Co je to NFS? Síťový souborový systém. Protokol přístupu k síti

Pokud jde o počítačové sítě, můžete často slyšet zmínku o NFS. Co znamená tato zkratka?

To je protokol distribuovaný souborový systém původně vyvinutý firmou Sun Microsystems v roce 1984, který umožňuje uživateli v klientském počítači přístup k souborům prostřednictvím sítě, podobně jako přístup k místnímu úložišti. NFS, stejně jako mnoho dalších protokolů, je založen na systému Open Network Computing Remote Procedure Call (ONC RPC).

Jinými slovy, co je to NFS? Jedná se o otevřený standard definovaný v požadavku na připomínky (RFC), který umožňuje komukoli implementovat protokol.

Verze a varianty

Vynálezce použil pouze první verzi pro své experimentální účely. Když vývojový tým přidal významné změny původního NFS a vydal jej mimo autorství společnosti Sun, označili novou verzi jako v2, takže můžete otestovat interakce mezi distribucemi a vytvořit verzi zálohování.

NFS v2

Verze 2 zpočátku pracovala pouze na protokolech User Datagram Protocol (UDP). Jeho vývojáři chtěli udržet serverovou stránku bez blokování, implementovaný mimo hlavní protokol.

Rozhraní virtuálního souborového systému umožňuje provádět modulární implementaci, jak se odráží v jednoduchém protokolu. Do února 1986 byla řešena řešení pro operační systémy, jako jsou systémy System V release 2, DOS a VAX / VMS používající Eunice. Aplikace NFS v2 umožnila pouze čtení prvních 2 GB souboru kvůli 32bitovým omezením.

NFS v3

První návrh na vývoj NFS verze 3 v Sun Microsystems byl oznámen krátce po vydání druhé distribuce. Hlavním motivem byla snaha zmírnit problém synchronního nahrávání. Do července 1992 praktická vylepšení umožnila vyřešit mnoho nedostatků ve verzi NFS verze 2 a přitom zůstala pouze nedostatečná podpora souborů (64bitové velikosti souborů a posun souborů).

Verze 3 přidala následující:

• Podpora 64bitových velikostí souborů a offsetů pro zpracování dat větších než 2 gigabajty (GB);
• podpora asynchronního zápisu na server pro lepší výkon;
• další atributy souborů v mnoha reakcích, aby se zabránilo nutnosti jejich opětovného extrahování;
• Operace READDIRPLUS pro načtení dat a atributů spolu s názvy souborů při skenování adresáře;
• mnoho dalších vylepšení.

Během zavedení verze 3 se začala zvyšovat podpora protokolu TCP pro protokol transportní vrstvy. Používání protokolu TCP jako prostředku přenos dat provedené pomocí NFS přes WAN, bylo možné přenést velké velikosti souborů pro prohlížení a nahrávání. Díky tomu mohli vývojáři překonat limity limitů 8KB uložených protokolem User Datagram Protocol (UDP).

Co je to NFS v4?

Verze 4, vyvinutá pod vlivem Endrese File System (AFS) a Server Message Block (SMB, také nazývaná CIFS), zahrnuje lepší výkon, poskytuje lepší zabezpečení a zavádí protokol v souladu se stanovenými podmínkami.

Verze 4 byla první distribucí vyvinutou skupinou Internet Engineering Task Force (IETF) poté, co společnost Sun Microsystems přenesla vývoj protokolů na třetí strany.

NFS verze 4.1 je navržena tak, aby poskytovala protokolovou podporu pro nasazení clusterových serverů, včetně možnosti poskytovat škálovatelný paralelní přístup k souborům distribuovaným na více serverech (rozšíření pNFS).

Nejnovější protokol systému souborů, NFS 4.2 (RFC 7862), byl oficiálně propuštěn v listopadu roku 2016.

Další rozšíření

Při vývoji standardu se objevily odpovídající nástroje pro práci s ním. Například WebNFS, rozšíření pro verze 2 a 3, umožňuje přístup k síťovým protokolům k souborovým systémům snadněji integrovat do webových prohlížečů a aktivovat práci přes firewally.

