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initramfs 上で tcp iSCSI root から iSER root に切替

iPXEでセキュアブートした TCP iSCSI root は前回の方法で一息ついたのですが、ConnectX VPI は rdma が使えるのに使わないのは勿体ないと思いました。なので一旦 iPXE で iBFT を登録・ iscsiでboot してから、initramfs 上で SRP root に切替た所、上手くいったのですが、SRPで複数ターゲット・複数イニシエータがある場合、ターゲットの探索を行うと、複数のターゲットが検出される上、/dev/disk/by-pathがローカルのデバイスと判別がつきにくく、さらに srptoolsには含まれるイニシエータプログラムが２つあり、それぞれ異なるaclを投げてくる為、管理が非常に面倒だということが分かったので、こちらはボツネタにしました。
そこで今度は iSER でテストし、/dev/disk/by-path での管理も特に問題はなさそうでしたので、initramfs 上で iBFT の情報( iscsistart -f )を元に tcp ISCSI root から ISER rootに切替したところ、上手くいきましたので本稿を挙げてみることにしました。
基本的には、前回の方法と同じなのですが、おさらいの意味も兼ねて今回は全体の詳細を挙げます。なお、今回はターゲット・tftp/httpサーバは同一の 10.1.40.51 ( i51 ) で、イニシエータは 10.1.40.114 ( sv114 ) で共にDebian 12 としています。また、dhcp server だけは Debian 12 の isc-dhcp-server が ipoib での bootps に対応していないので、別のサーバ ( 10.1.40.50, i50 Ubuntu24.04 ) としています。また、イニシエータは今回 2 ポートの Connectx-3 VPI で試したのですが、uefi ロムが見つかったので、セキュアブートもOKでした。 
# ターゲットイメージの作成等　( on target 10.1.40.51 i51 ) 
apt-get install targetcli-fb qemu-utils tftpd-hpa apache2

REL=bookworm
IMG=deb12.amd64.04.img
tNAME=deb12-amd64-04
tHOSTNAME=i51
tADDR=10.1.40.51
tBASE=iqn.1868-01.com.example
iHOSTNAME=sv114
NBD=nbd1
MP=/media/${tNAME}
SRV=/srv/deb03

mkdir -p ${SRV}
cd ${SRV}

dd if=/dev/zero of=${IMG} bs=1024k count=32768

modprobe -av nbd
qemu-nbd -f raw -c /dev/${NBD} /$SRV/${IMG}

fdisk /dev/${NBD}
############################
g 
n
enter
enter
1050623

t
uefi

n
enter
enter
enter

w
############################

mkfs.vfat /dev/${NBD}p1
# debian 10
# mkfs.xfs -m crc=0,finobt=0 -f /dev/${NBD}p2

# debian 12
# mkfs.xfs -f /dev/${NBD}p2

P2_UUID=`xfs_admin -u /dev/${NBD}p2 | cut -d' ' -f 3`

mkdir -p ${MP}
mount /dev/${NBD}p2 ${MP}
mkdir -p ${MP}/boot/efi
mount /dev/${NBD}p1 ${MP}/boot/efi

cd ${MP}/boot/efi
mkdir -p ${MP}/boot/efi/EFI/debian

cd ${SRV}
mkdir -p netboot
cd netboot
wget https://ftp.debian.org/debian/dists/stable/main/installer-amd64/current/images/netboot/netboot.tar.gz
tar xzpf netboot.tar.gz

cp -a debian-installer/amd64/bootnetx64.efi ${MP}/boot/efi/EFI/debian/

cat > ${MP}/boot/efi/EFI/debian/grub.cfg <<EOF
search.fs_uuid ${P2_UUID} root hd0,gpt2
set prefix=(\$root)/boot/grub
configfile \$prefix/grub.cfg
EOF

grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=${MP}/boot/efi --boot-directory=${MP}/boot --uefi-secure-boot /dev/${NBD}

cd ${MP}
debootstrap ${REL} .

# debootstrap では足りないパッケージ等を半自動でインストール・設定
cat > root/and-so-on.sh <<EOF
apt-get install -y --no-install-recommends linux-image-amd64 busybox xfsprogs openssh-server open-iscsi dbus zstd
apt-get install -y --no-install-recommends locales console-setup fbterm fonts-vlgothic fonts-courier-prime
# set root password
passwd
# add user
adduser YourUserName
# change hostname
echo ${tNAME} > /etc/hostname
# add ipv4 nameservers
echo nameserver 10.1.1.64 >> /etc/resolv.conf
echo nameserver 10.1.1.65 >> /etc/resolv.conf
# setup locales
dpkg-reconfigure locales
# setup console
dpkg-reconfigure console-setup
# setup keyboard layout
dpkg-reconfigure keyboard-configuration
exit
EOF

mount -t proc proc proc/
mount -t sysfs sysfs sys/
chroot . bash root/and-so-on.sh
umount proc/
umount sys/

cd $MP/boot
KVER=`ls vmlinuz-*-amd64 | sed 's/vmlinuz-//g' | sed 's/-amd64//g'`

cat > ${MP}/boot/grub/grub.cfg <<EOF
serial --speed=115200 --unit=0 --word=8 --parity=no --stop=1
terminal_input --append console serial
terminal_output --append console serial
 
set default="0"
set timeout=20

menuentry 'Debian iSER root ( ${KVER} )'{
	linux /boot/vmlinuz-${KVER}-amd64 root=UUID=$P2_UUID rw ip=:::::ib0:dhcp iscsi_auto net.ifnames=0 rootfstype=xfs rootwait console=tty0 console=ttyS0,115200n8
	initrd /boot/initrd.img-${KVER}-amd64.iser
}
EOF


mkdir -p /srv/tftp/boot
cp -a ${MP}/boot/*${KVER}* /srv/tftp/boot/

################################################################*/
# targetcli を使ってターゲットを作成 ( on target 10.1.40.51 i51 )
# create target for ibft
targetcli /backstores/fileio create ${tNAME} ${SRV}/${IMG}
targetcli /iscsi create ${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}
targetcli /iscsi/${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}/tpg1/luns create /backstores/fileio/${tNAME}
targetcli /iscsi/${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}/tpg1/acls create ${tBASE}:${iHOSTNAME}
# create itarget for iser
targetcli /iscsi/ create ${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}.iser
targetcli /iscsi/${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}.iser/tpg1/luns create /backstores/fileio/${tNAME}
targetcli /iscsi/${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}.iser/tpg1/portals/0.0.0.0:3260 enable_iser true
targetcli /iscsi/${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}.iser/tpg1/acls create ${tBASE}:sv112
targetcli /iscsi/${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}.iser/tpg1/acls create ${tBASE}:sv113
targetcli /iscsi/${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}.iser/tpg1/acls create ${tBASE}:${iHOSTNAME}
targetcli / saveconfig

################################################################
# apache2　の設定 ( on target 10.1.40.51 i51 )
apt-get install apache2

cat > /etc/apache2/sites-available/ipxe-40.conf <<EOF
<VirtualHost ${tAddr}:80>
	# The ServerName directive sets the request scheme, hostname and port that
	# the server uses to identify itself. This is used when creating
	# redirection URLs. In the context of virtual hosts, the ServerName
	# specifies what hostname must appear in the request's Host: header to
	# match this virtual host. For the default virtual host (this file) this
	# value is not decisive as it is used as a last resort host regardless.
	# However, you must set it for any further virtual host explicitly.
	#ServerName www.example.com

	ServerAdmin webmaster@localhost
	DocumentRoot /srv/tftp

	# Available loglevels: trace8, ..., trace1, debug, info, notice, warn,
	# error, crit, alert, emerg.
	# It is also possible to configure the loglevel for particular
	# modules, e.g.
	#LogLevel info ssl:warn

	ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
	CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined

	# For most configuration files from conf-available/, which are
	# enabled or disabled at a global level, it is possible to
	# include a line for only one particular virtual host. For example the
	# following line enables the CGI configuration for this host only
	# after it has been globally disabled with "a2disconf".
	#Include conf-available/serve-cgi-bin.conf

	<Directory />
        	Options +FollowSymLinks +Indexes
        	Require all granted
	</Directory>
</VirtualHost>
EOF

cat > /etc/apache2/sites-available/ipxe-40-4433.conf <<EOF
<VirtualHost 10.1.40.50:4433>
	ServerAdmin webmaster@example.com
	DocumentRoot /srv/tftp

	ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
	CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined

	<Directory />
        	Options +FollowSymLinks +Indexes
        	Require all granted
	</Directory>
</VirtualHost>
EOF
a2dissite 000-default
a2ensite ipxe*

cat > /etc/apache2/ports.conf <<EOF
# If you just change the port or add more ports here, you will likely also
# have to change the VirtualHost statement in
# /etc/apache2/sites-enabled/000-default.conf

Listen 80
Listen 4433

<IfModule ssl_module>
	Listen 443
</IfModule>

<IfModule mod_gnutls.c>
	Listen 443
</IfModule>
EOF

systemctl restart apache2

###################################################
# isc dhcp server ( 別サーバ; on 10.1.1.50/10.1.40.50 i50 ubuntu24.04 )

