news 2026/9/25 7:31:49

Ubuntu 22.04下用Tgt搭建iSCSI共享存储的完整流程（含多客户端配置）

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张小明

前端开发工程师

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Ubuntu 22.04下用Tgt搭建iSCSI共享存储的完整流程（含多客户端配置）

在Ubuntu 22.04上构建企业级iSCSI共享存储：Tgt实战与多客户端并发访问深度指南

最近在为一个中小型开发团队搭建统一的测试数据存储环境时，我再次将目光投向了iSCSI。你可能听说过NFS或者Samba，但在需要块设备级别共享、追求更低延迟和更高性能的场景下，iSCSI往往是更专业的选择。尤其是在虚拟化环境、数据库集群或者需要共享同一块“物理”磁盘给多台服务器的场景里，iSCSI提供的是一种近乎直连的存储体验。而Ubuntu 22.04 LTS作为当前长期支持版本，其稳定性和软件生态使其成为部署这类服务的理想平台。今天，我们就来深入聊聊如何用Tgt这个轻量高效的iSCSI Target软件，在Ubuntu 22.04上打造一个不仅能用，而且好用、安全的共享存储系统，并重点攻克多客户端并发访问这一常见痛点。

1. 理解iSCSI与Tgt：为何选择这个组合？

在动手之前，我们有必要先理清几个核心概念。iSCSI（Internet Small Computer System Interface）本质上是一种将SCSI命令封装在TCP/IP网络包中进行传输的协议。它允许客户端（Initiator）通过网络访问远程服务器（Target）上的存储设备，就像访问本地硬盘一样。这种架构带来的最大好处是解耦了计算与存储，使得存储扩容、数据迁移和维护变得异常灵活。

那么，在Linux世界里实现iSCSI Target的工具有不少，比如LIO（Linux-IO Target）、SCST和Tgt。我偏爱Tgt的原因在于它的“简单直接”。Tgt（STGT的继承者）配置语法直观，文档清晰，对于大多数中小规模的应用场景来说，它提供了恰到好处的功能集，而不会引入不必要的复杂性。它的后台服务tgt在Ubuntu仓库中维护良好，安装和后续升级都省心。

注意：选择存储方案时，需要明确你的需求。如果你需要极致的性能调优和最丰富的企业级功能（如完整的SCSI-3持久预留支持），可能需要评估LIO。但对于开发测试、中小型文件服务器、虚拟机共享存储等场景，Tgt的易用性和稳定性已经绰绰有余。

一个典型的Tgt iSCSI架构包含以下组件：

  • Target（目标端）：运行Tgt服务的Ubuntu服务器，它“导出”一个或多个存储块设备（LUN）。
  • Initiator（发起端）：需要连接并使用这些存储的客户端，可以是另一台Ubuntu服务器、Windows机器，甚至是ESXi主机。
  • IQN（iSCSI Qualified Name）：每个Target和Initiator的唯一标识符，格式通常为iqn.YYYY-MM.倒序域名:自定义标识。

理解了这些，我们就可以开始动手搭建了。

2. 目标端（Target）部署：从安装到精细配置

我们的旅程从存储服务器开始。假设你有一台安装了Ubuntu 22.04 LTS的机器，并准备好了一块用于共享的磁盘（例如/dev/sdb）。如果使用虚拟机，可以添加一块新的虚拟硬盘。

2.1 安装与基础服务管理

首先，更新软件包列表并安装tgt。在Ubuntu 22.04上，这个过程非常简洁。

sudo apt update sudo apt install tgt -y

安装完成后，系统会自动启动tgt服务并启用开机自启。我们可以检查一下服务状态，确保它正在健康运行。

sudo systemctl status tgt

你应该能看到类似“active (running)”的输出。如果服务没有启动，使用sudo systemctl start tgt手动启动，并用sudo systemctl enable tgt确保开机自启。

2.2 核心配置：定义你的存储目标

Tgt的配置文件主要位于/etc/tgt/conf.d/目录下。推荐的做法是为每个Target创建独立的配置文件，而不是全部堆在/etc/tgt/targets.conf里，这样管理起来更清晰。我们来创建一个名为mydatastore.conf的配置文件。

sudo nano /etc/tgt/conf.d/mydatastore.conf

接下来是配置的核心部分。我们将定义一个Target，并指定要共享的后端存储。这里假设我们使用整块磁盘/dev/sdb。

<target iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore> # 共享的存储设备，这里是一个完整的磁盘 backing-store /dev/sdb # 为LUN分配一个ID，默认为0，但显式声明是个好习惯 lun 1 # 设置厂商信息，便于客户端识别 vendor_id MyStorageCorp # 启用写缓存（根据硬件和需求谨慎设置） write-cache on # 可选的CHAP认证，增强安全性（后续详述） # incominguser myusername mysecretpassword </target>

对关键参数的解释：

参数说明建议值/示例
backing-store后端存储设备的路径。可以是物理磁盘(/dev/sdb)、分区(/dev/sdb1)、镜像文件或逻辑卷。根据实际设备填写
lun逻辑单元号。一个Target下可以有多个LUN。通常从1开始
vendor_id厂商标识字符串，会在客户端显示。自定义，便于识别
write-cache是否启用写缓存。启用可提升性能，但在断电等异常情况下有数据丢失风险。根据数据安全性要求选择

保存并退出编辑器。然后，重新加载Tgt的配置，使其生效。这里有个小技巧：使用reload而不是restart，可以避免中断已建立的连接（如果有的话）。

sudo tgt-admin --update all # 或者使用systemctl重新加载服务 sudo systemctl reload tgt

现在，使用tgt-admin命令验证我们的Target是否已正确加载并在线。

sudo tgt-admin --show

输出应该会详细显示你刚定义的Target信息，包括它的IQN、状态以及关联的LUN详情。

2.3 网络与防火墙配置

iSCSI默认使用TCP 3260端口。确保你的防火墙允许该端口的入站流量。如果使用Ubuntu内置的ufw，命令如下：

sudo ufw allow 3260/tcp sudo ufw reload

如果你的服务器在云上（如AWS、Azure、GCP），别忘了在云服务商的安全组/防火墙规则中同样开放3260端口。

3. 发起端（Initiator）配置：单客户端连接

现在，切换到另一台作为客户端的Ubuntu 22.04机器上。我们需要安装open-iscsi软件包，它包含了iSCSI发起端所需的工具。

sudo apt update sudo apt install open-iscsi -y

安装后，服务open-iscsi会自动启动。接下来，我们将发现并登录到目标端。

  • 发现目标：使用iscsiadm命令，指定目标端服务器的IP地址进行发现。

    sudo iscsiadm -m discovery -t st -p 192.168.1.100

    请将192.168.1.100替换为你Tgt服务器的实际IP地址。成功后，你会看到类似下面的输出，其中包含了目标端的IQN：

    192.168.1.100:3260,1 iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore

    这条信息会自动记录到/etc/iscsi/nodes/目录下。

  • 登录目标：执行登录命令，建立连接。

    sudo iscsiadm -m node --targetname iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore --portal 192.168.1.100 --login

    看到“successful”的提示即表示登录成功。

此时，在客户端使用lsblk或fdisk -l命令，你应该能看到一个新的磁盘设备，通常命名为/dev/sdX（如/dev/sdc）。它现在就像一块本地硬盘一样待你使用。

  • 格式化和挂载：你可以像操作普通硬盘一样，对其进行分区、创建文件系统并挂载。

    # 假设新磁盘是 /dev/sdc sudo mkfs.ext4 /dev/sdc sudo mkdir /mnt/iscsi_shared sudo mount /dev/sdc /mnt/iscsi_shared

    现在，/mnt/iscsi_shared目录就可以用来读写数据了。

  • 配置自动连接与挂载：为了让系统重启后能自动连接iSCSI磁盘并挂载，需要做两件事。

    1. 将iSCSI节点配置为自动登录：
      sudo iscsiadm -m node --targetname iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore --portal 192.168.1.100 --op update -n node.startup -v automatic
    2. 在/etc/fstab中添加挂载项。这里有个关键点：不能直接用/dev/sdc，因为设备名可能变化。推荐使用磁盘的UUID。先用blkid命令获取UUID：
      sudo blkid /dev/sdc
      然后在/etc/fstab中添加一行：
      UUID=你的磁盘UUID /mnt/iscsi_shared ext4 _netdev,defaults 0 0
      注意_netdev挂载选项非常重要，它告诉系统这是一个网络设备，必须在网络就绪后再尝试挂载。

4. 多客户端并发访问：挑战与解决方案

让多个客户端同时连接同一个iSCSI Target很容易，但让它们安全、有序地并发读写同一块磁盘，则是另一个层面的挑战。这是很多初学者容易踩坑的地方。

4.1 问题本质：文件系统锁

当你将/dev/sdb通过iSCSI共享给客户端A和客户端B后，它们各自看到的是一块“物理”硬盘。如果两个客户端都在上面创建了ext4或XFS这样的常规Linux文件系统，并同时挂载读写，后果将是灾难性的——文件系统元数据损坏，数据丢失。因为这些文件系统设计时假设只有一个操作系统在直接控制硬件，它们无法感知网络另一端还有另一个系统也在操作同一份元数据。

4.2 解决方案：集群文件系统

解决之道是使用集群文件系统。这类文件系统内置了分布式锁管理机制，允许多个节点同时安全地访问同一个块设备。常见的选择有：

  • OCFS2 (Oracle Cluster File System 2)： 相对成熟，配置稍复杂，适合Oracle环境或需要稳定集群文件系统的场景。
  • GFS2 (Global File System 2)： 通常需要配合Red Hat的集群套件使用。
  • GlusterFS / Ceph： 它们本身是分布式文件系统，架构上与iSCSI这种块存储共享不同，通常不建立在共享块设备之上。

对于我们的Tgt iSCSI环境，OCFS2是一个不错的起点。下面简述在两个客户端（ClientA和ClientB）上配置OCFS2的流程。

  1. 在所有客户端安装OCFS2工具：

    sudo apt install ocfs2-tools -y

  2. 在一个客户端上格式化磁盘为OCFS2（只需要做一次）：

    # 在ClientA上执行，假设iSCSI磁盘为/dev/sdc sudo mkfs.ocfs2 -N 2 -L "shared_data" /dev/sdc

    -N 2指定了最大集群节点数（即预计有多少个客户端会同时挂载），这里设为2。

  3. 配置集群节点信息： 在所有客户端上编辑/etc/ocfs2/cluster.conf，定义集群节点。两个节点的配置内容一致即可。

    sudo nano /etc/ocfs2/cluster.conf

    内容示例：

    cluster: node_count = 2 name = my_iscsi_cluster node: ip_port = 7777 ip_address = 192.168.1.101 number = 1 name = clientA cluster = my_iscsi_cluster node: ip_port = 7777 ip_address = 192.168.1.102 number = 2 name = clientB cluster = my_iscsi_cluster

  4. 加载OCFS2内核模块并启动集群服务：

    sudo modprobe ocfs2 sudo service o2cb start sudo service ocfs2 start # 并配置为开机启动 sudo update-rc.d o2cb enable sudo update-rc.d ocfs2 enable

  5. 在所有客户端上挂载磁盘：

    sudo mkdir /mnt/ocfs2_shared sudo mount -t ocfs2 /dev/sdc /mnt/ocfs2_shared

现在，ClientA和ClientB都可以安全地向/mnt/ocfs2_shared读写文件了。你可以在一台机器上创建文件，在另一台机器上立刻看到并修改它。

提示：生产环境部署OCFS2前，务必仔细阅读其文档，并充分测试。对于更高要求的环境，可以考虑使用基于分布式存储（如Ceph RBD）的方案，它提供了更强大的扩展性和可靠性。

4.3 替代思路：逻辑卷管理器（LVM）与多路径

在多客户端场景下，除了文件系统，存储管理本身也有讲究。一种更灵活的架构是：在Tgt服务器端，使用LVM（Logical Volume Manager）来管理物理磁盘，然后导出逻辑卷（LV）作为iSCSI LUN。这样做的好处是：

  • 灵活扩容：可以轻松扩展LV的大小，而客户端无需重新分区。
  • 快照功能：可以创建LV的快照，用于数据备份或测试。
  • 精简配置：可以创建大于实际物理空间的精简配置卷。

此外，对于要求高可用的客户端，可以配置iSCSI多路径（Multipathing）。即客户端通过多条网络路径（如两块网卡）连接到Target，当一条路径故障时，自动切换到另一条，同时还能实现负载均衡。这需要安装multipath-tools并进行相应配置。

5. 安全加固与性能调优

一个面向多客户端的存储系统，安全和性能不容忽视。

5.1 访问控制与CHAP认证

默认情况下，任何知道IP和IQN的发起端都可以连接你的Target。这显然不安全。Tgt支持使用CHAP（Challenge-Handshake Authentication Protocol）进行双向认证。

  • 配置Target端CHAP： 在Target配置文件中，为特定的Target启用CHAP。

    <target iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore> backing-store /dev/vg_shared/lv_data lun 1 # 启用单向CHAP认证（Initiator向Target认证） incominguser alice secretpass123 # 启用双向CHAP认证（Mutual CHAP） # outgoinguser bob targetpass456 </target>

    修改配置后，记得sudo tgt-admin --update all。

  • 配置Initiator端CHAP： 在发起端，需要将CHAP凭证添加到对应的节点记录中。

    sudo iscsiadm -m node --targetname iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore --portal 192.168.1.100 --op update -n node.session.auth.authmethod -v CHAP sudo iscsiadm -m node --targetname iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore --portal 192.168.1.100 --op update -n node.session.auth.username -v alice sudo iscsiadm -m node --targetname iqn.2024-05.local.ubuntu:tgt.datastore --portal 192.168.1.100 --op update -n node.session.auth.password -v secretpass123

5.2 网络与磁盘性能优化

iSCSI性能很大程度上取决于网络和磁盘I/O。以下是一些调优方向：

  • 专用网络： 如果条件允许，为iSCSI流量划分一个独立的VLAN或使用专用的物理网卡，避免与业务流量争抢带宽。
  • 巨型帧（Jumbo Frames）： 在网络交换机、Target和Initiator的网卡上启用MTU 9000，可以显著降低CPU开销并提升大块数据传输效率。确保网络路径上所有设备都支持并配置一致。
  • 调整队列深度： 在发起端，可以尝试增加SCSI设备的队列深度以提升并发I/O能力。这可以通过udev规则或/sys/block/sdX/device/queue_depth文件来设置。
  • Target端缓存策略： 如前所述，write-cache选项需要权衡。在配有BBU（电池备份单元）的RAID卡或服务器上，启用写缓存通常是安全的，并能极大提升写性能。否则，在数据安全性和性能之间需要谨慎选择。

6. 监控、维护与故障排查

系统上线后，持续的监控和维护是保证其稳定运行的关键。

  • 监控Target状态： 定期使用sudo tgt-admin --show查看Target和会话状态。关注SESSION部分，可以看到哪些发起端已连接。
  • 查看系统日志： Tgt的日志通常输出到/var/log/syslog或/var/log/messages。使用journalctl -u tgt可以查看服务的详细日志。
  • 发起端常用命令：
    • sudo iscsiadm -m session -P 3： 显示当前所有iSCSI会话的详细信息，包括连接状态、传输统计等，是排查连接问题的利器。
    • sudo iscsiadm -m node： 列出所有已发现的节点。
  • 一个常见的连接问题： 如果发起端无法发现或登录目标，请按以下顺序检查：
    1. 网络是否通畅？ping <target_ip>
    2. 防火墙是否开放了3260端口？
    3. Target服务是否正在运行？sudo systemctl status tgt
    4. Target配置是否正确？IQN是否有拼写错误？
    5. 如果使用CHAP，用户名和密码是否匹配？

在最近一次为数据科学团队部署共享存储时，我们就遇到了因客户端网络MTU设置不一致导致的性能断续问题。使用iscsiadm -m session -P 3查看发现存在大量传输错误，最终通过统一配置巨型帧解决。这种基于块设备的共享存储，一旦调优得当，其稳定性和速度会给团队协作带来质的提升。

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