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NFS服务器

简介

NFS背景介绍

  • NFS是一种古老的用于在UNIX/Linux主机之间进行文件共享的协议。它古老到你必须穿着白大褂才能接近一台计算机的年代。在那个年代，所有的联网计算机都被认为是可信的，而不像现今这样，任何人都有多种多样方法能连接到你的计算机。因此，NFS在开发的时候专注于快速及易用的文件共享，而忽视了其安全性设计

  • NFS（Network File System，网络文件系统）是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机（不同的计算机、不同的操作系统）之间通过TCP/IP网络共享资源，主要在unix系列操作系统上使用。

  • 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看来，那个远程主机的目录就好像是自己的一个磁盘分区一样。

  • 由于NFS支持的功能比较多，而不同的功能都会使用不同的程序来启动，每启动一个功能就会启用一些端口来传输数据，因此NFS的功能所对应的端口并不固定，而是随机取用一些未被使用的小于1024的端口用于传输。但如此一来就会产生客户端连接服务器的问题，因为客户端需要知道服务器端的相关端口才能够连接。此时就需要RPC

  • RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）：由于服务器在启动NFS时会随机选取数个端口号，并主动向RPC注册，所以RPC知道每个NFS功能所对应的端口号，RPC将端口号通知给客户端，让客户端可以连接到正确的端口上去。RPC采用固定端口号port 111来监听客户端的需求并向客户端响应正确的端口号。

  • 注：在启动NFS之前，要先启动RPC，否则NFS会无法向RPC注册。另外，RPC若重新启动，原来注册的数据会消失不见，因此RPC重启后，它管理的所有服务都需要重新启动以重新向RPC注册。

生产应用场景

  • NFS网络文件系统很像windows系统的网络共享、安全功能、网络驱动器映射，这也和linux系统里的Samba服务器类似。只不过一般情况下，windows网络共享服务或Samba服务用于办公局域网共享，而互联网中小型网站集群架构后端常用NFS进行数据共享，如果是大型网站，那可能会用到更复杂的分布式文件系统。

  • 在企业集群架构的工作场景中，NFS作为所有前端web服务的共享存储，存储的内容一般包括网站用户上传的图片、附件、头像等，注意，网站的程序代码就不要放在NFS共享里了，因为网站程序是开发运维人员统一发布，不存在发布延迟问题，直接批量发布到web节点提供访问比共享到NFS里访问效率会更高些。

  • NFS是当前互联网系统架构中常用的数据存储服务之一，中小型网站（2000万pv(页面浏览量)以下）公示应用频率居高，大公司或门户除了使用NFS外，还可能会使用更为复杂的分布式文件系统

NFS工作原理

示例图

流程

  • 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。（服务器搭建成功后可以使用下列命令查看,一般都是2049）

[root@server ~]# cat  /etc/services | grep  nfs  

NFS的使用

安装

[root@server ~]# yum  install  nfs-utils  -y  
[root@server ~]# yum  install  rpcbind  -y   # 默认已安装

配置文件

  • 主配置文件：/etc/exports , 文件不一定存在

  • /usr/sbin/exportfs : 该文件是维护NFS共享目录资源的命令文件，可以使用命令重新共享/etc/exports的目录资源、卸载共享目录

  • 日志目录：/var/lib/nfs

  • 权限设置文件：/var/lib/nfs/etab

主配置文件分析

  • /etc/exports 文件默认为空文件，需要输入nfs共享命令

  • 格式：共享目录的路径 ==允许访问的NFS客户端==(共享权限参数)

  • 分析

    • 允许访问的NFS客户端：可以写完整的IP地址或IP网段，如：

      • 192.168.48.131/24

      • 192.168.48.131/255.255.255.0

      • 192.168.48.0/24

      • *: 允许所有主机都可以访问

    • 权限参数：必须卸载园括号中，且括号是紧挨着主机名的，全选的相关参数如下，多个参数之间使用逗号隔开：

权限参数作用
ro只读
rw读写（最终还要看文件系统rwx权限）
root_squash当NFS客户端以root账户访问时，映射为NFS服务器端的匿名账户（nobody）
no_root_squash当NFS客户端以root账户访问时，映射为root账户（不推荐、不安全）
all_squash无论NFS客户端使用什么账户访问，均映射为NFS 服务器的匿名账户（nobody）,==推荐==
no_all_squash客户端普通账户访问服务器的数据时，实际的信息原样显示
anonuid= anongid=将文件的用户和工作组映射为指定UID和GID，若不指定则默认为65534（nobody）
sync同步，同时将数据写入内存与硬盘中，保证数据不会丢失，==推荐==
async异步，优先将数据保存到内存，然后在写入硬盘，效率高，但可能会数据丢失

  • 示例

  • /home/public *(rw,sync,all_squash) 意义：服务器共享/home/public目录中的数据，所有人都可访问，可读可写，同步传输，账户映射为

  • /home/public 192.168.48.131/24(ro,root_squash,sync) 意义：服务器共享/home/public目录中的数据，只允许192.168.48.131主机访问，方式为只读，客户端root账户映射为服务端的nobody，同步读写

  • /home/public 192.168.48.0/24(rw,all_squash,anonuid=2000,anongid=2000) 意义：服务器共享/home/public目录中的数据，允许192.168.48.0网段所有主机访问，方式为可读可写，账户映射为nobody，uid为2000，gid为2000

实验1

  • 建立NFS服务器，使的客户端顺序共享数据

  • 第一步：服务端及客户端的准备工作

# 恢复快照
[root@server ~]# setenforce  0
​
[root@server ~]# systemctl stop  firewalld
​
[root@server ~]# yum  install  nfs-utils  -y  # 服务端及客户端都安装

  • 第二步：服务端建立共享文件目录，并设置权限

[root@server ~]# mkdir  /nfsfile
[root@server ~]# echo  "welcome to www.openlab.com" > /nfsfile/readme
[root@server ~]# chmod  -Rf  777  /nfsfile

  • 第三步：服务端编辑配置文件

[root@server ~]# vim  /etc/exports  # 添加以下内容
/nfsfile        192.168.48.131/24(rw,sync,all_squash)

  • 第四步：服务端先启动rpc服务，在启动nfs服务

[root@server ~]# systemctl start  rpcbind
[root@server ~]# systemctl start  nfs-server
[root@server ~]# systemctl enable  rpcbind
[root@server ~]# systemctl enable  nfs-server
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service → /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.
# 注意：若systemctl start  rpcbind后报错，显示启动失败，应先停止服务，在重启服务
[root@server ~]# systemctl stop rpcbind
[root@server ~]# systemctl start  rpcbind

  • 第五步：客户端使用本地挂载方式访问远程共享目录

    • 先查询有哪些远程共享目录可用

    • [root@node1 ~]# showmount  -e  192.168.48.130  # 别忘了安装nfs-utils
# -e 表示显示服务器共享信息列表

    • 新建本地挂载目录

    • [root@node1 ~]# mkdir  /nfs1  # 新建本地挂载目录
​
# 使用mount远程挂载命令挂载服务器的目录到客户端本地目录，-t nfs 表示使用的文件系统类型
[root@node1 ~]# mount -t nfs  192.168.48.130:/nfsfile  /nfs1
[root@node1 ~]# cd  /nfs1   # 通过本地目录访问远程共享数据
[root@node1 nfs1]# ls
readme
[root@node1 nfs1]# cat  readme 
welcome to www.openlab.com
[root@node1 nfs1]# cd   ~

  • 第六步：客户端使用开机挂载实现永久挂载

[root@node1 ~]# vim  /etc/fstab   # 编辑开机挂载配置文件，最后一行添加如下内容
192.168.48.130:/nfsfile /nfs1   nfs     defaults        0       0
​
[root@node1 ~]# mount  -a   # 测试
[root@node1 nfs1]# df  -h   # 查看挂载信息
文件系统                    容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                    4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                       714M     0  714M    0% /dev/shm
tmpfs                       286M  4.2M  282M    2% /run
tmpfs                       4.0M     0  4.0M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/openeuler-root   27G  1.6G   24G    7% /
tmpfs                       714M     0  714M    0% /tmp
/dev/sda1                   974M  151M  756M   17% /boot
192.168.48.130:/nfsfile      27G  1.6G   24G    7% /nfs1
​

NFS账户映射

实验2：

  • 基于上例，将/nfsfile权限修改后，查看客户端是否可以访问成功，是否可以修改数据

# 定位服务端
[root@server ~]# cat  /etc/exports   # 确认是否为rw可读可写的权限
[root@server ~]# cd /nfsfile
[root@server nfsfile]# ll     # 查看原有权限
总用量 4
-rwxrwxrwx 1 root   root   27  6月  1 14:43 readme
-rw-r--r-- 1 nobody nobody  0  6月  1 14:56 test1.txt
[root@server nfsfile]# cd  ~   
[root@server ~]# chmod  -Rf  444  /nfsfile  # 设置新权限，没有wx
[root@server ~]# ll  -d  /nfsfile/
dr--r--r-- 2 root root 37  6月  1 14:56 /nfsfile/
[root@server ~]# ll    /nfsfile/
总用量 4
-r--r--r-- 1 root   root   27  6月  1 14:43 readme
-r--r--r-- 1 nobody nobody  0  6月  1 14:56 test1.txt
​
​
# 定位客户端
[root@node1 ~]# cd  /nfs1   
-bash: cd: /nfs1: 权限不够
​
# 显示无权限，即使服务端exports中有rw权限最后还是以文件系统权限为准
实验3

  • 客户端访问服务端，默认使用服务端的账户映射为nobody，uid与gid均为65534，其值可以修改

# 定位服务端
[root@server ~]# chmod  -Rf  777  /nfsfile   # 先将上例的权限修改回原样
[root@server ~]# ll  -d  /nfsfile/
drwxrwxrwx 2 root root 37  6月  1 14:56 /nfsfile/
​
[root@server ~]# vim  /etc/exports   # 修改映射方式为
/nfsfile        192.168.48.131/24(rw,sync,root_squash)
​
[root@server ~]# systemctl restart  rpcbind  
[root@server ~]# systemctl restart  nfs-server
​
exporting 192.168.48.131/24:/nfsfile
​
# 定位客户端
[root@node1 ~]# cd  /nfs1
[root@node1 nfs1]# touch  test2.txt
[root@node1 nfs1]# ll
总用量 4
-rwxrwxrwx 1 root   root   27  6月  1 14:43 readme
-rwxrwxrwx 1 nobody nobody  0  6月  1 14:56 test1.txt
-rw-r--r-- 1 nobody nobody  0  6月  1 15:15 test2.txt  # root映射为nobody
[root@node1 nfs1]# su  fox
[fox@node1 nfs1]$ touch  test3.txt
[fox@node1 nfs1]$ ll
总用量 4
-rwxrwxrwx 1 root   root   27  6月  1 14:43 readme
-rwxrwxrwx 1 nobody nobody  0  6月  1 14:56 test1.txt
-rw-r--r-- 1 nobody nobody  0  6月  1 15:15 test2.txt
-rw-rw-r-- 1 fox    fox     0  6月  1 15:16 test3.txt  # fox映射为fox
[fox@node1 nfs1]$ su  root
密码： 
​
# 定位服务端
[root@server ~]# vim  /etc/exports
/nfsfile    192.168.48.131/24(rw,sync,all_squash,anonuid=2000,anongid=2000)
​
[root@server ~]# systemctl restart  rpcbind  
[root@server ~]# systemctl restart  nfs-server
​
# 定位客户端
[root@node1 nfs1]# touch  test4.txt
[root@node1 nfs1]# ll
总用量 4
-rwxrwxrwx 1 root   root   27  6月  1 14:43 readme
-rwxrwxrwx 1 nobody nobody  0  6月  1 14:56 test1.txt
-rw-r--r-- 1 nobody nobody  0  6月  1 15:15 test2.txt
-rw-rw-r-- 1 fox    fox     0  6月  1 15:16 test3.txt
-rw-r--r-- 1   2000   2000  0  6月  1 15:19 test4.txt  # 自定义udi及gid
[root@node1 nfs1]# cd  ~

autofs自动挂载服务

产生原因

  • 在一般NFS文件系统的使用过程中，如果客户端要使用服务端所提供的文件系统，可以在 /etc/fstab中设置开机时自动挂载，也可以在登录系统后手动利用mount来挂载。

  • 由于网络的问题，NFS服务器与客户端的连接不会一直存在，当我们挂载了NFS服务器之后，任何一方脱机都可能造成另外一方等待超时，如果在资源挂载后长期不使用，也会造成服务器硬件资源的浪费。

