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  • 网络存储技术

    千次阅读 2019-05-20 22:16:31
    1.网络存储分类: 按照连接方式不同,可分为三种,直连式存储(Direct Attached Storage,DAS),网络连接存储(Netowrik Attached Storage,NAS)和存储区域网络(Storage Area Network,SAN). DAS:服务器与存储系统直接连接。...

    1.网络存储分类:
    按照连接方式不同,可分为三种,直连式存储(Direct Attached Storage,DAS),网络连接存储(Netowrik Attached Storage,NAS)和存储区域网络(Storage Area Network,SAN).
    DAS:服务器与存储系统直接连接。块存储。
    NAS:通过网络连接的存储。文件系统。
    SAN:通过专用网络连接的存储。块存储。

    2.接口:
    一:并行.
    IDE:并行,用于PC
    SCSI:并行,用于服务器。
    二:串行.
    SATA :串行,用于PC
    SAS:串行,服务器。

    3.块存储 (Cinder)
    Cinder 是 OpenStack Block Storage 的项目名称;它为来宾虚拟机 (VM) 提供了持久块存储。对于可扩展的文件系统、最大性能、与企业存储服务的集成以及需要访问原生块级存储的应用程序而言,块存储通常是必需的。
    系统可以暴露并连接设备,随后管理服务器的创建、附加到服务器和从服务器分离。应用程序编程接口 (API) 也有助于加强快照管理,这种管理可以备份大量块存储。

    对象存储 (Swift)
    Swift 还是 Cinder?何时使用以及使用哪一种?
    那么,应该使用哪一种对象存储:Swift 还是 Cinder?答案取决于您的应用程序。如果需要运行商用或遗留应用程序,那么很少需要进行这种选择。这些应用程序不可能被编码来利用 Swift API,但您可以轻松挂载一个 Cinder 磁盘,它表现得就像是直接将存储附加到大多数应用程序。

    当然,您还可以对新应用程序使用 Cinder,但是不会从 Swift 自动附带的弹性和冗余中获益。如果编程人员面对这样的挑战,那么 Swift 的分布式可扩展架构是一个值得考虑的特性。

    Swift 是两种产品中较为成熟的一个:自 OpenStack 成立以来一直是一个核心项目。Swift 的功能类似于一个分布式、可访问 API 的存储平台,可直接将它集成到应用程序中,或者用于存储 VM 镜像、备份和归档以及较小的文件,例如照片和电子邮件消息。

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  • 使用iSCSI服务部署网络存储 5/17/2018 1:08:40 PM - 简介 - 1. iSCSI简述 - 2. 部署ISCSI服务(服务端) - 3. linux下使用iscsi网络存储(客户端) - 4. windows 下使用iscsi网络存储(客户端) - 5. ...

    使用iSCSI服务部署网络存储

    5/17/2018 1:08:40 PM

    • 简介
    •   - 1. iSCSI简述
        - 2. 部署ISCSI服务(服务端)
        - 3. linux下使用iscsi网络存储(客户端)
        - 4. windows 下使用iscsi网络存储(客户端)
        - 5. 总结iscsi应用
      

    一、iSCSI简述

    • 基本过程

       - 1. iscsi技术概述
       - 2. iscsi的由来
       - 3. iscsi-HBA卡
      

    1. iscsi技术

    iscsi技术:实现了物理硬盘设备与TCP/IP 网络协议的相互结合,使得用户可以通过互联网方便的访问远程IDC提供的共享存储资源。

    常见的硬盘接口类型主要有IDE、SCSI和SATA 三种:

    	IDE:是一种稳定、旧式的并行传输接口。常见于旧式机械硬盘
    	SCSI:是一种用于计算机和硬盘、光驱等设备之间系统级接口的通用标准,具有系统资源占用率低、转速快、传输速度高等优点。
    	SATA:是一种传输速度更快、数据校验更完整的串行传输接口。
    

