Protokolli NFS. Sistemi i skedarëve të rrjetit (NFS) - sistemi i skedarëve të rrjetit

Kur bëhet fjalë për rrjetet kompjuterike, shpesh mund të dëgjoni përmendjen e NFS. Çfarë do të thotë ky akronim?

Është një protokoll i sistemit të skedarëve të shpërndarë fillimisht i zhvilluar nga Sun Microsystems në 1984 që lejon një përdorues në një kompjuter klient të aksesojë skedarët përmes një rrjeti të ngjashëm me aksesin në ruajtje lokale. NFS, si shumë protokolle të tjerë, bazohet në sistemin e thirrjes së procedurës së largët të llogaritjes së rrjetit të hapur (ONC RPC).

Me fjalë të tjera, çfarë është NFS? Është një standard i hapur, i përcaktuar në Kërkesën për Komentet (RFC), që lejon këdo të zbatojë protokollin.

Versione dhe variacione

Shpikësi përdori vetëm versionin e parë për qëllimet e tij eksperimentale. Kur ekipi i zhvillimit shtoi ndryshime të rëndësishme në NFS-në origjinale dhe e lëshoi ​​atë jashtë pronësisë së Sun, ata e caktuan versionin e ri si v2 në mënyrë që ndërveprueshmëria midis shpërndarjeve të mund të testohej dhe të bëhej një kthim prapa.

NFS v2

Versioni 2 fillimisht funksionoi vetëm mbi Protokollin e të Dhënave të Përdoruesit (UDP). Zhvilluesit e tij donin të mbanin anën e serverit pa bllokuar jashtë protokollit kryesor.

Ndërfaqja virtuale e sistemit të skedarëve lejon zbatimin modular të pasqyruar në një protokoll të thjeshtë. Deri në shkurt 1986, zgjidhjet u demonstruan për sistemet operative të tilla si System V version 2, DOS dhe VAX / VMS duke përdorur Eunice. NFS v2 lejoi vetëm leximin e 2 GB të parë të një skedari për shkak të kufizimeve 32-bit.

NFS v3

Propozimi i parë për të zhvilluar versionin 3 të NFS në Sun Microsystems u njoftua menjëherë pas lëshimit të shpërndarjes së dytë. Motivimi kryesor ishte përpjekja për të zbutur problemin e performancës së shkrimit sinkron. Deri në korrik 1992, përmirësimet praktike kishin zgjidhur shumë nga mangësitë e versionit 2 të NFS, duke lënë vetëm mbështetjen e pamjaftueshme të skedarëve (madhësitë dhe kompensimet e skedarëve 64-bit).

• Mbështetje për madhësitë dhe kompensimet e skedarëve 64-bit për përpunimin e të dhënave më të mëdha se 2 gigabajt (GB);
• mbështetje për regjistrimin asinkron në server për të përmirësuar performancën;
• atribute shtesë të skedarit në shumë përgjigje për të shmangur nevojën për t'i rikthyer ato përsëri;
• një operacion READDIRPLUS për të marrë të dhëna dhe atribute së bashku me emrat e skedarëve gjatë skanimit të një drejtorie;
• shumë përmirësime të tjera.

Gjatë prezantimit të versionit 3, mbështetja për TCP si një protokoll i shtresës së transportit filloi të rritet. Përdorimi i TCP si një mjet për transferimin e të dhënave, i kryer duke përdorur NFS mbi WAN, filloi të lejonte transferimin e madhësive të mëdha të skedarëve për shikim dhe shkrim. Kjo i lejoi zhvilluesit të kapërcenin kufirin 8K të vendosur nga Protokolli i të Dhënave të Përdoruesit (UDP).

Çfarë është NFS v4?

Versioni 4, i ndikuar nga sistemi i skedarëve Andrew (AFS) dhe Blloku i Mesazheve të Serverit (SMB, i quajtur gjithashtu CIFS), përfshin përmirësime të performancës, siguri më të mirë dhe një protokoll të kushtëzuar.

Versioni 4 ishte shpërndarja e parë e zhvilluar nga Task Forca e Inxhinierisë së Internetit (IETF) pasi Sun Microsystems kontraktoi zhvillimin e protokollit.

Versioni 4.1 i NFS synon të ofrojë mbështetje protokolle për shfrytëzimin e vendosjeve të serverëve të grumbulluar, duke përfshirë aftësinë për të ofruar akses të shkallëzuar të skedarëve të njëkohshëm nëpër serverë të shumtë (zgjatja pNFS).

Protokolli më i ri i sistemit të skedarëve, NFS 4.2 (RFC 7862), u lëshua zyrtarisht në nëntor 2016.

Zgjerime të tjera

Me zhvillimin e standardit, janë shfaqur mjetet e duhura për të punuar me të. Për shembull, WebNFS, një shtesë për versionet 2 dhe 3, lejon që Protokolli i Qasjes në Sistemin e Skedarit të Rrjetit të integrohet më lehtë në shfletuesit e internetit dhe të mundësojë punën përmes mureve të zjarrit.

Protokolle të ndryshme të palëve të treta janë lidhur gjithashtu me NFS. Më të famshmit prej tyre janë:

• Menaxheri i kyçjes së rrjetit (NLM) me mbështetje të protokollit të bajtit (shtuar për të mbështetur API për mbylljen e skedarëve UNIX System V);
• kuota në distancë (RQUOTAD), e cila lejon përdoruesit e NFS të shikojnë kuotat e ruajtjes në serverët NFS;
• NFS mbi RDMA - një përshtatje e NFS që përdor aksesin e memories direkte në distancë (RDMA) si mjet transmetimi;
• NFS-Ganesha është një server NFS i hapësirës së përdoruesit që mbështet CephFS FSAL (Layer Abstraction Filesystem) duke përdorur libcephfs.

Platformat

Sistemi i skedarëve të rrjetit përdoret shpesh me sistemet operative Unix (si Solaris, AIX, HP-UX), macOS të Apple dhe sistemet operative të ngjashme me Unix (si Linux dhe FreeBSD).

Është gjithashtu i disponueshëm për platforma të tilla si Acorn RISC OS, OpenVMS, MS-DOS, Microsoft Windows, Novell NetWare dhe IBM AS / 400.

Protokollet alternative të aksesit të skedarëve në distancë përfshijnë Bllokun e Mesazheve të Serverit (SMB, i quajtur gjithashtu CIFS), Protokollin e Transferimit të Apple (AFP), Protokollin Core NetWare (NCP) dhe Sistemin e skedarëve të serverit OS / 400 (QFileSvr.400).

Kjo për shkak të kërkesave të NFS, të cilat janë të orientuara kryesisht drejt "predhave" të ngjashme me Unix.

Në të njëjtën kohë, protokollet SMB dhe NetWare (NCP) përdoren më shpesh se NFS në sistemet që përdorin Microsoft Windows. AFP është më e zakonshme në platformat Apple Macintosh dhe QFileSvr.400 është më e zakonshme në OS / 400.

Zbatim tipik

Duke supozuar një skenar tipik të stilit Unix ku një kompjuter (klient) ka nevojë për qasje në të dhënat e ruajtura në një tjetër (server NFS):

• Serveri zbaton proceset e Sistemit të skedarëve të rrjetit, të nisura si parazgjedhje si nfsd, për t'i bërë të dhënat e tij publike të disponueshme për klientët. Administratori i serverit përcakton se si të eksportohen emrat dhe opsionet e drejtorive, zakonisht duke përdorur skedarin e konfigurimit / etc / exports dhe komandën exportfs.
• Administrimi i sigurisë së serverit siguron që ai mund të njohë dhe miratojë një klient të verifikuar. Konfigurimi i rrjetit të tij siguron që klientët e duhur mund të negociojnë me të përmes çdo sistemi firewall.
• Makina e klientit kërkon qasje në të dhënat e eksportuara, zakonisht duke lëshuar komandën e duhur. Ai kërkon serverin (rpcbind) që përdor portën NFS dhe më pas lidhet me të.
• Nëse gjithçka shkon mirë, përdoruesit në makinën e klientit do të jenë në gjendje të shikojnë dhe të ndërveprojnë me sistemet e skedarëve të instaluar në server brenda opsioneve të lejuara.

Duhet të theksohet se automatizimi i procesit të Sistemit të skedarëve të rrjetit mund të bëhet gjithashtu - ndoshta duke përdorur etj / fstab dhe / ose mjete të tjera të ngjashme.

Zhvillimi deri më sot

Deri në shekullin e 21-të, protokollet rivale DFS dhe AFS nuk kanë arritur ndonjë sukses të madh tregtar mbi Sistemin e Skedarëve të Rrjetit. IBM, e cila më parë kishte marrë të gjitha të drejtat komerciale për teknologjitë e mësipërme, dhuroi shumicën e kodit burimor AFS komunitetit të softuerit të lirë në 2000. Projekti AFS i hapur ekziston edhe sot. Në fillim të vitit 2005, IBM njoftoi përfundimin e shitjeve të AFS dhe DFS.

Nga ana tjetër, në janar 2010, Panasas prezantoi NFS v 4.1, një teknologji që përmirëson aftësitë e njëkohshme të aksesit të të dhënave. Protokolli Network File System v 4.1 përcakton një metodë për ndarjen e meta të dhënave të sistemit të skedarëve nga vendndodhja e skedarëve të veçantë. Pra, shkon përtej ndarjes së thjeshtë të emrit / të dhënave.