  • 为了解决这样的问题，就出现了下面的想法：

    • 当客户端在有使用NFS文件系统的需求时才让系统自动挂载。

    • 当NFS文件系统使用完毕后（autofs默认自动卸载时间为300s即5分钟），让NFS自动卸载。

  • autofs 自动挂载服务可以帮我们解决这一问题，该服务是运行在客户端的一种 Linux 系统守护进程，在用户需要使用该文件系统时才去动态挂载，从而节约了网络资源和服务器的硬件资源。

安装

[root@node1 ~]# yum install autofs -y   # 客户端安装

配置文件分析

  • 配置文件路径：/etc/auto.master

  • 作用：处于生产环境中的 Linux 服务器，一般会同时管理许多设备的挂载操作。如果把这些设备挂载信息都写入到 autofs 服务的主配置文件中，无疑会让主配置文件臃肿不堪，不利于服务执行效率，也不利于日后修改里面的配置内容，则需要将挂载的设备独立配置形成子文件，主配置文件只存储配置挂载设置的文件名

  • /etc/auto.master文件内容格式：挂载父目录 子配置文件

    • 挂载目录：不需要事先存在，因为autofs会主动建立该目录

    • 子配置文件：文件名可自定义

    • 例：/nfs /etc/auto.nfs

  • 子配置文件由自己创建，内容格式：

    • 本地挂载子目录 [-挂载参数] 服务器地址：目录

    • 例：testmnt 192.168.48.130:/data

    • 挂载参数:

参数功能
fg/bg当执行挂载时，该挂载行为会在前台（fg）还是后台（bg）执行，若在前台执行，则mount会持续尝试挂载，直到成功或time out为止；若为后台执行，则mount会在后台持续多次进行mount，而不会影响到前台的程序运行。
soft/hardhard表示当两者之间的任何一台主机脱机，则RPC会持续地呼叫，直到对方恢复连接为止。如果是soft的话，那RPC会在time out后重复呼叫，而非持续呼叫
intr当使用上面提到的hard方式挂载时，若加上intr这个参数，则当RPC持续呼叫时，该次的呼叫是可以被中断的
rsize/wsize读出（rsize）与写入（wsize）的区块大小。这个设置值可以影响客户端与服务器

实验4

  • 服务器端创建共享目录，客户端实现自动挂载

  • 第一步：服务端及客户端都恢复快照，关闭安全软件，安装软件

# 恢复快照
[root@server ~]# setenforce  0
​
[root@server ~]# systemctl stop  firewalld
​
[root@server ~]# yum  install  nfs-utils  -y  # 服务端及客户端都安装
​
[root@node1 ~]# yum install  nfs-utils autofs -y   # 客户端安装

  • 第二步：定位服务端，编辑nfs配置文件，新建共享目录，并设置权限

[root@server ~]# mkdir  /data
[root@server ~]# vim  /etc/exports
/data    *(rw,sync,all_squash)
​
[root@server ~]# chmod  -Rf  777 /data
[root@server ~]# echo  "this is test"  >  /data/file.txt
[root@server ~]# ls  /data
file.txt

  • 第三步：定位服务端，启动服务，必须先启动rpcbind服务

[root@server ~]# systemctl start rpcbind
[root@server ~]# systemctl start nfs-server
[root@server ~]# systemctl enable rpcbind
[root@server ~]# systemctl enable nfs-server
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service → /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.

  • 第四步：定位客户端，编辑自动挂载配置文件

# 设计自动挂载本地目录：/nfs/testmnt
[root@node1 ~]# vim  /etc/auto.master  # 编辑自动挂载配置文件，定位第7行，输入
/nfs    /etc/auto.nfs
# /nfs为本地挂载路径的父目录，可以不用创建，autofs回自动创建，auto.nfs为自配置文件，名称自定义
​
# 查看共享信息
[root@node1 ~]# showmount  -e  192.168.48.130
Export list for 192.168.48.130:
/data *
​
# 编辑自动挂载的子配置文件
[root@node1 ~]# vim  /etc/auto.nfs  # 书写本地挂载目录的子目录及远程共享目录
testmnt   192.168.48.130:/data

  • 第五步：定位客户端，启动服务

[root@node1 ~]# systemctl  start  autofs
[root@node1 ~]# systemctl  enable  autofs
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/autofs.service → /usr/lib/systemd/system/autofs.service.

  • 第六步：定位客户端，测试

[root@node1 ~]# df  -h   # 查看挂载信息
文件系统               容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs               4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                  968M     0  968M    0% /dev/shm
tmpfs                  388M  9.4M  378M    3% /run
/dev/mapper/rhel-root   16G  4.2G   12G   27% /
/dev/nvme0n1p1         395M  235M  160M   60% /boot
tmpfs                  194M   92K  194M    1% /run/user/0
/dev/sr0               8.5G  8.5G     0  100% /run/media/root/RHEL-9-1-0-BaseOS-x86_64
[root@node1 ~]# cd  /nfs   # 进入本地挂载目录，会自动新建
[root@node1 nfs]# ls
[root@node1 nfs]# cd  testmnt  # 进入本地挂载目录的下级目录，会触发自动挂载
[root@node1 testmnt]# ls
file.txt
​
[root@node1 ~]# df  -h
文件系统               容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs               4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                  968M     0  968M    0% /dev/shm
tmpfs                  388M  9.4M  378M    3% /run
/dev/mapper/rhel-root   16G  4.2G   12G   27% /
/dev/nvme0n1p1         395M  235M  160M   60% /boot
tmpfs                  194M   92K  194M    1% /run/user/0
/dev/sr0               8.5G  8.5G     0  100% /run/media/root/RHEL-9-1-0-BaseOS-x86_64
192.168.48.130:/data    16G  4.2G   12G   27% /nfs/testmnt

实验5

  • 本地自动挂载光盘

  • 第一步：定位服务端恢复快照，关闭安全软件，安装软件

# 恢复快照
[root@server ~]# setenforce  0
​
[root@server ~]# systemctl stop  firewalld
​
[root@server ~]# yum install autofs -y   # 客户端安装

  • 第二步：修改autofs主配置文件

# 设计本地自动挂载目录路径：/media/cdrom
​
# 定位第7行，输入本地挂载路径的父目录和自配置文件
[root@server ~]# vim  /etc/auto.master  
/media  /etc/iso.aa

  • 第三步：编写autofs子配置文件

[root@server ~]# vim  /etc/iso.aa
cdrom  -fstype=iso9660,ro,nosuid,nodev  :/dev/sr0   # 冒号前有空格
​
# 注意cdrom为挂载路径/media/cdrom的子目录
# -ftype:为文件系统格式
# iso9660:为光盘设备格式
# ro:以只读模式挂载文件系统
# nodev:不解析文件系统上的块特殊设备
# nosuid:禁止suid操作和设定sgid位(SUID 是 Set User ID, SGID 是 Set Group ID的意思)

  • 第四步：启动服务

[root@server ~]# systemctl start autofs
[root@server ~]# systemctl enable autofs
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/autofs.service → /usr/lib/systemd/system/autofs.service.

  • 第五步：测试

[root@server ~]# df -h
文件系统               容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs               4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                  968M     0  968M    0% /dev/shm
tmpfs                  388M  9.7M  378M    3% /run
/dev/mapper/rhel-root   16G  4.2G   12G   27% /
/dev/nvme0n1p1         395M  235M  160M   60% /boot
tmpfs                  194M  104K  194M    1% /run/user/0
/dev/sr0               8.5G  8.5G     0  100% /run/media/root/RHEL-9-1-0-BaseOS-x86_64
​
[root@server ~]# cd /media/
[root@server media]# cd cdrom    # 触发自动挂载
[root@server cdrom]# ls
AppStream  EFI   extra_files.json  images    media.repo                  RPM-GPG-KEY-redhat-release
BaseOS     EULA  GPL               isolinux  RPM-GPG-KEY-redhat-beta
[root@server cdrom]# df -h
文件系统               容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs               4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                  968M     0  968M    0% /dev/shm
tmpfs                  388M  9.7M  378M    3% /run
/dev/mapper/rhel-root   16G  4.2G   12G   27% /
/dev/nvme0n1p1         395M  235M  160M   60% /boot
tmpfs                  194M  104K  194M    1% /run/user/0
/dev/sr0               8.5G  8.5G     0  100% /media/cdrom   # 已经自动挂载

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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