巧用FreeNAS搭建网络存储及备份系统

摘 要：文章论述了使用iSCSI技术解决本地数据存储的问题，并且利用网络存储可方便解决重要数据及移动存储介质中数据备份的问题。网络存储盘初次使用时只需初始化一次，使用方式就跟本地硬盘一样。既使用方便又避免了数据备份耗时、数据丢失的风险，提高了数据可靠性和工作效率。

关键词：iSCSI；ZFS卷；CHAP认证；Portals；Targets

中图分类号：TP393.05 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0066-05

我们在日常办公中习惯将个人数据存储在电脑的本地硬盘中，一旦电脑的操作系统因病毒感染或者系统文件被破坏而无法启动时，就面临着本地硬盘中数据恢复的问题。尽管可通过一定的技术手段实现数据的完整恢复，且费时又费力。此时我们不禁会想到倘若重要的信息数据不是存储在本地硬盘之中，那么也就不用担心系统崩溃时数据丢失的隐患。能否有一种方法可完全取代本地数据存储的方式。文章介绍的iSCSI技术可有效解决本地数据存储的问题，并且利用网络存储可方便解决重要数据及移动存储介质中数据备份的问题。

1 现象描述

大多数人都将重要的数据存储于个人电脑之中，然而一旦系统崩溃或者硬盘损毁，则恢复本地硬盘中的数据将变得非常麻烦。虽然我们可通过FTP、CIFS等方式实现数据的异地存放和共享，但是通过这些协议搭建的存储环境其传输效率较低，当传输的文件数据量较大时，I/O吞吐率较高时，其瓶颈效应就体现出来了。为此，我们改用基于SAN技术架构的iSCSI协议，借助于FreeNAS开源系统来搭建一套成熟、完善的网络存储系统以满足重要信息数据存储和备份的需求。

2 原因分析

既然采取FreeNAS所提供的iSCSI技术来解决网络存储的问题，那么首先我们需要了解一下，FreeNAS是什么？可以用来做什么？FreeNAS是一套开源免费的NAS服务器，它能够将一台普通电脑转变成为专业的网络存储服务器。软件基于FreeBSD开发，支持Samba 及PHP，通过iSCSI、CIFS（samba）、FTP、NFS protocols、Software RAID （0，1，5）等丰富的协议实现多种模式下得网络存储及共享功能。便捷的web 界面的设定工具，方便用户通过Windows、Macs、FTP、SSH 以及网络文件系统（NFS）来访问存储服务器。此外，FreeNAS支持部署在外部移动介质或Flash Disk上，系统资源开销小，运行空间仅16 MB左右。在清楚了FreeNAS后，接下来我们就需要对其进行部署实施了。

3 处理过程

由于所选用的是开源软件，其更新速度较快，此处以FreeNAS 8.2 64Bit版本为例介绍其部署和iSCSI服务端、客户端的详细调试过程（全套实际部署环境均为硬件真实环境，因截图需要部分图片取自虚拟环境，但在实际操作中无差异，虚拟环境的搭建就不一一描述了）

3.1 FreeNAS 8.2 64Bit详细部署步骤

①首先将FreeNAS安装盘放入光驱中，并选择自光驱引导，如图1所示，系统正在自动加载中。

②引导完成之后，出现菜单选框，选择第一项“Boot FreeNAS[Default]”，以默认方式引导FreeNAS安装程序。

③引导完成后，就进入到安装选单界面了，选择Install/Upgrade开始安装，注意该选项也可用来做系统升级。

④选择安装盘da0，需要注意FreeNAS8.0版之后，为了提高数据的安全性，用于部署系统盘的剩余空间将不再用作存储空间的用途。因此，为避免造成空间的浪费，强烈推荐将FreeNAS部署在移动存储介质上，例如：U盘或者SD、CF卡等。

⑤系统提示所选用于安装的盘将被抹除所有分区信息，是否继续？选择“确认”。

⑥系统正式开始安装，左下角有进度显示，达到100%即完成安装。

⑦安装完毕后，需要首次重新启动，选择“OK”回到安装选单界面，选择“3”Reboot System，重启系统。

⑧系统重新启动完成，接下来进行管理地址的配置。选择“1）”配置网卡IP地址。

⑨按照提示进行配置，其余选项无需操作，可在配置好管理IP（如：172.29.190.30/24）之后，通过WEB模式登陆管理，再做后续配置。

⑩通过IE浏览器使用之前配置的管理IP登陆并管理FreeNAS系统。需要注意，由于Web控件的需求，IE浏览器版本要求不低于9.0，对于XP一类无法安装IE9.0版本的操作系统可采用第三方浏览器，如图2所示。

