NFS（Network File System）网络文件系统

曾经终败给现在 2021-09-08 18:24 553阅读 0赞

# NFS介绍[\#][Link 1] #

[官方文档][Link 2]

`NFS（Network File System）`即网络文件系统，它最大的功能就是通过`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`客户端一般是应用服务器（比如`web`，负载均衡等），可以通过挂载的方式将`NFS`服务器端共享的目录挂载到`NFS`客户端本地的目录下。

因为`NFS`支持的功能相当的多，而不同的功能都会使用不同的程序来启动，每启动一个功能就会启用一些端口来传输数据，因此，`NFS`的功能所对应的端口才没有固定住，而是随机取用一些未被使用的小于`1024`的端口来作为传输之用。但如此一来又造成了客户端想要连上服务器时的困扰，因为客户端得要知道服务器端的相关端口才能够进行连接。

因此就需要远程过程调用`(RPC)`的服务，`RPC`最主要的功能就是在指定每个`NFS`功能所对应的`port number`，并且回报给客户端，让客户端可以连接正确的端口上去。那`RPC`又是如何知道每个`NFS`的端口呢？这是因为当服务器在启动`NFS`时会随机取用数个端口，并主动的想`RPC`注册，因此`RPC`可以知道每个端口对应的`NFS`功能，然后`RPC`又是固定使用`port 111`来监听客户端的需求并回报给客户端正确的端口，所以当然可以让`NFS`的启动更为轻松愉快了。

`NFS`在文件传送过程中依赖与`RPC`（远程过程调用）协议。`NFS`本身是没有提供信息传送的协议和功能的，但是能够用过网络进行图片，视频，附件等分享功能。只要用到NFS的地方都需要启动`RPC`服务，不论是`NFS`的服务端还是客户端。

`NFS`和`RPC`的关系：可以理解为`NFS`是一个网络文件系统（比喻为租房的房主），而`RPC`是负责信息的传输（中介），客户端（相当于租房的租客）。

## NFS网络文件系统存在的意义[\#][Link 3] ##

实现数据共享，数据保持一致。如图所示：

[![62978a61d99c9f1d155ea8743f47a4fb.png][]][62978a61d99c9f1d155ea8743f47a4fb.png 1]

## NFS网络文件系统工作方式[\#][Link 4] ##

1、在`nfs`服务器端创建共享目录  
2、通过`mount`网络挂载，将`NFS`服务端共享目录挂载到`NFS`客户端本地目录  
3、`NFS`客户端在挂载目录上创建、删除、查看数据等操作，等价于在服务端进行的创建、删除、查看数据等操作。

[![a661a121d686cf2f85b40f99d87b9aaa.png][]][a661a121d686cf2f85b40f99d87b9aaa.png 1]

如上图所示，在`NFS`服务器端设置一个共享目录`/web`后，其他有权限访问`NFS`服务器端的客户端都可以将这个共享目录`/web`挂载到客户端本地的某个挂载点（其实就是一个目录，这个挂载点可以自己随意指定），不同的客户端的挂载点可以不相同。

客户端正确挂载完毕后，就可以通过`NFS`客户端的挂载点所在的`/opt/www`目录查看到`NFS`服务端`/web`共享出来的目录下的所有数据。在客户端查看时，`NFS`服务端的`/web`目录就相当于客户端本地的磁盘分区或目录，几乎感觉不到使用上的区别，根据`NFS`服务器端授予的`NFS`共享权限以及共享目录的本地系统权限，只要在指定的`NFS`客户端操作挂载的`/opt/www`目录，就可以将数据轻松的存取到`NFS`服务器端上的`/web`目录中了。

## NFS工作流程[\#][Link 5] ##

[![d2f2f7e91b0673f2d5bb916e7144d2fa.png][]][d2f2f7e91b0673f2d5bb916e7144d2fa.png 1]

## RPC服务工作原理[\#][Link 6] ##

[![5d8078393a644a8e9c7aa057decaec75.png][]][5d8078393a644a8e9c7aa057decaec75.png 1]

