Kaj je NFS? Omrežni datotečni sistem. Protokol za dostop do omrežne datoteke

Ko gre za računalniška omrežja, lahko pogosto slišite omembo NFS. Kaj pomeni ta kratica?

To je protokol porazdeljeni datotečni sistem, ki ga je družba Sun Microsystems razvila leta 1984 in ki uporabniku na odjemalskem računalniku omogoča dostop do datotek prek omrežja, podobno kot dostop do lokalnega pomnilnika. NFS, tako kot številni drugi protokoli, temelji na sistemu za oddaljeni klic postopkov (ONC RPC) na področju odprtega računalniškega omrežja.

Z drugimi besedami, kaj je NFS? Je odprt standard, opredeljen v zahtevi za komentarje (RFC), ki vsakomur omogoča izvajanje protokola.

Različice in različice

Izumitelj je uporabil samo prvo različico za svoje eksperimentalne namene. Ko je razvojna skupina dodala pomembne spremembe prvotnemu NFS in ga izdala izven Sunovega avtorstva, so novo različico označili kot v2, tako da lahko preizkusite interakcijo med distribucijami in ustvarite varnostno različico.

NFS v2

Različica 2 je prvotno delovala samo na protokolu User Datagram Protocol (UDP). Njegovi razvijalci so želeli obdržati strežniško stran brez blokiranja, ki se izvaja zunaj glavnega protokola.

Vmesnik navideznega datotečnega sistema vam omogoča izvedbo modularne izvedbe, kar se odraža v preprostem protokolu. Do februarja 1986 so bile predstavljene rešitve za operacijske sisteme, kot sta System V release 2, DOS in VAX / VMS z uporabo Eunice. NFS v2 je dovolil samo branje prvih 2 GB datoteke zaradi 32-bitnih omejitev.

NFS v3

Prvi predlog za razvoj NFS 3 v Sun Microsystems je bil objavljen kmalu po sprostitvi druge distribucije. Glavni motiv je bil poskus, da se ublaži problem sinhronega snemanja. Do julija 1992 so praktične izboljšave omogočile reševanje številnih pomanjkljivosti NFS različice 2, pri čemer so bile datoteke še vedno nezadostne (64-bitne velikosti datotek in premiki datotek).

Različica 3 je dodala naslednje:

• podpora za 64-bitne velikosti datotek in odmikov za obdelavo podatkov, večjih od 2 gigabajtov (GB);
• podpora za asinhrono pisanje na strežnik za boljše delovanje;
• dodatnih atributov datotek v številnih odzivih, da bi se izognili potrebi po ponovnem ekstrahiranju;
• Operacija READDIRPLUS za pridobivanje podatkov in atributov skupaj z imeni datotek pri pregledovanju imenika;
• veliko drugih izboljšav.

Med uvedbo različice 3 se je začela povečevati podpora TCP za protokol transportne ravni. Uporaba TCP kot sredstva prenos podatkov izvedeno z uporabo NFS preko WAN-a, je bilo mogoče prenašati velike velikosti datotek za ogled in snemanje. Zahvaljujoč temu so razvijalci lahko premagali omejitve 8-KB omejitve, ki jih nalaga protokol za uporabniške datagrame (UDP).

Kaj je NFS v4?

Različica 4, razvita pod vplivom datotečnega sistema Endrese (AFS) in strežniškega sporočilnega bloka (SMB, imenovanega tudi CIFS), vključuje izboljšano zmogljivost, zagotavlja večjo varnost in uvaja protokol v skladu z določenimi pogoji.

Različica 4 je bila prva distribucija, ki jo je razvila projektna skupina za internetno inženirstvo (IETF), potem ko je Sun Microsystems prenesel razvoj protokolov na tretje strokovnjake.

NFS različica 4.1 je zasnovana za zagotavljanje podpore protokolom za razmestitve strežnika gruče, vključno z možnostjo zagotavljanja razširljivega vzporednega dostopa do datotek, ki so razdeljene na več strežnikov (pNFS razširitev).

Zadnji protokol datotečnega sistema, NFS 4.2 (RFC 7862), je bil uradno izdan novembra 2016.

Druge razširitve

Z razvojem standarda so se pojavila ustrezna orodja za delo z njim. Na primer, WebNFS, razširitev za različice 2 in 3, omogoča protokol za dostop do omrežja datotečnim sistemom, da se lažje vključijo v spletne brskalnike in aktivirajo delo prek požarnih zidov.

