NFS共享存储服务

1、NFS的简介

NFS（Network FileSystem）是网络文件系统，由Sun公司研发，也是C/S架构的服务，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源；客户端应用可以透明的读写远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样；nfs适用于Linux与Unix之间实现文件共享，不能实现Linux与Windows间的文件共享功能；NFS是运行在应用层的协议，其监听于2049/tcp和2049/udp套接字上；NFS服务只能基于IP进行认证。
使用NFS的好处：
1）节省本地存储空间，将常用的数据存放在一台NFS服务器上且可以通过网络访问，那么本地终端将可以减少自身存储空间的使用。
2）用户不需要在网络中的每个机器上都建有Home目录，Home目录可以放在NFS服务器上且可以在网络上被访问使用。
3）一些存储设备如软驱、CDROM和Zip（一种高储存密度的磁盘驱动器与磁盘）等都可以在网络上被别的机器使用。这可以减少整个网络上可移动介质设备的数量。

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2、NFS的应用场景

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1）多个机器共享一台CDROM或其他设备。这对于在多台机器中安装软件来说更加便宜与方便。
2）在客户端完成的工作数据，可以备份保存到NFS服务器上用户自己的路径下。
3）在大型网络中，配置一台中心NFS服务器用来放置所有用户的home目录可能会带来便利。这些目录能被输出到网络以便用户不管在哪台工作站上登录，总能得到相同的home目录。

3、NFS的工作机制

1)RPC服务的工作机制
NFS是基于rpc来实现网络文件系统共享的，RPC（Remote Procedure Call Protocol），即远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。
RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP，为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中，RPC跨越了传输层和应用层。
RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机，而服务提供程序就是一个服务器。
客户端程序发起一个RPC系统调用基于TCP协议发送给另一台主机（服务端）
服务端监听在某个套接字上，当收到客户端的系统调用请求以后，将收到的请求和其所传递的参数通过本地的系统调用执行一遍，并将结果返回给本地的服务进程
服务端的服务进程收到返回的执行结果后将其封装成响应报文，再通过rpc协议返回给客户端
客户端调用进程接收答复信息，获得进程结果，然后调用执行继续进行。
2）NFS的工作机制
NFS服务器端运行着四个进程：
idmapd：实现用户帐号的集中映射，把所有的帐号都映射为NFSNOBODY，但是在访问时却能以本地用户的身份去访问。
mountd：用于验证客户端是否在允许访问此NFS文件系统的客户端列表中，在则允许访问（发放一个令牌，持令牌去找nfsd），否则拒绝访问；mountd的服务端口是随机的，由rpc服务（portmapper）提供随机端口号。
nfsd：nfs的守护进程，监听在2049/tcp和2049/udp端口上；不负责文件存储（由NFS服务器本地内核负责调度存储），用于理解客户端发起的rpc请求，并将其转交给本地内核，而后存储在指定的文件系统上。
portmapper：NFS服务器的rpc服务，其监听于111/TCP和111/UDP套接字上，用于管理远程过程调用（RPC）。
NFS的简单工作流程：
查看file文件的信息，此file存储在远程NFS服务端主机上（挂载在本地目录/shared/nfs中）

**1）**客户端发起查看file信息的指令（ls file）给内核，内核通过NFS模块得知此文件并不是本地文件系统中的文件，而是在远程NFS主机上的一个文件
**2）**客户端主机的内核通过RPC协议把查看file信息的指令（系统调用）封装成rpc请求通过TCP的111端口发送给NFS服务端主机的portmapper
**3）**NFS服务端主机的portmapper（RPC服务进程）告诉客户端说NFS服务端的mountd服务在某某端口上，你去找它验证
因为mountd在提供服务时必须要向portmapper注册一个端口号，所以portmapper是知道其工作于哪个端口的
客户端得知服务端的mountd进程端口号后，通过已知的服务端mountd端口号请求验证
mountd收到验证请求后验证发起请求的客户端是否在允许访问此NFS文件系统的客户端列表中，在则允许访问（发放一个令牌，持令牌去找nfsd），否则拒绝访问
验证通过后客户端持mountd发放的令牌去找服务端的nfsd进程，请求查看某文件
服务端的nfsd进程发起本地系统调用，向内核请求查看客户端要查看的文件的信息
服务端的内核执行nfsd请求的系统调用，并将结果返回给nfsd服务
nfsd进程收到内核返回的结果后将其封装成rpc请求报文并通过tcp/ip协议返回给客户端

4、NFS的配置文件

NFS服务的主配置文件为/etc/exports，在此文件中，可以定义NFS系统的输出目录（即为共享目录）、访问权限和允许访问的主机等参数。该文件默认为空，没有配置输出任何共享目录，这是基于安全性的考虑，如此即使系统启动了NFS服务也不会输出任何共享资源。
exports文件中每一行提供了一个共享目录的设置，其命令格式为：
文件系统 客户端（选项） 客户端（选项）
其中，除输出目录是必选参数外，其他参数均是可选项。另外，格式中的输出目录和客户端之间、客户端与客户端之间都使用空格分隔，但客户端与选项之间不能有空格。客户端是指网络中可以访问这个NFS共享目录的计算机。客户端的指定非常灵活，可*为单个主机的IP或域名，亦可为某个子网或域中的主机，则表示所有主机。

5、NFS的配置及管理

软件包：yum install nfs-utils
启动服务：systemctl start rpcbind nfs-server
实验：
Server端：
安装nfs软件包并定义配置文件

创建共享目录并修改主配置文件：

声明共享目录为jyy并共享给192.168.10.17主机，权限为读写，并将所有用户及所属组都映射为nfs-upload，其UID与GID为300

重启服务并查看端口：

Client端：
客户端必须也要安装nfs-utils软件包

使用shoumount命令测试NFS服务器的输出目录状态：
语法：showmount [选项] [NFS服务器名称或地址]
常用选项有：-a ##显示指定NFS服务器的所有客户端主机及其所连接的目录
-d ##显示指定的NFS服务器中已被客户端连接的所有输出目录
-e ##显示指定的NFS服务器上所有输出的共享目录
挂载服务器的共享文件系统到本地

创建文件并查看文件是否为指定的属主属组

在客户端把共享文件系统设为开机自动挂载
vim /etc/fstab

测试：

客户端挂载时可以使用的特殊选项：
rsize：其值是从服务器读取的字数（缓冲）。默认为1024.若使用比较高的值，如8192
，可以提高传输速度。
wsize：其值是写入到服务器的字节数（缓冲）。默认为1024.若使用比较高的值，如8129，可以提高传输速度。
管理命令：
exports ##维护exports文件导出的文件系统表的专用工具
-a ##输出在/etc/exports文件中所设置的所有目录
-r ##重新读取/etc/exports文件中的设置，并使其立即生效，无需重启服务
-u ##停止输出某一目录
-v ##在输出目录时将目录显示到屏幕上

检查输出目录所使用的选项：
在配置文件/etc/exports中，即使在命令行中只设置了一两个选项，但在真正输出目录时，实际上还带有很多默认的选项。通过查看**/var/lib/nfs/etab**文件，可以看到具体使用了何选项。