欢迎各位的光临,鄙人以好酒好菜招待~~!!^_^

深入理解Linux网络文件系统

上一篇 / 下一篇 2007-05-27 19:16:25

作者：马路遥来自:linuxmine
　　
　　网络文件服务器（Network File System，简称 NFS）是 Linux 上最容易配置的服务之一。尽管它的规则简单，却有着丰富的内涵。本刊今年第 2 期曾经介绍了如何构建 Linux 上的NFS服务器。但 NFS 还有许多 Unix/ Linux 爱好者，甚至系统管理员应该注意的特别之处。本文旨在帮助读者更深入地了解 NFS。
　　
　　NFS Server 的配置
　　
　　首先介绍一下 Server 端和 NFS 相关文件的含义：
　　
　　◆ /etc/exports 是 NFS Server 最基本的配置文件之一，文件中列出了共享的文件系统和允许访问这些文件系统的主机。这个文件可以用通配符或网段，以及一组主机名的形式来表示客户机列表。它有很大的灵活性，一般由系统管理员配置。
　　
　　◆ /proc/fs/nfs/exports 导出文件列表的内核视图，包括导出的参数。
　　
　　◆ /var/lib/nfs/etab 状态文件，其中列出了当前的高级列表。此文件包含了 /etc/exports 中相同格式的所有项目，同时包含了由 exportfs -i 手工导入的项目。
　　
　　◆ /var/lib/nfs/rmtab 状态文件，列出了挂接导出文件的远程客户机清单。
　　
　　◆ var/lib/nfs/xtab 状态文件，当前的低级导出清单。
　　
　　例如，/etc/exports 有下列一行 /data *.flying.com.cn (rw)，显然有多个主机可以匹配这个域。如果两个主机，如 mail.flying.com.cn 和 ftp.flying.com.cn 都请求访问该文件系统，则 /var/lib/nfs/xtab 文件包含了这个文件系统的两个基本相同的项目。
　　
　　/etc/exports 是纯文本文件，空行和以 “＃” 开头的行会被忽略，长行可以用斜杠 “／” 分解为多行。文件中列出了允许 NFS 客户机访问服务器的文件系统，定义了导出文件系统和访问权限。
　　
　　/etc/exports 文件中任意行的格式如下：
　　
　　vol_name host_name1(option1,opeion2....) host_name2(option1,option2)
　　
　　
　　
　　
　　其中 vol_name（卷名）表示要导出的文件系统，除去卷名以外，其它参数都可以不写，不显示指出的参数都会采用缺省参数。host_name1 ( 主机名 ) 如果不写的话，则任何主机都可以请求该文件系统。主机名的定义非常灵活，既可以指定某台主机，也可以指定一组主机。可以用下列四种方法来描述：
　　
　　◆ 单个主机可以用短名及完全限定名，或者用IP地址，例如 student01、student01.flying.com.cn 或者 192.168.10.1 都是合法的主机名。
　　
　　◆ 网组可以列出 /etc/netgroup 文件中或 NFS 网组映射中定义的整组主机。网组名以 “＠” 开头，例如 @teacher 或 @students。
　　
　　◆ 通配符主机用通配符可以列出一个域中的所有主机器，通配符可以使用 “＊” 和 “？”、“＊” 匹配 0 个或多个字符及 “？” 匹配一个字符，但通配符不能匹配主机名中的点号。*.flying.com.cn 可以匹配 ftp01.flying.com.cn，但不能匹配 backup.ftp01.flying.com.cn，而 *.*.flying.com.cn 就可以匹配 backup.ftp01.flying.com.cn。 ftp??.flying.com.cn可以匹配 ftp01.flying.com.cn 和 ftp02.flying.com.cn。
　　
　　◆ 主机网络可以用主机网络的方式导出特定的子网或几个子网，用 192.168.10.0/255.255.255.0 的方式可以匹配从 192.168.10.1 到 192.168.10.255 所有主机。导出选项用逗号分隔，但不能包含空格，长度可以任意设定。多数选项都是布尔选项，值为 True 或 False，选项与性能或者安全性有关。当 /etc/exports 文件没有给出值时，系统会自动采用缺省值。选项的详细用法可以用 man exportfs 命令来获得。
　　
　　更改 /etc/exports 文件后，可以用 exportfs 命令将文件的改变告诉服务器，也可以忽略 /etc/exports 文件，直接使用 exportfs 命令导出共享卷。exportfs 可以指定导出或非导出卷时影响的选项，可以影响一个卷或几个卷的选项，见表1。
　　　

