Linux服务管理-NFS

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1. 概述

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1.1 什么是NFS

• NFS是Network File System的缩写，即网络文件系统，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP协议栈进行资源共享。

• 在NFS的应用中，NFS服务器可以允许NFS客户端将远端NFS服务器的共享目录挂载到本地的NFS客户端中。在本地的NFS客户端看来，NFS服务器端共享的目录就好像自己的磁盘分区和目录一样。

1.2 NFS有哪些特点

• NFS适用于Linux与Unix之间实现文件共享，但不能实现Linux与Windows间的文件共享

• NFS是运行在应用层的协议，其监听与2049/tcp和2049/udp套接字上

1.3 NFS的应用场景

• 多个机器共享一台CDROM或其它设备，这对于在多台机器中安装软件来说更加便宜与方便

• 在大型网络中，配置一台中心NFS服务器用来放置所有用户的home目录，这些目录能被输出到网络，以便用户不管在哪里登录，都能够得到相同的home目录

• 不同客户端可以在NFS上观看影视文件，以便节省本地空间

• 在客户端完成的工作数据，可以备份保存至NFS服务器上，以便防止数据丢失。

2. 工作模式

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2.1 NFS挂载原理

如上图所示：

当我们在NFS服务器设置好一个共享目录/home后，其他有权访问NFS服务器的NFS客户端就可以将这个目录挂载到自己文件系统的某个挂载点，这个挂载点可以自定义。挂载好之后我们在本地能够看到服务端/home目录里的所有数据，如果服务器端配置的客户端只读，那么客户端就只能够读取数据，如果配置读写，客户端就能够进行读取和写入。

服务端和客户端两者之间要想传输数据，那么两者之间就要有相对应的网络端口号，基本上NFS这个服务器的端口号开在2049，但由于文件系统非常复杂，因此NFS还有其他的程序去启动额外的端口。这些额外用来传输数据的端口是随机选择的，是小于1024的端口。既然是随机的，那么客户端要想知道NFS服务器端到底使用的是哪个端口，这时就需要通过远程过程调用RPC协议来实现了。

2.2 RPC与NFS通讯原理

RPC主要用来统一管理NFS端口的服务，并且统一对外的端口号是111，RPC会记录NFS端口的信息，如此我们就能够通过RPC来知道服务端和客户端之间的端口信息。RPC最主要的功能就是制定每个NFS功能所对应的端口号，并且通知客户端，使客户端能够连接到正常端口上去。

那么RPC又是如何知道每个NFS功能的端口呢？

首先当NFS启动后，就会随机的使用一些端口，然后NFS就会向RPC去注册这些端口，RPC就会记录下这些端口，并且RPC会开启111端口，等待客户端RPC的请求，如果客户端有请求，那么服务器端的RPC就会将之前记录的NFS端口信息告知客户端。这样客户端就获取到NFS服务器端的端口信息了。

如上图所示：

1.首先服务器端启动RPC服务，并开启111端口
2.服务器端启动NFS服务，并向RPC注册端口信息
3.客户端启动RPC
4.客户端向服务器端的RPC服务请求服务端的NFS端口
5.服务端的RPC服务反馈NFS端口信息给客户端
6.客户端通过获取的NFS端口来建立和服务端的NFS连接并进行数据的传输

NFS服务器端运行的四个进程

• idmapd ：实现用户账号的集中映射，把所有的账号都映射为NFSNOBOOY，但是在访问时却能以本地用户的身份去访问
• mountd：用于验证客户端是否在允许访问此NFS文件系统的客户端的列表中
• nfsd：nfs的守护进程，监听在2049/tcp和2049/udp端口上
• portmapper：NFS服务器的rpc服务，其监听与111/tcp和111/udp套接字上，用于管理远程过程调用（RPC）

3. exports文件的格式

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nfs的主配置文件是/etc/exports，在此文件中可用定义NFS系统的共享目录、访问权限和允许访问的主机等参数。该文件默认为空。

exports文件中每一行提供了一个共享目录的设置，格式为：

<输出目录> [客户端1(选项1,选项2...)] [客户端2(选项1,选项2...)]

//除输出目录是必选参数外，其他的参数均是可选项。

客户端常用的指定方式：
客户端是指网络中可用访问这个NFS共享目录的计算机

客户端	说明
192.168.10.127	指定IP地址的主机
192.168.10.0/24(或192.168.10.*)	指定子网中所有主机
www.abc.com	指定域名的主机
*.abc.com	指定abc.com域中的所有主机
*	所有主机

访问权限选项：

访问权限选项	说明
ro	设置输出目录只读
rw	设置输出目录可读写

用户映射选项：

用户映射选项	说明
all_squash	将远程访问的所有普通用户及所属组都映射为匿名用户或组（nfsnobody）
no_all_squash	不将远程访问的所有普通用户及所属组都映射为匿名用户或用户组（默认设置）
root_squash	将root用户及所属用户组都映射为匿名用户或用户组（默认设置）
no_root_squash	不将root用户及所属用户组都映射为匿名用户或用户组
anonuid=xxx	将远程访问的所有用户都映射为匿名用户，并指定该匿名用户为本地用户账户(UID=XXX)
anongid=xxx	将远程访问的所有用户组都映射为匿名用户组，并指定该匿名用户组为本地用户组(GID=XXX)