    2. iscsi的由来

    IBM公司着手研发,基于TCP/IP网络协议和SCSI接口协议的新型网络存储技术,这也是我们目前看到的互联网小型计算机系统接口(iSCSI,Internet Small Computer System Interface),是一种将SCSI接口与以太网技术结合的新型网络存储技术。

    主要用途:

    > 用于在网络中传输SCSI接口的命令和数据;
    > 实现了跨区域的存储资源共享;
    > 在不停机的状态下扩展存储容量;
    

    缺点:

    > 受网速的制约
    > 传统硬盘直接通过主板的总线进行数据传输,现在需要让互联网作为数据的传输载体与通道,因此网络的传输速率和稳定性是iscsi技术的瓶颈。
    

    3. iscsi-HBA卡

    目的是:解决iscsi技术的瓶颈问题。

    • ISCSI-HBA卡与一般网卡的区别:

      一般网卡:连接网络总线和内存,供计算机上网使用。

      iscsi-HBA卡:连接SCSI接口或是FC(光纤通道)总线和内存,专门用于在主机之间交换存储数据,其使用的协议也与一般网卡有本质的区别。

    iscsi-HBA卡的工作过程:运行Linux系统的服务器会基于iSCSI协议把硬盘设备命令与数据打包成标准的TCP/IP数据包,然后通过以太网传输到目标存储设备,当目标存储设备接收到这些数据包后,再基于iSCSI协议把TCP/IP数据包解压成硬盘设备命令与数据。

    二、部署iSCSI服务 (服务端)###

    • 基本过程

       - 1. 基于服务器的稳定性与可用性,使用RAID10 磁盘阵列,提供数据安全性、存取速度
       - 2. 安装target(d)服务程序与targetcli命令工具 yum install -y targetd targetcli  
       - 3. 重启target服务,并加入开机启动项 systemctl restart/enable target
       - 4. 设置防火墙IPtables 或firewall-cmd
       - 5. linux系统下测试iscsi服务
      

    1. 基于服务器的稳定性与可用性,使用RAID10 磁盘阵列,提供数据安全性、存取速度

    服务端 添加硬盘设备

    在这里插入图片描述

    服务端查看是否成功添加硬盘

    在这里插入图片描述

    为了数据的安全性和存取速度将硬盘创建成磁盘阵列

    在这里插入图片描述

    2. 安装target(d)服务程序与targetcli命令工具 yum install -y targetd targetcli

    在这里插入图片描述

    3. 重启target服务,并加入开机启动项 systemctl restart/enable target

    在这里插入图片描述

    出现了一个异常状态,实际重启targetd服务后,其状态应该是 Active,但是却是failed(启动失败),但是却可以正常提供iscsi服务,因此怀疑不是该服务程序提供iscsi服务!

    在这里插入图片描述

    经过确认真正为iscsi提供服务的程序是 target服务,因此iscsi可以正常为用户提供网络存储服务

    在这里插入图片描述

    4. 设置防火墙IPtables 或firewall-cmd

    在这里插入图片描述

    5. 配置iscsi服务(服务端)

    查看iscsi当前的配置情况

    在这里插入图片描述

    将磁盘阵列加入到共享资源池

    在这里插入图片描述

    创建iscsi共享设备

    在这里插入图片描述

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    创建用于验证的ACL客户端名称,创建用于提供iscsi的网卡

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    iscsi配置文件保存的目录

    在这里插入图片描述

    三、 linux系统下测试iscsi服务

    1.在linux系统的客户端查看指定远程服务器共享的iscsi网络存储设备

    在这里插入图片描述

    2.在客户端(linux)下登录远程共享服务器

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    3.在客户端(linux)通过UUID挂载共享网络存储设备

    在这里插入图片描述

    4.在客户端(linux)下编辑 /etc/fstab 配置文件,自动挂载网络存储设备,_netdev,标注此设备为网络设备,联网时自动挂载,避免系统因不能正常挂载,而无法重启