Çfarë është NFS e këtij versioni në praktikë? Tipari i mësipërm e dallon atë nga protokolli tradicional, i cili përmban emrat e skedarëve dhe të dhënat e tyre nën të njëjtën lidhje me serverin. Me Network File System v 4.1, disa skedarë mund të shpërndahen nëpër serverë me shumë faqe, por pjesëmarrja e klientit në ndarjen e meta të dhënave dhe të dhënave është e kufizuar.

Në zbatimin e kompletit të katërt të shpërndarjes së protokollit NFS, serveri është një grup burimesh ose përbërësish të serverit; supozohet se kontrollohen nga serveri i meta të dhënave.

Klienti ende kontakton të njëjtin server MDS për të zvarritur ose ndërvepruar me hapësirën e emrave. Kur zhvendos skedarët në dhe nga serveri, ai mund të ndërveprojë drejtpërdrejt me grupin e të dhënave që i përket grupit NFS.

Për shpërndarjen e skedarëve brenda një rrjeti lokal, mund të dallohen teknologjitë e mëposhtme (sistemet e bazuara në Linux merren parasysh):

• Sistemi i skedarëve të rrjetit (NFS) - një protokoll për qasje në rrjet në sistemet e skedarëve;
• Skedarët e transferuar përmes protokollit Shell (FISH) është një protokoll rrjeti që përdor ose RSH për të transferuar skedarë ndërmjet kompjuterëve;
• Secure SHell FileSystem (SSHFS) - një klient i sistemit të skedarëve për montimin e pajisjeve të diskut në sisteme të largëta, i përdorur për të bashkëvepruar me një sistem të largët SFTP;
• Samba është një paketë softuerësh që ju lejon të përdorni disqet e rrjetit dhe printerët në sisteme të ndryshme operative duke përdorur protokollin SMB / CIFS;

Ky shënim do të fokusohet në NFS.

NFS (Sistemi i skedarëve të rrjetit) i dobishëm kur ju duhet të shpërndani skedarë / drejtori për të gjithë në rrjet. Qasuni në transparencë duke përdorur NFS Lejon klientët të montojnë një sistem skedarësh në distancë si një drejtori lokale dhe sistemet e skedarëve mund të jenë të llojeve të ndryshme. Kjo do të thotë që çdo aplikacion klienti që mund të funksionojë me një skedar lokal mund të funksionojë po aq mirë me një skedar të lidhur nga NFS, pa asnjë modifikim në vetë programin.

Për përfitimet NFS mund t'i atribuohet:

Aktualisht në dispozicion NFS v4.1, i cili prezantoi një veçori të re pNFS duke ju lejuar të paralelizoni zbatimin e ndarjes së skedarëve. Ekziston gjithashtu një shtesë për NFS 2 dhe 3 - WebNFS gjë që e bën më të lehtë integrimin në shfletues të internetit dhe bën të mundur punën përmes një muri zjarri.

Skema e punës NFS protokoll.

Instalimi dhe konfigurimi i një serveri NFS nën Linux

Kontrolloni nëse sistemi mbështet NFS

Cat / proc / sistemet e skedarëve | grep nfs

Nën Arch Linux serveri dhe klienti janë në të njëjtën paketë

Yaourt -S nfs-utils

Për të instaluar serverin ( nfs-kernel-server) dhe klienti ( nfs-i përbashkët) nën Ubuntu paketat e nevojshme

Sudo apt-get install nfs-kernel-server nfs-common portmap

Më tej në shënim do të përdoret IP-ja e serverit 192.168.1.100 ... Në mënyrë që serverit t'i caktohet gjithmonë e njëjta IP, është e nevojshme të specifikoni shpërndarjen e një IP specifike në një adresë specifike MAC në serverin DHCP (më shpesh një ruter). Ose hapni serverin tuaj lokal DNS. Për shembull ose.

Adresa MAC mund të gjendet duke përdorur ifconfig (fusha eter v Arch Linux).

NFSv4 supozon se ekziston një direktori rrënjë brenda së cilës skedarët e shpërndarjes janë vendosur tashmë. Për shembull, / srv / nfs- rrënjë, / srv / nfs / audio- një direktori për shpërndarjen e muzikës. Nëse nuk e ndiqni këtë direktivë të re në version 4 , atëherë mund të merrni një gabim kur lidheni nga klienti:

Mount.nfs: qasja e mohuar nga serveri gjatë montimit 192.168.1.100:/home/proft/torrents

Nëse ende dëshironi të përdorni qasjen pa server pa një direktori rrënjësore për NFS, atëherë kur montoni nga klienti, duhet të specifikoni në mënyrë eksplicite versionin 3

# për komandën e montimit mount -o "vers = 3" 192.168.1.100:/home/proft/torrents / home / proft / nfs / torrents # për fstab 192.168.1.100:/home/proft/torrents / home / proft / nfs / torrents nfs soft, nfsvers = 3 0 0

Unë do të përdor NFSv4 me direktoriumin rrënjë në / srv / nfs / dhe montimi i nëndirektorive duke përdorur mount --bind.

Supozoni se duam

• shpërndani një drejtori ~ / përrua Me rw akses për nga të gjitha brenda rrjetit lokal;
• shpërndani një drejtori ~ / foto Me ro akses për host me IP 192.168.1.101 ;

Së pari, le të krijojmë direktoriumin rrënjë dhe ato të mbivendosura të nevojshme.

Sudo mkdir -p / srv / nfs / (torrents, foto)

Montoni drejtoritë ekzistuese torrente, foto v / srv / nfs.

# sudo vim / etj / fstab / shtëpi / proft / torrents / srv / nfs / torrents asnjë lidhje 0 0 / shtëpi / proft / foto / srv / nfs / foto nuk lidhet 0 0

Le të redaktojmë / etj / eksportet i cili përshkruan të gjitha drejtoritë e përbashkëta

# sudo vim / etj / eksporton # formati i skedarit: direktoria e lejuar-hosts (opsione) / srv / nfs / torrents 192.168.1.1/24(rw,async) / srv / nfs / foto 192.168.1.101 (ro, async)

Vini re se nuk ka hapësirë ​​midis lejuar-pritësit dhe (opsione)... Prania e një hapësire sjell një interpretim të ndryshëm të rregullave.

Opsionet e disponueshme:

• ro (rw) - lejo qasjen vetëm për lexim (lexim / shkrim);
• subtree_check (no_subtree_check) - në disa raste, ju duhet të eksportoni jo të gjithë seksionin, por vetëm një pjesë të tij. Në këtë rast, serveri NFS duhet të kryejë verifikim shtesë për kërkesat e klientëve për të siguruar që ata po përpiqen të kenë akses vetëm në skedarët në nëndrejtoritë e duhura. Një kontroll i tillë i nënpemës ( kontrollet e nënpemës) ngadalëson pak ndërveprimin me klientët, por nëse e braktisni, mund të ketë probleme me sigurinë e sistemit. Ju mund të hiqni kontrollin e një nënpeme duke përdorur opsionin asnjë_nënpemë_kontroll... Opsioni kontrolli i nënpemës aktivizimi i kontrolleve të tilla supozohet si parazgjedhje. Kontrolli i nënpemës mund të anashkalohet nëse drejtoria e eksportuar përkon me ndarjen e diskut;
• sinkronizimi (async) - Tregon që serveri duhet t'u përgjigjet kërkesave vetëm pasi ndryshimet e bëra nga ato kërkesa të shkruhen në disk. Opsioni asinkron udhëzon serverin të mos presë që informacioni të shkruhet në disk, gjë që përmirëson performancën, por ul besueshmërinë, sepse nëse lidhja prishet ose pajisja dështon, humbja e të dhënave është e mundur;
• noaccess - mohon hyrjen në drejtorinë e specifikuar. Mund të jetë e dobishme nëse më parë u keni dhënë akses të gjithë përdoruesve të rrjetit në një drejtori të caktuar dhe tani dëshironi të kufizoni aksesin në nëndrejtori vetëm për disa përdorues;
• no_root_squash - përdoruesi i paracaktuar rrënjë në makinën e klientit nuk do të ketë të njëjtat të drejta për drejtorinë në server. Ky opsion e heq këtë kufizim;
• nohide - NFS nuk shfaq automatikisht burime jo lokale (për shembull, montuar duke përdorur mount --bind), ky opsion aktivizon shfaqjen e burimeve të tilla;
• i pasigurt - përdor porte të paprivilegjuara (> 1024);

Nisja e serverit NFS

# nën archlinux sudo systemctl filloni rpc-idmapd.service rpc-mountd.service # nën ubuntu sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start

Në të ardhmen, kur ndryshoni skedarin e konfigurimit, mjafton ta rilexoni atë me komandën:

Sudo eksportfs -rav

Komanda Rpcinfo -p | grep nfs ju lejon të kontrolloni nëse serveri filloi me sukses.

Klient Linux

Instalimi

# për archlinux yaourt -S nfs-utils # për ubuntu sudo apt-get install portmap nfs-common

Krijoni drejtori për montimin e burimeve të rrjetit përrenj dhe Fotografitë

Mkdir -p ~ / nfs / (torrente, foto)

Për montim manual, ekzekutoni

Montimi sudo -t nfs -o rw, i butë 192.168.1.100:/srv/nfs/torrents / shtëpi / proft / nfs / torrents sudo montim -t nfs -o rw, i butë 192.168.1.100:/srv/home/ / proft / nfs / foto

Opsioni i butë tregon për të anuluar në heshtje përpjekjet për të lidhur topin pas një kohe të caktuar (koha përcaktohet nga opsioni retrans). Më shumë në njeri nfs.

Kjo metodë nuk është shumë e përshtatshme, pasi do t'ju duhet t'i ekzekutoni këto komanda çdo herë pas rindezjes. Le ta bëjmë montimin automatik.

Për montim automatik, modifikoni skedarin / etj / fstab

# sudo vim / etc / fstab 192.168.1.100:/srv/nfs/torrents / shtëpi / proft / net / torrents nfs rw, soft 0 0 192.168.1.100:/srv/nfs/photos / shtëpi / foto / proftn ro, e butë 0 0

Por kjo metodë ka gjithashtu të metat e saj, për shembull, nëse serveri nuk është i disponueshëm, atëherë ngarkimi i klientit mund të ngrijë për shkak të përpjekjeve për t'u lidhur me serverin NFS. Për ta rregulluar këtë, shihni më poshtë rreth AutoFS.

AutoFS - lidhje automatike e burimeve të rrjetit

Është e mundur të montoni një burim në distancë duke përdorur AutoFS hera e parë që aksesohet dhe çmontohet automatikisht kur nuk ka aktivitet.

AutoFS përdor shabllone të vendosura në / etj / autofs... Modeli kryesor quhet auto.mjeshtër, mund të tregojë një ose më shumë shabllone të tjerë për lloje të veçanta mediash.

Instalimi

# për archlinux yaourt -S autofs # për ubuntu sudo apt-get install autofs

Ka disa mënyra për të specifikuar se si të montoni automatikisht. Unë përdor këtë: në / shtëpi / proft / nfs automatikisht krijohet një direktori me emrin e serverit NFS, në të cilin krijohen automatikisht drejtoritë e disponueshme në server.

# sudo vim /etc/autofs/auto.master / home / proft / nfs /etc/autofs/auto.nfs --timeout = 60

Parametër shtesë timeout cakton numrin e sekondave pas të cilave pajisja do të çmontohet. Parametri fantazmë tregon se burimet e konfiguruara do të shfaqen gjithmonë, dhe jo vetëm kur ato janë të disponueshme (ky opsion aktivizohet si parazgjedhje në AutoFS 5)

Ne përshkruajmë në /etc/autofs/auto.nfs Serveri NFS dhe direktoria rrënjësore.

# sudo vim /etc/autofs/auto.nfs nfsserver 192.168.1.100:/srv/nfs

Tani në thirrjen e parë / shtëpi / proft / nfs / torrents pjesa NFS do të montohet automatikisht.

Le të rifillojmë shërbimin autofs:

# nën archlinux sudo systemctl rinis autofs # nën ubuntu sudo /etc/init.d/autofs rinis

Ju gjithashtu mund të specifikoni kohën për të pritur për disponueshmërinë e burimit NFS. Për ta bërë këtë, ju duhet të ndryshoni vlerat MOUNT_PRIT.

# nën archlinux # sudo vim /etc/conf.d/autofs MOUNT_WAIT = 5 # nën ubuntu sudo / etc / default / autofs MOUNT_WAIT = 5

Detyrimi i përdorimit të NFS v3

Në disa raste NFSv4 mund të jetë i ngadalshëm. Për ta rregulluar këtë, mund të detyroni përdorimin e versionit të tretë.

Zgjidhje e përshtatshme për të hyrë në një sistem skedarësh të shpërndarë

Sistemi i skedarëve është i domosdoshëm. Ne punojmë në kompjuterë që ofrojnë akses në printera, kamera, baza të të dhënave, sensorë në distancë, teleskopë, përpilues dhe telefona celularë. Këto pajisje kanë pak të përbashkëta - në veçanti, shumë prej tyre u bënë realitet pasi Interneti u bë i kudondodhur (për shembull, kamerat elektronike dhe pajisjet celulare që veprojnë si kompjuterë të vegjël). Megjithatë, të gjithë ata kanë nevojë për një sistem skedari për të ruajtur dhe aksesuar në mënyrë të sigurt informacionin.

Zakonisht nuk na intereson sesi të dhënat, aplikacionet që i përdorin dhe ndërfaqet që na i paraqesin ruhen në vetë kompjuterët. Shumica e përdoruesve do të dëshironin ta shikonin (dhe në mënyrë të justifikuar) sistemin e skedarëve si një mur që i ndan ata nga metali i zhveshur që ruan copa dhe bajt. Prandaj, grupet e protokollit që lidhin sistemet e skedarëve janë zakonisht kuti të zeza për shumicën e përdoruesve dhe në të vërtetë programuesit. Në fund të fundit, megjithatë, rrjetëzimi i të gjitha këtyre pajisjeve zbret në lejimin e shkëmbimit të të dhënave midis sistemeve të skedarëve.

Sistemet e skedarëve të rrjetit dhe praktika të tjera të shenjta

Në shumë mënyra, shkëmbimi i të dhënave nuk është asgjë më shumë se kopjimi i informacionit në distanca të gjata. Protokollet e rrjetit nuk ishin mjeti i vetëm me të cilin komunikimi universal u bë i mundur. Në fund të fundit, çdo sistem kompjuterik duhet të përkthejë datagramet në diçka që sistemi operativ në anën tjetër mund ta kuptojë. TCP është një protokoll shumë efikas transferimi, por nuk është i optimizuar për akses të shpejtë të skedarëve ose kontroll në distancë të softuerit të aplikacionit.

Shpërndarë kundrejt llogaritjes në rrjet

Protokollet e rrjetit tradicional kanë pak për të ofruar për organizimin e llogaritjeve të shpërndara ndërmjet kompjuterëve dhe, për më tepër, ndërmjet rrjeteve. Vetëm programuesit e pamatur do të mbështeteshin në protokollin e të dhënave dhe kabllot optike për llogaritjen paralele. Zakonisht mbështetemi në një model sekuencial, në të cilin, pasi të krijohet një lidhje, protokollet e shtresave të lidhjes fillojnë të punojnë, duke kryer një procedurë mjaft komplekse hello midis kartave të rrjetit. Llogaritja paralele dhe sistemet e skedarëve të shpërndarë nuk mbështeten më në IP ose Ethernet. Aktualisht, ne thjesht mund t'i injorojmë ato kur flasim për performancën. Megjithatë, çështjet e sigurisë janë një çështje tjetër.

Një pjesë e enigmës është se si organizohet aksesi i skedarëve në një sistem kompjuterik. Tani për sistemin që hyn në skedarë, nuk ka rëndësi nëse skedarët e nevojshëm janë të disponueshëm në një kompjuter, ose ato ndodhen për ndonjë arsye në disa kompjuterë. Aktualisht, semantika e sistemit të skedarëve dhe strukturat e të dhënave të sistemit të skedarëve janë dy tema shumë të ndryshme. Semantika e sistemit të skedarëve të shpërndarë në stilin e Planit 9 ose Andrew File System (AFS) fsheh mënyrën e organizimit të skedarëve ose mënyrën se si sistemi i skedarëve hartohet në harduer dhe rrjetë. NFS nuk fsheh domosdoshmërisht mënyrën se si skedarët dhe drejtoritë ruhen në sistemet e skedarëve në distancë, por gjithashtu nuk zbulon ruajtjen aktuale të harduerit të sistemeve të skedarëve, drejtorive dhe skedarëve.

NFS: Zgjidhja e problemit UNIX

Hyrja në sistemin e skedarëve të shpërndarë, megjithatë, kërkon pak më shumë se disa komanda për t'i lejuar përdoruesit të montojnë një drejtori që ndodhet në një kompjuter tjetër në rrjet. Sun Microsystems hasi në këtë problem disa vite më parë kur filloi të shpërndante diçka të quajtur Thirrjet me procedurë në distancë(RPC) dhe NFS.

Problemi kryesor që Sun po përpiqej të zgjidhte ishte se si të lidhte shumë makina UNIX për të krijuar një mjedis të vetëm të shpërndarë të punës pa pasur nevojë të rishkruante semantikën e sistemit të skedarëve UNIX dhe të shtonte shumë struktura të dhënash specifike për sistemet e skedarëve të shpërndarë - integriteti i secilit sistem kishte për t'u ruajtur, ndërkohë që u ofron përdoruesve mundësinë për të punuar me drejtorinë në një kompjuter tjetër pa shkaktuar vonesa ose kufizime të padëshiruara në rrjedhën e punës së tyre.

Sigurisht, NFS bën më shumë sesa të sigurojë akses në skedarët e tekstit. Ju gjithashtu mund të shpërndani aplikacione "startup" mbi NFS. Procedurat e sigurisë përdoren për të mbrojtur rrjetin nga ndërhyrjet me qëllim të keq nga skedarët e ekzekutueshëm. Por si ndodh saktësisht kjo?

NFS është RPC

NFS përkufizohet tradicionalisht si një aplikacion RPC që kërkon TCP për serverin NFS, dhe ose TCP ose ndonjë protokoll tjetër jo dërrmues për klientin NFS. Task Forca e Inxhinierisë së Internetit (IETF) publikoi një Kërkesë për Komente (RFC) për RPC në RFC 1832. Një standard tjetër jetik për funksionimin e një implementimi NFS janë formatet e të dhënave të përdorura nga NFS; ai u botua në RFC 1831 si një dokument i Përfaqësimit të të Dhënave të Jashtme (XDR).

RFC-të e tjera merren me algoritmet e sigurisë dhe të kriptimit të përdorura në shkëmbimin e informacionit të vërtetimit gjatë sesioneve NFS, por ne do të përqendrohemi së pari në mekanizmat bazë. Një nga protokollet që na intereson është Protokolli i montimit përshkruar në Shtojcën 1 të RFC 1813.

Ky RFC përshkruan se cilat protokolle mundësojnë funksionimin e NFS, por nuk përshkruan se si funksionon NFS në Koha e tashme... Ju keni mësuar tashmë diçka të rëndësishme, që është se protokollet NFS janë të dokumentuara si standarde IETF. Pasi versioni i fundit i NFS u mbërthye në numrin 3, protokollet RPC nuk evoluan përtej fazës së informacionit RFC dhe përgjithësisht u perceptuan si në kompetencën e grupit të madh të punës (gjoja) të inxhinierisë Sun Microsystems dhe shijeve të pronarit UNIX. Që nga viti 1985, Sun ka lëshuar disa versione të NFS, duke parashikuar sistemet më moderne të skedarëve për disa vite. Sun Microsystems transferoi kontrollin e NFS tek IETF në vitin 1998 dhe pjesa më e madhe e punës në versionin 4 të NSF (NFSv4) u krye nën kujdesin e IETF.

Kjo do të thotë, kur punoni me RPC dhe NFS sot, ju jeni duke punuar me një version që pasqyron interesat e kompanive dhe grupeve jo-Sun. Megjithatë, shumë inxhinierë Sun mbeten thellësisht të interesuar në zhvillimin e NFS.

Versioni 3 i NFS

NFS në mishërimin e tij si versioni 3 (NFSv3) është pa shtetësi (jo gjendje), por NFSv4 po. Kjo shprehje themelore vështirë se befason askënd sot, megjithëse bota TCP/IP mbi të cilën është ndërtuar NFS është në pjesën më të madhe pa shtetësi - një fakt që ndihmon kompanitë e analizës së trafikut dhe softuerëve të sigurisë të ndjehen mjaft mirë.

Protokolli NFSv3 duhej të mbështetej në disa protokolle shtesë për të montuar në mënyrë transparente drejtoritë në kompjuterë të largët, në mënyrë që të mos varej nga mekanizmat e sistemit të skedarëve që përdornin. NFS nuk ka qenë gjithmonë i mirë në këtë. Një shembull i mirë është protokolli Mount i quajtur identifikuesi fillestar i skedarit, ndërsa protokolli i Rrjetit Lock Manager bëri bllokimin e skedarit. Të dy operacionet kërkonin një gjendje aktuale që NFSv3 nuk e ofronte. Rrjedhimisht, kishte ndërveprime komplekse midis shtresave të protokollit që nuk pasqyronin mekanizma të ngjashëm të rrjedhës së të dhënave. Përveç kësaj, kur shtoni faktin se krijimi i skedarëve dhe drejtorive është krejtësisht i ndryshëm në Microsoft® Windows® sesa në UNIX, situata bëhet edhe më e ndërlikuar.

Protokolli NFSv3 duhej të përdorte porte për të siguruar disa nga protokollet e tij ndihmëse; kjo jep një pamje mjaft komplekse të porteve, shtresave të protokollit dhe çështjeve të lidhura me sigurinë. Sot, ky model operimi është braktisur dhe të gjitha operacionet që më parë kryenin zbatimet e protokollit ndihmës përmes porteve individuale kontrollohen nga protokolli NFSv4 përmes një porti të njohur.

NFSv3 ishte gjithashtu gati për sistemet e skedarëve Unicode - një avantazh që mbeti disi teorik deri në fund të viteve 1990. Ai përputhej mirë me semantikën e sistemit të skedarëve UNIX dhe ishte arsyeja për krijimin e implementimeve konkurruese të sistemit të skedarëve si AFS dhe Samba. Nuk është për t'u habitur që mbështetja e Windows ishte e dobët, por serverët e skedarëve Samba siguruan ndarjen e skedarëve në sistemet UNIX dhe Windows.

Versioni 4 i NFS

Protokolli NFSv4 është, siç vumë re, një protokoll shtetëror. Disa ndryshime rrënjësore e bënë të mundur këtë sjellje. Ne kemi përmendur tashmë se protokollet ndihmëse duhet të thirren pasi proceset e nivelit të përdoruesit janë eliminuar. Në vend të kësaj, të gjitha operacionet e hapura të skedarëve dhe mjaft thirrje RPC u zbatuan si operacione të sistemit të skedarëve në nivel kernel.

Të gjitha versionet e NFS përcaktuan secilën njësi të punës për sa i përket operacioneve të klientit dhe serverit RPC. Çdo kërkesë NFSv3 kërkonte një numër mjaft të konsiderueshëm të thirrjeve të hapura RPC dhe portit për të kthyer rezultatin. Versioni 4 e thjeshtoi këtë duke prezantuar konceptin e të ashtuquajturit të përbëra(komponim) një operacion që përfshin një numër të madh operacionesh mbi objektet në sistemin e skedarëve. Efekti i drejtpërdrejtë, natyrisht, ishte dukshëm më pak thirrje RPC dhe më pak të dhëna për të transferuar përmes rrjetit, edhe pse çdo thirrje RPC në të vërtetë kishte më shumë të dhëna, duke bërë dukshëm më shumë punë. Është vlerësuar se thirrjet RPC në NFSv3 kërkonin pesëfishin e numrit të ndërveprimeve klient-server krahasuar me procedurat e përbëra RPC.

RPC në fakt nuk është më e asaj rëndësie dhe në thelb mbështjell disa operacione që janë të kapsuluara në grumbullin NFSv4. Ky ndryshim gjithashtu e bëri grupin e protokollit shumë më pak të varur nga semantika e sistemit të skedarëve që përdoret. Por kjo nuk do të thotë që operacionet e sistemit të skedarëve në sisteme të tjera operative janë injoruar: për shembull, ndarja e burimeve të Windows kërkon gjendje të vazhdueshme gjatë thirrjeve për të hapur burimin. Stabiliteti jo vetëm që e bën më të lehtë analizimin e trafikut, por kur zbatohet në nivelin semantik të sistemit të skedarëve i bën operacionet e sistemit të skedarëve shumë më të kontrollueshëm. Thirrjet me burime të hapura shtetërore i lejojnë klientët të ruajnë të dhënat e skedarit në memorie dhe të deklarojnë që përndryshe do të ndodhnin në server. Në jetën reale (ku klientët e Windows janë të kudondodhur), bërja e serverëve NFS transparente dhe të unifikuara me burimet e përbashkëta të Windows ia vlen koha që shpenzoni për konfigurimin e konfigurimit NFS.

Duke përdorur NFS

Instalimi i NFS është përgjithësisht i ngjashëm me instalimin e Samba. Në anën e serverit, ju përcaktoni sistemet e skedarëve ose drejtoritë për eksport, ose ndarjen; ana e klientit monton këto drejtori. Kur një klient në distancë monton një direktori NFS, drejtoria është e aksesueshme ashtu si çdo drejtori tjetër në sistemin lokal të skedarëve. Vendosja e NFS në një server është një proces i thjeshtë. Së paku, duhet të krijoni ose modifikoni skedarin / etc / exports dhe të filloni demonin NFS. Për të konfiguruar një shërbim më të sigurt NFS, duhet të modifikoni gjithashtu skedarët /etc/hosts.allow dhe /etc/hosts.deny. Klienti NFS kërkon vetëm komandën montuese. Për më shumë informacion dhe opsione, shihni dokumentacionin në internet Linux® (faqe njeriu).

Serveri Nfs

Regjistrimet në skedarin / etc / exports janë të qarta. Për të ndarë sistemin e skedarëve, modifikoni skedarin / etc / exports dhe përshkruani sistemin e skedarëve (me parametra) në formatin e përgjithshëm vijues:

Parametrat e përbashkët

Ekzistojnë disa opsione të përgjithshme të disponueshme për të personalizuar zbatimin tuaj NFS. Kjo perfshin:

• të sigurt: Ky parametër (si parazgjedhje) përdor një portë TCP/IP të disponueshme më pak se 1024 për lidhjet NFS. Përcaktimi i pasigurt e çaktivizon këtë.
• rw: Ky parametër lejon klientët NFS të lexojnë/shkruajnë. Qasja e paracaktuar është vetëm për lexim.
• asinkron: Ky opsion mund të përmirësojë performancën, por gjithashtu mund të shkaktojë humbje të të dhënave kur serveri NFS riniset pa ndalur më parë demonin NFS. Cilësimi i paracaktuar është sinkronizimi.
• no_wdelay: Ky opsion çaktivizon vonesën e regjistrimit. Nëse vendoset në modalitetin asinkronik, NFS e injoron këtë parametër.
• nohide: Nëse montoni një direktori mbi një tjetër, drejtoria e vjetër zakonisht fshihet ose duket bosh. Për të çaktivizuar këtë sjellje, aktivizoni parametrin e fshehjes.
• no_subtree_check: Ky opsion çaktivizon monitorimin e nëndirektorive për disa kontrolle sigurie që mund të mos dëshironi t'i shpërfillni. Cilësimi i paracaktuar është të mundësojë kontrollin e nëndirektorive.
• no_auth_nlm: Ky parametër, kur vendoset në insecure_locks, i thotë demonit NFS që të mos vërtetohet gjatë kërkesave për kyçje. Parazgjedhja është auth_nlm ose safe_locks.
• mp (pika e malit = shteg): Duke deklaruar në mënyrë eksplicite këtë parametër, NSF kërkon montimin e drejtorisë së eksportuar.
• fsid = numër: Ky parametër përdoret zakonisht kur konfiguroni një sistem të rikuperimit të katastrofave NFS. Nëse dëshironi të zbatoni rikuperimin e përplasjes për NFS, referojuni dokumentacionit NFS.

Harta e përdoruesit

Nëpërmjet hartës së përdoruesve NFS, mund të identifikoni një përdorues dhe grup pseudo-përdorues ose real me përdoruesin që ka akses në vëllimin NFS. Përdoruesi NFS ka të drejta përdoruesi ose grupi që i lejon hartëzimi. Përdorimi i një përdoruesi dhe grupi të vetëm (të përgjithshëm) për vëllimet NFS siguron një nivel mbrojtjeje dhe fleksibiliteti pa përpjekje të konsiderueshme administrative.

Kur përdorni skedarë në një sistem skedarësh të montuar në NFS, qasja e përdoruesit zakonisht prishet. Kjo do të thotë që përdoruesi po i qaset skedarëve si një përdorues anonim që ka akses vetëm për lexim në ato skedarë. Kjo sjellje është veçanërisht e rëndësishme për përdoruesin rrënjë. Megjithatë, ka situata kur dëshironi që një përdorues të aksesojë skedarët në një sistem të largët si rrënjë ose ndonjë përdorues tjetër specifik. NFS ju lejon të specifikoni një përdorues (sipas numrit të identifikimit të përdoruesit (UID) dhe numrit të identifikimit të grupit (GID)) për të aksesuar skedarët në distancë dhe mund të çaktivizoni sjelljen normale të "shtypjes" si parazgjedhje.

Opsionet e shfaqjes së përdoruesit përfshijnë:

• root_kungull: Ky opsion parandalon që përdoruesi rrënjë të hyjë në vëllimin e montuar NFS.
• no_root_kungull: Ky parametër lejon përdoruesin rrënjë të aksesojë vëllimin e montuar NFS.
• all_squash: Ky opsion, i dobishëm për vëllimet NFS me akses të hapur, shtyp të gjitha UID-të dhe GID-të dhe përdor vetëm llogarinë anonime të përdoruesit. Parazgjedhja është no_all_squash.
• anonuid dhe anongid: Këto parametra ndryshojnë UID dhe GID të përdoruesit anonim në llogarinë e specifikuar.

Lista 1 tregon shembuj të hyrjeve / etj / eksporteve.

Listimi 1. Shembuj të / etj / hyrjeve të eksporteve

Hyrja e parë eksporton drejtorinë / opt / files për të gjithë hostet në rrjetin 192.168.0. Hyrja e mëposhtme eksporton / zgjedh / skedarë për një host të vetëm: 192.168.0.120. Hyrja e tretë specifikon hostin 192.168.0.125 dhe ofron akses për lexim/shkrim në skedarë me të drejta përdoruesi me ID të përdoruesit = 210 dhe id të grupit = 100. Hyrja e fundit përdoret për drejtorinë publike dhe lejon akses vetëm për lexim dhe vetëm nën llogarinë anonime të përdoruesit.

Klient NFS

Vërejtje

Pasi të përdorni NFS për të montuar një sistem skedari në distancë, ai do të jetë gjithashtu pjesë e çdo kopje rezervë të sistemit të përbashkët që kryeni në kompjuterin e klientit. Kjo sjellje mund të çojë në rezultate potencialisht të dëmshme nëse nuk i përjashtoni drejtoritë e montuara kur bëni kopje rezervë.

Për të përdorur NFS si klient, kompjuteri i klientit duhet të ekzekutojë rpc.statd dhe portmap. Ju mund të ekzekutoni ps -ef për të kontrolluar praninë e këtyre dy demonëve. Nëse funksionojnë (siç duhet), mund të montoni direktorinë e eksportuar nga serveri me komandën e përgjithshme vijuese:

Në përgjithësi, duhet të ekzekutoni si përdorues rrënjësor kur montoni sistemin e skedarëve. Në makinën në distancë, mund të përdorni komandën e mëposhtme (duke supozuar se serveri NFS ka një adresë IP prej 192.168.0.100):

Shpërndarja e sistemit tuaj mund t'ju kërkojë të specifikoni llojin e sistemit të skedarëve kur e montoni atë. Nëse po, përdorni komandën:

Drejtoria e largët duhet të montohet pa asnjë problem nëse e keni konfiguruar saktë serverin. Tani ekzekutoni komandën cd për të kaluar në drejtorinë / mnt, më pas komandën ls për të parë skedarët. Për ta bërë këtë montim të përhershëm, duhet të modifikoni skedarin / etc / fstab dhe të krijoni një hyrje të ngjashme me sa vijon:

Shënim: Për më shumë informacion mbi hyrjet / etc / fstab, shihni ndihmën në internet të fstab.

Kritika ndaj NFS

Kritika nxit përmirësimin

Kritikat rreth sigurisë së NFS ka qenë arsyeja për shumë prej përmirësimeve në NSFv4. Krijuesit e versionit të ri kanë marrë masa reale për të forcuar sigurinë e ndërveprimeve klient-server. Në fakt, ata vendosën të zbatojnë një model krejtësisht të ri të sistemit të mbrojtjes.

Për të kuptuar modelin e sigurisë, duhet të njiheni me API-në. Shërbimet e përgjithshme të sigurisë (GSS-API) versioni 2, rishikimi 1. GSS-API përshkruhet plotësisht në RFC 2743, i cili fatkeqësisht është një nga RFC-të më të vështira për t'u kuptuar.

Nga përvoja jonë me NFSv4, ne e dimë se nuk është shumë e lehtë të bësh sistemin e skedarëve të rrjetit të pavarur nga sistemi operativ. Por është edhe më e vështirë që të gjitha fushat e sistemit të sigurisë të jenë të pavarura nga sistemi operativ dhe protokollet e rrjetit. Ne kemi nevojë për të dyja, pasi NFS duhet të jetë në gjendje të trajtojë një numër mjaft të madh të operacioneve të përdoruesit dhe ta bëjë atë pa marrë parasysh specifikat e komunikimit përmes protokollit të rrjetit.

Lidhjet midis klientëve dhe serverëve NFS mbrohen nga një sistem i ashtuquajtur sigurie (mjaft sipërfaqësor). të fortë RPC. NFSv4 përdor standardin e thirrjes së procedurës së largët të llogaritjes në rrjet të hapur (ONCRPC) siç përcaktohet në RFC 1831. Sistemi i sigurisë duhej të forcohej, kështu që në vend të vërtetimit të thjeshtë (i njohur si AUTH_SYS) si pjesë e detyrueshme e protokollit NFSv4, një formë e sistemit të sigurisë të bazuar në GSS-API i njohur si RPCSEC_GSS... Mekanizmat më të rëndësishëm të sigurisë të disponueshme në NFSv4 janë Kerberos versioni 5 dhe LIPKEY.

Ndërsa Kerberos ka kufizime kur përdoret në internet, LIPKEY ka një avantazh të mirë - duke vepruar si një shtresë e sigurt e prizave (SSL), ai u kërkon përdoruesve emrat e përdoruesve dhe fjalëkalimet e tyre, ndërsa shmang varësinë TCP nga SSL, një varësi që NFSv4 nuk e bën. ndajnë. Ju mund të konfiguroni NFS për të zbatuar shijet e sigurisë nëse nuk kërkohet RPCSEC_GSS. Versionet e mëparshme të NFS nuk e kishin këtë aftësi dhe, për rrjedhojë, nuk mund të ofronin siguri cilësore, integritet të të dhënave, kërkesa për vërtetim ose lloje të kriptimit.

Protokolli NFSv3 ka marrë kritika të rëndësishme të sigurisë. Nëse serverët NFSv3 funksiononin me TCP, ishte absolutisht realiste të ekzekutoheshin rrjetet NFSv3 përmes Internetit. Fatkeqësisht, u desh të hapeshin gjithashtu disa porte, duke çuar në disa vrima sigurie të mirëpublikuara. Duke e bërë portin 2049 të detyrueshëm për NFS, u bë i mundur përdorimi i NFSv4 me mure zjarri pa pasur nevojë t'i kushtohej shumë vëmendje se në cilat porta po dëgjonin protokollet e tjera, si p.sh. protokolli Mount. Kështu, fshirja e protokollit Mount pati disa efekte pozitive:

• Mekanizmat e detyrueshëm të vërtetimit të fortë: NFSv4 i bëri të detyrueshëm mekanizmat e fortë të vërtetimit. Shijet e Kerberos janë mjaft të zakonshme. Duhet të mbështetet edhe Mekanizmi i Çelësave Publikë të Infrastrukturës së Ulët (LIPKEY). NFSv3 kurrë nuk mbështeti asgjë më shumë se kriptimi standard UNIX për vërtetimin e aksesit - kjo përbënte një problem të madh sigurie në rrjetet e mëdha.
• Skemat e listës së kontrollit të detyrueshëm të aksesit (ACL) në stilin Microsoft Windows NT: Megjithëse NFSv3 lejonte kriptim të fortë për vërtetim, ai nuk përdorte skema aksesi ACL të stilit të Windows NT. ACL-të e stilit të ndërfaqes së sistemit operativ portativ (POSIX) ndonjëherë u zbatuan, por kurrë nuk u pranuan përgjithësisht. NFSv4 i bëri të detyrueshme ACL-të e stilit të Windows NT.
• Mekanizmat dhe stilet e vërtetimit të negociuara: NFSv4 ofroi aftësinë për të negociuar mekanizmat dhe stilet e vërtetimit. Në NSFv3, ishte e pamundur të bëhej më shumë sesa të përcaktohej manualisht stili i enkriptimit për t'u përdorur. Administratori i sistemit më pas duhej të negocionte protokollet e kriptimit dhe sigurisë.

