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NFS

分类: 文章 • 2024-05-24 13:30:22

服务名称：NFS

概述：
NFS 是Network File System的缩写即网络文件系统。
主要功能是通过局域网络让不同的主机系统之间可以共享文件或目录

特点：

  • 在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样
  • nfs是运行在应用层的协议，其监听于2049/tcp和2049/udp套接字上

使用nfs的好处：

  • 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
  • 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

NFS工作机制：

nfs是基于rpc来实现网络文件系统共享的。所以我们先来说说rpc

RPC（Remote Procedure Call Protocol），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
NFS

rpc工作机制如上图所示，下面来描述一下它：

  • 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

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：

  • 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
  • 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
  • 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

exports文件的格式：

nfs的主配置文件是/etc/exports，在此文件中，可以定义NFS系统的输出目录（即共享目录）、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

我们可以按照共享目录的路径 允许访问的NFS客户端 （共享权限参数） 格式，定义要共享的目录与相应的权限

访问权限选项：

访问权限选项 说明
ro 设置输出目录只读
rw 设置输出目录可读写

用户映射选项：

用户映射选项 说明
all_squash 将远程访问的所有普通用户及所属组都映射为匿名用户或用户组(nfsnobody)
no_all_squash 不将远程访问的所有普通用户及所属用户组都映射为匿名用户或用户组(默认设置)
root_squash 将root用户及所属用户组都映射为匿名用户或用户组(默认设置)
no_root_squash 不将root用户及所属用户组都映射为匿名用户或用户组
anonuid=xxx 将远程访问的所有用户都映射为匿名用户，并指定该匿名用户为本地用户帐户(UID=xxx)
anongid=xxx 将远程访问的所有用户组都映射为匿名用户组，并指定该匿名用户组为本地用户组(GID=xxx)

常用的其他选项：

其他选项 说明
secure 限制客户端只能从小于1024的TCP/IP端口连接NFS服务器(默认设置)
insecure 允许客户端从大于1024的TCP/IP端口连接NFS服务器
sync 将数据同步写入内存缓冲区或磁盘中，效率较低，但可保证数据一致性
async 将数据先保存在内存缓冲区中，必要时才写入磁盘
wdelay 检查是否有相关的写操作，如果有则这些写操作一起执行，可提高效率(默认设置)
no_wdelay 若有写操作则立即执行，应与sync配置使用
subtree_check 若输出目录是一个子目录，则NFS服务器将检查其父目录的权限(默认设置)
no_subtree_check 即使输出目录是一个子目录，NFS服务亦不检查其父目录的权限，可提高效率
nohide 若将一个目录挂载到另一个目录之上，则原来的目录通常就被隐藏起来或看起来像空的一样。要禁用这种行为，需启用hide选项

安装配置：

服务端：

安装需要的软件，并开机自启动

[[email protected] ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[[email protected] ~]# systemctl start nfs
[[email protected] ~]# systemctl enable nfs

把 /nfs/data 目录共享给 192.168.230.0/24 网段内的所有主机，给读写权限

注意：NFS客户端地址与权限之间没有空格
[[email protected] ~]# vim /etc/exports
/nfs/data 192.168.230.0/24(rw)

创建共享目录，并设置对应权限

[[email protected] ~]# mkdir /nfs/data -p
[[email protected] ~]# chown -R nfsnobody.nfsnobody /nfs/data
[[email protected] ~]# systemctl restart nfs

客户端：
安装需要的软件，并加入开机自启动

[[email protected] ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[[email protected] ~]# systemctl start rpcbind
[[email protected] ~]# systemctl enable rpcbind

查看服务端共享了哪些目录

[[email protected] ~]# showmount -e 192.168.230.15
clnt_create: RPC: Port mapper failure - Unable to receive: errno 113 (No route to host)

这里报错了，原因是防火墙
解决：有两种方法，第一种是直接关闭防火墙，第二种是修改防火墙的规则
第一种：两边都一样

[[email protected] ~]# systemctl stop firewalld.service
[[email protected] ~]# systemctl disable firewalld.service
[[email protected] ~]# setenforce 0

第二种：
服务端

[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="nfs" accept"
success
[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="rpc-bind" accept"
success
[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="mountd" accept"
success
[[email protected] ~]# firewall-cmd --reload 
success
[[email protected] ~]# firewall-cmd --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources: 
  services: ssh dhcpv6-client
  ports: 
  protocols: 
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules: 
	rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="nfs" accept
	rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="rpc-bind" accept
	rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="mountd" accept

客户端

[[email protected] ~]#  firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="rpc-bind" accept"
success
[[email protected] ~]#  firewall-cmd --reload 
success
[[email protected] ~]#  firewall-cmd --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources: 
  services: ssh dhcpv6-client
  ports: 
  protocols: 
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules: 
	rule family="ipv4" source address="192.168.230.0/24" service name="rpc-bind" accept

现在就可以查看了

[[email protected] ~]# showmount -e 192.168.230.15  
Export list for 192.168.230.15:
/nfs/data 192.168.230.16

创建挂载目录并挂载查看

[[email protected] ~]# mkdir /nfs_rw
[[email protected] ~]# mount -t nfs 192.168.230.15:/nfs/data /nfs_rw
[[email protected] ~]# df -h 
Filesystem                     Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root           17G  7.2G  9.9G  42% /
devtmpfs                       901M     0  901M   0% /dev
tmpfs                          912M     0  912M   0% /dev/shm
tmpfs                          912M  8.6M  904M   1% /run
tmpfs                          912M     0  912M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                     1014M  143M  872M  15% /boot
tmpfs                          183M     0  183M   0% /run/user/0
192.168.230.15:/nfs/data   17G  2.5G   15G  15% /nfs_rw

测试：

[[email protected] ~]# cd /nfs_rw
[[email protected] nfs_rw]# ls
[[email protected] nfs_rw]#
[[email protected] nfs_rw]# touch ceshi
[[email protected] nfs_rw]# ls
ceshi

在客户端设置开机自动挂载nfs：编辑/etc/fstab文件，添加如下格式的内容：

[[email protected] ~]# vim /etc/fstab
192.168.230.15:/nfs/data        /nfs_rw       nfs     defaults,_netdev 0 0

笔者Q：810540895
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