11默认语言是英语，可以在配置选项中替换语言，请选择简体中文。到此FreeNAS就已部署完毕，相关的应用服务需要做进一步配置才能使用。

3.2 iSCSI服务端配置步骤

①要启用iSCSI服务首先需要创建相应的存储卷，进入“存储”选项点选“创建ZFS卷”进行创建，如图3所示。

②在弹出的“创建ZFS卷”提示框中输入卷名和卷容量以及容量单位（MB、GB、TB）。点击添加ZFS卷后，可以看到ZFS卷已添加成功。

③接下来进入“服务”选项中的“iSCSI设置”，进行ISCSI服务配置。

④iSCSI配置选项较多，基本思路是配置服务入口配置发起端配置授权访问用户配置目标配置目标机配置范围。需严格按从左往右顺序一步步依次进行操作。

⑤首先配置入口（Portals），进入“Portals”点选“Add Portal”在弹出框中输入信息。

其中注释部分可随意输入，IP地址选择0.0.0.0表示对所有网络无限制开启监听。确认之后可以看到Portal创建成功的反馈界面。

⑥创建发起端，进入“Authorized Initiators”，点选“Add Authorized Initiator”在弹出框中输入信息，如图4所示。

其中ALL代表对所有网络无限制发起服务。确认之后看到如图5所示反馈界面表明发起端创建成功。

⑦创建授权访问用户权限，进入“Authentication”点选“添加iSCSI用户”在弹出框中输入用户组ID、用户名、及密码等信息。

其中用户组ID是流水号，不可重复，如果是选择CHAP认证模式则密钥需至少12位字母+数字组合。确认之后即可看到如下反馈信息。

⑧接下来创建目标，进入“Targets”点选“增加目标机”在弹出框中输入信息，如图6所示。

其中Serial由系统自动生成，网站组ID对应之前创建的入口，初始组ID对应之前创建的发起端，认证群组号对应之前创建的授权访问用户ID。确认之后，目标即创建成功。

⑨目标创建好之后需要关联到目标机，进入“Device Extents”点选“Add Extent”创建目标机，在弹出框中输入信息，如图7所示。

其中名字范围和注释部分可自定义，磁盘设备选择先前创建的ZFS卷。确认之后，目标机即创建成功。

⑩然后创建范围，进入“Associated Targets”点选“Add Extent to Target”在弹出框中输入信息，如图8所示。

目标对应先前创建的目标名称，范围选择先前创建的目标机。

11最后进行全局配置，进入“全局配置目标”中可以看到有很多参数需要配置，大部分已由系统自动缺省生成，因此，我们只需填写并修改如下几处即可，如图9所示。

其中探索认证群组和控制器认证群组选项均对应于之前所创建的授权访问用户组中的用户，可根据实际需要进行管理授权的调整。

12到此iSCSI服务端的配置全部完毕，重新回到“服务”界面，开启iSCSI服务开关，即可启用iSCSI服务。但要使用网络驱动器还需在用户操作系统端完成客户端的相应配置。

3.3 iSCSI客户端配置步骤

①第一次使用需要配合客户端程序发起连接并初始化盘卷，Windows7、Windows2008已集成iSCSI发起程序，对于WindowsXP、Windows2003等低版本操作系统则需要手动添加该组件。在微软的官方网站可以下载到连接器程序http：///en-us/download/details.aspx？id=18986 Win7启动iSCSI客户端通过在“开始”菜单中的“搜索程序和文件”栏中输入iSCSI后回车即可启动程序。

②在iSCSI发起程序界面点选“发现”选项卡进入其中的“发现门户”选项，在弹出框中输入如图10所示信息。

因我们在先前设置了基于CHAP认证的授权模式，因此还需配置授权信息。点选“高级”选项，进入高级设置，并填入之前创建好的授权访问用户权限，如图11所示。

确认之后即可看到发起程序发现了目标门户。

③然后进入“目标”选项卡点选“刷新”按钮，即可看到目标机已被发现并罗列在列表中。

选中“FreeNAS.YCDL：xxxl”点选“连接”按钮，谈出如下提示框，如图12所示。

点选“高级”进入高级设置，并填入之前设置好的CHAP登陆用户认证信息，如图13所示。

填写完毕确认之后，即建立连接成功。

如不能成功建立，请检查网络和用户权限设置是否正确。

④尽管目标机已通过客户端发起程序经网络连接但盘卷还无法使用，需要进入“计算机管理”中的“磁盘管理”对新增盘卷进行初始化操作才能使用。通过计算机管理界面，进入磁盘管理功能模块，如图14所示。

可以看到新加盘卷，按照初始化本地硬盘的方式对新加盘卷执行初始化和格式化、盘符、卷标命名的操作即可。

到此，所有设置已全部完成，进入“我的电脑”中可以看到新增的网络存储盘，并且可以像访问本地硬盘一样正常访问和使用存储资源。

用户可方便的将重要的信息数据通过网络的方式存放于网络存储盘之中，数据存放于网络存储服务器硬盘中，结合服务器硬盘的高容错、冗余技术，将大大提高数据的安全性、可靠性。网络存储盘初次使用时只需初始化一次，随后就算用户操作系统或者本地硬盘损坏也无需担心数据丢失，只需在新的操作系统中重新连接已初始化好的网络存储盘卷即可马上恢复使用。避免了数据备份耗时，数据丢失的风险，提高了工作效率。

4 经验总结

基于SAN架构的iSCSI技术解决方案能够满足用户的特定需求，随着企业信息量的暴增，需要应付数据量快速增长的需求时，或是管理员需解决独立环境下的系统限制时，可采用iSCSI技术，利用集中化的网络文件访问机制和共享来解决这些问题，从而达到减少系统管理成本，提高数据备份和恢复能力的目的。随着iSCSI技术的不断深入，势必会完全取代传统意义上的文件系统存储、备份服务。

参考文献：

[1] 匿名.华硕服务器搭配FreeNAS构建企业存储系统[J].信息技术教育，2007，（11）.