　　NFS 锁及远程配额监控程序
　　
　　在 Unix 中可以锁定文件，保证不会有两个用户同时写入文件的同一部分，以确保数据的一致。保证一致性的关键是内核要仲裁锁定和写入请求。
　　
　　而在 NFS/Samba 之类的分布式文件系统中，许多客户可能同时要求写入和锁定同一文件。此时，只有服务器本身能扮演仲裁的角色。Unix/ Linux 的方法是增加一个 RPC 协议处理锁操作，这就是 NFS 锁监控程序 (NLM, NFS Lock Manager)。通常不需要关心它的具体运行方式，将此服务打开即可。
　　
　　rpc.rquotad 监控程序实现 RQUOTA 协议，在 Linux 中 NFS 服务器总是执行配额，不管是否运行了 rpc.rquotad。
　　
　　启动和关闭 NFS Server 的顺序
　　
　　1. 启动 NFS Server
　　
　　/etc/rc.d/init.d/portmap start /etc/rc.d/init.d/nfslock start /etc/rc.d/init.d/nfs start
　　
　　
　　
　　其实，读者可以根据 /etc/rc.d/rc3.d或 rc5.d 下的文件里，以 “S” 开头的带有 portmap、nfslock nfs 的文件中数字的大小来判断哪个服务应该优先启动。在笔者的机器上，它们分别是 S13portmap、S14nfslock 和 S60nfs，这几个数字清楚地表明了以上启动的顺序。
　　
　　2. 关闭 NFS Server 的顺序
　　
　　/etc/rc.d/init.d/nfslock stop /etc/rc.d/init.d/nfs stop /etc/rc.d/init.d/portmap stop
　　
　　
　　
　　如果在客户端取消挂接前关闭 NFS Server, 显而易见会发生错误，因此应该尽量避免。
　　
　　NFS Client 的配置
　　
　　配置 NFS 客户机，可以通过配置 /etc/fstab 文件或运行 mount 命令来进行。
　　
　　对于那些需要在启动时就挂接的文件系统而言，往往将其写入 /etc/fstab 文件中，其中要包括 NFS 服务器的主机名或 IP 地址、文件系统、挂接点、选项等。对于那些临时需要的 NFS 共享卷来说，则多数会使用 mount 命令将其手动挂接。这两种方法的参数使用基本上是一样的。下面就以 /etc/fstab 文件为例，说明挂接 NFS 卷时参数的使用。
　　
　　该文件中有关 NFS 卷的写法通常如下:
　　
　　servername:/shareplace mountpoint nfs option01,option02,...optionX
　　　

　　表 2 列出了用于所有文件系统的一般选项。
　　
　　对于 NFS 文件系统，还有一些可以使用的独特选项，使用的时候可以和一般选项混合使用，顺序任意。表 3 列出了 NFS 客户机可用的部分挂接选项。
　　

　　请注意，NFS 客户机和服务器的选项并不一定完全相同，而且有的时候会有冲突。比如说服务器以只读的方式导出，客户端却以可写的方式 mount,虽然可以成功 mount 上，但尝试写入的时候就会发生错误。一般服务器和客户端配置冲突的时候，会以服务器的配置为准。
　　
　　NFS 性能优化和测试
　　
　　1. 同步或异步写入
　　
　　了解了 NFS 配置的各种选项以后，再来看看各选项对性能及安全性的影响。Server 端同步写入 (sync) 能提供较好的稳定性，但会减慢磁盘的速度。在高负载的服务器上，应用程序会经常花费大量的时间等待写入完成。异步写入 (async) 是服务器不把数据立即写入磁盘，而先将其保存到内核内存 (缓冲区) 中，计划在后边的某个时刻写入，迅速向客户机返回写入成功的信息。这种方法大大地提高了性能，但却牺牲了可靠性，如果系统在将缓冲区中的内容写入磁盘之前崩溃，则数据会永远丢失。
　　
　　NFS 客户端也可以采用异步写入的方式，在客户端缓存用户进程写入的数据， Linux 的缺省方式如此。这种方法使得客户机的速度更快，当客户机崩溃时只丢失该客户端的数据。显而易见，客户端异步写入的风险比服务端异步写入的风险要小。鉴于 Linux 是个相当稳定的系统，为了得到比较好的 NFS 性能，值得采用客户端异步写入的办法。
　　
　　2. 选择 TCP 还是 UDP
　　
　　早期，Sun 公司曾将 NFS v2 设计成为只使用 UDP 协议，主要原因是当时机器的内存、网络速度和 CPU 的影响，不得不选择对机器负担较轻的方式。而到了 NFS v3，Sun 公司选择了 TCP 协议作为缺省的传输方式。在 Linux 上，UDP 协议是缺省使用的协议。作为服务器而言，别无选择。但作为客户端，可以使用 TCP 协议和其它使用 TCP 的 Unix NFS 服务器互连。
　　
　　3. NFS性能测试
　　
　　通常使用测试硬盘读写速度的方法来测试 NFS 的读写速度，但要注意以下几点:
　　
　　◆ 保证主机和网络工作正常，集线器、交换机、路由器等网络设备工作正常；
　　
　　◆ 分别在网络安静、普通和繁忙的时候进行测试，真实地了解实际状况和理想状况，以及最坏的状况；
　　
　　◆ 没有必要为提高少许的性能而花费更多的精力。
　　
　　基本测试可以用 ping 工具来检查网络状况，分别从服务器 ping 客户机，以及从客户机 ping 服务器。如果没有非对称路由的问题，这两种方法的结果应该相近。如果丢包率小于 5%，就会造成 NFS 的性能不良。
　　
　　测试程序用下面命令就可以完成：
　　
　　time dd if=/dev/zero f=nfs.dat bs=4k count=4098
　　
　　
　　
　　这个命令意思是在 nfs.dat 文件里写 4098 个 4KB 的块，也就是一个 16MB 的文件，也可以根据需要改变命令的参数, 但要注意每次实验时使用不同的文件名,否则又会和缓冲有关。
　　
　　可能返回的结果如下:
　　
　　4098+0 records in 4098+0 records out　real 0m23.984s　user 0m0.260s sys 0m4.080s
　　
　　
　　
　　这里主要关心