Бездисковая загрузка по технологии iSCSI

Начну из далека. Как часто вы встречаете организации использующие «Подключение к удаленному рабочему столу» как основной способ работы в офисе? Я стал встречать такие все чаще и мое личное мнение — это удобно! Удобно для сотрудников, удобно для системных администраторов, а самой компании это позволяет сократить IT расходы. А нередко это даже необходимость для комфортной многопользовательской работы в некоторых программах (пример — ПО 1С).

А как часто вы видите что в качестве клиентов используются обычные себе полноценные ПК, иногда даже вполне производительные и для локальной работы.

Разговор будет о замечательной технологии iSCSI, и как мы её можем использовать чтобы уменьшить совокупную стоимость владения, и поможет тем кто хочет познакомиться с технологией поближе.

Вики гласит:
iSCSI (англ. Internet Small Computer System Interface) — протокол, который базируется на TCP/IP и разработан для установления взаимодействия и управления системами хранения данных, серверами и клиентами.

Для понимания происходящего определимся с терминологией:

iSCSI Target: (Цель iSCSI) — программа или аппаратный контроллер (HBA), осуществляющие эмуляцию диска и выполняющие запросы iSCSI. подробнее ^[1]

iSCSI Initiator: (Инициатор iSCSI) — Клиентская программа или аппаратный контроллер, который взаимодействует с iSCSI Target.

IQN: (iSCSI Qualified Name) — Уникальный идентификатор (имя) iSCSI Target'a или iSCSI Initiator'а.

LUN: (Logical Unit Number) — Адрес блочного устройства в диапазоне 0-127. подробнее ^[2]

Инициатор iSCSI

Прелесть в том, что Windows 7, Windows Server 2008 и всё что старше умеют устанавливаться напрямую на iSCSI target. Проблема только в том, как инициализировать удаленное блочное устройство при включении ПК.
Все современные сетевые карты умеют работать по технологии PXE, а вот с iSCSI дружат только дорогущие серверные сетевые карты например intel ^[3]

Однако есть как минимум два знакомых мне open source проекта gPXE ^[4] и iPXE ^[5], последний, к слову, форк первого, с немного доработанной системой вывода ошибок и несколькими дополнительными опциями.

Лично я использую gPXE, я его нашел первым, к тому-же у них на сайте есть очень удобный генератор rom-o-matic ^[6]

Есть много способов как загрузиться через gPXE. Для рабочего варианта я вшивал её ROM вместо PXE загрузчика в BIOS метеринки. Рисковый вариант, можно остаться без материнки, забегая вперед это позволит уменьшить время загрузки на ~ 10 сек.

Расскажу лучше о простом и безопасном для оборудования способе под названием PXE chainloading подробно (англ.) ^[7]. Суть такова — с помощью PXE загрузчика загружаем gPXE, который в свою очередь выступает iSCSI инициатором и передает управление диску. Для этого нам нужен TFTP сервер (я не стал прибегать к стороннему софту, сделал как тут ^[8]) и правильная настройка DHCP сервера.
Вот так выглядит DHCP параметры у меня:

Обратите внимание на параметр «175 gPXE_Options», инкапсулированное значение «08 01 01 ff» означает опцию keep_san = 1, которая заставляет gPXE не удалять регистрацию диска в случае неудачной загрузки с него (это необходимо для установки операционной системы).

В параметре «017 Корневой путь» самый просто синтаксис будет iscsi:<Айпи iSCSI target>:::::<IQN цели>

Настройки iSCSI инициатора на этом закончены.

Цель iSCSI

В качестве цели я использовал Microsoft iSCSI Software Target 3.3 ^[9]

Настройки цели крайне простые и интуитивные.

Создаём новое или импортируем существующий VHD диск:

Далее создаём цель:

Добавляем созданный или импортированный ране диск:

На этом настройка цели почти закончена. Осталось только добавить IQN(или любой другой тип индификатора: MAC, IP) инициатора(ов) который имеет доступ к этой цели.