Různé protokoly skupin třetích stran se také staly spojeny s NFS. Z nich jsou nejznámější:

• Správce síťového zámku (NLM) s podporou protokolu byte (přidána pro podporu zámku API systému UNIX System V);
• vzdálená kvóta (RQUOTAD), která umožňuje uživatelům NFS zobrazit kvóty pro ukládání dat na serverech NFS;
• NFS nad RDMA je přizpůsobení NFS, které jako přenosový prostředek používá vzdálený přímý přístup k paměti (RDMA);
• NFS-Ganesha je server NFS, který běží v uživatelském prostoru a podporuje platformu CephFS FSAL (abstrakce vrstvového systému) pomocí libcephfs.

Platformy

Síťový souborový systém se často používá s operačními systémy Unix (například Solaris, AIX, HP-UX), Apple MacOS a Unix-like operační systémy (například Linux a FreeBSD).

Je také k dispozici pro platformy jako Acorn RISC OS, OpenVMS, MS-DOS, Microsoft Windows, Novell NetWare a IBM AS / 400.

Jiné podobné normy

Alternativní protokoly pro přístup k souborům zahrnují blok zpráv serveru (SMB, také nazývaný CIFS), protokol Apple Transfer Protocol (AFP), protokol NetWare Base Protocol (NCP) a souborový systém serveru OS / 400 (QFileSvr.400).

To je způsobeno požadavky NFS, které jsou zaměřeny převážně na "shells" podobné Unixu.

V tomto případě se protokoly SMB a NetWare (NCP) používají častěji než systémy NFS v systémech se systémem Microsoft Windows. AFP se nejvíce používá na platformách Apple Macintosh a QFileSvr.400 se nejčastěji objevuje na OS / 400.

Typická implementace

Za předpokladu, že se jedná o typický skript Unix ve kterém jeden počítač (klient) potřebuje přístup k datům uloženým na jiném serveru (server NFS):

• Server implementuje procesy síťového souborového systému, které jsou ve výchozím nastavení spuštěny jako nfsd, a zpřístupňují jejich údaje klientům. Správce serveru definuje, jak exportovat názvy adresářů a parametry, obvykle pomocí konfiguračního souboru / etc / exports a příkazu exportfs.
• Správa zabezpečení serveru zajišťuje, že dokáže rozpoznat a ověřit důvěryhodného klienta. Konfigurace sítě zajišťuje, že s ním mohou vyjednávat příslušní klienti prostřednictvím jakéhokoli systému firewallu.
• Stroj klienta požaduje přístup k exportovaným datům, obvykle vydáním příslušného příkazu. Požaduje server (rpcbind), který používá port NFS a následně se k němu připojí.
• Pokud se vše stane bez chyby, uživatelé na klientském počítači budou moci zobrazit a pracovat s nainstalovanými souborovými systémy na serveru v rámci povolených parametrů.

Pozornost by měla být věnována také skutečnosti, že automatizace procesu síťového souborového systému může také probíhat - případně pomocí příkazu etc / fstab a / nebo jiných podobných prostředků.

Dosavadní vývoj

Do 21. století neměly konkurenční protokoly DFS a AFS v porovnání se síťovým systémem souborů žádný významný komerční úspěch. Společnost IBM, která dříve získala veškerá obchodní práva k výše uvedeným technologiím, darovala většinu zdrojového kódu AFS komunitě svobodného softwaru v roce 2000. Projekt Open AFS existuje v našich dnech. Počátkem roku 2005 oznámila společnost IBM dokončení prodeje AFS a DFS.

V lednu 2010 Panasas navrhl NFS v 4.1 založený na technologii, která umožňuje lepší možnosti přístupu k datům. Protokol Network File System v 4.1 definuje metodu pro oddělení metadat souborového systému od umístění určitých souborů. To tedy přesahuje jednoduché oddělení jmen / údajů.

Co je NFS této verze v praxi? Výše uvedená funkce ji odlišuje od tradičního protokolu, který obsahuje jména souborů a jejich dat pod jednou vazbou na server. Při implementaci systému Network File System v 4.1 mohou být některé soubory distribuovány mezi servery s více servery, ale účast klientů v separaci metadat a dat je omezená.

Při implementaci čtvrté distribuce protokolu je server NFS množinou serverových zdrojů nebo komponent; předpokládá se, že jsou řízeny serverem metadat.

Klient stále přistupuje ke stejnému serveru metadat pro procházení nebo interakci s oborovým jménem. Když přesune soubory na server a ze serveru, může přímo komunikovat s datovou sadu patřící do skupiny NFS.