# NFS部署示例[\#][Link 7] #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>操作系统</th> 
   <th>角色</th> 
   <th>IP</th> 
   <th>HOST</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>CentOS release 7.4</td> 
   <td>NFS Server</td> 
   <td>192.168.1.31</td> 
   <td>nfs-server.com</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CentOS release 7.4</td> 
   <td>NFS Client1 (web server1)</td> 
   <td>192.168.1.32</td> 
   <td>nfs-client1.com</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CentOS release 7.4</td> 
   <td>NFS Client2 (web server2)</td> 
   <td>192.168.1.33</td> 
   <td>nfs-client2.com</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**说明：**

这里`NFS`客户端是`web`服务器，站点目录挂载`NFS`服务端。  
实验环境关闭防火墙、selinux、时间同步等

## 具体操作步骤[\#][Link 8] ##

**服务端安装配置**

1）检查是否安装`NFS、RPC`服务

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

[root@nfs-server ~]# rpm -aq |egrep "nfs-utils|rpcbind"
    rpcbind-0.2.0-42.el7.x86_64
    nfs-utils-1.3.0-0.48.el7.x86_64
    
    # 如果没有安装则进行安装
    # yum -y install nfs-utils rpcbind

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

2）启动`rpc`和`nfs`服务

[root@nfs-server ~]# systemctl start rpcbind
    [root@nfs-server ~]# systemctl enable rpcbind
    [root@nfs-server ~]# systemctl start nfs

3）可以通过`rpcinfo -p localhost`可以查看到绑定了`nfs`

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

[root@nfs-server ~]# rpcinfo -p localhost
       program vers proto   port  service
        100000    4   tcp    111  portmapper
        100000    3   tcp    111  portmapper
        100000    2   tcp    111  portmapper
        100000    4   udp    111  portmapper
        100000    3   udp    111  portmapper
        100000    2   udp    111  portmapper
        100005    1   udp  20048  mountd
        100005    1   tcp  20048  mountd
        100005    2   udp  20048  mountd
        100005    2   tcp  20048  mountd
        100005    3   udp  20048  mountd
        100005    3   tcp  20048  mountd
        100024    1   udp  60358  status
        100024    1   tcp  34912  status
        100003    3   tcp   2049  nfs
        100003    4   tcp   2049  nfs
        100227    3   tcp   2049  nfs_acl
        100003    3   udp   2049  nfs
        100003    4   udp   2049  nfs
        100227    3   udp   2049  nfs_acl
        100021    1   udp  38577  nlockmgr
        100021    3   udp  38577  nlockmgr
        100021    4   udp  38577  nlockmgr
        100021    1   tcp  42193  nlockmgr
        100021    3   tcp  42193  nlockmgr
        100021    4   tcp  42193  nlockmgr

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

4）配置共享目录并重启`nfs`

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

[root@nfs-server ~]# mkdir /web
    [root@nfs-server ~]# vim /etc/exports
    /web    192.168.1.0/24(rw,sync,no_root_squash)  #不压制root(当client端使用root挂载时，也有root权限)
    [root@nfs-server ~]# systemctl restart nfs
    [root@nfs-server ~]# exportfs -v
    /web              192.168.1.0/24(sync,wdelay,hide,no_subtree_check,sec=sys,rw,secure,no_root_squash,no_all_squash)

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

**客户端挂载测试**

1）创建挂载目录并进行挂载

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

[root@nfs-client1 ~]# mkdir /opt/www
    如果没有showmount命令：
    yum -y install showmount
    [root@nfs-client1 ~]# showmount -e 192.168.1.31    #查看服务器共享目录
    Export list for 192.168.1.31:
    /web 192.168.1.0/24
    [root@nfs-client1 ~]# mount -t nfs 192.168.1.31:/web /opt/www/
    [root@nfs-client1 ~]# df -h
    文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
    /dev/mapper/centos-root   20G  3.6G   16G   19% /
    devtmpfs                 473M     0  473M    0% /dev
    tmpfs                    489M     0  489M    0% /dev/shm
    tmpfs                    489M   14M  475M    3% /run
    tmpfs                    489M     0  489M    0% /sys/fs/cgroup
    /dev/sda1                497M  154M  344M   31% /boot
    tmpfs                     98M     0   98M    0% /run/user/0
    192.168.1.31:/web         20G  3.6G   16G   19% /opt/www
    [root@nfs-client1 ~]#
    [root@nfs-client1 ~]# vim /etc/fstab    #开机自动挂载
    192.168.1.31:/web    /opt/www    nfs    defaults    0 0

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

2）在`client1`上的`/opt/www`创建一个测试文件

[root@nfs-client1 ~]# echo "client1 create test file" >> /opt/www/client1.txt

3）回到`nfs`上进行查看

[root@nfs-server ~]# ll /web/
    总用量 4
    -rw-r--r-- 1 root root 25 8月   9 14:41 client1.txt

4）安装`nginx`并配置站点目录为`/opt/www`

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

[root@nfs-client1 ~]# yum -y install nginx
    [root@nfs-client1 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
    server {
            listen       80 default_server;
            listen       [::]:80 default_server;
            server_name  _;
            root         /opt/www;
    ...
    [root@nfs-client1 ~]# systemctl start nginx

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

上面的步骤同样在`client2`上面操作。

**在nfs服务端创建站点首页，访问client客户端测试**

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

[root@nfs-server ~]# ll /web/
    总用量 8
    -rw-r--r-- 1 root root 25 8月   9 14:41 client1.txt
    -rw-r--r-- 1 root root 25 8月   9 15:37 client2.txt
    
    [root@nfs-server ~]# echo "<h1>NFS server</h1>" >> /web/index.html    #nfs服务端共享目录创建首页文件
    [root@nfs-server ~]# curl 192.168.1.32
    <h1>NFS server</h1>
    [root@nfs-server ~]# 
    [root@nfs-server ~]# curl 192.168.1.33
    <h1>NFS server</h1>
    
    [root@nfs-client1 ~]# ll /opt/www/    #nfs客户端1上查看
    总用量 12
    -rw-r--r-- 1 root root 25 8月   9 14:41 client1.txt
    -rw-r--r-- 1 root root 25 8月   9 15:37 client2.txt
    -rw-r--r-- 1 root root 20 8月   9 15:41 index.html
    
    [root@nfs-client2 ~]# ll /opt/www/    #nfs客户端2上查看
    总用量 12
    -rw-r--r-- 1 root root 25 8月   9 14:41 client1.txt
    -rw-r--r-- 1 root root 25 8月   9 15:37 client2.txt
    -rw-r--r-- 1 root root 20 8月   9 15:41 index.html

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

通过测试可以看出，客户端挂载后，就完全相当于自己的一个目录或者文件，在负载均衡架构中一般通过这种方式做共享存储。

## NFS配置参数说明[\#][Link 9] ##

### nfs共享参数及作用[\#][Link 10] ###

通过 `man exports`可以查看帮助手册

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>共享参数</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>rw*</td> 
   <td>读写权限</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ro</td> 
   <td>只读权限</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>root_squash</td> 
   <td>当NFS客户端以root管理员访问时，映射为NFS服务器的匿名用户(不常用)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>no_root_squash</td> 
   <td>当NFS客户端以root管理员访问时，映射为NFS服务器的root管理员(常用)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>all_squash</td> 
   <td>无论NFS客户端使用什么账户访问，均映射为NFS服务器的匿名用户(常用)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>no_all_squash</td> 
   <td>无论NFS客户端使用什么账户访问，都不进行压缩</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sync*</td> 
   <td>同时将数据写入到内存与硬盘中，保证不丢失数据</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>async</td> 
   <td>优先将数据保存到内存，然后再写入硬盘；这样效率更高，但可能会丢失数据</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>anonuid*</td> 
   <td>配置all_squash使用,指定NFS的用户UID,必须存在系统</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>anongid*</td> 
   <td>配置all_squash使用,指定NFS的用户GID,必须存在系统</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 配置实例说明[\#][Link 11] ###

[root@nfs-server ~]# cat /etc/exports
    #/web    192.168.1.0/24(rw,sync,no_root_squash)  #不压制root(当client端使用root挂载时，也有root权限)
    /web    192.168.1.32(rw,sync,no_root_squash) 192.168.1.33(rw,sync,all_squash,anonuid=2000,anongid=2000)

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

#[共享目录]  [客户端地址1(权限)]  [客户端地址2(权限)]
    1、共享目录：每一行最前面是共享出来的目录，比如上面我要共享/web目录，那么此选项就可以直接写/web目录，这个目录可以依照不同的权限共享给不同的目录。
    2、客户端地址：客户端地址能够设置一个网络，也可以是单个主机。参数：如上面的读写权限rw，同步更新sync等待。
    
        1、客户端地址可以使用完整的IP或者网络号，例如192.168.1.33或192.168.1.0/24
        2、同样可以使用主机名，但是这个主机名必须要在/etc/hosts中存在，或者可以通过DNS找到才行。

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

[Link 1]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#nfs%E4%BB%8B%E7%BB%8D
[Link 2]: http://nfs.sourceforge.net/nfs-howto/
[Link 3]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#NFS%E7%BD%91%E7%BB%9C%E6%96%87%E4%BB%B6%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E5%AD%98%E5%9C%A8%E7%9A%84%E6%84%8F%E4%B9%89
[62978a61d99c9f1d155ea8743f47a4fb.png]: /images/20210908/743895f5afea4fa0afd814641a479e00.png
[62978a61d99c9f1d155ea8743f47a4fb.png 1]: https://img2018.cnblogs.com/blog/1210730/201908/1210730-20190812101228069-226863118.png
[Link 4]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#NFS%E7%BD%91%E7%BB%9C%E6%96%87%E4%BB%B6%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E6%96%B9%E5%BC%8F
[a661a121d686cf2f85b40f99d87b9aaa.png]: /images/20210908/c3541137cb38454fa6e88e88881626c9.png
[a661a121d686cf2f85b40f99d87b9aaa.png 1]: https://img2018.cnblogs.com/blog/1210730/201908/1210730-20190812101257704-2126905610.png
[Link 5]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#NFS%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E6%B5%81%E7%A8%8B
[d2f2f7e91b0673f2d5bb916e7144d2fa.png]: /images/20210908/d22c0ceedb844b639bf7dcc1f17a42f0.png
[d2f2f7e91b0673f2d5bb916e7144d2fa.png 1]: https://img2018.cnblogs.com/blog/1210730/201908/1210730-20190812101439963-893785835.png
[Link 6]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#RPC%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%8E%9F%E7%90%86
[5d8078393a644a8e9c7aa057decaec75.png]: /images/20210908/6abaa1c0bdb14c8a84708c5c962e51f3.png
[5d8078393a644a8e9c7aa057decaec75.png 1]: https://img2018.cnblogs.com/blog/1210730/201908/1210730-20190812101500921-972887035.png
[Link 7]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#NFS%E9%83%A8%E7%BD%B2%E7%A4%BA%E4%BE%8B
[Link 8]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#%E5%85%B7%E4%BD%93%E6%93%8D%E4%BD%9C%E6%AD%A5%E9%AA%A4
[48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]: /images/20210908/81d99db1ce114d3c90d20399c86152c1.png
[Link 9]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#NFS%E9%85%8D%E7%BD%AE%E5%8F%82%E6%95%B0%E8%AF%B4%E6%98%8E
[Link 10]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#nfs%E5%85%B1%E4%BA%AB%E5%8F%82%E6%95%B0%E5%8F%8A%E4%BD%9C%E7%94%A8
[Link 11]: https://www.cnblogs.com/yanjieli/p/11338268.html#%E9%85%8D%E7%BD%AE%E5%AE%9E%E4%BE%8B%E8%AF%B4%E6%98%8E