    在这里插入图片描述


    在这里插入图片描述

    5.在客户端(linux)挂载网络设备前后查看当前系统挂载情况

    在这里插入图片描述

    6.在客户端(linux)查看挂载点,是否可以正常使用

    在这里插入图片描述

    四、 windows 下使用iscsi网络存储(客户端)

    1.在客户端(windows)使用iscsi发起程序链接远程的共享存储设备,设置ACL验证,需要与服务端创建的ACL保持一致

    在这里插入图片描述

    2. 设置连接的网络共享设备,通过服务器的IP进行链接

    在这里插入图片描述

    3. 通过windows的《管理》–>《磁盘管理》会自动发现服务器共享的网络存储设备,该网络存储设备在windows下首次使用需要初始化操作

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    4. 初始化操作完成资源管理器会自动挂载使用这个存储设备

    在这里插入图片描述

    五、总结iscsi应用

    1.在Linux系统中

    	a. iscsi服务端服务程序是**target**
    	b. iSCSI客户端程序为**initiator**
    
    1. acls参数目录用于存放能够访问iSCSI服务端共享存储资源的客户端名称
    1. portals参数目录用于定义由服务器的哪个IP地址对外提供共享存储资源服务。
    1. iSCSI协议使用了TCP协议的3260端口号,这个用于防火墙设置,来允许外部客户端访问服务器的iSCSI服务

    5.用户在填写fstab设备挂载配置文件时,一般会把远程存储资源的UUID(而非设备的名称)填写到配置文件中。是因为在Linux系统中,设备名称是由udev服务进行管理的,而udev服务的设备命名规则是由设备类型及系统识别顺序等信息共同组成的。考虑到网络存储设备具有识别顺序不稳定的特点,所以为了避免识别顺序混乱造成的挂载错误问题,故使用UUID进行挂载操作。

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  • 存储基础知识 - 网络存储主要技术

    千次阅读 2019-08-24 14:05:59
    网络存储主要技术 目前磁盘存储市场上,存储分类根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储。 1、封闭系统主要指大型机,AS400等服务器,开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器; 2、...

    网络存储主要技术

    目前磁盘存储市场上,存储分类根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储。

    1、封闭系统主要指大型机,AS400等服务器,开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器;
    2、开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储;

    开放系统的外挂存储根据连接的方式分为:直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)和网络化存储(Fabric-Attached Storage,简称FAS);

    开放系统的网络化存储根据传输协议又分为:网络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)和存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)。

    由于目前绝大部分用户采用的是开放系统,其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上, 因此本文主要针对开放系统的外挂存储进行论述说明。
    在这里插入图片描述

    DAS

    Direct Attached Storage,直接附加存储,存储设备通过SCSI接口电缆直接连接到服务器的,存储设备不带有任何操作系统。它依赖于服务器,存储设备就是将硬件设备堆叠起来的。DAS也可称为SAS(Server Attached storage,即服务器附加存储)。

    DAS具有如下特性:

    • DAS设备不带有任何操作系统,文件系统位于服务器端,因此是以块级别进行数据传输

    • 它是通过SCSI接口电缆与服务器相连,因此,会增加服务器的I/O操作,占用cpu,降低网络和服务性能。

    • 不支持多种系统的数据共享

    DAS存储设备一般适用于中小型企业

    NAS

    Network Attached Storage,网络附加存储,NAS是基于IP协议的文件级数据存储,支持现有的网络技术,比如以太网,FDDI等。NAS设备完全是以数据为中心,将存储设备和服务器彻底隔离,集中管理数据,从而有效释放带宽,大大提高了网络整体性能。

    NAS设备是一种特殊的数据存储服务器,它内嵌系统软件,可以提供NFS、SMB/CIFS的文件共享。

    NAS设备的特点:

    • 由于NAS设备内嵌系统,因此数据是以文件级别的方式进行传输

    • 由于是一个单独的存储服务器,因此只负责数据的传输,减少了服务器的I/O操作,因此,大大提高了网络性能。

    • NAS支持标准的网络文件系统,支持跨平台存储。

    • 服务器只存储数据,可以实现集中化的管理数据

    NAS存储设备适用于中小型企业

    SAN

    Storage Area Network,存储区域网络,这是一个共享的高速存储网络,存储设备位于服务器的后端,且存储设备和服务器之间一般通过光钎(FC)交换机相连,因此传输速率比较快。当然也可以通过IP网络来继续传输,不过这对于网络带宽来说要求非常大的。对于SAN来说,存储设备和服务器完全分离,服务器通过光钎交换机(或IP网络)与不同地区的各个存储设备相连起来,可以实现集中化的管理。

    SAN具有的特点:

    • 由于文件系统位于服务器上,本身不带有任何操作系统,因此数据是以块级别的方式进行传输

    • 由于存储服务器使用光接口,因此传输速率快、高

    • 可以将不同区域的服务器通过光钎交换机相连起来,集中化的进行管理

    • 由于存储设备位于不同区域,因此可实现大容量存储数据共享

    由于组件一套SAN系统比较昂贵,因此适用于大型企业。如今我们所涉及的 SAN (Storage Area Network),其实现数据通信的主要要求是:

    1. 数据存储系统的合并;
    2. 数据备份;
    3. 服务器群集;
    4. 复制;
    5. 紧急情况下的数据恢复

    实现SAN有2种方式:一是称为FC-SAN,通过光钎交换机来实现SAN系统;另一种称为IP-SAN,通过现有的IP网络来实现SAN系统。

    两种实现SAN的方式对比如下:

    FC-SAN IP-SAN
    连接成本 物理覆盖范围有限,容易形成存储孤岛,会有数据的备份、迁移等问题 利用了无处不在的IP网络,跨越了距离的限制
    成本 有出色的性能,但是硬件投入成本比较高,无法使中低端用户使用 充分利用现有的TCP/IP网络,包括双绞线、路由器、以太网交换机,降低存储连接设备的投资
    技术 FC存储设备,连接设备的管理和使用需要专业人士,需要经过专业培训 IT部门的知识可以得到有效地沿用,也容易维护和管理
    兼容性 FC构建SAN的标准不统一,各个FC-SAN产品生产厂商所生产的设备不兼容 以IP网络技术为基础,具有良好的兼容性和互操作性

    NAS与SAN的分析与比较

    针对I/O是整个网络系统效率低下的瓶颈问题,专家们提出了许多种解决办法。
    其中抓住症结并经过实践检验为最有效的办法是:将数据从通用的应用服务器中分离出来以简化存储管理。
    在这里插入图片描述
    由图可知原来存在的问题:每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。这样造成数据处理复杂,随着应用服务器的不断增加,网络系统效率会急剧下降。解决方案:
    在这里插入图片描述
    从图可看出:将存储器从应用服务器中分离出来,进行集中管理。这就是所说的存储网络(Storage Networks)

    使用存储网络的好处

    • 统一性:形散神不散,在逻辑上是完全一体的。
    • 实现数据集中管理,因为它们才是企业真正的命脉。
    • 容易扩充,即收缩性很强。
    • 具有容错功能,整个网络无单点故障。

    专家们针对这一办法又采取了两种不同的实现手段,即NAS(Network Attached Storage)网络接入存储SAN(Storage Area Networks)存储区域网络

    • NAS:用户通过TCP/IP协议访问数据,采用业界标准文件共享协议如:NFS、HTTP、CIFS实现共享。
    • SAN:通过专用光纤通道交换机访问数据,采用SCSI、FC-AL接口。

    NAS和SAN最本质的不同就是文件管理系统在哪里

    在这里插入图片描述
    SAN结构中,文件管理系统(FS)还是分别在每一个应用服务器上;而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议(如:NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统。

    换句话说:NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。

    NAS是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。

    SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。

    将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是NAS加SAN

    为什么写NAS就不得不提到SAN呢?原因之一是它们的名字有69关系,容易混淆;之二是NAS和SAN既竞争又合作,很多高端NAS的后端存储就是SAN。NAS和SAN的整合也是存储设备的发展趋势,比如EMC的新产品VNX系列。右图展示了一台NAS的逻辑结构:双虚线框表示一台NAS。它通过Fibre Channel从后端SAN获得存储空间,创建文件系统后,再通过以太网共享给服务器。SAN提供的存储单位是LUN,属于block级别的。经过NAS创建成文件系统后,就变成文件级别的了。

    在这里插入图片描述
    如果上边的逻辑图还不够清楚,可以看看下面的物理连接。NAS通过FC Switch连到SAN上,应用服务器再通过Ethernet Switch连到NAS上。同时SAN也直接提供block级别的存储给应用服务器。

    在这里插入图片描述
    关于NAS和SAN的区别,可以列出很多来。比如带宽大小,距离长短,共享优劣等等。几乎所有区别都是由两个因素衍生出来的。一个是FC与Ethernet,另一个是block与file system。简而言之,如果用户需要通过FC访问block,就用SAN;如果需要通过Ethernet访问file system,就用NAS。

    NAS实现类型对比

    NAS主要有三种类型的实现:统一式、网关式和横向扩展式(Scale-out)。统一NAS使用统一的存储平台将基于NAS和基于SAN的数据访问合并,提供了可以同时管理二种环境的统一管理界面。网关NAS使用外部存储来存取数据,网关NAS和存储的管理操作是分开的。横向扩展式(Scale-out)NAS可组合多个节点,形成一个集群NAS系统。下面将对比三种不同NAS实现类型。

    统一NAS

    统一NAS提供文件服务,同时负责存储文件数据,并提供块数据访问。它支持用于文件访问的CIFS(Common Internet File System,通用Internet文件系统)和NFS(Network File System,网络文件系统)协议,以及用于块级访问的SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)和FC(Fibre Channel )协议。因为基于NAS和基于SAN的访问合并到同一个存储平台,统一NAS降低了企业的基础设施成本和管理成本。

    统一NAS的一个系统中包括了一个或多个NAS头及存储。NAS头与存储控制器连接,提供到存储的访问。存储控制器提供了与iSCSI和FC主机的连接。存储可使用不同的磁盘类型(例如SAS、ATA、FC和闪存盘),以满足不同的负载需求。下图显示的是一个统一NAS连接的例子。

    在这里插入图片描述

    网关式NAS

    网关式NAS设备包含一个或多个NAS头,使用外部存储或者独立管理的存储。与统一NAS相似,存储是与其他使用块级I/O的应用共享的。这种解决方案的管理功能比统一存储复杂,因为NAS头和存储器的管理任务是分开的。网关式解决方案可以利用FC基础设施,例如:交换机等,访问SAN存储阵列或直连式存储阵列。

    网关式NAS的扩展性比统一NAS好,因为NAS头和存储阵列可以独立地根据需求进行扩展升级。例如:可以通过增加NAS头的方式提升NAS设备的性能。当存储容量达到上限时,网关NAS设备可以独立于NAS头对SAN进行扩展,增加存储容量。网关式NAS通过在SAN环境中进行存储共享,提高了存储资源的利用率。下图是一个网关式NAS连接的例子。

    在这里插入图片描述

    横向扩展式(Scale-out)NAS

    统一NAS和网关NAS实现都提供了一定的扩展性能,可以在数据增长和性能需求提高时对资源进行扩展。对NAS设备进行扩展主要涉及增加CPU、内存和存储容量。扩展性受制于NAS设备对后续增加NAS头和存储容量的支持能力。

    横向扩展式(Scale-out)NAS可组合多个节点,形成一个集群NAS系统。只需要向集群NAS架构中添加节点即可实现资源的扩展。整个集群可看作是一个NAS设备,资源是集中管理的。在需要扩大容量或提高性能的时候,可向集群中添加节点,这不会造成停机下线的情况。横向扩展NAS可以集合许多性能和可用性中等的节点,形成集群系统拥有更好的总体性能和可用性。它还有易使用、成本低以及理论上可无限扩展的优势。

    横向扩展式(Scale-out)NAS在集群中的所有节点上创建了一个单一文件系统。节点的所有信息都可以彼此共享,因此连接到任何节点的客户端都可以访问整个文件系统。集群NAS将数据在所有节点间分条,同时使用镜像或效验方式进行数据保护。数据从客户端发送到集群时,数据被分割,并行分配给不同节点。当客户端发送文件读取请求时,集群NAS从多个节点获取相应的块,将他们组合成文件,然后将文件发给客户端。随着节点的增加,文件系统实现动态扩展,数据在节点之间均衡分布。每个增加的节点都增加了整个集群的存储、内存、CPU和网络能力。因此,整个集群的性能都得到提升。

    横向扩展式(Scale-out)NAS适合解决企业和客户当前面临的大数据问题。它统一管理和存储高速增长的数据,同时又十分灵活,能满足各种性能需求。下图显示的是一个横向扩展式(Scale-out)NAS连接的例子。

    在这里插入图片描述

    三种存储技术的对比

    存储系统架构 DAS NAS SAN
    安装难易度 不一定 简单 困难
    数据传输协议 SCSI/FC/ATA TCP/IP FC
    传输对象 数据块 文件 数据块
    使用标准文件共享协议 是(NFS、CIFS)
    异种操作系统文件共享集中式管理 需要转换设备
    集中式管理 不一定 需要管理工具
    管理难易度 不一定 以网络为基础,容易 不一定,但通常很难
    提高服务器效率
    灾难忍受度 高,专有方案
    适合对象 中小企业服务器 中小企业 大型企业
    应用环境 局域网
    文档共享程度低
    独立操作平台
    服务器数量少
    局域网
    文档共享程度高
    异质格式存储需求
    服务器数量多
    光纤通道储域网
    网络环境复杂
    文档共享程度高
    异质操作系统平台
    服务器数量多
    业务模式 一般服务器 WEB服务器
    多媒体资料存储
    文件资料共享
    大型资料库
    数据库
    档案格式复杂度
    容量扩充能力

    参考资料

    存储入门必读
    常见的三种存储技术以及iSCSI协议

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     FreeNAS是一套免费的NAS服务器,它能将一部普通PC变成网络存储服务器。该软件基于FreeBSD,Samba 及PHP,支持CIFS (samba), FTP, NFS protocols, Software RAID (0,1,5),ISCSI及 web 界面的设定工具。用户可通过...
  • 八 、 k8s volume 本地存储和网络存储

    千次阅读 2019-01-02 18:53:29
    Volume 本地和网络数据卷 PersistentVolume 持久数据卷 PersistentVolume 动态供给 数据卷 参考;https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/ Volume: • Kubernetes中的Volume提供了在容器中挂载外部...
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  • 网络存储NAS与SAN设备介绍以及区别

    千次阅读 2012-05-16 15:58:44
    网络存储NAS设备介绍:  NAS 是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制。由于这些设备都分配有 IP 地址,所以客户机通过充当数据网关的服务器可以对其进行存取访问,甚至在某些情况下,不需要...
  • 现在有不少的无线路由器都自带USB...这里,我们就以荣耀路由器为例,来说明如何使用路由器的网络存储功能,以及如何使用网络存储来备份和同步PassXYZ数据。 设置路由器的网络存储 先将U盘或移动硬盘连到路由器的U...
  • 网络存储之NAS和SAN的区别

    千次阅读 2019-03-04 01:54:53
    NAS1、NAS的意思是网络附加存储,如果你想将数据存储在一个集中的位置,可以从您的所有设备上通过网络来访问,使用网络附加存储谁被就可以实现。NAS是用于存储数据的存储设备,除了存储数据之外没有别的功能。2、NAS...
  • 服务端: yum install targetcli -y #安装共享磁盘服务 systemctl start target #启动服务 targetcli #打开设置 客户端: yum install iscsi-initiator-utils.64_86 -y #安装 systemctl start iscsi #启动

空空如也

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