第 14 章. 网络文件系统

网络文件系统 (NFS) 可能是使用 RPC 最突出的网络服务。 它允许您以与访问本地文件完全相同的方式访问远程主机上的文件。 客户端的内核支持和用户空间守护进程以及服务器端的 NFS 服务器使这成为可能。 这种文件访问对于客户端是完全透明的，并且可以在各种服务器和主机架构上工作。

NFS 提供了许多有用的功能

• 所有用户访问的数据可以保存在中央主机上，客户端在启动时挂载该目录。 例如，您可以将所有用户帐户保存在一台主机上，并让网络上的所有主机挂载/home来自该主机。 如果 NFS 与 NIS 一起安装，用户可以登录到任何系统，仍然可以处理一组文件。

• 占用大量磁盘空间的数据可以保存在一台主机上。 例如，与 LaTeX 和 METAFONT 相关的所有文件和程序都可以保存在一个地方并进行维护。

• 管理数据可以保存在一台主机上。 无需使用 rcp 在 20 台不同的机器上安装相同的愚蠢文件。

在客户端和服务器上设置基本 NFS 操作并不难；本章将告诉您如何操作。

Linux NFS 主要是 Rick Sladkey 的工作成果，他编写了 NFS 内核代码和 NFS 服务器的很大一部分。[1] 后者源自 Mark Shand 最初编写的 unfsd 用户空间 NFS 服务器，以及 Donald Becker 编写的 hnfs Harris NFS 服务器。

让我们看看 NFS 是如何工作的。 首先，客户端尝试像挂载物理设备一样，将来自远程主机的目录挂载到本地目录上。 但是，用于指定远程目录的语法有所不同。 例如，要挂载/home从主机 vlager 到/users在 vale 上，管理员在 vale 上发出以下命令：[2]

# mount -t nfs vlager:/home /users

mount 将尝试通过 RPC 连接到 vlager 上的 rpc.mountd 挂载守护进程。 服务器将检查是否允许 vale 挂载相关目录，如果允许，则返回一个文件句柄。 此文件句柄将用于对/users.

当有人通过 NFS 访问文件时，内核会对服务器机器上的 rpc.nfsd（NFS 守护进程）发出 RPC 调用。 此调用采用文件句柄、要访问的文件的名称以及用户的用户 ID 和组 ID 作为参数。 这些用于确定对指定文件的访问权限。 为了防止未经授权的用户读取或修改文件，用户 ID 和组 ID 在两台主机上必须相同。

在大多数 Unix 实现中，客户端和服务器的 NFS 功能都实现为内核级别的守护进程，这些守护进程在系统启动时从用户空间启动。 这些是服务器主机上的 NFS 守护进程 (rpc.nfsd ) 和客户端主机上的 块 I/O 守护进程 (biod )。 为了提高吞吐量，biod 使用预读和后写执行异步 I/O； 此外，通常同时运行多个 rpc.nfsd 守护进程。

Linux 的当前 NFS 实现与经典的 NFS 略有不同，因为服务器代码完全在用户空间中运行，因此同时运行多个副本更加复杂。 当前的 rpc.nfsd 实现提供了一项实验性功能，允许对多个服务器提供有限的支持。 Olaf Kirch 开发了 2.2 版本 Linux 内核中基于内核的 NFS 服务器支持。 它的性能明显优于现有的用户空间实现。 我们将在本章后面介绍它。