NFS是網(wǎng)絡(luò)和計算機的一項重大應(yīng)用。那么對于NFS服務(wù)器我們在前面的文章中也進(jìn)行了一些簡單的介紹。那么這里我們再來系統(tǒng)地講解一下基礎(chǔ)內(nèi)容。幫助大家理解這部分內(nèi)容。NFS是分布式計算機系統(tǒng)的一個組成部分,可實現(xiàn)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上共享和裝配遠(yuǎn)程文件系統(tǒng).

NFS簡介

NFS由SUN公司開發(fā),目前已經(jīng)成為文件服務(wù)的一種標(biāo)準(zhǔn)（RFC1904,RFC1813）.其***功能是可以通過網(wǎng)絡(luò)讓不同操作系統(tǒng)的計算機可以共享數(shù)據(jù),所以也可以將其看做是一臺文件服務(wù)器,如圖1-1所示.NFS提供了除Samba之外,Windows與Linux及UNIX與Linux之間通信的方法.

圖1-1  NFS可作為文件服務(wù)器

客戶端PC可以掛載NFS服務(wù)器所提供的目錄并且掛載之后這個目錄看起來如同本地的磁盤分區(qū)一樣,可以使用cp、cd、mv、rm及df等與磁盤相關(guān)的命令.NFS有屬于自己的協(xié)議與使用的端口號,但是在傳送資料或者其他相關(guān)信息時候,NFS服務(wù)器使用一個稱為"遠(yuǎn)程過程調(diào)用"（Remote Procedure Call,RPC）的協(xié)議來協(xié)助NFS服務(wù)器本身的運行.

為何使用NFS

NFS的目標(biāo)是使計算機共享資源,在其發(fā)展過程中（即20世紀(jì)80年代）,計算機工業(yè)飛速發(fā)展,廉價CPU及客戶端/服務(wù)器技術(shù)促進(jìn)了分布式計算環(huán)境的發(fā)展.然而當(dāng)處理器價格下降時,大容量的存儲系統(tǒng)相對而言價格仍居高不下.因此必須采用某種機制在充分發(fā)揮單個處理器性能的同時使計算機可共享存儲資源和數(shù)據(jù),于是NFS應(yīng)運而生.

NFS協(xié)議

使用NFS,客戶端可以透明地訪問服務(wù)器中的文件系統(tǒng),這不同于提供文件傳輸?shù)腇TP協(xié)議.FTP會產(chǎn)生文件一個完整的副本;NFS只訪問一個進(jìn)程引用文件部分,并且一個目的就是使得這種訪問透明.這就意味著任何能夠訪問一個本地文件的客戶端程序不需要做任何修改,就應(yīng)該能夠訪問一個NFS文件.

NFS是一個使用SunRPC構(gòu)造的客戶端/服務(wù)器應(yīng)用程序,其客戶端通過向一臺NFS服務(wù)器發(fā)送RPC請求來訪問其中的文件.盡管這一工作可以使用一般的用戶進(jìn)程來實現(xiàn),即NFS客戶端可以是一個用戶進(jìn)程,對服務(wù)器進(jìn)行顯式調(diào)用,而服務(wù)器也可以是一個用戶進(jìn)程.因為兩個理由,NFS一般不這樣實現(xiàn).首先訪問一個NFS文件必須對客戶端透明,因此NFS的客戶端調(diào)用是由客戶端操作系統(tǒng)代表用戶進(jìn)程來完成的;其次,出于效率的考慮,NFS服務(wù)器在服務(wù)器操作系統(tǒng)中實現(xiàn).如果NFS服務(wù)器是一個用戶進(jìn)程,每個客戶端請求和服務(wù)器應(yīng)答（包括讀和寫的數(shù)據(jù)）將不得不在內(nèi)核和用戶進(jìn)程之間進(jìn)行切換,這個代價太大.第3版的NFS協(xié)議在1993年發(fā)布,圖1-2所示為一個NFS客戶端和一臺NFS服務(wù)器的典型結(jié)構(gòu).#p#

NFS客戶端和NFS服務(wù)器的典型結(jié)構(gòu)

（1）訪問一個本地文件還是一個NFS文件對于客戶端來說是透明的,當(dāng)文件被打開時,由內(nèi)核決定這一點.文件被打開之后,內(nèi)核將本地文件的所有引用傳遞給名為"本地文件訪問"的框中,而將一個NFS文件的所有引用傳遞給名為"NFS客戶端"的框中.

（2）NFS客戶端通過其TCP/IP模塊向NFS服務(wù)器發(fā)送RPC請求,NFS主要使用UDP,***的實現(xiàn)也可以使用TCP.

（3）NFS服務(wù)器在端口2049接收作為UDP數(shù)據(jù)包的客戶端請求,盡管NFS可以被實現(xiàn)為使用端口映射器,允許服務(wù)器使用一個臨時端口,但是大多數(shù)實現(xiàn)都是直接指定UDP端口2049.

（4）當(dāng)NFS服務(wù)器收到一個客戶端請求時,它將這個請求傳遞給本地文件訪問例程,然后訪問服務(wù)器主機上的一個本地的磁盤文件.

（5）NFS服務(wù)器需要花一定的時間來處理一個客戶端的請求,訪問本地文件系統(tǒng)一般也需要一部分時間.在這段時間間隔內(nèi),服務(wù)器不應(yīng)該阻止其他客戶端請求.為了實現(xiàn)這一功能,大多數(shù)的NFS服務(wù)器都是多線程的--服務(wù)器的內(nèi)核中實際上有多個NFS服務(wù)器在NFS本身的加鎖管理程序中運行,具體實現(xiàn)依賴于不同的操作系統(tǒng).既然大多數(shù)UNIX內(nèi)核不是多線程的,一個共同的技術(shù)就是啟動一個用戶進(jìn)程（常被稱為"nfsd"）的多個實例.這個實例執(zhí)行一個系統(tǒng)調(diào)用,使其作為一個內(nèi)核進(jìn)程保留在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中.

（6）在客戶端主機上,NFS客戶端需要花一定的時間來處理一個用戶進(jìn)程的請求.NFS客戶端向服務(wù)器主機發(fā)出一個RPC調(diào)用,然后等待服務(wù)器的應(yīng)答.為了給使用NFS的客戶端主機上的用戶進(jìn)程提供更多的并發(fā)性,在客戶端內(nèi)核中一般運行著多個NFS客戶端,同樣具體實現(xiàn)也依賴于操作系統(tǒng).