Različni protokoli skupin tretjih oseb so postali povezani tudi z NFS. Med njimi so najbolj znani:

• Network Lock Manager (NLM) s podporo bajtnega protokola (dodan za podporo zaklepanja API-jev UNIX System V);
• oddaljena kvota (RQUOTAD), ki uporabnikom NFS omogoča pregled kvot za shranjevanje podatkov na strežnikih NFS;
• NFS nad RDMA je prilagoditev NFS, ki uporablja oddaljeni neposredni dostop do pomnilnika (RDMA) kot prenosni medij;
• NFS-Ganesha je strežnik NFS, ki deluje v uporabniškem prostoru in podpira CephFS FSAL (plast za abstrakcijo datotečnega sistema) z uporabo libcephfs.

Platforme

Omrežni datotečni sistem se pogosto uporablja z operacijskimi sistemi Unix (kot so Solaris, AIX, HP-UX), Appleovimi MacOS in Unix-podobnimi operacijskimi sistemi (kot sta Linux in FreeBSD).

Na voljo je tudi za platforme, kot so Acorn RISC OS, OpenVMS, MS-DOS, Microsoft Windows, Novell NetWare in IBM AS / 400.

Drugi podobni standardi

Alternativni protokoli za oddaljeni dostop do datotek vključujejo blok sporočil strežnika (SMB, imenovan tudi CIFS), protokol za prenos Apple (AFP), protokol NetWare Base Protocol (NCP) in datotečni sistem strežnika OS / 400 (QFileSvr.400).

To je posledica zahtev NFS, ki so osredotočene predvsem na Unix-like "lupine".

V tem primeru se protokoli SMB in NetWare (NCP) uporabljajo pogosteje kot NFS v sistemih z operacijskim sistemom Microsoft Windows. AFP se najpogosteje uporablja na platformah Apple Macintosh in QFileSvr.400 se najpogosteje uporablja na OS / 400.

Tipična izvedba

Ob predpostavki tipičnega skripta v Unixu, v katerem en računalnik (odjemalec) potrebuje dostop do podatkov, shranjenih na drugem (NFS strežniku):

• Strežnik izvaja procese omrežnega datotečnega sistema, ki se privzeto izvajajo kot nfsd, da bodo njihovi podatki javno dostopni strankam. Skrbnik strežnika definira, kako izvoziti imena in parametre imenikov, običajno z uporabo konfiguracijske datoteke / etc / exports in ukaza exportfs.
• Upravljanje varnosti strežnika zagotavlja, da lahko prepozna in potrdi zaupanja vrednega odjemalca. Njegova omrežna konfiguracija zagotavlja, da se ustrezni odjemalci z njim pogajajo prek katerega koli požarnega zidu.
• Odjemalski stroj zahteva dostop do izvoženih podatkov, običajno z izdajo ustreznega ukaza. Zahteva strežnik (rpcbind), ki uporablja vrata NFS, in se nato poveže z njim.
• Če se vse zgodi brez napake, bodo uporabniki na odjemalskem računalniku lahko pregledali in interakirali z nameščenimi datotečnimi sistemi na strežniku znotraj dovoljenih parametrov.

Pozornost je treba nameniti tudi dejstvu, da lahko poteka tudi avtomatizacija procesa omrežnega datotečnega sistema - morda z uporabo etc / fstab in / ali drugih podobnih sredstev.

Dosedanji razvoj

Do 21. stoletja konkurenčni protokoli DFS in AFS niso dosegli večjega komercialnega uspeha v primerjavi z omrežnim datotečnim sistemom. IBM, ki je prej pridobil vse komercialne pravice do zgoraj navedenih tehnologij, je v letu 2000 podaril večino izvorne kode AFS skupnosti prostih programov. Projekt Open AFS obstaja v naših dneh. V začetku leta 2005 je IBM napovedal dokončanje prodaje AFS in DFS.

V januarju 2010 je Panasas predlagal NFS v 4.1, ki temelji na tehnologiji, ki omogoča boljše zmogljivosti za dostop do podatkov. Protokol Network File System v 4.1 definira metodo za ločevanje metapodatkov datotečnega sistema od lokacije določenih datotek. Tako presega preprosto ločevanje imen / podatkov.

Kaj je NFS te različice v praksi? Zgornja značilnost se razlikuje od tradicionalnega protokola, ki vsebuje imena datotek in njihovih podatkov pod eno povezavo s strežnikom. Pri implementaciji omrežnega datotečnega sistema v 4.1 se lahko nekatere datoteke porazdelijo med strežnike z več mesti, vendar je udeležba stranke pri ločevanju metapodatkov in podatkov omejena.

Pri izvajanju četrte distribucije protokola je strežnik NFS niz strežniških virov ali komponent; predpostavlja se, da jih nadzoruje metapodatkovni strežnik.

Odjemalec še vedno dostopa do istega metapodatkovnega strežnika za pajkanje ali interakcijo z imenskim prostorom. Ko premakne datoteke na strežnik in iz njega, lahko neposredno vpliva na nabor podatkov, ki pripada skupini NFS.