A është NFS ende përpara konkurrencës?

NFSv4 zëvendëson NFSv3 në shumicën e sistemeve UNIX dhe Linux. Si një sistem skedari rrjeti, NSFv4 ka pak konkurrentë. Një konkurrent i qëndrueshëm do të ishte Sistemi i Skedarëve të Përbashkët të Internetit (CIFS) / Blloku i Mesazheve të Serverit (SMB), duke qenë se ai është i pranishëm në të gjitha llojet e Windows dhe (aktualisht) Linux. AFS kurrë nuk ka pasur shumë ndikim komercial; ai theksoi elementet e sistemeve të skedarëve të shpërndarë që lehtësojnë migrimin dhe riprodhimin e të dhënave.

Versionet e gatshme për Linux të NFS u lëshuan pasi kerneli arriti versionin 2.2, por një nga dështimet më të zakonshme të versioneve të kernelit Linux ishte se Linux miratoi NFSv3 mjaft vonë. Në fakt, kaloi shumë kohë përpara se Linux të ishte plotësisht i aftë të mbështeste NSFv3. Me ardhjen e NSFv4, kjo mangësi u eliminua shpejt dhe mbështetja e plotë për NSFv4 u zbatua jo vetëm në Solaris, AIX dhe FreeBSD.

NFS aktualisht konsiderohet një teknologji e pjekur që ka një avantazh mjaft të madh: është i sigurt dhe i përshtatshëm - shumica e përdoruesve e kanë të përshtatshme të përdorin një hyrje të sigurt për të hyrë në rrjet dhe për të përdorur aftësitë e tij, edhe kur skedarët dhe aplikacionet ndodhen në sisteme të ndryshme. Ndërsa kjo mund të duket si një disavantazh në krahasim me sistemet e skedarëve të shpërndarë, të cilët fshehin strukturën e sistemeve nga përdoruesit, mbani në mend se shumë aplikacione përdorin skedarë që ndodhen në sisteme të ndryshme operative dhe për rrjedhojë në kompjuterë të ndryshëm. NFS e bën të lehtë punën me sisteme të ndryshme operative pa pasur nevojë të shqetësoheni shumë për semantikën e sistemit të skedarëve dhe karakteristikat e performancës.

NFS: Një sistem skedari rrjeti i përshtatshëm dhe i sigurt për të ardhmen

Sistemi i skedarëve të rrjetitËshtë një abstraksion rrjeti në krye të një sistemi skedarësh të rregullt, duke i lejuar një klienti të largët të aksesojë atë përmes rrjetit në të njëjtën mënyrë si kur hyn në sistemet e skedarëve lokalë. Megjithëse NFS nuk ishte sistemi i parë i skedarëve në rrjet, ai ka evoluar për t'u bërë sistemi i skedarëve të rrjetit më funksional dhe më të kërkuar në UNIX® sot. NFS lejon shumë përdorues të ndajnë një sistem skedari të përbashkët dhe centralizon të dhënat për të minimizuar sasinë e hapësirës në disk që kërkohet për ta ruajtur atë.

Ky artikull fillon me një përmbledhje të shkurtër të historisë së NFS dhe më pas vazhdon të eksplorojë arkitekturën NFS dhe se si do të zhvillohet.

Një histori e shkurtër e NFS

Sistemi i parë i skedarëve të rrjetit u quajt FAL (File Access Listener) dhe u zhvillua në 1976 nga DEC (Digital Equipment Corporation). Ishte një zbatim i Protokollit të Aksesit të të Dhënave (DAP) dhe ishte pjesë e paketës së protokollit DECnet. Ashtu si me TCP / IP, DEC ka publikuar specifikimet për protokollet e rrjetit të tij, duke përfshirë DAP.

NFS ishte sistemi i parë i skedarëve të rrjetit modern i ndërtuar mbi IP. Prototipi i tij mund të konsiderohet një sistem skedari eksperimental i zhvilluar nga Sun Microsystems në fillim të viteve 1980. Duke pasur parasysh popullaritetin e kësaj zgjidhjeje, protokolli NFS u prezantua si një specifikim RFC dhe më pas evoluoi në NFSv2. NFS u vendos shpejt si një standard për shkak të aftësisë së tij për të ndërvepruar me klientë dhe serverë të tjerë.

Standardi u përditësua më pas në versionin NFSv3 të përcaktuar në RFC 1813. Ky version i protokollit ishte më i shkallëzueshëm se versionet e mëparshme dhe mbështeti skedarë më të mëdhenj (mbi 2 GB), shkrim asinkron dhe TCP si protokoll transporti. NFSv3 caktoi drejtimin për sistemet e skedarëve për rrjetet me zonë të gjerë (WAN). Në vitin 2000, si pjesë e specifikimit RFC 3010 (i rishikuar në versionin RFC 3530), NFS u transferua në mjedisin e korporatës. Sun prezantoi NFSv4 më të sigurt me mbështetje shtetërore (versionet e mëparshme të NFS nuk mbështesnin statusin, d.m.th. ishin pa shtetësi). Aktualisht, versioni më i fundit i NFS është versioni 4.1, i përcaktuar në RFC 5661, në të cilin protokolli me anë të shtesës pNFSështë shtuar mbështetja për aksesin paralel për serverët e shpërndarë.

Historia e zhvillimit të NFS, duke përfshirë RFC-të specifike që përshkruajnë versionet e tij, është paraqitur në Figurën 1.

Çuditërisht, NFS ka qenë në zhvillim për gati 30 vjet. Është një sistem skedari rrjeti jashtëzakonisht i qëndrueshëm dhe i lëvizshëm me shkallëzim, performancë dhe cilësi të jashtëzakonshme shërbimi. Me rritjen e shpejtësisë dhe zvogëlimin e vonesës së shkëmbimit të të dhënave brenda rrjetit, NFS vazhdon të jetë një mënyrë popullore për të zbatuar sistemin e skedarëve brenda rrjetit. Edhe me rrjetet LAN, virtualizimi inkurajon ruajtjen e të dhënave në rrjet për t'u siguruar makinave virtuale lëvizshmëri shtesë. NFS gjithashtu mbështet mjediset më të fundit kompjuterike të krijuara për të optimizuar infrastrukturat virtuale.

Arkitektura NFS

NFS përdor një model standard të arkitekturës klient-server (siç tregohet në figurën 2). Serveri është përgjegjës për zbatimin e sistemit të skedarëve të përbashkët dhe ruajtjes me të cilin lidhen klientët. Klienti zbaton një ndërfaqe përdoruesi në një sistem skedar të përbashkët të montuar brenda hapësirës lokale të skedarit të klientit.

Figura 2. Zbatimi i modelit klient-server në arkitekturën NFS

Në Linux®, një ndërprerës virtual i sistemit të skedarëve (VFS) ofron mjetet për të mbështetur sisteme të shumta skedarësh në një host të vetëm (për shembull, një sistem skedarësh ISO 9660 në një CD-ROM dhe një sistem skedari ext3fs në një hard disk lokal). Ndërprerësi virtual përcakton se në cilin diskun bëhet kërkesa dhe për rrjedhojë cili sistem skedari duhet të përdoret për të përpunuar kërkesën. Prandaj, NFS ka të njëjtën pajtueshmëri si sistemet e tjera të skedarëve të përdorur në Linux. Dallimi i vetëm me NFS është se kërkesat për I/O, në vend që të përpunohen lokalisht në host, mund të drejtohen në rrjet për ekzekutim.

VFS përcakton që kërkesa që merr është NFS dhe ia kalon atë mbajtësit NFS në kernel. Trajtuesi NFS përpunon kërkesën I/O dhe e përkthen atë në një procedurë NFS (HAP, AKSES, KRIJO, LEXO, MBYLL, HIQ, etj.). Këto procedura, të përshkruara në një specifikim të veçantë RFC, përcaktojnë sjelljen e protokollit NFS. Procedura e kërkuar zgjidhet në bazë të kërkesës dhe ekzekutohet duke përdorur teknologjinë RPC (Remote Procedure Call). Siç sugjeron emri, RPC lejon thirrjet procedurale të bëhen ndërmjet sistemeve të ndryshme. Shërbimi RPC lidh kërkesën NFS me argumentet e tij dhe ia dërgon rezultatin hostit përkatës në distancë, dhe më pas monitoron marrjen dhe përpunimin e përgjigjes për t'ia kthyer atë kërkuesit.

