iscsi target tgt架構


tgt是用戶態實現的iscsi target,而iet(iscsi enterprise target)是在內核態實現的target,tgt相比於iet來說,因為其用戶態實現,方便調試,新加入一些功能等,不過性能相比iet來說要稍差一點。下面就介紹一下tgt的程序框架(略過iscsi協議解析處理部分),以便於整體把握tgt的代碼,方便后續的一些修改。

1.整體框架

這里借用tgt官網給出的一張圖。

 

tgt中命令的操作,與initiator端的通信都是通過epoll來實現的,下面分別對這兩部分進行說明。

1.1 tgtadm與tgtd的交互

在啟動tgtd進程的時候,就會初始化一個unix socket,將該fd加到epoll中,監聽EPOLLIN事件,后續每執行一條tgtadm命令,就會使用這個unix socket來和tgtd通信。

 

如圖所示,當在命令行里敲一條tgtadm命令時,通過unix socket發起請求,就會觸發epoll 的EPOLLIN事件,tgtd端accept,將連接fd加到epoll中,並注冊回調函數mtask_recv_send_handler,返回連接建立的響應給tgtadm端,然后tgtadm命令觸發EPOLLIN事件,tgtd端調用mtask_recv_send_handler,根據不同的mode調用不同的處理函數進行處理(這里有sys_mgmt/target_mgmt/portal_mgmt等),處理完后,將事件改為EPOLLIN|EPOLLOUT,然后發送響應給tgtadm端。

1.2 initiator與tgtd的交互

tgtd進程在啟動的時候就會創建一個socket,用於監聽initiator的請求(具體是iscsi_tcp_init_portal函數中的處理),將該socket加到epoll中,注冊回調函數accept_connection。 initiator端的請求到來時,將新連接的fd加到epoll中,並注冊回調函數iscsi_tcp_event_handler,然后當收到EPOLLIN事件時,會調用iscsi_rx_handler進行iscsi請求的一些解析處理操作,並調用backing store的接口進行io的操作,操作完成后,修改事件為EPOLLLOUT,就會觸發調用到iscsi_tx_handler來發送響應給initiator。

 

1.3 函數調用棧

下面給出了iscsi_rx_handler的一些函數調用棧關系,其中涉及到與backing store中io處理接口的調用關系。給出下圖作為參考。

 

2. backing store

tgt支持多種后端存儲,比如rdwr,aio,sg,rbd,sheepdog等,默認的是rdwr,可以指定flag(O_SYNC|O_DIRECT)。了解清楚tgt的后端存儲的處理模式,就可以添加新的后端存儲用於支持自定義的功能。

 

其中主要的接口就是bs_open,bs_init,bs_cmd_submit,bs_close,bs_exit。 bs_open和bs_init就是做創建lun時的一些初始化操作,比如打開設備文件,創建處理現線程,注冊處理回調函數等。 bs_cmd_submit:io請求到來時就會調用該函數進行處理。 bs_close和bs_exit就是刪除lun的時候做一些銷毀操作。 BS中支持同步和異步io兩種模式(rdwr就是同步的,aio就是異步的),下面分別介紹這兩種模式。

2.1 同步io

 

在同步io中,每個lun都會對應一個請求隊列(pending_list),在bs_init時就會創建多個線程(目前新版本一個lun默認16個線程)。新請求到來時,調用bs_cmd_submit將請求添加到pending_list中,多個線程共享這個pending_list,分別從pending_list中取請求來進行處理。當沒有請求時,這些線程就會等待在pending_list上,有新請求加入到pending_lsit后,就會喚醒等待的線程來進行處理。

2.2 異步io(aio)

tgt使用的是linux native aio來實現的,使用eventfd創建的fd將aio上下文和epoll聯系起來。(具體可以參考aio與epoll結合起來如何使用的一些資料)。下面是一些具體的處理邏輯。

1)bs_aio_open:io_setup建立異步io上下文,然后afd=eventfd() ,將afd加到epoll中(回調函數bs_aio_get_completions) ,並且afd與aio的上下文關聯。

2)bs_aio_cmd_submit:IO到來時調用,先把請求加到cmd_wait_list中,然后遍歷list,確定此次能提交的io數並初始化iocb(因為限制了aio的最大處理個數為128,有些io還在處理中,當前提交的aio個數就有限),然后使用io_submit提交一批異步io。

3)IO處理完后,會通過afd觸發EPOLLIN事件,調用回調函數bs_aio_get_completions進行處理,先read出當前完成的io數,然后調用io_getevents()獲取出已完成io的信息,然后對每個完成的io調用bs_aio_comlete_one做一些結束的處理(修改處理狀態),在這個函數中調用target_cmd_io_done,在target_cmd_io_done中會修改epoll的事件為EPOLLIN|EPOLLOUT,這樣就會觸發了EPOLLOUT事件,調用iscsi_tcp_event_handler,在這個函數里判斷如果是EPOLLOUT,就會調用iscsi_tx_handler來發送響應。

 

3. 參考資料

http://stgt.sourceforge.net/ 
http://www.lenky.info/archives/2013/01/2183    

轉載:

http://www.sysnote.org/?p=170


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