使用 ethtool命令識別網(wǎng)卡,本例中是eth2,其命令形式為:

        #ethtool eth2

        該命令會顯示網(wǎng)卡的速率、端口類型等信息。

        2)安裝FCoE相關(guān)工具包,如果在安裝操作系統(tǒng)是沒有安裝,可以在Redhat安裝介質(zhì)的packages文件夾中找到手動安裝,在RHEL 6.4 及以下,包的名字是fcoe,在 RHEL 6.5 中變?yōu)閒coe-util,同時找到lldpad(鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議代理守護程序),使用rpm命令手動安裝。

        3)將默認(rèn)的 FCoE 配置文件復(fù)制到 /etc/fcoe/cfg-eth2。

        #cp /etc/fcoe/cfgethx/etc/fcoe/cfg-eth2

        同時腳本里有一些重要配置選項需要加以確認(rèn):

        fcoe_enable=yes//指示該端口運行FCoE服務(wù)

        dcb_required=yes //指示該端口需要DCB服務(wù)

        auto_vlan=yes//指示fcoemon處理被發(fā)現(xiàn)的VLAN信息

        4)如果需要啟動時自動加載可以在相應(yīng)配置文件,在相應(yīng)配置文件中修改”O(jiān)NBOOT=yes”本例中的配置文件為/etc/sysconfig/networkscripts/ifcfg-eth2 .配置好IP和掩碼等信息,

        ONBOOT=yes//啟動時自動加載配置

        當(dāng)然這一步驟工作也可以通過終端和GUI下配置工具完成而無需手工修改配置文件。

        5)使用chkconfig 命令使lldpad和FCoE 兩個服務(wù)配置為啟動時就自動開啟

        #chkconfig lldpad on

        # chkconfig fcoe on

        啟動服務(wù):

        #service fcoe start

        開啟LLDP服務(wù),因為DCBX協(xié)商需要LLDP協(xié)議的支持,有些網(wǎng)卡會因為DCBX協(xié)商失敗,就無法進行FCOE登錄。

        #service lldpd start

        6)用 dcbtool sc 命令在指定的FCoE CNA卡上啟用數(shù)據(jù)中心橋接,。

        #dcbtool sc eth2 dcb on

        系統(tǒng)將返回類似以下信息:

        7)在指定的FCoE 適配卡啟用數(shù)據(jù)中心橋接,以接受交換機的 FCoE 優(yōu)先級設(shè)置。

        “app”子類型參數(shù)可以是0或fcoe.其他的可選子類型如下:

        8)(可選)啟用并設(shè)置數(shù)據(jù)中心橋接的優(yōu)先級流量控制 (PFC) 設(shè)置。

        控制功能啟用,a:<0|1>控制是否通過數(shù)據(jù)中心橋接交換協(xié)議向?qū)Φ润w推廣功能。

        w:<0|1>控制功能是否希望根據(jù)從對等體接收到的反饋來更改其操作配置。

        9)驗證配置。可以用如下命令驗證配置是否正確:

        在驗證交換機和存儲配置前,進行驗證以確認(rèn)FCoE 服務(wù)運行。注意:當(dāng)使用創(chuàng)建了VLAN標(biāo)記Intel網(wǎng)卡時,它會讀到和使用交換機上的FCoE VLAN(110)。

        #service fcoe status

        系統(tǒng)將返回類似以下信息:

        檢 查FCOE狀 態(tài),檢查FCOE狀態(tài)主要使用fcoeadm 工具,fcoeadm 實用程序通過套接字接口將命令發(fā)送給正在運行的fcoemon 進程。其它功能請參見fcoemon手冊頁。

        查看 FCoE 發(fā)起程序狀態(tài)以獲取 FC-ID 節(jié)點/端口號:

        #fcoeadm -i eth2.110

        系統(tǒng)將返回類似以下信息:

        在這里可以看到WWN信息和狀態(tài)信息,WWN信息會在設(shè)置存儲設(shè)備時用到。通過 lldptool -tni eth2 可以查詢到接收的交換機端口信息,包括交換機名和端口信息等:

        查看 FCoE 目標(biāo)以獲取FC-ID 節(jié)點/端口號:

        #fcoeadm -t eth2.110

        系統(tǒng)將返回類似以下信息:

        11)設(shè)置 FCoE 發(fā)起程序磁盤的分區(qū),磁盤上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。使用 fdisk命令為 FCoE 發(fā)起程序磁盤設(shè)置分區(qū),用 mkfs命令在FCoE 發(fā)起程序磁盤上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。

        這樣REDHAT下FCOE配置就完成了。這里要注意的是以上配置是OPEN-FCOE提供的。CNA網(wǎng)卡產(chǎn)商也會提供相應(yīng)的FCOE查看工具。

        FCoE交換機配置

        雖然FCoE的物理層采用了10Gb以太網(wǎng),但它實現(xiàn)上是基于CEE(Convergence Enhanced Ethernet)/DCB(Data Center Bridging)增強型以太網(wǎng),而非一般IEEE 802.3ae 10Gb以太網(wǎng)。要解析封裝在FCoE中的光纖通道協(xié)議(FCP)封包,仍須通過可支持FCoE的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,而不能使用一般10GbE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)端,必須搭配支持FCoE與CEE/DCB的10Gb交換機,如Brocade的8000系列交換機、Cisco的Nexus 5000系列交換機,H3C 12000系列等。

        交換機的FCoE端口上承載三類VLAN:服務(wù)器VLAN(承載普通以太網(wǎng) 報文)、存儲 VLAN(承載 FCoE數(shù)據(jù)報文)、FIP VLAN(承載FCoE初始化協(xié)議報文)。服務(wù)器到FCoE交換機的報文中,F(xiàn)CoE數(shù)據(jù)報文采用TAG方式,F(xiàn)IP報文和普通以太網(wǎng)報文采用UNTAG方式。FCoE數(shù)據(jù)報文對應(yīng)的VLAN ID,由FIP協(xié)議與FCoE交換機協(xié)商獲得。在部署時,應(yīng)將交換機的FCoE端口配置成Hybrid類型,允許存儲VLAN報文以TAG方式通過,服務(wù)器VLAN報文和FIP報文以UNTAG方式通過,并將該端口的PVID設(shè)置為服務(wù)器VLAN的VID。當(dāng)該端口收到除FIP協(xié)議以外的其它UNTAG報文時,將在服務(wù)器VLAN內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)該報文。這里將FIP VLAN配置成“協(xié)議VLAN模式”,是為保證服務(wù)器在獲取存儲VLAN的VID前,F(xiàn)IP協(xié)議能夠通過“協(xié)議VLAN”完成FCoE初始化過程。接入層FCoE交換機在正常轉(zhuǎn)發(fā)時,來自服務(wù)器的FCoE數(shù)據(jù)報文,通過存儲VLAN(TAG方式)轉(zhuǎn)發(fā)到交換機FC端口上行到FC SAN。而來自服務(wù)器的普通以太網(wǎng)報文則按正常流程轉(zhuǎn)發(fā),就接入層FCoE交換機而言,主要功能是將從服務(wù)器端接收的報文進行LAN業(yè)務(wù)與SAN業(yè)務(wù)分離。

        對于Cisco Nexus 5000系列交換機平臺,需要把虛擬的vfc端口綁定到特定以太網(wǎng)端口是實現(xiàn)FC轉(zhuǎn)發(fā)。其配置樣例如下:

        vsandatabase//在vsan數(shù)據(jù)庫中將相應(yīng)的vfc接口關(guān)聯(lián)到vsan3中,這里要注意服務(wù)器要獲取到存儲分配的lun,就需要把存儲的接口也關(guān)聯(lián)到這個vsan下。

        zone default-zone permit vsan3//劃分zone信息,vsan3內(nèi)的信息要轉(zhuǎn)發(fā)就需要劃到相應(yīng)的zone中。

        通過sh fcns database detail 命令,在表項中可以看到CNA網(wǎng)卡的具體產(chǎn)商和一些注冊信息。當(dāng)然對于更為復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),還需要進一步配置,上述樣例僅提供了最基本的配置思路,在實踐中更細(xì)節(jié)的配置請參見交換機的說明文檔。

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