В данной статье мы подробно рассмотрим сетевую файловую систему – Network File System или короче – NFS, а также обсудим ее преимущества и недостатки.
Введение в NFS
NFS - это open-source протокол прикладного уровня(по сетевой модели OSI), что позволяет ему работать поверх любого транспортного или сетевого протокола.
Однако в большинстве случаев NFS реализован на системах, использующих TCP/IP. Основная функция NFS – получение доступа к файлам на удаленных серверах. NFS активно используется в UNIX средах для обмена файлами между разными пользователями и устройствами, позволяя выполнять операции чтения или записи.
Первая версия сетевой файловой системы была представлена в 1985 году и с тех пор обновлялась несколько раз. Текущая последняя версия – NFSv4. Она отличается от своих предшественников улучшенной безопасностью и производительностью.
Принцип работы
NFS основана на клиент-серверной архитектуре, где одно устройство выполняет функцию сервера, обрабатывающего запросы, а остальные являются клиентами. В процессе работы клиент направляет свои запросы на сервер, NFS сервер их обрабатывает и возвращает ответ клиенту. Всего существует два типа запросов: на чтение и на запись.
Как видно на изображении выше, все запросы NFS клиентов проходят через сервер.
Чтобы правильно реализовать функцию общего доступа к файлу, необходимо правильно задать настройки блокировки и кэширования файлов. Если эти параметры не указаны, и данные файла находятся только в кэше хоста, все клиенты NFS хранилища используют одни и те же параметры блокировки и кэширования для смонтированной файловой системы. В этом случае, когда сразу несколько клиентов пытаются одновременно получить доступ к одному и тому же файлу, функция общего доступа будет срабатывать некорректно. Так, с целью улучшения эффективности общего доступа к файлам была разработана блокировка файлов.
Компоненты NFS
NFS включает в себя множество компонентов, некоторые из которых используются либо на сервере, либо на клиенте, в то время как другие используются на обоих.
- Сам протокол NFS определяет набор запросов и операций клиента к серверу.
- RPC (Протокол удаленного вызова процедур) устанавливает формат взаимодействий клиент-сервер.
- XDR (Внешнее представление данных) служит для машинно-независимого копирования и передачи данных через сеть.
- Код NFS-сервера обрабатывает запросы клиентов и управляет доступом к экспортируемым файловым системам.
- Код NFS-клиента позволяет системе обращаться к удаленным файлам.реализует обращения клиентской системы к удаленным файлам посредством отправки серверу одного или нескольких RPC-запросов.
- Протокол монтирования управляет монтированием файловых систем NFS.
- Демон Mountd обрабатывает запросы и монтирования.
- Набор клиентских демонов biod выполняет обработку асинхронного ввода/вывода блоков файлов NFS.
- NLM (Менеджер сетевых блокировок) и NSM (Монитор сетевого состояния) обеспечивают разблокировку сетевых файлов.
Преимущества NFS
Теперь давайте поговорим о преимуществах.
- NFS абстрагирован от типов файловых систем, причем, как серверных, так и клиентских.
- Поддержка различных средств аутентификации.
- NFS обеспечивает быстрый доступ к данным, минимизируя задержки в широкополосных сетях (WAN).
Среди дополнительных функций NFS также есть использование в качестве инструмента аварийного восстановления (disaster recovery). В случае критических сбоев администраторы могут использовать NFC для удаленного восстановления копий данных.
Недостатки NFS
Несмотря на то, что NFS остается одним из наиболее часто используемых протоколов для обмена файлами, он не лишен недостатков. Среди них:
- Отсутствие синхронизации между клиентом и сервером.
- Зависимость от пропускной способности сети.
- Наличие “точки отказа”. Все запросы клиентов проходят через NFS сервер. Таким образом, если сервер выйдет из строя, доступ к файлам будет невозможен. Кроме того, сеть NFS поддерживает только один хост.
- Отсутствие поддержки иерархического управления хранением.
Заключение
NFS (Network File System) продолжает оставаться одним из ключевых решений для обеспечения доступа к удаленным файловым системам. Позволяя пользователям и приложениям взаимодействовать с файлами на удаленном сервере так, как если бы они находились на локальной машине, NFS предоставляет гибкость, сокращает издержки на оборудование и упрощает процессы управления данными. Однако, несмотря на его преимущества, важно помнить о потенциальных рисках безопасности и необходимости тщательной настройки и мониторинга системы.
