浅析NFS服务器原理以及搭建配置部署步骤

NFS服务简介

什么是NFS？

• NFS就是Network File System的缩写，它最大的功能就是可以通过网络，让不同的机器、不同的操作系统可以共享彼此的文件。
• ​ NFS服务器可以让PC将网络中的NFS服务器共享的目录挂载到本地端的文件系统中，而在本地端的系统中来看，那个远程主机的目录就好像是自己的一个磁盘分区一样，在使用上相当便利；
• NFS一般用来存储共享视频，图片等静态数据。

NFS挂载原理

服务器挂载结构图

如上图示：

当我们在NFS服务器设置好一个共享目录/home/public后，

其他的有权访问NFS服务器的NFS客户端就可以将这个目录挂载到自己文件系统的某个挂载点

这个挂载点可以自己定义

如上图客户端A与客户端B挂载的目录就不相同。

并且挂载好后我们在本地能够看到服务端/home/public的所有数据。

• 如果服务器端配置的客户端只读，那么客户端就只能够只读。
• 如果配置读写，客户端就能够进行读写。

挂载后，NFS客户端查看磁盘信息命令：#df –h。

既然NFS是通过网络来进行服务器端和客户端之间的数据传输，那么两者之间要传输数据就要有想对应的网络端口，

NFS服务器到底使用哪个端口来进行数据传输呢？

基本上NFS这个服务器的端口开在2049,但由于文件系统非常复杂。

因此NFS还有其他的程序去启动额外的端口，这些额外的用来传输数据的端口是随机选择的，是小于1024的端口；

既然是随机的那么客户端又是如何知道NFS服务器端到底使用的是哪个端口呢？

这时就需要通过远程过程调用（Remote Procedure Call,RPC）协议来实现了！

RPC与NFS通讯原理

​ 因为NFS支持的功能相当多，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的功能对应的端口并不固定，客户端要知道NFS服务器端的相关端口才能建立连接进行数据传输，而RPC就是用来统一管理NFS端口的服务，并且统一对外的端口是111，RPC会记录NFS端口的信息，如此我们就能够通过RPC实现服务端和客户端沟通端口信息。PRC最主要的功能就是指定每个NFS功能所对应的port number,并且通知客户端，记客户端可以连接到正常端口上去。

那么RPC又是如何知道每个NFS功能的端口呢？

首先当NFS启动后，就会随机的使用一些端口，然后NFS就会向RPC去注册这些端口，RPC就会记录下这些端口，并且RPC会开启111端口，等待客户端RPC的请求，如果客户端有请求，那么服务器端的RPC就会将之前记录的NFS端口信息告知客户端。如此客户端就会获取NFS服务器端的端口信息，就会以实际端口进行数据的传输了。

注意：

在启动NFS SERVER之前，首先要启动RPC服务（即portmap服务，下同）

否则NFS SERVER就无法向RPC服务区注册，

另外，如果RPC服务重新启动，原来已经注册好的NFS端口数据就会全部丢失。

因此此时RPC服务管理的NFS程序也要重新启动以重新向RPC注册。

特别注意：

一般修改NFS配置文档后，是不需要重启NFS的，直接在命令执行systemctl reload nfs或exportfs –rv即可使修改的/etc/exports生效

NFS客户端和NFS服务器通讯过程

• 首先服务器端启动RPC服务，并开启111端口
• 服务器端启动NFS服务，并向RPC注册端口信息
• 客户端启动RPC（portmap服务），向服务端的RPC(portmap)服务请求服务端的NFS端口
• 服务端的RPC(portmap)服务反馈NFS端口信息给客户端。
• 客户端通过获取的NFS端口来建立和服务端的NFS连接并进行数据的传输。

Linux下NFS服务器部署

NFS服务所需软件及主要配置文件

安装NFS服务，需要安装两个软件，分别是：

RPC主程序：rpcbind

NFS 其实可以被视为一个 RPC 服务，因为启动任何一个 RPC 服务之前，我们都需要做好 port 的对应 (mapping) 的工作才行，这个工作其实就是『 rpcbind 』这个服务所负责的！

也就是说， 在启动任何一个 RPC 服务之前，我们都需要启动 rpcbind 才行！ (在 CentOS 5.x 以前这个软件称为 portmap，在 CentOS 6.x 之后才称为 rpcbind 的！)。

NFS主程序：nfs-utils

就是提供 rpc.nfsd 及 rpc.mountd 这两个 NFS daemons 与其他相关 documents 与说明文件、执行文件等的软件！这个就是 NFS 服务所需要的主要软件。

NFS的相关文件

• 主要配置文件：/etc/exports
  这是 NFS 的主要配置文件了。该文件是空白的，有的系统可能不存在这个文件，主要手动建立。NFS的配置一般只在这个文件中配置即可。
• NFS 文件系统维护指令：/usr/sbin/exportfs
  这个是维护 NFS 分享资源的指令，可以利用这个指令重新分享 /etc/exports 变更的目录资源、将 NFS Server 分享的目录卸除或重新分享。
• 分享资源的登录档：/var/lib/nfs/*tab
  在 NFS 服务器的登录文件都放置到 /var/lib/nfs/ 目录里面，在该目录下有两个比较重要的登录档， 一个是 etab ，主要记录了 NFS 所分享出来的目录的完整权限设定值；另一个 xtab 则记录曾经链接到此 NFS 服务器的相关客户端数据。
• 客户端查询服务器分享资源的指令：/usr/sbin/showmount
  这是另一个重要的 NFS 指令。exportfs 是用在 NFS Server 端，而 showmount 则主要用在 Client 端。showmount 可以用来察看 NFS 分享出来的目录资源。

服务端安装NFS服务步骤

第一步：安装NFS和rpc

[root@localhost ~]# yum install -y  nfs-utils   
#安装nfs服务
[root@localhost ~]# yum install -y rpcbind
#安装rpc服务

第二步：启动服务和设置开启启动

注意：先启动rpc服务，再启动nfs服务。

[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind    #先启动rpc服务
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind   #设置开机启动
[root@localhost ~]# systemctl start nfs-server nfs-secure-server      
#启动nfs服务和nfs安全传输服务
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs-server nfs-secure-server
[root@localhost /]# firewall-cmd --permanent --add-service=nfs
success   #配置防火墙放行nfs服务
[root@localhost /]# firewall-cmd  --reload 
success

第三步：配置共享文件目录，编辑配置文件

首先创建共享目录，然后在/etc/exports配置文件中编辑配置即可。

[root@localhost /]# mkdir /public
#创建public共享目录
[root@localhost /]# vi /etc/exports
	/public 192.168.245.0/24(ro)
	/protected 192.168.245.0/24（rw）
[root@localhost /]# systemctl reload nfs 
#重新加载NFS服务，使配置文件生效

配置文件说明：

• 格式： 共享目录的路径 允许访问的NFS客户端（共享权限参数）
  如上，共享目录为/public , 允许访问的客户端为192.168.245.0/24网络用户，权限为只读。
  请注意，NFS客户端地址与权限之间没有空格。
  NFS输出保护需要用到kerberos加密（none，sys，krb5，krb5i，krb5p），格式sec=XXX
• none：以匿名身份访问，如果要允许写操作，要映射到nfsnobody用户，同时布尔值开关要打开，
  setsebool nfsd_anon_write 1
• sys：文件的访问是基于标准的文件访问，如果没有指定，默认就是sys， 信任任何发送过来用户名
• krb5：客户端必须提供标识，客户端的表示也必须是krb5，基于域环境的认证
• krb5i：在krb5的基础上做了加密的操作，对用户的密码做了加密，但是传输的数据没有加密
• krb5p：所有的数据都加密

用于配置NFS服务程序配置文件的参数：