Jeśli chodzi o sieci komputerowe, często można usłyszeć wzmiankę o NFS. Co oznacza ten skrót?

Jest to protokół systemu plików rozproszonych, pierwotnie opracowany przez firmę Sun Microsystems w 1984 roku, który umożliwia użytkownikowi dostęp do plików za pośrednictwem sieci na komputerze klienckim, takich jak dostęp do lokalnej pamięci masowej. NFS, podobnie jak wiele innych protokołów, opiera się na zdalnym wywoływaniu procedur Open Network Computing (ONC RPC). Innymi słowy, czym jest NFS? Jest to otwarty standard zdefiniowany w Zapytaniu o komentarze (RFC), który pozwala każdemu wdrożyć protokół.

Wersje i odmiany

Wynalazca używał tylko pierwszej wersji do własnych celów eksperymentalnych. Gdy zespół programistów dodał znaczące zmiany do oryginalnego systemu plików NFS i opublikował je poza autorstwem firmy Sun, oflagował nową wersję jako v2, aby mogli przetestować interakcje między dystrybucjami i utworzyć opcję tworzenia kopii zapasowej.

NFS v2

Wersja 2 pierwotnie działała tylko z protokołem User Datagram Protocol (UDP). Jego twórcy chcieli utrzymać wewnętrzną stronę bez blokowania, zaimplementowaną poza głównym protokołem. Interfejs wirtualnego systemu plików pozwala wdrożyć modułową implementację wyświetlaną w prostym protokole. W lutym 1986 r. Zaprezentowano rozwiązania dla systemów operacyjnych, takich jak System V, wersja 2 DOS i VAX /VMS z wykorzystaniem Eunice. NFS v2 umożliwia odczytanie tylko pierwszego pliku o rozmiarze 2 GB z powodu ograniczeń 32-bitowych.

NFS v3

Po pierwszePropozycja opracowania systemu 3 NFS w Sun Microsystems została ogłoszona wkrótce po wydaniu drugiej dystrybucji. Główną motywacją było złagodzenie problemu synchronicznej wydajności nagrywania. Do lipca 1992 r. Praktyczne ulepszenia umożliwiły rozwiązanie wielu wad systemu plików NFS w wersji 2, pozostawiając jedynie niewystarczającą obsługę plików (64-bitowe rozmiary i zmiany plików). W wersji 3 dodano:

obsługę 64-bitowych rozmiarów i przesunięć plików w celu przetwarzania danych większych niż 2 gigabajty (GB);

obsługuje asynchroniczne nagrywanie na serwerze w celu zwiększenia produktywności;

Dodatkowe atrybuty plików w wielu odpowiedziach, dzięki czemu nie trzeba ich ponownie rozpakowywać;

Operacja READDIRPLUS do uzyskiwania danych i atrybutów wraz z nazwami plików podczas skanowania katalogu;

Wiele innych ulepszeń.

Kiedy wypuszczono wersję 3, obsługa TCP jako protokołu warstwy transportowej zaczęła się zwiększać. Wykorzystując protokół TCP jako sposób przesyłania danych przy użyciu NFS przez sieć WAN, można teraz przesyłać duże pliki do przeglądania i zapisywania. Pozwoliło to programistom pokonać limit 8 KB nałożony przez protokół UDP.

Co to jest NFS v4?

Wersja 4 została opracowana pod wpływem systemu plików końcowych (AFS) i bloków wiadomości serwera SMB (zwanych również CIFS), które obejmują lepszą wydajność, lepsze zabezpieczenia i rejestrację zgodnie z ustalonymi warunkami.

Wersja 4 stała się pierwszą opracowaną dystrybucjąw Internet Engineering Task Force Task Force (IETF) po tym, jak Sun Microsystems przekazał rozwój protokołów profesjonalistom zewnętrznym. Wersja 4.1 systemu NFS ma na celu wsparcie protokołu dla klastrowego wdrażania serwerów, w tym możliwość zapewnienia skalowalnego, równoległego dostępu do plików rozproszonych między wieloma serwerami (rozszerzenia pNFS). Najnowszy protokół systemu plików NFS 4.2 (RFC 7862) został oficjalnie wydany w listopadzie 2016 r.

Inne rozszerzenia

Wraz z rozwojem normy pojawiły się odpowiednie narzędzia do pracy z nim. Tak, WebNFS, wersja 2 i 3 rozszerzenia pozwalają na łatwiejszy dostęp do plików sieciowych w systemach plików i przeglądanie ich w przeglądarkach internetowych.
Różne protokoły stron trzecich również zostały powiązane z NFS. Spośród nich najbardziej znane są:

Network Lock Manager (NLM) z obsługą protokołu bajtowego (dodano do obsługi blokujących plików API systemu UNIX V);

Zdalny kontyngent (RQUOTAD), który umożliwia użytkownikom NFS przeglądanie przydziałów do przechowywania danych na serwerach NFS;

NFS za pośrednictwem RDMA to adaptacja systemu plików NFS wykorzystującego zdalny dostęp do pamięci bezpośredniej (RDMA) jako środka transmisji;

NFS-Ganesha to serwer NFS działający w przestrzeni użytkownika i obsługujący CALFS FSAL (abstrakcja systemu plików) z wykorzystaniem bibliotek libcephfs.

Platformy

System plików sieciowych jest często używany w systemach operacyjnych Unix (takich jak Solaris, AIX, HP-UX), Apple MacOS i systemach operacyjnych podobnych do systemu Unix (takich jak Linux i FreeBSD). Jest również dostępny dla platform takich jak Acorn RISC OS, OpenVMS, MS-DOS, Microsoft Windows, NovellNetWare i IBM AS /400.

Inne podobne standardy

Alternatywne protokoły zdalnego dostępu do plików obejmują bloki komunikatów serwera SMB, nazywane również CIFS), protokół transferu Apple (AFP), protokół bazowy NetWare (NCP) i system OS /OS 400 (QFileSvr.400).

Wynika to z wymagań systemu plików NFS, które są ukierunkowane głównie na powłoki uniksopodobne. W tym przypadku protokoły SMB i NetWare (NCP) są używane częściej niż NFS w systemach z systemem Microsoft Windows. AFP jest najczęściej używany na platformach Apple Macintosh, a QFileSvr.400 najczęściej znajduje się w OS /400.

Typowa implementacja

Zakładając typowy skrypt w stylu Unix, w którym jeden komputer (klient) potrzebuje dostępu do danych przechowywanych w innym (serwer NFS):

Serwer wdraża procesy systemu plików sieciowych uruchomione po Domyślnie jako nfsd, aby Twoje dane były publicznie dostępne dla klientów. Administrator serwera definiuje sposób eksportowania nazw katalogów i parametrów, zwykle za pomocą pliku konfiguracyjnego /etc /exports i polecenia exportfs.

Zarządzanie bezpieczeństwem serwerów zapewnia rozpoznawanie i zatwierdzanie zweryfikowanego klienta. Konfiguracja sieci zapewnia, że ​​odpowiedni klienci mogą negocjować z nią za pośrednictwem dowolnego systemu zapory ogniowej.

Komputer kliencki prosi o dostęp do wyeksportowanych danych, zwykle poprzez wydanie odpowiedniego polecenia. Pyta serwer (rpcbind), który używa portu NFS, a następnie łączy się z nim.

Jeśli wszystko dzieje się bez błędów, użytkownicy komputera klienckiego będą mogli przeglądać iwspółdziałać z zainstalowanymi systemami plików na serwerze w ramach dozwolonych parametrów.

Należy również zauważyć, że automatyzacja procesu sieciowego systemu plików może również mieć miejsce - być może przy użyciu etc /fstab i /lub podobnych narzędzi.

Rozwój do tej pory

W XXI wieku protokoły DFS i AFS nie odniosły znaczącego sukcesu komercyjnego w stosunku do sieciowego systemu plików. IBM, który wcześniej nabył wszystkie prawa komercyjne do wyżej wymienionych technologii, swobodnie przekazał większość kodu źródłowego AFS do społeczności programistów wolnego oprogramowania w 2000 roku. Otwarty projekt AFS istnieje dzisiaj. Na początku 2005 r. IBM ogłosił zakończenie sprzedaży systemów AFS i DFS.
Z kolei w styczniu 2010 r. Panasas zaoferował NFS w wersji 4.1 na podstawie technologii, co umożliwia poprawę możliwości równoległego dostępu do danych. Protokół Network File System v 4.1 definiuje sposób dzielenia metadanych systemu plików z lokalizacji pojedynczych plików. W ten sposób wykracza poza zwykły podział nazw /danych. Czym w praktyce jest ta wersja NFS? Wyżej wspomniana cecha odróżnia ją od tradycyjnego protokołu, który zawiera nazwy plików i ich dane pod jednym łączem do serwera. Podczas implementacji Network File System v 4.1, niektóre pliki mogą być dystrybuowane między serwerami z wieloma serwerami, ale udział klienta w podziale metadanych i danych jest ograniczony. Wdrażając czwartą dystrybucję protokołu, serwer NFS jest zbiorem zasobów lub komponentów serwera; Zakłada się, że są one kontrolowane przez serwer metadanych. Klientwciąż odnosi się do jednego serwera metadanych, aby ominąć lub wejść w interakcję z przestrzenią nazw. Gdy przenosi pliki do iz serwera, może bezpośrednio wchodzić w interakcje z zestawem danych należących do grupy NFS.