RPC përfshin gjithashtu një shtresë të rëndësishme XDR ( përfaqësimi i të dhënave të jashtme- prezantim i pavarur i të dhënave), i cili siguron që të gjithë përdoruesit e NFS të përdorin të njëjtin format për të njëjtat lloje të dhënash. Kur një platformë bën një kërkesë, lloji i të dhënave që përdor mund të jetë i ndryshëm nga lloji i të dhënave të përdorur në hostin që përpunon kërkesën. XDR merr përsipër punën e konvertimit të tipit në përfaqësim standard (XDR) në mënyrë që platformat që përdorin arkitektura të ndryshme të mund të ndërveprojnë dhe të ndajnë sistemet e skedarëve. XDR përcakton një format bit për lloje të tilla si float, dhe renditjen e bajteve për lloje të tilla si vargje me gjatësi fikse dhe të ndryshueshme. Megjithëse XDR është i njohur kryesisht për përdorimin e tij në NFS, ky specifikim mund të jetë i dobishëm sa herë që duhet të punoni në të njëjtin mjedis me arkitektura të ndryshme.

Pasi XDR konverton të dhënat në përfaqësim standard, kërkesa dërgohet përmes rrjetit duke përdorur një protokoll specifik transporti. Implementimet e hershme të NFS përdorën UDP, por sot TCP përdoret për më shumë qëndrueshmëri.

Në anën e serverit NFS, përdoret një algoritëm i ngjashëm. Kërkesa ngjitet në grupin e rrjetit përmes shtresës RPC / XDR (për të konvertuar llojet e të dhënave sipas arkitekturës së serverit) dhe shkon te serveri NFS, i cili është përgjegjës për përpunimin e kërkesës. Atje, kërkesa i kalohet daemonit NFS për të përcaktuar sistemin e skedarëve të synuar të cilit i drejtohet dhe më pas futet përsëri në VFS për të hyrë në këtë sistem skedarësh në diskun lokal. Një diagram i plotë i këtij procesi është paraqitur në Figurën 3. Sistemi lokal i skedarëve të serverit është një sistem skedar standard Linux, për shembull, ext4fs. Në fakt, NFS nuk është një sistem skedari në kuptimin tradicional të termit, por një protokoll për qasje në distancë në sistemet e skedarëve.

Për rrjetet me vonesë të gjatë, NFSv4 ofron një procedurë të veçantë të përbërë ( procedurë e përbërë). Kjo procedurë ju lejon të mbështillni thirrje të shumta RPC brenda një kërkese të vetme për të minimizuar shpenzimet e përgjithshme të dërgimit të kërkesave përmes rrjetit. Gjithashtu, kjo procedurë zbaton mekanizmin e funksioneve të kthimit të thirrjes për marrjen e përgjigjeve.

Protokolli NFS

Kur një klient fillon me NFS, hapi i parë është operacioni i montimit, i cili është montimi i sistemit të skedarëve në distancë në hapësirën e sistemit të skedarëve lokal. Ky proces fillon me një thirrje për procedurën e montimit (një nga funksionet e sistemit Linux), e cila ridrejtohet përmes VFS në komponentin NFS. Më pas, duke përdorur një thirrje RPC në funksionin get_port në serverin në distancë, përcaktohet numri i portit që do të përdoret për montim dhe klienti dërgon një kërkesë për montim nëpërmjet RPC. Kjo kërkesë nga ana e serverit trajtohet nga një daemon special rpc.mountd përgjegjës për protokollin e montimit ( protokolli i montimit). Daemon verifikon që sistemi i skedarëve i kërkuar nga klienti është në listën e sistemeve të disponueshme në serverin e caktuar. Nëse sistemi i kërkuar ekziston dhe klienti ka akses në të, atëherë përshkruesi i sistemit të skedarëve specifikohet në përgjigjen e procedurës së montimit RPC. Klienti ruan informacione rreth pikave të montimit lokal dhe të largët dhe është në gjendje të bëjë kërkesa I/O. Protokolli i montimit nuk është i përsosur nga pikëpamja e sigurisë, kështu që NFSv4 përdor thirrje të brendshme RPC, të cilat gjithashtu mund të manipulojnë pikat e montimit.

Për të lexuar një skedar, fillimisht duhet ta hapni atë. Nuk ka procedurë OPEN në RPC; në vend të kësaj, klienti thjesht verifikon që skedari dhe drejtoria e specifikuar ekzistojnë në sistemin e skedarëve të montuar. Klienti fillon duke bërë një kërkesë RPC GETATTR për drejtorinë, e cila kthen atributet e drejtorisë ose një tregues që drejtoria nuk ekziston. Më pas, për të kontrolluar ekzistencën e skedarit, klienti bën një kërkesë RPC LOOKUP. Nëse skedari ekziston, bëhet një kërkesë RPC GETATTR për të gjetur atributet e skedarit. Duke përdorur informacionin e marrë nga thirrjet e suksesshme LOOKUP dhe GETATTR, klienti krijon një përshkrues skedari që i paraqitet përdoruesit për kërkesat e ardhshme.

Pasi skedari të identifikohet në sistemin e skedarëve në distancë, klienti mund të lëshojë kërkesa RPC READ. Kjo kërkesë përbëhet nga një përshkrues skedari, gjendje, kompensim dhe numri i bajteve për t'u lexuar. Klienti përdor shtetin ( shteti) për të përcaktuar nëse operacioni mund të kryhet në këtë moment, d.m.th. nëse skedari është i kyçur. Kompensimi ( kompensuar) tregon se ku të fillohet leximi dhe numëruesi i bajteve ( numëroj) përcakton sa bajt duhet lexuar. Si rezultat i një thirrjeje RPC READ, serveri nuk kthen gjithmonë aq bajt sa kërkohet, por gjithmonë transmeton së bashku me të dhënat e kthyera se sa bajt i janë dërguar klientit.

Inovacioni në NFS

Me interes të madh janë dy versionet më të fundit të NFS - 4 dhe 4.1, të cilat mund të përdoren për të studiuar aspektet më të rëndësishme të evolucionit të teknologjisë NFS.

Para ardhjes së NFSv4, për kryerjen e detyrave të menaxhimit të skedarëve si montimi, kyçja, etj. kishte protokolle të veçanta shtesë. Në NFSv4, procesi i menaxhimit të skedarëve është thjeshtuar në një protokoll të vetëm; përveç kësaj, pasi ky version UDP nuk përdoret më si protokoll transporti. NFSv4 përfshin mbështetje për semantikën e aksesit të skedarëve UNIX dhe Windows®, e cila lejon NFS të integrohet natyrshëm në sisteme të tjera operative.

NFSv4.1 prezantoi konceptin e NFS paralele(NFS paralele - pNFS). Për të ofruar më shumë shkallëzueshmëri, NFSv4.1 zbaton një arkitekturë në të cilën të dhënat dhe meta të dhënat ( shënimi) shpërndahen nëpër pajisje në një mënyrë të ngjashme me sistemet e skedarëve të grupuar. Siç ilustrohet, pNFS e ndan ekosistemin në tre shtylla: klienti, serveri dhe ruajtja. Në këtë rast, shfaqen dy kanale: një për transmetimin e të dhënave dhe tjetri për transmetimin e komandave të kontrollit. pNFS ndan të dhënat nga meta të dhënat që i përshkruan, duke siguruar një arkitekturë me dy kanale. Kur një klient dëshiron të aksesojë një skedar, serveri i dërgon atij metadata "markup". Meta të dhënat përmbajnë informacione për vendndodhjen e skedarit në pajisjet e ruajtjes. Me këtë informacion, klienti mund të hyjë drejtpërdrejt në hapësirën ruajtëse pa pasur nevojë të ndërveprojë me serverin, gjë që përmirëson shkallëzueshmërinë dhe performancën. Kur klienti përfundon punën në skedar, ai konfirmon ndryshimet e bëra në skedar dhe "shënjimin" e tij. Nëse është e nevojshme, serveri mund të kërkojë metadatat e shënjimit nga klienti.

Me prezantimin e pNFS, disa operacione të reja janë shtuar në protokollin NFS për të mbështetur këtë mekanizëm. Metoda LayoutGet përdoret për të tërhequr meta të dhënat nga serveri, metoda LayoutReturn "liron" meta të dhënat "kapur" nga klienti dhe metoda LayoutCommit ngarkon "shënjimin" e marrë nga klienti në depo në mënyrë që të jetë në dispozicion për të tjerët. përdoruesit. Serveri mund të revokojë meta të dhënat nga klienti duke përdorur metodën LayoutRecall. Të dhënat meta "të shënuara" shpërndahen në shumë pajisje ruajtëse për të ofruar akses të njëkohshëm dhe performancë të lartë.

Të dhënat dhe meta të dhënat ruhen në pajisjet e ruajtjes. Klientët mund të bëjnë kërkesa direkte I/O bazuar në shënimin që rezulton, dhe serveri NFSv4.1 ruan dhe menaxhon metadatat. Ky funksionalitet në vetvete nuk është i ri, por mbështetje për metoda të ndryshme të aksesit në pajisjet e ruajtjes është shtuar në pNFS. Sot pNFS mbështet përdorimin e protokolleve të bllokut (Fiber Channel), protokolleve të objekteve dhe vetë NFS (as në formë pNFS).

