NFS分布式文件系统协议

NFS

1. nfs简介

1.1 nfs特点

• NFS（Network File System）即网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源
• 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

1.2 nfs的应用场景

nfs有很多实际应用场景，以下是一些常用的场景：

• 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
• 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
• 不同客户端可在NFS上观看影视文件，节省本地空间
• 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

1.3 nfs的体系组成

nfs体系至少有两个主要部分：

• 一台nfs服务器
• 若干台客户机

1.4 工作原理

NFS（Network File System）是一种分布式文件系统协议，允许客户端系统通过网络透明地访问远程存储资源。它最初由 Sun Microsystems 开发，用于在 UNIX 系统之间共享文件和目录。NFS 允许用户像访问本地文件系统一样访问远程文件系统，无需了解文件在物理存储设备上的实际位置。

NFS 的工作原理包括以下几个关键概念：

• 服务端和客户端：NFS 服务器运行在文件共享的主机上，而 NFS 客户端是访问这些共享资源的主机。服务器共享目录（或文件）并将其挂载到客户端文件系统中。

• 挂载（Mounting）：客户端使用 mount 命令将远程共享目录挂载到本地文件系统的一个挂载点上。一旦挂载完成，客户端就可以像访问本地文件一样访问远程共享的文件。

• 权限控制：NFS 支持对共享文件的访问权限进行控制，可以基于用户或用户组来限制访问权限，确保安全性。

• 透明性：NFS 提供了透明访问远程文件的能力，对用户来说，远程文件就像本地文件一样，无需关心文件的存储位置。

• 网络通信：NFS 使用 RPC（Remote Procedure Call）协议进行通信，在网络上传输数据。

NFS 在网络环境中的广泛应用包括共享用户文件、系统备份、软件部署和集中式存储管理等方面。它是一种高效的文件共享解决方案，提供了简单、灵活和可扩展的方式来共享文件系统资源。

2. 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。

2.1 nfs工作机制

//NFS服务器端运行着四个进程：
    nfsd
    mountd
    idmapd
    portmapper

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）

3. 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。

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：

<输出目录> [客户端1(选项1,选项2,...)] [客户端2(选项1,选项2,...)]

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等。

4. nfs实现文件共享的操作

1.配置环境
//服务端server：192.168.116.140
//客户端client：192.168.116.143

2.修改两台主机的名字
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname server
[root@localhost ~]# bash
[root@server ~]# 

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname client
[root@localhost ~]# bash
[root@client ~]# 

3.关闭两台主机防火墙和selinux
[root@server ~]# systemctl disable --now firewalld
Removed "/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service".
Removed "/etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service".
[root@server ~]# setenforce 0
[root@server ~]# vi /etc/selinux/config
[root@server ~]# cat /etc/selinux/config
SELINUX=disabled

[root@client ~]# systemctl disable --now firewalld
Removed "/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service".
Removed "/etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD