Сетевые файловые системы и Linux. Настройка и монтирование NFS

N FS (Network File System ) в основном разработана для совместного использования файлов и папок между /Unix систем от компании Sun Microsystems в 1980 году . Она позволяет монтировать локальные файловые системы по сети и удаленных хостов, для взаимодействия с ними так, как будто они установлены локально на той же системе. С помощью NFS , мы можем настроить общий доступ к файлам между Unix в Linux системе и Linux для системы Unix .

Преимущества NFS

NFS создает локальный доступ к удаленным файлам.
Он использует стандартную архитектуру клиент /сервер для обмена файлами между всеми машинами на базе * NIX .
С помощью NFS не нужно, чтобы обе машины работали на той же ОС .
С помощью NFS мы можем настроить решение централизованного хранения .
Пользователи получают свои данные независимо от их физического расположения.
Автоматическое обновление для новых файлов.
Более новая версия NFS поддерживает монтирование acl , pseudo под root.
Может быть защищен брандмауэрами и Kerberos .

Услуги NFS

Cервис System V-launched . Серверный пакет NFS включает в себя три средства, входящие в состав пакетов portmap и nfs-Utils .

portmap : отображает вызовы, сделанные из других машин к правильной службе RPC (не требуется с NFSv4 ).
nfs : преобразует удаленные запросы общего доступа к файлам в запросы на локальной файловой системе.
rpc.mountd : эта служба отвечает за монтирование и размонтирования файловых систем.

Важные файлы конфигурации для NFS

/etc/exports : его основной конфигурационный файл NFS , все экспортируемые файлы и каталоги , которые определены в этом файле и на конечном сервере NFS .
/etc/fstab : Для того, чтобы смонтировать каталог NFS на вашей системе без перезагрузок , нам нужно сделать запись в /etc/fstab .
/etc/sysconfig/nfs : Конфигурационный файл NFS для управления, на котором порт RPC и другие услуги прослушивания .

Настройка и монтирование NFS на сервере Linux

Для настройки монтирования NFS , мы будем нуждаться по крайней мере, в двух машинах Linux /Unix . Вот в этом учебнике, мы будем использовать два сервера.

Сервер NFS : nfsserver.example.ru с IP – 192.168.0.55
Клиент NFS : nfsclient.example.ru с IP – 192.168.0.60

Установка сервера NFS и клиента NFS

Нам нужно установить пакеты NFS на нашем сервере NFS , а также на машине клиента NFS . Мы можем установить его с помощью “ ” (Red Hat Linux) и установочный пакет “apt-get ” (Debian и Ubuntu ).

# yum install nfs-utils nfs-utils-lib # yum install portmap (not required with NFSv4) # apt-get install nfs-utils nfs-utils-lib

Теперь запустите службы на обеих машинах.

# /etc/init.d/portmap start # /etc/init.d/nfs start # chkconfig --level 35 portmap on # chkconfig --level 35 nfs on

После установки пакетов и запуск сервисов на обеих машинах, нам нужно настроить обе машины для совместного использования файлов.

Настройка сервера NFS

Сначала настроим сервер NFS .

Настройка каталога экспорта

# mkdir /nfsshare

Теперь нам нужно сделать запись в “/etc/exports ” и перезапустить службы, чтобы сделать наш каталог разделяемыми в сети.

# vi /etc/exports /nfsshare 192.168.0.60(rw,sync,no_root_squash)

В приведенном выше примере, есть каталог, в разделе / под названием “nfsshare “, в настоящее время совместно с клиентом IP “192.168.0.60 ” с привилегиями чтения и записи (RW ), вы можете также использовать имя хоста клиента вместо IP в приведенном выше примере.

Параметры NFS

Некоторые другие варианты мы можем использовать в файлы “/etc/exports ” для совместного использования файлов выглядит следующим образом.

ro : С помощью этой опции мы можем предоставить доступ только для чтения к общим файлам, то есть клиент будет только в состоянии прочитать .
rw : Эта опция позволяет клиент – серверу доступ для обоих для чтения и записи в пределах общего каталога.
sync : Синхронизация подтверждает запросы к общему каталогу только после того, как изменения были совершены.
no_subtree_check : Эта опция предотвращает проверку поддерева . Когда общий каталог является подкаталогом большей файловой системы, NFS выполняет сканирование каждой директории над ним, чтобы проверить свои разрешения и детали. Отключение проверки поддерева может повысить надежность NFS , но снижают безопасность .
no_root_squash : Эта фраза позволяет root , подключиться к определенной папке.

Для большего количества вариантов с “/etc/exports “, рекомендуется прочитать страницы руководства для экспорта .

Настройка клиента NFS

После настройки NFS -сервера, нам необходимо смонтировать этот общий каталог или раздел на клиентском сервере.

Монтирование общих каталогов на клиенте NFS

Теперь на клиенте NFS , нам нужно смонтировать этот каталог для доступа к нему на местном уровне. Для этого, во-первых, мы должны выяснить, какие ресурсы доступны на удаленном сервере или сервере NFS.

# showmount -e 192.168.0.55 Export list for 192.168.0.55: /nfsshare 192.168.0.60

Монтирование доступного каталога в NFS

Для того, чтобы смонтировать общий NFS каталог, мы можем использовать следующую команду монтирования.

# mount -t nfs 192.168.0.55:/nfsshare /mnt/nfsshare

Приведенная выше команда установит общий каталог в “/mnt/nfsshare ” на сервере клиента. Вы можете проверить его следующей командой.

# mount | grep nfs sunrpc on /var/lib/nfs/rpc_pipefs type rpc_pipefs (rw) nfsd on /proc/fs/nfsd type nfsd (rw) 192.168.0.55:/nfsshare on /mnt type nfs (rw,addr=192.168.0.55)

Выше команда mount монтирует на NFS совместно используемый каталог на NFS клиента временно, чтобы смонтировать каталог NFS постоянно на вашей системе вне зависимости от перезагрузок, нам нужно сделать запись в “/etc/fstab “.

# vi /etc/fstab

Добавьте следующую новую строку, как показано ниже.

192.168.0.55:/nfsshare /mnt nfs defauls 0 0

Тестирование режима работы установки NFS

Мы можем протестировать нашу установку сервера NFS путем создания тестового файла на стороне сервера и проверить его наличие на NFS клиента стороне или наоборот.

На стороне сервера nfsserver

Мы создали новый текстовый файл с именем “nfstest.txt ” в этом общем каталоге.

# cat > /nfsshare/nfstest.txt This is a test file to test the working of NFS server setup.

На стороне клиента nfsclient

Перейдите в общий каталог на сервере клиента и вы обнаружите общий файл без какого-либо ручного обновления или службы перезагрузки.

# ll /mnt/nfsshare total 4 -rw-r--r-- 1 root root 61 Sep 21 21:44 nfstest.txt root@nfsclient ~]# cat /mnt/nfsshare/nfstest.txt This is a test file to test the working of NFS server setup.

Удаление монтирования NFS

Если вы хотите размонтировать этот общий каталог с сервера после того, как вы закончите с обменом файлами, вы можете просто размонтировать этот конкретный каталог с помощью команды “umount “. Смотрите этот пример ниже.

Root@nfsclient ~]# umount /mnt/nfsshare

Вы можете видеть, что монтирование было удалено в файловой системе.

# df -h -F nfs

Вы увидите, что эти общие каталоги не доступны больше.

Важные команды для NFS

Некоторые более важные команды для NFS .

showmount -e : Показывает доступные расшаренные объекты на локальном компьютере
showmount -e : Список доступных расшаренных объектов на удаленном сервере
showmount -d : Список всех поддиректорий
exportfs -v : Отображает список расшаренных файлов и опций на сервере
exportfs -a : Экспорт всех доступных объектов, перечисленных в /etc/exports , или имя
exportfs -u : Реэкспорт всех доступных объектов, перечисленные в /etc/exports , или имя
exportfs -r : Обновить список сервера после изменения /etc/exports

Это все про монтирование NFS на данный момент, если интересно, можете прочитать гид о том . Оставляйте свои

С протоколами передачи данных знаком не каждый. А вот соединить свои компьютеры в одну сеть или использовать сервер для хранения файлов хотели бы многие. Один из способов это осуществить: NFS. Как настроить NFS сервер в Ubuntu - читайте далее.

Правильно настроив NFS можно объединить в одну сеть компьютеры на разных ОС.

Network File System - протокол сетевого доступа к файлам. Как водится, состоит из двух частей. Одна - клиентская, которая расположена на компьютере, с которого просматривают удалённые данные. Другая - серверная - расположена на компьютере, где эти данные хранятся. Довольно удобно использовать дополнительное дисковое пространство, особенно в локальной сети . А если речь идёт о каких-то корпоративных ПК, то это просто необходимо.

Чем отличается?

Сегодня существует большое число протоколов и самого разного программного обеспечения, которое выполняет те же самые функции. Чем выделяется NFS?

Возможность соединения в одну сеть компьютеров на разных операционных системах. Часто ОС Windows удобно соединить по NFS с Unix-системой , например, Ubuntu. Для этих же целей существует и применяется Samba, но NFS легче, проще и быстрее этой программы, поскольку реализован на уровне ядра. Поэтому настроить доступ через него, как правило, будет проще.
NFS предоставляет прозрачный доступ к файлам. Это означает, что все удалённые файлы воспроизводятся точно так же, как и локальные. Программы не надо апгрейдить, чтобы воспроизвести любой файл, находящийся на сервере.
NFS отправляет только запрашиваемую часть файла, а не весь файл.

Устанавливать Network File System для полноценной работы необходимо, как минимум, на два компьютера: сервер и клиент. Естественно, новичку больше всего попотеть придётся над серверной частью, поскольку именно там необходимо «расшаривать» (открывать доступ) папки. Однако всё это выполняется довольно легко.

Как и большинство протоколов передачи данных, NFS совсем не молод. Разработан он был в 1984 году и предназначался для UNIX-систем. Это и сейчас главная роль NFS, однако многие обнаружили, что при помощи его очень удобно соединять Windows-компьютеры с линуксовыми. Кроме того, NFS отлично подходит для воспроизведения мультимедийного контента по локальной домашней сети. Samba в этой роли часто подвисает и подтормаживает.

Установка серверной части NFS

Серверную часть протокола мы будем ставить на Ubuntu 16.04. Естественно, если у вас стоит редакция Server, то процесс никоим образом не отличается. Просто в традиционной версии Убунту некоторые действия можно выполнить при помощи графического интерфейса.

Устанавливаем программу. Для этого можно воспользоваться центром загрузки приложений , а можно просто ввести команду:

sudo apt install nfs-kernel-server

После этого нелишним будет проверить корректность установки. Делать это не обязательно, но мы всё же проверим. Вводим команду:

Порт везде должен быть 2049.

Теперь проверяем, поддерживает ли ядро NFS. Для этого вводим:

cat /proc/filesystems | grep nfs
Полученное значение должно выглядеть так: nodev nfsd
Это означает, что всё функционирует правильно. Если нет, то вводим команду:
При помощи её мы ставим модуль ядра самостоятельно.
Добавляем протокол в автозапуск . Делать это необязательно, но самому каждый раз включать его очень неудобно. Добавить, опять же, можно, пользуясь специальным пунктом меню в настройках, а можно самостоятельно при помощи команды:
sudo systemctl enable nfs

Итак, серверную часть мы установили, осталось правильно её настроить и перейти к клиентской.
Настройка
Настройка NFS в Ubuntu заключает в себе расшаривание определённых папок.
Помимо просто открытия доступа необходимо также указать параметры, которые определяют возможности пользователя по отношению к этой папке.
rw - reading and writing этот параметр разрешает чтение и запись файлов в папке.
ro - reading only - разрешает только чтение папки.
sync (по умолчанию) - параметр обеспечивает надёжность передачи. Если включен он, то нельзя будет одновременно передавать несколько файлов или на разные компьютеры. Эта настройка не даст отвечать на другие запросы. Предотвращает утерю данных, но передача может идти медленнее.
async - обратный предыдущему параметр. Передача идёт быстрее, но возникает риск потери информации.
secure - опция разрешает использовать только порты, номер которых ниже 1024. Включена по умолчанию.
insecure - разрешает использование любых портов.
nohide - если вы монтируете несколько директорий, среди которых есть вложенные, то вложенные в отличие от родительской будут отображаться как пустые. Исправить это поможет параметр
anonuid - указывает uid для анонимов. Это специальный идентификатор пользователя.
anongid - указывает gid для анонимов. GID (Group ID) - ещё один идентификатор пользователя.
no_subtree_check - функция отключает контроль поддерева. Дело в том, что без неё NFS дополнительно проверяет, что пользователи обращаются только в нужные разделы каталога. Это замедляет работу. Параметр позволяет ускорить её, но понижает безопасность.

Их мы и будем использовать в зависимости от того, что нужно в конкретной ситуации.
Создадим новую папку. Можно использовать и новую. Наша папка будет /var/network.
Теперь необходимо добавить эту папку в файл /etc/exports. Там хранятся все файлы и папки с открытым сетевым доступом. Запись должна выглядеть так:
/var/network168.1.1(rw,async,no_subtree_check)

192.168.1.1 - это IP, по которому мы осуществляем передачу. Указывать его обязательно.
Обновляем таблицу экспорта:
Теперь попробуем получить доступ к папке со стороны клиента.
Установка и настройка клиентской части NFS
Ubuntu
На Убунту подключить настроенный сервер не составит труда. Делается это всего за пару команд.
Устанавливаем специальный клиентский пакет:
sudo apt install nfs-common

sudo mount 192.168.1.1:/var/network/ /mnt/

Сетевая папка подключена. С помощью df можно проверить все подключенные сетевые папки:
Также можно проверить свой уровень доступа специальной командой:
Отключаем файловую систему следующим образом:
Почти везде используется команда mount. Она отвечает за процесс монтирования, то есть, подготовки пространства на жёстком диске для использования его операционной системой. Звучит сложно, но если упростить, получится, что мы просто перекидываем сетевые файлы на наш компьютер в новоявленную папку. Здесь она называется /mnt/.
Windows
С Виндой, как правило, всё складывается куда сложнее. NFS клиент без проблем можно запустить на всех серверных Windows. Из стандартных он присутствует на:
Windows 7 Ultimate/Enterprise
Windows 8/8.1 Enterprise
Windows 10 Enterprise

Больше нигде не найти. Если у вас одна из этих версий, делаем следующее:
Открываем меню «Программы и компоненты».
Жмём «Добавление компонентов».
Находим там NFS и ставим только «Клиент для NFS», другой компонент нам не нужен.

После подключения монтируется всё такой же командой:
mount 192.168.1.1:/var/network/ /mnt/

Размонтировать можно следующим образом:
Команды вводятся в командную строку, запущенную от лица администратора. После этого вы без труда, пользуясь Проводником, сможете найти нужный сетевой диск.
А что делать, если клиента для NFS на компьютере нет? Можно попробовать загрузить софт через сайт Microsoft или со сторонних ресурсов. Возможно, что здесь понадобятся другие команды или действия.
Теперь у вас появились базовые представления о том, как можно использовать NFC и провести простейшую настройку. Этих знаний хватит, чтобы наладить доступ с одного компьютера к другому. Причём в роли клиента может выступить и ПК на Windows.

Network file system (NFS) - протокол сетевого доступа к файловым системам, позволяет подключать удалённые файловые системы.
Первоначально разработан Sun Microsystems в 1984 г. Основой является Sun RPC: вызов удаленной процедуры (Remote Procedure Call). NFS независим от типов файловых систем сервера и клиента. Существует множество реализаций NFS-серверов и клиентов для различных ОС. В настоящее время используется версия NFS v.4, поддерживающая различные средства аутентификации (в частности, Kerberos и LIPKEY с использованием протокола RPCSEC GSS) и списков контроля доступа (как POSIX, так и Windows-типов).
NFS предоставляет клиентам прозрачный доступ к файлам и файловой системе сервера. В отличие от FTP, протокол NFS осуществляет доступ только к тем частям файла, к которым обратился процесс, и основное достоинство его в том, что он делает этот доступ прозрачным. Благодаря этому любое приложение клиента, которое может работать с локальным файлом, с таким же успехом может работать и с NFS файлом, без изменений самой программы.
NFS клиенты получают доступ к файлам на NFS сервере путем отправки RPC-запросов на сервер. Это может быть реализовано с использованием обычных пользовательских процессов - а именно, NFS клиент может быть пользовательским процессом, который осуществляет конкретные RPC вызовы на сервер, который так же может быть пользовательским процессом.

Версии
NFSv1 была только для внутреннего пользования в экспериментальных целях. Детали реализации определены в RFC 1094.
NFSv2 (RFC 1094, март 1989 года) первоначально полностью работала по протоколу UDP.
NFSv3 (RFC 1813, июнь 1995 года). Описатели файлов в версии 2 - это массив фиксированного размера - 32 байта. В версии 3 - это массив переменного размера с размером до 64 байт. Массив переменной длины в XDR определяется 4-байтным счётчиком, за которым следуют реальные байты. Это уменьшает размер описателя файла в таких реализациях, как, например, UNIX, где требуется всего около 12 байт, однако позволяет не-Unix реализациям обмениваться дополнительной информацией.
Версия 2 ограничивает количество байт на процедуры READ или WRITE RPC размером 8192 байта. Это ограничение не действует в версии 3, что, в свою очередь, означает, что с использованием UDP ограничение будет только в размере IP датаграммы (65535 байт). Это позволяет использовать большие пакеты при чтении и записи в быстрых сетях.
Размеры файлов и начальное смещение в байтах для процедур READ и WRITE стали использовать 64-битную адресацию вместо 32-битной, что позволяет работать с файлами большего размера.
Атрибуты файла возвращаются в каждом вызове, который может повлиять на атрибуты.
Записи (WRITE) могут быть асинхронными, тогда как в версии 2 они должны были быть синхронными.
Одна процедура была удалена (STATFS) и семь были добавлены: ACCESS (проверка прав доступа к файлу), MKNOD (создание специального файла Unix), READDIRPLUS (возвращает имена файлов в директории вместе с их атрибутами), FSINFO (возвращает статистическую информацию о файловой системе), FSSTAT (возвращает динамическую информацию о файловой системе), PATHCONF (возвращает POSIX.1 информацию о файле) и COMMIT (передает ранее сделанные асинхронные записи на постоянное хранение).
На момент введения версии 3, разработчики стали больше использовать TCP как транспортный протокол. Хотя некоторые разработчики уже Использовали протокол TCP для NFSv2, Sun Microsystems добавили поддержку TCP в NFS версии 3. Это сделало использование NFS через Интернет более осуществимым.
NFSv4 (RFC 3010, декабрь 2000 г., RFC 3530, пересмотренная в апреле 2003), под влиянием AFS и CIFS, включила в себя улучшение производительности, высокую безопасность, и предстала полноценным протоколом. Версия 4 стала первой версией, разработанной совместно с Internet Engineering Task Force (IETF), после того, как Sun Microsystems передала развитие протоколов NFS. NFS версии v4.1 была одобрена IESG в январе 2010 года, и получила номер RFC 5661. Важным нововведением версии 4.1 является спецификация pNFS - Parallel NFS, механизма параллельного доступа NFS-клиента к данным множества распределенных NFS-серверов. Наличие такого механизма в стандарте сетевой файловой системы поможет строить распределённые "облачные" ("cloud") хранилища и информационные системы.

Структура NFS
Структура NFS включает три компонента разного уровня:
Прикладной уровень (собственно NFS) - это вызовы удаленных процедур (rpc), которые и выполняют необходимые операции с файлами и каталогами на стороне сервера.
Функции уровня представления выполняет протокол XDR (eXternal Data Representation), который является межплатформенным стандартом абстракции данных. Протокол XDR описывает унифицированную, каноническую, форму представления данных, не зависящую от архитектуры вычислительной системы. При передаче пакетов RPC-клиент переводит локальные данные в каноническую форму, а сервер проделывает обратную операцию.
Сервис RPC (Remote Procedure Call), обеспечивающий запрос удаленных процедур клиентом и их выполнение на сервере, представляет функции сеансового уровня.Подключение сетевых ресурсов
Процедура подключения сетевого ресурса средствами NFS называется "экспортированием". Клиент может запросить у сервера список представляемых им экспортируемых ресурсов. Сам сервер NFS не занимается широковещательной рассылкой списка своих экспортируемых ресурсов.
В зависимости от заданных опций, экспортируемый ресурс может быть смонтирован (присоединён) "только для чтения", можно определить список хостов, которым разрешено монтирование, указать использование защищенного RPC (secureRPC) и пр. Одна из опций определяет способ монтирования: "жесткое" (hard) или "мягкое" (soft).
При "жестком" монтировании клиент будет пытаться смонтировать файловую систему во что бы то ни стало. Если сервер не работает, это приведет к тому, что весь сервис NFS как бы зависнет: процессы, обращающиеся к файловой системе, перейдут в состояние ожидания окончания выполнения запросов RPC. С точки зрения пользовательских процессов файловая система будет выглядеть как очень медленный локальный диск. При возврате сервера в рабочее состояние сервис NFS продолжит функционирование.
При "мягком" монтировании клиент NFS сделает несколько попыток подключиться к серверу. Если сервер не откликается, то система выдает сообщение об ошибке и прекращает попытки произвести монтирование. С точки зрения логики файловых операций при отказе сервера "мягкое" монтирование эмулирует сбой локального диска.
Выбор режима зависит от ситуации. Если данные на клиенте и сервере должны быть синхронизированы при временном отказе сервиса, то "жесткое" монтирование оказывается предпочтительнее. Этот режим незаменим также в случаях, когда монтируемые файловые системы содержат в своем составе программы и файлы, жизненно важные для работы клиента, в частности для бездисковых машин. В других случаях, особенно когда речь идет о системах "только для чтения", режим "мягкого" монтирования представляется более удобным.

Общий доступ в смешанной сети
Сервис NFS идеально подходит для сетей на основе UNIX, так как поставляется с большинством версий этой операционной системы. Более того, поддержка NFS реализована на уровне ядра UNIX. Использование NFS на клиентских компьютерах с Windows создает определенные проблемы, связанные с необходимостью установки специализированного и довольно дорогого клиентского ПО. В таких сетях использование средств разделения ресурсов на основе протокола SMB/CIFS, в частности ПО Samba, выглядит более предпочтительным.

Стандарты
RFC 1094 NFS: Network File System Protocol Specification] (March 1989)
RFC 1813 NFS Version 3 Protocol Specification] (June 1995)
RFC 2224 NFS URL Scheme
RFC 2339 An Agreement Between the Internet Society, the IETF, and Sun Microsystems, Inc. in the matter of NFS V.4 Protocols
RFC 2623 NFS Version 2 and Version 3 Security Issues and the NFS Protocol’s Use of RPCSEC_GSS and Kerberos V5
RFC 2624 NFS Version 4 Design Considerations
RFC 3010 NFS version 4 Protocol
RFC 3530 Network File System (NFS) version 4 Protocol
RFC 5661 Network File System (NFS) Version 4 Minor Version 1 Protocol

Используемые источники
1. ru.wikipedia.org
2. ru.science.wikia.com
3. phone16.ru
4. 4stud.info
5. yandex.ru
6. gogle.com

Когда речь идет о компьютерных сетях, зачастую можно услышать упоминание NFS. Что такое означает эта аббревиатура?

Это протокол распределенной файловой системы, первоначально разработанный компанией Sun Microsystems в 1984 году, позволяющий пользователю на клиентском компьютере получать доступ к файлам через сеть, подобно доступу к локальному хранилищу. NFS, как и многие другие протоколы, основывается на системе Open Network Computing Remote Procedure Call (ONC RPC).

Другими словами, что такое NFS? Это открытый стандарт, определенный в Request for Comments (RFC), позволяющий любому реализовать протокол.

Версии и вариации

Изобретатель использовал только первую версию для собственных экспериментальных целей. Когда команда разработчиков добавила существенные изменения в первоначальную NFS и выпустила ее за пределами авторства Sun, они обозначили новую версию как v2, чтобы можно было протестировать взаимодействие между дистрибутивами и создать резервный вариант.

NFS v2

Версия 2 первоначально работала только по протоколу User Datagram Protocol (UDP). Ее разработчики хотели сохранить серверную сторону без блокировки, реализованной за пределами основного протокола.

Интерфейс виртуальной файловой системы позволяет выполнять модульную реализацию, отраженную в простом протоколе. К февралю 1986 года были продемонстрированы решения для таких операционных систем, как System V release 2, DOS и VAX/VMS с использованием Eunice. NFS v2 позволял считывать только первые 2 ГБ файла из-за 32-разрядных ограничений.

NFS v3

Первое предложение по разработке NFS версии 3 в Sun Microsystems было озвучено вскоре после выпуска второго дистрибутива. Главной мотивацией была попытка смягчить проблему производительности синхронной записи. К июлю 1992 года практические доработки позволили решить многие недостатки NFS версии 2, оставив при этом лишь недостаточную поддержку файлов (64-разрядные размеры и смещения файлов).

поддержку 64-битных размеров и смещений файлов для обработки данных размером более 2 гигабайт (ГБ);
поддержку асинхронной записи на сервере для повышения производительности;
дополнительные атрибуты файлов во многих ответах, позволяющие избежать необходимости их повторного извлечения;
операцию READDIRPLUS для получения данных и атрибутов вместе с именами файлов при сканировании каталога;
многие другие улучшения.

Во время введения версии 3 поддержка TCP как протокола транспортного уровня начала увеличиваться. Использование TCP в качестве средства передачи данных, выполненного с использованием NFS через WAN, стало позволять передавать большие размеры файлов для просмотра и записи. Благодаря этому разработчики смогли преодолеть пределы ограничений в 8 КБ, налагаемые протоколом пользовательских дейтаграмм (UDP).

Что такое NFS v4?

Версия 4, разработанная под влиянием Эндрской файловой системы (AFS) и блока сообщений сервера (SMB, также называемая CIFS), включает в себя повышение производительности, обеспечивает лучшую безопасность и вводит протокол с соблюдением установленных условий.

Версия 4 стала первым дистрибутивом, разработанным в Целевой группе Internet Engineering Task Force (IETF) после того, как Sun Microsystems передала разработку протоколов сторонним специалистам.

NFS версия 4.1 направлена на предоставление поддержки протокола для использования кластерных развертываний серверов, включая возможность предоставления масштабируемого параллельного доступа к файлам, распределенным между несколькими серверами (расширение pNFS).

Новейший протокол файловой системы - NFS 4.2 (RFC 7862) - был официально выпущен в ноябре 2016 года.

Другие расширения

С развитием стандарта появились и соответствующие инструменты для работы с ним. Так, WebNFS, расширение для версий 2 и 3, позволяет протоколу сетевого доступа к файловым системам легче интегрироваться в веб-браузеры и активировать работу через брандмауэры.

Различные протоколы сторонних групп стали также ассоциироваться с NFS. Из них наиболее известными выступают:

Network Lock Manager (NLM) с поддержкой протокола байтов (добавлен для поддержки API-блокировки файлов UNIX System V);
удаленной квоты (RQUOTAD), который позволяет пользователям NFS просматривать квоты на хранение данных на серверах NFS;
NFS через RDMA - адаптация NFS, которая использует дистанционный прямой доступ к памяти (RDMA) в качестве средства передачи;
NFS-Ganesha - сервер NFS, работающий в пользовательском пространстве и поддерживающий CephFS FSAL (уровень абстракции файловой системы) с использованием libcephfs.

Платформы

Network File System часто используется с операционными системами Unix (такими как Solaris, AIX, HP-UX), MacOS от Apple и Unix-подобными ОС (такими как Linux и FreeBSD).

Он также доступен для таких платформ, как Acorn RISC OS, OpenVMS, MS-DOS, Microsoft Windows, Novell NetWare и IBM AS/400.

Альтернативные протоколы удаленного доступа к файлам включают в себя блок сообщений сервера (SMB, также называемый CIFS), протокол передачи Apple (AFP), базовый протокол NetWare (NCP) и файловую систему сервера OS/400 (QFileSvr.400).

Это связано с требованиями NFS, которые ориентированы по большей части на Unix-подобные «оболочки».

При этом протоколы SMB и NetWare (NCP) применяются чаще, чем NFS, в системах под управлением Microsoft Windows. AFP наиболее широко распространен в платформах Apple Macintosh, а QFileSvr.400 наиболее часто встречается в OS/400.

Типичная реализация

Предполагая типичный сценарий в стиле Unix, в котором одному компьютеру (клиенту) нужен доступ к данным, хранящимся на другом (сервер NFS):

Сервер реализует процессы Network File System, запущенные по умолчанию как nfsd, чтобы сделать свои данные общедоступными для клиентов. Администратор сервера определяет, как экспортировать имена и параметры каталогов, обычно используя файл конфигурации/etc/exports и команду exportfs.
Администрирование безопасности сервера гарантирует, что он сможет распознавать и утверждать проверенного клиента. Конфигурация его сети гарантирует, что соответствующие клиенты могут вести переговоры с ним через любую систему брандмауэра.
Клиентская машина запрашивает доступ к экспортированным данным, как правило, путем выдачи соответствующей команды. Она запрашивает сервер (rpcbind), который использует порт NFS, и впоследствии подключается к нему.
Если все происходит без ошибок, пользователи на клиентской машине смогут просматривать и взаимодействовать с установленными файловыми системами на сервере в пределах разрешенных параметров.

Следует обратить внимание и на то, что автоматизация процесса Network File System также может иметь место - возможно, с использованием etc/fstab и/или иных подобных средств.

Развитие на сегодняшний день

К 21-му столетию протоколы-конкуренты DFS и AFS не достигли какого-либо крупного коммерческого успеха по сравнению с Network File System. Компания IBM, которая ранее приобрела все коммерческие права на вышеуказанные технологии, безвозмездно передала большую часть исходного кода AFS сообществу свободных разработчиков программного обеспечения в 2000 году. Проект Open AFS существует и в наши дни. В начале 2005 года IBM объявила о завершении продаж AFS и DFS.

В свою очередь, в январе 2010 года компания Panasas предложила NFS v 4.1 на основе технологии, позволяющей улучшить возможности параллельного доступа к данным. Протокол Network File System v 4.1 определяет метод разделения метаданных файловой системы из местоположения определенных файлов. Таким образом, он выходит за рамки простого разделения имен/данных.

Что такое NFS этой версии на практике? Вышеуказанная особенность отличает его от традиционного протокола, который содержит имена файлов и их данных под одной привязкой к серверу. При реализации Network File System v 4.1 некоторые файлы могут распределяться между многоузловыми серверами, однако участие клиента в разделении метаданных и данных ограничено.

При реализации четвертого дистрибутива протокола NFS-сервер представляет собой набор серверных ресурсов или компонентов; предполагается, что они контролируются сервером метаданных.

Клиент по-прежнему обращается к одному серверу метаданных для обхода или взаимодействия с пространством имен. Когда он перемещает файлы на сервер и с него, он может напрямую взаимодействовать с набором данных, принадлежащих группе NFS.

Каждый знает, что в UNIX-системах файловая система логически представляет собой набор физических файловых систем, подключенных к одной точке. Одна из самых основных прелестей такой организации, на мой взгляд, состоит в возможности динамически модифицировать структуру существующей файловой системы. Также, благодаря усилиям разработчиков, мы на сегодняшний день имеем возможность подключить ФС практически любого типа и любым удобным способом. Говоря «способом», я прежде всего хочу подчеркнуть возможность работы ядра ОС с файловыми системами посредством сетевых соединений.

Множество сетевых протоколов предоставляют нам возможность работы с удаленными файлами, будь то FTP, SMB, Telnet или SSH. Благодаря способности ядра, в конечном итоге, не зависеть от типа подключаемой ФС, мы имеем возможность при помощи программы mount подключать что угодно и как угодно.

Сегодня мне хочется рассказать об NFS — Network File System. Эта технология позволяет подключать отдельные точки ФС на удаленном компьютере к файловой системе локального компьютера. Сам протокол NFS позволяет выполнять операции с файлами достаточно быстро, безопасно и надежно. А что нам еще нужно? :-)

Что необходимо для того, чтобы это работало

Чтобы долго не разглагольствовать на тему версий NFS и их поддержку в различных ядрах, сразу сделаем допущение, что версия вашего ядра не ниже 2.2.18. В официальной документации разработчики обещают полную поддержку функционала NFS версии 3 в этом ядре и более поздних версий.

Установка

Для запуска сервера NFS в моей Ubuntu 7.10 — the Gutsy Gibbon понадобилось установить пакеты nfs-common и nfs-kernel-server. Если же нужен только клиент NFS, то nfs-kernel-server устанавливать не нужно.

Настройка сервера

После того, как все пакеты успешно установлены, необходимо проверить, запущен ли демон NFS:

/etc/init.d/nfs-kernel-server status

Если демон не запущен, его нужно запустить командой

/etc/init.d/nfs-kernel-server start

После того, как все успешно запустилось, можно приступать к экспорту файловой системы. Сам процесс очень прост и занимает минимум времени.

Основной файл конфигурации NFS-сервера располагается в /etc/exports и имеет следующий формат:

Directory machine1(option11,option12) machine2(option21,option22)

directory — абсолютный путь к каталогу ФС сервера, к которому нужно дать доступ

machineX — DNS-имя или IP-адрес клиентского компьютера, с которого разрешается доступ

optionXX — параметры экспорта ФС, наиболее часто используемые из них:

ro — доступ к файлам разрешается только для чтения
rw — доступ предоставляется на чтение/запись
no_root_squash — по умолчанию, если вы подключаетесь к ресурсу NFS от имени root, сервер, безопасности ради, на своей стороне будет обращаться к файлам от имени пользователя nobody. Однако, если включить эту опцию, то обращение к файлам на стороне сервера будет будет производиться от имени root. Аккуратней с этой опцией.
no_subtree_check — по умолчанию, если вы на сервере экспортируете не весь раздел, а только часть ФС, демон будет проверять, является ли запрошенный файл физически размещенным на том же разделе или нет. В случае, если вы экспортируете весь раздел или точка подключения экспортируемой ФС не затрагивает файлы с других физических томов, то можно включить эту опцию. Это даст вам увеличение скорости работы сервера.
sync — включайте эту опцию, если есть вероятность внезапного обрыва связи или отключения питания сервера. Если эта опция не включена, то очень повышается риск потери данных при внезапной остановке сервера NFS.

Итак, допустим, нам нужно дать доступ компьютеру ashep-desktop к каталогу /var/backups компьютера ashep-laptop. Доступ к каталогу необходим для копирования резервных копий файлов с ashep-desktop. У меня файл получился следующим:

/var/backups ashep-desktop(rw,no_subtree_check,sync)

После добавления строки в /etc/exports необходимо перезапустить сервер NFS для вступления изменений в силу.

/etc/init.d/nfs-kernel-server restart

Вот и все. Можно приступать к подключению экспортированной ФС на клиентском компьютере.

Настройка клиента

На клиентской стороне удаленная файловая система монтируется так же, как и все остальные — командой mount. Также, никто не запрещает вам использовать /etc/fstab в случае, если подключать ФС нужно автоматически при загрузке ОС. Итак, вариант с mount будет выглядеть так:

Mount -t nfs ashep-laptop:/var/backups/ /mnt/ashep-laptop/backups/

Если все прошло успешно и вам необходимо выполнять подключение к удаленной ФС автоматически при загрузке — просто добавляем строку в /etc/fstab:

Ashep-laptop:/var/backups /mnt/ashep-laptop/backups nfs auto 0 0

Что еще

Вот и получился практический, малюсенький обзор возможностей NFS. Конечно, это всего лишь малая часть того, что умеет NFS. Этого достаточно для использования дома или в небольшом офисе. Если же вам этого недостаточно, рекомендую в первую очередь прочесть