NFS vazhdon të evoluojë dhe kërkesat NFSv4.2 u publikuan në shtator 2010. Disa nga risitë lidhen me migrimin e vëzhguar të teknologjive të ruajtjes drejt virtualizimit. Për shembull, në mjediset virtuale me një hipervizor, dyfishimi i të dhënave është shumë i mundshëm (sisteme operative të shumta lexojnë / shkruajnë dhe ruajnë të njëjtat të dhëna). Prandaj, është e dëshirueshme që sistemi i ruajtjes në tërësi të kuptojë se ku ndodh dyfishimi. Kjo qasje mund të ndihmojë në ruajtjen e hapësirës së memories së klientit dhe kapacitetit të përgjithshëm të ruajtjes. NFSv4.2 sugjeron përdorimin e një "harte blloku të blloqeve të përbashkëta" për të zgjidhur këtë problem. Ndërsa sistemet moderne të ruajtjes janë të pajisura gjithnjë e më shumë me fuqinë e tyre të brendshme llogaritëse, kopjimi nga ana e serverit po prezantohet për të reduktuar barrën e kopjimit të të dhënave në rrjetin e brendshëm kur mund të bëhet me efikasitet në vetë pajisjen e ruajtjes. Risi të tjera përfshijnë ruajtjen e nën-filerave për flash dhe rekomandime për personalizimin e I/O nga ana e klientit (për shembull, duke përdorur mapadvise).

Alternativat NFS

Edhe pse NFS është sistemi më i popullarizuar i skedarëve të rrjetit në UNIX dhe Linux, ekzistojnë sisteme të tjera skedarësh të rrjetit përveç tij. Platforma Windows® më së shpeshti përdor SMB, e njohur edhe si CIFS; megjithatë, Windows gjithashtu mbështet NFS, ashtu si Linux mbështet SMB.

Një nga sistemet më të reja të skedarëve të shpërndarë të mbështetur nga Linux, Ceph, është projektuar që nga themeli për të qenë një sistem skedari i pajtueshëm me POSIX tolerant ndaj gabimeve. Më shumë informacion rreth Ceph mund të gjenden në seksion.

Gjithashtu vlen të përmenden sistemet e skedarëve OpenAFS (versioni me burim të hapur i sistemit të skedarëve të shpërndarë Andrew i zhvilluar në Universitetin Carnegie Mellon dhe IBM), GlusterFS (një sistem skedari i shpërndarë për qëllime të përgjithshme për organizimin e ruajtjes së shkallëzuar të të dhënave) dhe Luster (një skedar i rrjetit masiv paralel. sistemi për zgjidhje grupore). Të gjitha këto sisteme me burim të hapur mund të përdoren për të ndërtuar memorie të shpërndarë.

konkluzioni

Zhvillimi i sistemit të skedarëve NFS vazhdon. Ngjashëm me Linux-in, i përshtatshëm për të mbështetur zgjidhje buxhetore, të integruara dhe me performancë të lartë, NFS ofron një arkitekturë të zgjidhjeve të shkallëzueshme të ruajtjes të përshtatshme për individët dhe organizatat njësoj. Duke parë rrugën që ka kaluar NFS dhe zhvillimin e saj në të ardhmen, bëhet e qartë se ky sistem skedarësh do të vazhdojë të ndryshojë mënyrën se si ne mendojmë se si zbatohen dhe përdoren teknologjitë e ruajtjes së skedarëve.

Sistemi i skedarëve të rrjetit NFS, ose Sistemi i skedarëve të rrjetit, është një protokoll popullor i sistemit të skedarëve të rrjetit që lejon përdoruesit të montojnë drejtoritë e rrjetit në distancë në kompjuterin e tyre dhe të transferojnë skedarë midis serverëve. Mund të përdorni hapësirën e diskut në një makinë tjetër për skedarët tuaj dhe të punoni me skedarë të vendosur në serverë të tjerë. Në fakt, kjo është një alternativë ndaj ndarjes së Windows për Linux, ndryshe nga Samba, ajo zbatohet në nivelin e kernelit dhe funksionon më stabile.

Ky artikull do t'ju udhëzojë në instalimin e nfs në Ubuntu 16.04. Ne do të kalojmë në instalimin e të gjithë komponentëve të nevojshëm, duke vendosur një dosje të përbashkët, si dhe duke lidhur dosjet e rrjetit.

Siç u përmend tashmë, NFS është një sistem skedarësh rrjeti. Për të punuar, ju nevojitet një server që do të presë dosjen e përbashkët dhe klientët që mund të montojnë dosjen e rrjetit si një disk i rregullt në sistem. Ndryshe nga protokollet e tjera, NFS siguron qasje transparente në skedarë të largët. Programet do t'i shohin skedarët si në një sistem skedari të rregullt dhe do të punojnë me to si me skedarët lokalë, nfs kthen vetëm pjesën e kërkuar të skedarit, në vend të të gjithë skedarit, kështu që ky sistem skedari do të funksionojë mirë në sistemet me internet të shpejtë ose rrjet lokal .

Instalimi i komponentëve NFS

Përpara se të punojmë me NFS, duhet të instalojmë disa programe. Në makinën që do të jetë serveri, duhet të instaloni paketën nfs-kernel-server, me të cilën do të hapni nfs shares në ubuntu 16.04. Për ta bërë këtë, ekzekutoni:

sudo apt instaloni serverin nfs-kernel

Tani le të kontrollojmë nëse serveri është instaluar saktë. Shërbimi NFS dëgjon për lidhje si për TCP ashtu edhe për UDP në portën 2049. Mund të shihni nëse këto porte po përdoren në të vërtetë me komandën:

rpcinfo -p | grep nfs

Është gjithashtu e rëndësishme të kontrolloni nëse NFS mbështetet në nivelin e kernelit:

cat / proc / sistemet e skedarëve | grep nfs

Ne shohim se çfarë funksionon, por nëse jo, duhet të ngarkoni manualisht modulin e kernelit nfs:

Le të shtojmë edhe nfs në startup:

sudo systemctl aktivizon nfs

Në kompjuterin e klientit, duhet të instaloni paketën nfs-common për të qenë në gjendje të punoni me këtë sistem skedarësh. Ju nuk keni nevojë të instaloni komponentët e serverit, vetëm kjo paketë do të jetë e mjaftueshme:

sudo apt install nfs-common

Vendosja e një serveri NFS në Ubuntu

Ne mund të hapim qasjen NFS në çdo dosje, por le të krijojmë një të re për këtë qëllim:

klienti folder_address (opsione)

Adresa e dosjes është dosja që dëshironi të vini në dispozicion përmes rrjetit. Klienti - adresa ip ose adresa e rrjetit nga e cila mund të aksesohet kjo dosje. Por opsionet janë pak më të komplikuara. Le të shqyrtojmë disa prej tyre:

• rw- lejo leximin dhe shkrimin në këtë dosje
• ro- lejo vetëm lexim
• sinkronizoj- përgjigjuni kërkesave të mëposhtme vetëm kur të dhënat ruhen në disk (parazgjedhja)
• asinkron- mos bllokoni lidhjet kur të dhënat janë duke u shkruar në disk
• të sigurt- përdorni vetëm portet nën 1024 për lidhje
• i pasigurt- përdorni çdo port
• nohide- mos i fshihni nëndrejtoritë kur hapni akses në drejtori të shumta
• rrënjë_kungull- zëvendësoni kërkesat nga root me ato anonime
• all_kungull- bëni të gjitha kërkesat anonime
• anonuid dhe anongid- specifikon uid dhe gid për përdoruesin anonim.

Për shembull, për dosjen tonë, kjo rresht mund të duket kështu:

/ var / nfs 127.0.0.1 (rw, sync, no_subtree_check)

Kur gjithçka u konfigurua, mbetet për të përditësuar tabelën e eksportit NFS:

sudo eksportfs -a

Kjo është e gjitha, hapja e topave nfs në ubuntu 16.04 ka përfunduar. Tani le të përpiqemi të konfigurojmë klientin dhe të përpiqemi ta montojmë atë.

Lidhja NFS

Ne nuk do të ndalemi në këtë çështje në detaje në artikullin e sotëm. Kjo është një temë mjaft e madhe që meriton një artikull të veçantë. Por unë do të them disa fjalë.

Për të montuar një dosje rrjeti nuk ju nevojitet ndonjë klient nfs i ubuntu, thjesht përdorni komandën mount:

montimi sudo 127.0.0.1:/var/nfs/ / mnt /

Tani mund të provoni të krijoni një skedar në drejtorinë e lidhur:

Do të shikojmë gjithashtu sistemet e skedarëve të montuar me df:

127.0.0.1:/var/nfs 30G 6,7G 22G 24% / mnt

Për të çaktivizuar këtë sistem skedarësh, mjafton të përdorni sasinë standarde:

sudo shuma / mnt /

konkluzionet

Ky artikull shqyrtoi vendosjen e nfs ubuntu 16.04, siç mund ta shihni, gjithçka është bërë shumë thjesht dhe transparente. Lidhja e aksioneve NFS bëhet me disa klikime duke përdorur komanda standarde, dhe hapja e aksioneve nfs në ubuntu 16.04 nuk është shumë më e vështirë sesa lidhja. Nëse keni ndonjë pyetje, shkruani në komente!

Regjistrime të ngjashme: