nfs протокол что это такое
Протокол NFS: как он работает и как его настроить в Windows
NFS является аббревиатурой Cеть Файловая система, что на испанском языке можно перевести как Сетевая файловая система. Это протокол, используемый для того, чтобы разные компьютеры в одной сети могли получать доступ к файлам и обмениваться ими. Это позволяет компьютеру, например, использовать информацию, хранящуюся на другом компьютере, как если бы это был жесткий диск. Мы объясним, как это работает, каково его основное применение и как его можно использовать.
Что такое протокол NFS?
Освободи Себя Протокол NFS используется для распределенных файловых систем в локальной сети. В основном он состоит из разных компьютеров, находящихся в этой сети, которые могут подключаться друг к другу и получать доступ к файлам, которые находятся в другой системе. Например, офис с несколькими компьютерами, с одного из которых мы можем получить доступ к другому, как если бы это был жесткий диск или хранилище.
В команде, которую выполняет клиент, порядок указывается в более чем 30 различных вариантах. Сюда также входят атрибуты используемого программного обеспечения и сервера. Параметры включают, например, размер блока чтения или записи, а также используемый протокол.
Протоколы безопасности будут отвечать за проверка или нет доступа клиента к тем файлам, которые есть на сервере.
Использование протокола NFS
После объяснения, что такое сетевая файловая система или протокол NFS и из чего он состоит, мы поговорим о наиболее распространенных применениях, которые мы можем ему дать. Это протокол, который появился в 1980-х годах и со временем совершенствовался. Однако сегодня, несмотря на то, что он не так широко используется, он продолжает существовать.
Централизовать данные
Это очень полезно, особенно когда есть много пользователей, которым нужно будет войти, чтобы изменить эти файлы. Например компания. Все компьютеры, которые будут клиентами, могут иметь доступ к единому централизованному серверу и, таким образом, иметь контроль над файлами.
Иметь возможность удаленного доступа к другому компьютеру
Также очевидно, что еще одним положительным моментом является то, что он позволяет удаленный доступ с одного компьютера на другой. Пока они подключены к одной сети, мы можем подключить один компьютер к другому, который действует как сервер.
Мы можем сделать это без необходимости, чтобы он физически был рядом с нами, а мы были впереди. Следовательно, это позволяет нам получить удаленный доступ через протокол NFS. Например, в компании, у которой есть разные помещения с оборудованием.
Экономьте на оборудовании
Поскольку мы можем обмениваться файлами по сети, это также включает, например, дисковые накопители. Это позволяет нам обойтись без дискового накопителя на каждом из компьютеров и иметь его только на одном, который будет действовать как сервер и иметь возможность подключаться с других устройств.
Положительные и отрицательные моменты NFS
Недостатки бонуса без депозита
Как использовать NFS в Windows
Итак, как мы можем использовать Протокол NFS Cегодня? Что нам понадобится? Увидев, как он работает, а также его основные отрицательные и положительные моменты, мы можем объяснить, что нам нужно делать, чтобы использовать его в повседневной жизни.
Первое, что нам понадобится, это компьютеры с совместимыми операционными системами. Например, мы можем использовать Ubuntu Сервер или Windowsхотя даже Android имеет совместимость, хотя приложений не так много.
В случае Windows 10 клиент NFS должен быть включен. По умолчанию он отключен, в основном из-за проблем с безопасностью, о которых мы говорили. Такие старые протоколы обычно не активны по умолчанию.
Чтобы включить его, нам нужно зайти в Пуск, войти в Панель управления, перейти в «Программы» и активировать или деактивировать функции Windows.
Оказавшись здесь, мы должны нажать «Службы для NFS» и установить флажок. Позже отдаем Accept.
Когда у нас включен клиент NFS в Windows, мы сможем смонтировать модуль. В этом случае нам придется перейти на Командная строка или в командной строке и выполните следующую команду:
Короче говоря, протокол NFS позволяет получить доступ к файлам на сервере в той же сети. Мы можем входить с разных компьютеров, изменять файлы, читать информацию и т. Д. Мы также объяснили, что мы должны сделать, чтобы включить и использовать его в Windows.
Что такое NFS? Network File System. Протокол сетевого доступа к файловым системам
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).
Версия 3 добавила в себя следующее:
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).
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:
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.
Другие похожие стандарты
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):
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.
Обзор NFS
Область применения: Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012
в этом разделе описывается служба роли сетевой файловой системы и компоненты, входящие в состав роли сервера «файл и служба хранилища служб» на сервере Windows. сетевая файловая система (NFS) предоставляет решение для совместного использования файлов для предприятий, которые имеют разнородные среды, включающие как Windows, так и компьютеры, не являющиеся Windows.
Описание компонента
с помощью протокола NFS можно передавать файлы между компьютерами, на которых выполняется Windows, и другими операционными системами, не являющимися Windows, такими как Linux или UNIX.
nfs в Windows server включает server для nfs и Client для nfs. компьютер, на котором работает Windows server, может использовать сервер для nfs в качестве файлового сервера nfs для других клиентских компьютеров, не являющихся Windows. клиент для NFS позволяет компьютеру с Windows, на котором работает Windows server, получать доступ к файлам, хранящимся на сервере NFS, отличном от Windows.
версии Windows и Windows Server
Windows поддерживает несколько версий клиента NFS и сервера в зависимости от версии операционной системы и семейства.
| Операционные системы | Версии NFS Server | Версии клиента NFS |
|---|---|---|
| Windows 7, Windows 8.1, Windows 10 | Н/Д | NFSv2, NFSv3 |
| Windows Server 2008, Windows Server 2008 R2 | NFSv2, NFSv3 | NFSv2, NFSv3 |
| Windows Server 2012, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2016, Windows Server 2019 | NFSv2, NFSv3, Нфсв 4.1 | NFSv2, NFSv3 |
Практическое применение
Ниже приведены некоторые способы использования NFS.
Новые и измененные функции
Новые и измененные функциональные возможности в сетевой файловой системе включают поддержку NFS версии 4,1 и Улучшенное развертывание и управляемость. дополнительные сведения о новых или измененных функциональных возможностях Windows Server 2012 см. в следующей таблице.
| Компонент или функция | Новинка или обновление | Описание |
|---|---|---|
| NFS версии 4,1 | Создать | Повышенная безопасность, производительность и совместимость по сравнению с NFS версии 3. |
| Инфраструктура NFS | Обновленные возможности | Улучшает развертывание и управляемость и повышает безопасность. |
| Постоянная доступность NFS версии 3 | Обновленные возможности | Повышает постоянную доступность на клиентах NFS версии 3. |
| Улучшения развертывания и управляемости | Обновленные возможности | позволяет легко развертывать NFS и управлять ими с помощью новых командлетов Windows PowerShell и нового поставщика WMI. |
NFS версии 4,1
NFS версии 4,1 реализует все необходимые аспекты в дополнение к некоторым дополнительным аспектам RFC 5661:
Инфраструктура NFS
улучшения в общей инфраструктуре NFS в Windows Server 2012 описаны ниже.
Постоянная доступность NFS версии 3
Клиенты NFS версии 3 могут использовать быстрые и прозрачные плановые отработки отказа с большей доступностью и сокращением времени простоя. Процесс отработки отказа выполняется быстрее для клиентов NFS версии 3, поскольку:
Обратите внимание, что сервер для NFS поддерживает прозрачную отработку отказа только при запуске вручную, обычно во время планового обслуживания. При незапланированной отработке отказа клиенты NFS теряют свои подключения. Сервер для NFS также не имеет интеграции с фильтром ключей возобновления. Это означает, что если локальное приложение или сеанс SMB пытается получить доступ к тому же файлу, что и клиент NFS, сразу после плановой отработки отказа, то клиент NFS может потерять свои подключения (прозрачная отработка отказа не будет выполнена).
Улучшения развертывания и управляемости
Развертывание и управление NFS улучшены следующими способами.
Сведения о диспетчере сервера
в диспетчер сервера или более поздней версии центра администрирования Windows — используйте мастер добавления ролей и компонентов, чтобы добавить службу роли сервера для NFS (в файле и роли служб iSCSI). Общую информацию об установке компонентов см. в разделе Установка и удаление ролей, служб ролей или компонентов. Средства сервера для NFS включают оснастку «службы для сетевой файловой системы» MMC для управления сервером для NFS и клиентом для компонентов NFS. С помощью оснастки можно управлять компонентами сервера для NFS, установленными на компьютере. сервер для NFS также содержит несколько Windows средств администрирования командной строки:
nfs в Windows Server 2012 представляет модуль nfs для Windows PowerShell с несколькими новыми командлетами специально для NFS. Эти командлеты предоставляют простой способ автоматизации задач управления NFS. Дополнительные сведения см. в разделе командлеты NFS в Windows PowerShell.
Дополнительные сведения
В следующей таблице приведены дополнительные ресурсы для оценки NFS.
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
NFS (Network File System)
| Уровень (по модели OSI): | Прикладной |
|---|---|
| Семейство: | стек протоколов TCP/IP |
| Порт/ID: | 67, 68/UDP |
| Назначение протокола: | Получение сетевой конфигурации |
| Спецификация: | RFC 2131 |
| Основные реализации (серверы): | dhcpd, ISC DHCP Server, Infoblox |
| Вступил в силу с: | 1990 |
NFS (англ. Network File System ) — протокол сетевого доступа к файловым системам, первоначально разработан Sun Microsystems в 1984 году. Основан на протоколе вызова удалённых процедур (ONC RPC). Позволяет подключать (монтировать) удалённые файловые системы через сеть. [1]
NFS абстрагирован от типов файловых систем как сервера, так и клиента, существует множество реализаций NFS-серверов и клиентов для различных операционных систем и аппаратных архитектур. Наиболее зрелая 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. Это означает, что любое приложение клиента, которое может работать с локальным файлом, с таким же успехом может работать и с NFS файлом, без каких либо модификаций самой программы.
NFS-клиенты получают доступ к файлам на NFS-сервере путём 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.
Важной частью последней версии стандарта NFS (v4.1) стала спецификация pNFS, нацеленная на обеспечение распараллеленной реализации общего доступа к файлам, увеличивающая скорость передачи данных пропорционально размерам и степени параллелизма системы.
Содержание
История
Протокол NFS имеет в своей истории 4 версии.
Первая версия применялась только для внутреннего использования в Sun в экспериментальных целях. Версия 2 выпущена в марте 1989 года, первоначально полностью работала по протоколу UDP. Разработчики решили не хранить данных о внутреннем состоянии внутри протокола, как пример, блокировка, реализованная вне базового протокола. Люди, вовлечённые в создание NFS версии 2 — Расти Сэндберг (Rusty Sandberg,) Боб Лайон (Bob Lyon), Билл Джой и Стив Клейман (Steve Kleiman).
NFSv3 вышла в июне 1995 года, в ней добавлена поддержка дескрипторов файлов переменного размера до 64 байт (в версии 2 — массив фиксированного размера 32 байта), снято ограничение на 8192 байта в RPC-вызовах чтения и записи (тем самым, размер передаваемого блока в вызовах ограничен только пределом для UDP-датаграммы — 65535 байт), реализована поддержка файлов больших размеров, поддержаны асинхронные вызовы операций записи, к процедурам READ и WRITE добавлены вызовы 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 отмечен рост популярности в среде разработчиков протокола TCP. Некоторые независимые разработчики самостоятельно добавили поддержку протокола TCP для NFS версии 2 в качестве транспортного, Sun Microsystems добавили поддержку TCP в NFS в одном из дополнений к версии 3. С поддержкой TCP повысились практическая осуществимость использования NFS в глобальных сетях.
NFSv4 выпущена в декабре 2000 года под влиянием AFS и CIFS, в неё включены улучшения производительности и безопасности. Версия 4 стала первой версией, разработанной совместно с Internet Engineering Task Force (IETF). NFS версии v4.1 была одобрена IESG в январе 2010 года (новая спецификация, объёмом 612 страниц, стала известна как самый длинный документ, одобренный IETF). 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 хранилища и информационные системы.
Цели разработки
Изначальными требованиями при разработке NFS были:
Принцип работы NFS
NFS строится по крайней мере из двух основных частей: сервера и одного или большего количества клиентов. Клиент обращается к данным, находящимся на сервере, в режиме удалённого доступа. Для того, чтобы это нормально функционировало, нужно настроить и запустить несколько процессов. Реализация NFS состоит из нескольких компонентов. Некоторые из них локализованы либо на сервере, либо на клиенте, а некоторые используются и на обеих сторонах соединения. Некоторые компоненты не требуются для обеспечения основных функциональных возможностей, но составляют часть расширенного интерфейса NFS.
Протокол NFS определяет набор запросов (операций), которые могут быть направлены клиентом к серверу, а также набор аргументов и возвращаемые значения для каждого из этих запросов. Версия 1 этого протокола существовала только в недрах Sun Microsystems и никогда не была выпущена. Все реализации NFS (в том числе NFSv3) поддерживают версию 2 NFS (NFSv2), которая впервые была выпущена в 1985 году в SunOS 2.0. Версия 3 протокола была опубликована в 1993 году и реализована некоторыми фирмами-поставщиками.
Протокол удаленного вызова процедур (RPC) определяет формат всех взаимодействий между клиентом и сервером. Каждый запрос NFS посылается как пакет RPC. На сервере работают следующие даемоны [2] :
Клиент может запустить также даемон, называемый nfsiod. nfsiod обслуживает запросы, поступающие от сервера от сервера NFS. Он необязателен, увеличивает производительность, однако для нормальной и правильной работы не требуется. [3] В NFSv4 при использовании Kerberos дополнительно запускаются демоны:
Даемоны старых версий (NFS v.3 и ниже):
Кроме указанных выше пакетов, для корректной работы NFSv2 и v3 требуется дополнительный пакет portmap (в более новых дистрибутивах заменен на переименован в rpcbind). Sun RPC — это сервер, который преобразует номера программ RPC (Remote Procedure Call) в номера портов TCP/UDP.
portmap оперирует несколькими сущностями:
Даемон portmap запускается скриптом /etc/init.d/portmap до старта NFS-сервисов.
Работа сервера RPC (Remote Procedure Call) заключается в обработке RPC-вызовов (т.н. RPC-процедур) от локальных и удаленных процессов. Используя RPC-вызовы, сервисы регистрируют или удаляют себя в/из преобразователя портов ( portmap, portmapper, он же, в новых версиях, rpcbind), а клиенты с помощью RPC-вызовов направляя запросы к portmapper получают необходимую информацию.
Работу RPC-сервера можно представить следующими шагами:
NFS сервер (точнее даемон rpc.nfsd) получает запросы от клиента в виде UDP датаграмм на порт 2049. Несмотря на то, что NFS работает с преобразователем портов, что позволяет серверу использовать динамически назначаемые порты, UDP порт 2049 жестко закреплен за NFS в большинстве реализаций.
Описание процесса обращения к файлу, расположенному на сервере NFS:
Настройка сервера NFS
Настройка сервера в целом заключается в задании локальных каталогов, разрешенных для монтирования удаленными системами в файле /etc/exports. Это действие называется экспорт иерархии каталогов. Основными источниками информации об экспортированных каталогах служат следующие файлы:
В файле exports используются следующие общие опции: [4]
Управление сервером NFS осуществляется с помощью следующих утилит:
Утилита nfsstat позволяет посмотреть статистику RPC и NFS серверов.
showmount
Утилита showmount запрашивает демон rpc.mountd на удалённом хосте о смонтированных файловых системах. По умолчанию выдаётся отсортированный список клиентов. Команды:
При запуске showmount без аргументов, на консоль будет выведена информация о системах, которым разрешено монтировать локальные каталоги.
exportfs
Монтирование файловой системы Network Files System командой mount
Пример команды mount для монтирования файловой системы NFS в Debian:
Первая команда монтирует экспортированный каталог /archiv-small на сервере archiv в локальную точку монтирования /archivs/archiv-small с опциями по умолчанию (то есть для чтения и записи). Вторая команда монтирует экспортированный каталог /archiv-big на сервере archiv в локальный каталог /archivs/archiv-big с опцией только для чтения (ro). Команда mount без параметров наглядно отображает нам результат монтирования. Кроме опции только чтения (ro), возможно задать другие основные опции при монтировании NFS [5] :
Кэш атрибутов периодически обновляется в соответствии с заданными параметрами:
Опции обработки ошибок NFS
Следующие опции управляют действиями NFS при отсутствии ответа от сервера или в случае возникновения ошибок ввода/вывода:
Повышение производительности NFS
На производительность NFS могут влиять несколько параметров, особенно при работе через медленные соединения. При работе с медленными и высоконагруженными соединениями, желательно использовать параметр hard, чтобы таймауты не привели к прекращению работы программ. Но необходимо осознавать, что если смонтировать файловую систему через NFS с параметром hard через fstab, а удаленный хост окажется недоступен, то при загрузке системы произойдет зависание.
Так же, не стоит упускать из внимания и настройки тайм-аутов. NFS ожидает ответа на пересылку данных в течении промежутка времени, указанного в опции timeo, если ответ за это время не получен, то выполняется повторная пересылка. На загруженных и медленных соединениях это время может быть меньше времени реакции сервера и способности каналов связи, в результате чего могут быть излишние повторные пересылки, замедляющие работу.По умолчанию, timeo равно 0,7 сек (700 миллисекунд). после обнаружения факта обрыва связи в течении 700 мс сервер совершит повторную пересылку и удвоит время ожидания до 1,4 сек., увеличение timeo будет продолжаться до максимального значения в 60 сек.