# /etc/dhcp
allow booting;
allow bootp;

option user-class code 77 = string;
option iscsi-initiator-iqn code 203 = string;

option space pxelinux;
option pxelinux.magic code 208 = string;
option pxelinux.configfile code 209 = text;
option pxelinux.pathprefix code 210 = text;
option pxelinux.reboottime code 211 = unsigned integer 32;

set vendorclass = option vendor-class-identifier;
option pxe-system-type code 93 = unsigned integer 16;
set pxetype = option pxe-system-type;

default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;

ddns-update-style none;
authoritative;
log-facility-local7;

subnet 10.1.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  option domain-name-servers 10.1.1.64, 10.1.1.65;
  option domain-name "example.com";
  option routers 10.1.1.23;
  option broadcast-address 10.1.1.255;
  next-server 10.1.1.50;
  if exists user-class and option user-class = "iPXE" {
    filename "menu.ipxe";
  } else {
    if pxetype=00:06 or pxetype=00:07 {
      filename "ipxe-signed/ipxe.efi";
#      filename "ipxe-signed/snponly.efi";
#      filename "ipxe-unsigned/snponly.efi";
#     filename "ipxe-unsigned/ipxe.efi";
    } elsif pxetype=00:00 {
      filename "ipxe.pxe";
    }
  }
  pool {
    range 10.1.1.180 10.1.1.250;
  }
}

group ind40 {
  host sv114ind {
    option host-name "sv114";
    next-server 10.1.1.51;
    hardware ethernet aa:bb:cc:dd:01:14;
  }
}

subnet 10.1.40.0 netmask 255.255.255.0 {
  option domain-name-servers 10.1.1.64;
  option domain-name "example.com";
  option routers 10.1.40.50;
  option broadcast-address 10.1.40.255;
  next-server 10.1.40.50;
  if exists user-class and option user-class = "iPXE" {
    filename "menu.ipxe";
  } else {
    if pxetype=00:06 or pxetype=00:07 {
      filename "ipxe-signed/ipxe.efi";
#      filename "ipxe-signed/snponly.efi";
#      filename "ipxe-unsigned/snponly.efi";
#      filename "ipxe-unsigned/ipxe.efi";
    } elsif pxetype=00:00 {
      filename "ipxe.pxe";
    }
  }
  pool {
    range 10.1.40.200 10.1.40.250;
  }
}

group ib40 {
  option domain-name "ind40.example.com";
  host sv114-cx354a-fcbt {
    option host-name "sv114";
    hardware ethernet 00:11:22:33:01:14;
    filename "ipxe-signed/ipxe.efi";
    fixed-address 10.1.40.114;
    next-server 10.1.40.51;
  }
}

# check config and restart dhcp server
dhcpd -t  
systemctl restart isc-dhcp-server
###################################################
# tftp server ( on 10.1.40.51 i51 )
apt-get install unzip

cd /srv/tftp

# download and copy 64bit_ipxe_efi.zip to here then unzip
mkdir ipxe-signed
cd ipxe-signed
unzip ../64bit_ipxe_efi.zip

## edit menu.ipxe ( on i51)
mkdir -p /srv/tftp/Altiris/iPXE
cat > /srv/tftp/Altiris/iPXE/GetPxeScript.aspx <<EOF
#!ipxe

:start
menu                    			MENU
item --gap --           			--------------
item iSER-${tHOSTNAME}.${tNAME}		iSER root ( ${tHOSTNAME}.${tNAME}.iser )
item --gap --           			--------------
item shell              			Drop to iPXE shell
item --gap --           			--------------
choose selected
goto \${selected}

:iSER-${tHOSTNAME}.${tNAME}
set initiator-iqn ${tBASE}:\${hostname}
set root-path iscsi:${tAddr}::::${tBASE}:${tHOSTNAME}.${tNAME}
sanboot --drive 0x80 --filename \EFI\debian\bootnetx64.efi \${root-path} || goto shell
goto start

:shell
echo Type 'exit' to get back to the menu
shell
set menu-timeout 0
goto start

EOF

cd /srv/tftp
ln -sf Altiris/iPXE/GetPxeScript.aspx menu.ipxe

################################################
# initramfs-tools の設定その１ ( on target 10.1.40.51 i51, chroot)
cd ${MP}
mount -t proc proc proc/
mount -t sysfs sysfs sys/
chroot .

cat >> /etc/initramfs-tools/modules <<EOF

ib_core
ib_cm
ib_uverbs
ib_umad
iw_cm
rdma_cm
rdma_ucm
mlx4_core
mlx4_ib
mlx5_core
mlx5_ib
ib_mthca
ib_ipoib

iscsi_ibft
ib_iser
ib_srp

EOF
################################################
# initramfs-tools の設定その２ ( on target 10.1.40.51 i51, chroot)

cat > /etc/initramfs-tools/hooks/iscsiadm <<EOF
#!/bin/sh
PREREQ=""
prereqs()
{
	echo "\$PREREQ"
}
case \$1 in
prereqs)
	prereqs
	exit 0
	;;
esac

. /usr/share/initramfs-tools/hook-functions

copy_exec /bin/grep
copy_exec /bin/sleep
copy_exec /sbin/iscsiadm
copy_exec /sbin/iscsid
copy_exec /usr/bin/expr
copy_file config /etc/iscsi/iscsid.conf
copy_file config /etc/iscsi/initiatorname.iscsi
copy_exec /usr/lib/*/libnss_files.so.*

copy_exec /sbin/iscsi-iname
copy_exec /sbin/iscsi_discovery
copy_exec /lib/open-iscsi/startup-checks.sh /sbin

EOF

chmod +x /etc/initramfs-tools/hooks/iscsiadm

#############################################################################*/
# initramfs-tools の設定その３ ( on target 10.1.40.51 i51, chroot)
# /usr/share/initramfs-tools/scripts/local-top/iscsi の変更 

mkdir -p /root/initrd_iser
cd /root/initrd_iser

cp -a /usr/share/initramfs-tools/scripts/local-top/iscsi iscsi.org
cp -a /usr/share/initramfs-tools/scripts/local-top/iscsi iscsi

# save as iscsi.patch
---------------------------------------------------------------------
--- iscsi.orig	2022-10-20 00:59:32.000000000 +0900
+++ iscsi		2025-04-04 15:19:07.649734655 +0900
@@ -330,7 +330,70 @@
 	exit 0
 fi
 
-do_iscsi_login
+iscsistart -f | grep -v \# > /run/iscsi-vars
+i=`echo $ip | cut -d: -f 6`
+
+if [ -e /sys/class/net/$i/carrier ]; then
+  ip link set dev $i up && interface_up=`cat /sys/class/net/$i/carrier`
+else
+  interface_up=""
+fi
+echo awainting for interface $i up
+count=0
+while [ "$interface_up" == "0" -o ! -n "$interface_up" ] && [ $count -lt 30 ]
+do
+  echo interface_up: $interface_up
+  if [ -e /sys/class/net/$i/carrier ]; then
+    ip link set dev $i up && interface_up=`cat /sys/class/net/$i/carrier`
+  else
+    interface_up=""
+  fi
+  if [ "$interface_up" == "1" ];then
+    echo $i is up
+  fi
+  count=$((count + 1))
+  sleep 5
+done
+
+iface=`cat /run/iscsi-vars | grep iface.net_ifacename | cut -d' ' -f3`
+i=`echo $ip | cut -d: -f 6`
+
+if [ "$iface" == "$i" ]; then
+  iscsistart -N || echo Failed to bring up the network as specified by iBFT.
+else
+  address=`cat /run/iscsi-vars | grep iface.ipaddress | cut -d' ' -f3`
+  netmask=`cat /run/iscsi-vars | grep iface.subnet_mask | cut -d' ' -f3`
+  i=`echo $ip | cut -d: -f 6`
+  ip addr add ${address}/${netmask} dev $i
+fi
+
+# workaround for iscsistart -N not adding default gateway
+gw=`cat /run/iscsi-vars | grep iface.gateway | cut -d' ' -f3`
+ip route add default via ${gw} dev $i
+
+mkdir -p /run/lock
+mkdir -p /etc/iscsi
+touch /etc/iscsi/iscsid.conf
+
+initiatorname=`cat /run/iscsi-vars | grep iface.initiatorname | cut -d' ' -f3`
+
+echo InitiatorName=${initiatorname} > /etc/initiatorname.iscsi
+echo InitiatorName=${initiatorname} > /etc/iscsi/initiatorname.iscsi
+
+if startup-checks.sh; then 
+  if [ ! -e /etc/passwd ] ; then
+    echo "root:x:0:0:root:/:/bin/sh" > /etc/passwd
+  fi
+  iscsid -c /etc/iscsi/iscsi.conf -i /etc/iscsi/initiatorname.iscsi -p /run/iscsid.pid
+  targetaddr=`cat /run/iscsi-vars | grep node | grep address | grep 0 | cut -d' ' -f3`
+  iscsiadm -m discovery -t sendtargets -p ${targetaddr} -I iser
+  targetname=`cat /run/iscsi-vars | grep node.name | cut -d' ' -f3`
+  iscsiadm -m node --login -p ${targetaddr} -T ${targetname}.iser -I iser && kill `cat /run/iscsid.pid`
+else
+  echo startup-checks failed
+fi
+
+#do_iscsi_login
 
 udevadm settle
 
---------------------------------------------------------------------
apt-get install patch

patch < iscsi.patch

cp -a iscsi /usr/share/initramfs-tools/scripts/local-top/iscsi

###################################################
# initramfs-tools の設定その４ ( on target 10.1.40.51 i51, chroot)

cd ~
mkdir -p initrd_iser
mkdir -p /srv/tftp/boot
cd initrd_iser

KVER=`cd /boot && ls vmlinuz-*-amd64 | sed 's/vmlinuz-//g' | sed 's/-amd64//g'`

cat > updt-${KVER}.sh <<EOF
update-initramfs -k ${KVER}-amd64 -c -b .
mv initrd.img-${KVER}-amd64 initrd.img-${KVER}-amd64.iser
cp initrd.img-${KVER}-amd64.iser ${MP}/boot
EOF
chmod +x updt-${KVER}.sh
./updt-${KVER}.sh
##############################################
# 後片付け ( on target 10.1.40.51 i51 )
exit

cd ${MP}
umount proc/
umount sys/

cd

umount ${MP}/boot/efi
umount ${MP}

qemu-nbd -d /dev/${NBD}
以下ブート後のディスク情報です。 
# df
ファイルシス   1K-ブロック    使用   使用可 使用% マウント位置
udev              16140064       0 16140064    0% /dev
tmpfs              3233152    1596  3231556    1% /run
/dev/sdd2         32962560 2193632 30768928    7% /
tmpfs             16165740       0 16165740    0% /dev/shm
tmpfs                 5120       0     5120    0% /run/lock

# ls -la /dev/disk/by-path | grep sdd$
lrwxrwxrwx 1 root root   9  4月  4 08:06 pci-0000:18:00.0-ip-10.1.40.51:3260-iscsi-iqn.1868-01.com.example:i51.deb12-amd64-03.iser-lun-0 -> ../../sdd

# iscsiadm -m session
iser: [2] 10.1.40.51:3260,1 iqn.1868-01.com.example:i51.deb12-amd64-03.iser (non-flash)
なお スイッチを経由してイニシエータとターゲットを接続しているのですが、環境によるとは思いますが、grubから起動して ipoib インターフェスが initramf 上で up するのに時間がかかりましたので注意が必要かもしれません。
今回は以上です。それでは。

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フレッツ光クロス：MAP-E ROUTER by Debian Box (iptables)

フレッツ光クロスがようやく開通したので、Debianにてrouterを構成し接続してみました。なお、プロバイダーを選ぶにあたっては、IPoE方式がそれぞれ異なるため検討したところ、IPoEでは、MAP-Eでもv6plusとocnバーチャルコネクトがあり、前者がポート数240なのに対し、後者は約４倍のポート数が使えるようなネットの情報をみて、OCNバーチャルコネクトを選択しました。（プロバイダーとしてはぷららです。なおDS-LiteはCE側でのNATではないので今回は見送りました。）そこで、OCN バーチャルコネクトをDebian(iptables)で実現するとどうなるかと思い、ネットの情報を頼りにしつつ、設定した次第です。 実際に試した結果、とりあえず通信できていますが、MAP-Eは本来マッピングルールをマップサーバから取得するはずなので、今回のやり方が正解とはいえませんし、仕様変更されると通信できなくなる可能性があります。あくまでも参考程度ですが、本稿をUPしてみました。 2023/03/16追記： こちら にゲームコンソールNAT越え(Nintendo Switch ナットタイプ A判定)対応版を投稿しました。 2023/03/28追記：※1の記述および3行無効化によりNAT越え(Nintendo Switch ナットタイプ B判定)できるようになりました。 構成は以下の通りです。 ルーターがDebianで回線がOCNバーチャルコネクトであること以外はなにも特別なところはない構成です。 さて、いきなり設定ですが、まず、割り当てられたプレフィックスを確認します。 確認は、 dhclient -6 -d -P enp2s0 とします。出力の中に 前略 RCV: | | X-- IAPREFIX 2400:4050:5c71:af00::/56 後略 このようにプレフィックスが表示されるので、その確認したプレフィックスを書き留めておきます。これを こちらで 入力します。すると、 CE: 2400:4050:5c71:af00:99:f171:c600:2f00 IPv4 アドレス: 153.241.113.198 ポート番号：(1776-1791 2800-2815 3824-3839) 4848-4863 5872-5887 6896-...
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