介绍
将远端的存储通过iscsi协议为容器提供块存储，是一种通用的容器存储解决方案，下面将通过kubernetes中的in-tree方式来演示该例子，并分析其中的细节。
iSCSI协议是C/S架构，client是iSCSI initiator,server端为iSCSI target。iSCSI协议的主要功能是利用TCP/IP网络，在主机系统(可称为initiator)和目标存储设备(称为target)之间进行大量的数据封装和可靠传输过程。主要分成两个组成部分，分别为iSCSI服务器端和iSCSI客户端
iSCSI服务器端 (iSCSI Target)
iSCSI服务器端为iSCSI target，这是I/O操作的执行者。主要是为了导出一个或多个块设备供启动者(initiator)使用，可以通过硬件和软件的方式来实现。在Linux中可以使用scsi-target-utils软件包来模拟实现。在使用iSCSI时，会在 iSCSI 储存设备上去建立 LUN(Logical Unit Number)来提供给具备 iSCSI Initiator 功能的主机来存取 数据的。LUN 好比是个“逻辑单位磁碟”，物理上通常是由数个实体磁碟( RAID 或 LVM 技术的技术实现)所组成。LUN ID由iSCSI目标设备(Target)分配。iSCSI 启动端(Initiator)设备当前支持在每个目标设备(Target)中导出最多256个LUN。即最大支持16个target。
iSCSI target设备名称采用如下格式来命名：iqn..[:]，需要事先进行配置，保证唯一性。
iSCSI客户端 (iSCSI Initiator)
iSCSI客户端为iSCSI initiator，这是I/O操作的发起者。是I/O操作的发起者，需要通过发现过程请求远端快设备。在Linux系统中可以通过软件来模拟，需要安装iSCSI设备驱动。如iscsi-initiator-utils。
实验
可以通过iSCSI将远程的磁盘分区映射到本地之后就可以像使用本地磁盘一样，将该远程盘进行格式化以及挂载操作，给容器使用。
我们通过scsi-target-utils来实现iSCSI target，将主机上的/dev/sdb磁盘分区作为Lun，如下图所示
[root@iscsi-server yum.repos.d]# tgtadm -L iscsi -o show -m target
Target 1: iqn.2021-11.com.huayun.san:123456
System information:
Driver: iscsi
State: ready
I_T nexus information:
LUN information:
LUN: 0
Type: controller
SCSI ID: IET00010000
SCSI SN: beaf10
Size: 0 MB, Block size: 1
Online: Yes
Removable media: No
Prevent removal: No
Readonly: No
SWP: No
Thin-provisioning: No
Backing store type: null
Backing store path: None
Backing store flags:
LUN: 1
Type: disk
SCSI ID: IET00010001
SCSI SN: beaf11
Size: 10737 MB, Block size: 512
Online: Yes
Removable media: No
Prevent removal: No
Readonly: No
SWP: No
Thin-provisioning: No
Backing store type: rdwr
Backing store path: /dev/vdb
Backing store flags:
Account information:
ACL information:
之后在kubernetes的node节点上需要事先安装iscsi-initiator-utils，并且设置对应的initiatorname，如果开启了acl认证，需要将node节点的initiatorname添加到acl里面。
之后创建一个pod，其中指定一个存在的iscsi lun对接信息如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: iscsipd
spec:
containers:
- name: iscsipd-rw
image: kubernetes/pause
volumeMounts:
- mountPath: "/mnt/iscsipd"
name: iscsipd-rw
volumes:
- name: iscsipd-rw
iscsi:
targetPortal: 10.0.2.15:3260
portals: ['10.0.2.16:3260', '10.0.2.17:3260']
iqn: iqn.2001-04.com.example:storage.kube.sys1.xyz
lun: 0
fsType: ext4
readOnly: true
之后可以看到远程的卷被成功的挂载到node上，被容器所使用
Volume.iscsi说明
pod的spec中可以在volumes.iscsi中指定对接信息包括如下
iscsi.iqn
required,string
Target iSCSI Qualified Name.
iscsi.lun
required,int32
iSCSI Target Lun number.
iscsi.targetPortal
required,string
iSCSI Target Portal. The Portal is either an IP or ip_addr:port if the port is other than default (typically TCP ports 860 and 3260).
iscsi.chapAuthDiscovery
bolean
whether support iSCSI Discovery CHAP authentication
iscsi.chapAuthSession
boolean
whether support iSCSI Session CHAP authentication
iscsi.fsType
string
Filesystem type of the volume that you want to mount. Tip: Ensure that the filesystem type is supported by the host operating system. Examples: "ext4", "xfs", "ntfs". Implicitly inferred to be "ext4" if unspecified.
iscsi.initiatorName
string
Custom iSCSI Initiator Name. If initiatorName is specified with iscsiInterface simultaneously, new iSCSI interface:will be created for the connection.
iscsi.iscsiInterface
string
iSCSI Interface Name that uses an iSCSI transport. Defaults to 'default' (tcp).
iscsi.portals
[]string
iSCSI Target Portal List. The portal is either an IP or ip_addr:port if the port is other than default (typically TCP ports 860 and 3260).
iscsi.readOnly
boolean
ReadOnly here will force the ReadOnly setting in VolumeMounts. Defaults to false.
iscsi.secretRef
LocalObjectReference
CHAP Secret for iSCSI target and initiator authentication
源码分析
挂载阶段
pod调度到某个node上，之后由kubelet中的volumemanager完成对于volume attach&mount操作，核心代码位于kubernetes/pkg/volume/iscsi目录下，在volume挂载的过程中，会首先调用WaitForAttach()完成挂载流程，SetUpDevice()挂载到某个容器所对应的目录。iscsiAttacher.WaitForAttach()流程如图所示：
Step1: 通过iscsiadm -m iface -l b. InitIface -o show获取对应的iscsiTransport，如果不额外指定的话b. InitIface为default，iscsiTransport为tcp.
Step2: 如果pod的定义中指定iscsi.initiatorName，则需要cloneIface(), 指定iscsi.initiatorName需要与node的不一致，这样当开启ACL initiatorName控制的时候，pod可以运行在不同的节点上。
Step3: 基于iqn号获取lock，主要解决的场景为相同target下不同volume同时挂载或者login与logout操作并发进行,这个锁引入的目的主要是为了后面volume在Detach的时候，需要根据isSessionBusy来判断是否需要logout，断开node与target的所有链接。
Step4： GetISCSIPortalHostMapForTarget主要根据target iqn获取到login到该target上的scsi hosts number，返回的结构为
{
"192.168.30.7:3260": 2,
"192.168.30.8:3260": 3,
}
通过这个map的引入后面用于判断是否需要login，还是直接通过scanOneLun()来发现接入的Lun，避免没有必要的login操作。scanOneLun之后会发现挂载到node上的device。
Step5: 根据volomeMode的类型是直接的PersistentVolumeBlock还是PersistentVolumeFileSystem模式，二者的区别在于是否需要对device进行格式化，创建文件系统，之后创建globalPDPath目录，目录位置采用如下格式
/var/lib/kubelet/plugins/kubernetes.io/iscsi/ /{ifaceName}/{portal-some_iqn-lun-lun_id}，之后持久化的iscsi disk元数据到globalPDPath目录下iscsi.json，元数据主要用于DetachVolume的时候会涉及到，内容如下所示：
{
"VolName":"iscsipd-rw",
"Portals":[
"178.104.162.58:3260",
],
"Iqn":"iqn.2021-11.com.huayun.san:123456",
"Lun":"1",
"InitIface":"default",
"Iface":"default",
"InitiatorName":"",
"MetricsProvider":null
}
在WaitForAttach 阶段完成了device远端挂载、格式化以及挂载到globalPDPath目录下，SetUpDevice流程较为简单主要是将globalPDPath mount –bind到容器对应的目录，之后对目录进行SetVolumeOwnership()操作。
卸载阶段
pod销毁的时候，会由kubelet完成volume的umount&detach操作，核心代码位于kubernetes/pkg/volume/iscsi目录下，主要完成umount node上的挂载信息，之后根据globalPDPath目录下iscsi.json元数据信息来完成TearDownDevice断开device，之后清理掉globalPDPath。
Step1: 根据mntPath挂载点信息获得device盘符,之后Unmount()掉挂载点信息
Step2:loadISCSI中根据mntPath获得该iscsi挂载信息的元数据信息，其中包括iqn iface volName initiatorName等信息
Step3: deleteDevices()中通过对device进行echo 1> delete操作，删除掉盘符
Step4： 基于iqn获取targetLocks.LockKey，之后判断该target在node上是否存在其他的盘挂载，如果没有存在，则进行iscsi logout操作，断开node与target之后的连接
总结
In-tree下的iscsi方式为容器提供iscsi的存储类似于静态供应，需要事先系统管理员创建好后端的iscsi存储，之后容器提供指定对应的配置来使用。对于已经存在支持iscsi协议挂载的后端存储，并且不具备动态功能csi插件的场景下具有一定的使用场景。
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