Если после этого при загрузке клиентского ПК в gPXE промелькнут надписи:
Registered as BIOS drive 0x80
Booting from BIOS drive 0x80
Значит у нас получилось. И можно приступать к установке ОС.

Установка ОС или Epic Fail

Уже с ностальгией вспоминаю тот момент, когда первый раз я дошел до этого этапа и… поначалу меня постигало кучу разочарований. Забегая вперед скажу, что причиной многому была неудачная материнская плата GYGABYTE GA-425TUD ^[10].
Что же я увидел когда дошел до пункта выбора диска? Верно. Ничего. Подумал, ага, надо подгрузить сетевые драйвера. Аномально долгий поиск ~ 30 — 40 минут на пустой флешке, куда были переписаны исключительно дрова для нужной сетевухи, заставлял меня думать что ОС виснет и раз 5-10 я так и не дожидался окончания поиска, выключал, перезагружал, менял опции gPXE. Так сложилось, что однажды я таки дождался пока драйвера были найдены, и радовался как ребенок обнаружив что в меню выбора появился так желанный мне диск.
Радость тут-же омрачилась тем что ОС сообщила мне о невозможности установиться на этот диск и любезно попросила меня проверить включен ли в моём BIOS контроллер этого диска.
Решение было найдено довольно быстро вот тут ^[11] в самом низу. Если коротко то ребята советовали включать/выключать SATA контроллер, менять режим его работы IDE, ACHI и даже попробовать подключить реальный диск на время установки, но установку проводить на iSCSI диск. Для меня сработало подключение реального диска в режиме ACHI. Теперь установка пошла на iSCSI диск без проблем. Однако после перезагрузки ОС (один из этапов установки) я постоянно ловил BSOD на classpnp.sys.

Причина до сих пор мне не совсем понятна.
Большими усилиями была найдена зацепка ^[12]

Решением стало отключение LWF фильтра в ОС на сетевухе.

Открываем HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControl Class{4D36E972-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}
Находим и открываем подпапку для NIC (eg. 0007)
Открывает подпапку Linkage
Редактируем FilterList. Удаляем линию которая ссылается на LWF driver UUID {B70D6460-3635-4D42-B866-B8AB1A24454C}. В моём случае это бала вторая линия.
До:
{158B0494-2576-4DE5-9E32-98DB9E177DD8}-{B5F4D659-7DAA-4565-8E41-BE220ED60542}-0000
{158B0494-2576-4DE5-9E32-98DB9E177DD8}-{B70D6460-3635-4D42-B866-B8AB1A24454C}-0000
После:
{158B0494-2576-4DE5-9E32-98DB9E177DD8}-{B5F4D659-7DAA-4565-8E41-BE220ED60542}-0000

В этом варианте у меня заработало даже на проблемной материнке.
После этого я пробовал еще 2 или 3 материнки, установка проходила гладко изначально (нужно было лишь подгрузить сетевые драйвера).

Тесты

Интересно на сколько будет заметно что мой HDD где-то там в 100 метрах от меня? На глаз вообще не отличить! Но я даже не надеялся что вы поверите моему глазу по этому приведу результаты тестов.

Наши герои:

Seagate ST500DM002 — будет работать локально, как у людей ;D
iSCSI SSD Patriot 128 PYROSE — на сервере, будет работать через iSCSI, сетевой канал 1ГБ.
iSCSI RAID 10 4xSeagate ST500DM002 — на сервере, будет работать через iSCSI, сетевой канал 1ГБ.

(Локальный)Seagate ST500DM002

iSCSI SSD Patriot 128 PYROSE

iSCSI RAID 10 4xSeagate ST500DM002

Свод и выводы

На мой взгляд вполне заслуживающая внимания технология, как видно из тестов даже на 1ГБ сети имеет хороший КПД. При текущих ценах на HDD позволит экономить как минимум 2500р с рабочей станции и облегчает задачу резервирования данных. У меня в организации все сотрудники работают в терминале, еще вот открыли учебный класс на 8 рабочих мест, именно там в качестве теста я и внедрял эту технологию.

С радостью отвечу на вопросы.

Автор: AndreyKu