常用的其他选项：

其他选项	说明
secure	限制客户端只能从小于1024的TCP/IP端口连接NFS服务器(默认设置)
insecure	允许客户端从大于1024的TCP/IP端口连接NFS服务器
sync	将数据同步写入内存缓冲区或磁盘中，效率较低，但可保证数据一致性
async	将数据先保存在内存缓冲区中，必要时才写入磁盘
wdelay	检查是否有相关的写操作，如果有则这些写操作一起执行，可提高效率(默认设置)
no_wdelay	若有写操作则立即执行，应与sync配置使用
subtree_check	若输出目录是一个子目录，则NFS服务器将检查其父目录的权限(默认设置)
no_subtree_check	即使输出目录是一个子目录，NFS服务亦不检查其父目录的权限，可提高效率
nohide	若将一个目录挂载到另一个目录之上，则原来的目录通常就被隐藏起来或看起来像空的一样。要禁用这种行为，需启动hide选项

4. 安装NFS服务

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用到的主机：

主机名	IP
number1	192.168.207.129
number2	192.168.207.132

第一步：在服务端安装NFS

[root@number2 ~]# yum -y install nfs-utils

第二步：启动服务和设置开机自动启动
注意：先启动rpc服务，再启动nfs服务

[root@number2 ~]# systemctl enable --now rpcbind  //启动rpc服务，并设置开机自动启动
[root@number2 ~]# systemctl enable --now nfs-server  //启动nfs服务，并设置开机自动启动
[root@number2 ~]# systemctl stop firewalld  //关闭防火墙
[root@number2 ~]# setenforce 0  //关闭selinux

第三步：配置共享文件目录，编辑配置文件

[root@number2 ~]# mkdir /hi /hello
[root@number2 ~]# vi /etc/exports
[root@number2 ~]# cat /etc/exports
hi 192.168.207.0/24(ro)
hello 192.168.207.0/24(rw)
[root@number2 ~]# systemctl reload nfs  //重新加载NFS服务

第四步：在客户端安装NFS

[root@number1 ~]# yum -y install nfs-utils

第五步：在客户端使用showmount命令查看nfs服务器共享信息

[root@number1 ~]# showmount -e 192.168.207.132
Export list for 192.168.207.132:
hello 192.168.207.0/24
hi    192.168.207.0/24

showmount命令的用法：

选项	说明
-a	显示指定NFS服务器的所有客户端主机及其所连接的目录
-e	显示NFS服务器的共享列表
-d	显示指定的NFS服务器中已被客户端连接的所有输出目录

第六步：在客户端创建挂载点，并挂载共享目录

[root@number1 ~]# mkdir home
[root@number1 ~]# mkdir gogo
[root@number1 ~]# vim /etc/fstab  //编辑配置文件，使系统每次启动时都能自动挂载
[root@number1 ~]# cat /etc/fstab |grep 192.168.207.132
192.168.207.132:/hello ./home nfs defaults 0 0
192.168.207.132:/hi ./gogo nfs defaults 0 0
[root@number1 ~]# mount -a  //重新读取配置文件

第七步：检查

[root@number1 ~]# df -h |tail -2
192.168.207.132:/hello    17G  1.1G   16G   7% /root/home
192.168.207.132:/hi       17G  1.1G   16G   7% /root/gogo
客户端：
[root@number1 ~]# ls gogo
aa  bb  cc
[root@number1 ~]# ls home
abc  mmm  tt  zzz
服务器端：
[root@number2 ~]# ls /hi
aa  bb  cc
[root@number2 ~]# ls /hello
abc  mmm  tt  zzz

#touch: 无法创建"abc": 权限不够
#需要在服务端将共享目录属主及属组更改为nfsnobody
#chown -R nfsnobody.nfsnobody hello

检查输出目录所使用的选项
在配置文件/etc/exports中，即使在命令行中只设置了一两个选项，但在真正输出目录时，实际上还带有很多默认的选项。通过查看/var/lib/nfs/etab文件，可以看到具体使用了何选项

[root@number2 ~]# cat /var/lib/nfs/etab

5. 手动搭建一个NFS服务器

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需求：

• 开放/nfs/shared目录，供所有用户查阅资料
• 开放/nfs/upload目录为192.168.207/24网段的数据上传目录，并将所有用户及所属组都映射为nfsupload，其UID与GID均为300

用到的主机

	主机名	IP
客户端	number1	192.168.207.129
服务端	number2	192.168.207.132

需求一

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步骤：
1.分别在服务端和客户端安装nfs-utils

[root@number1 ~]# yum -y install nfs-utils
[root@number2 ~]# yum -y install nfs-utils

2.启动服务，并创建/nfs/shared目录

[root@number2 ~]# systemctl restart rpcbind nfs-server
[root@number2 ~]# mkdir -p /nfs/shared

3.修改/etc/exports文件，并重启服务

[root@number2 ~]# vi /etc/exports
[root@number2 ~]# cat /etc/exports
/nfs/shared *(ro)
[root@number2 ~]# systemctl restart rpcb
ind nfs-server

4.关闭防火墙

[root@number2 ~]# systemctl stop firewalld

5.在客户端查看服务器的共享目录

[root@number1 ~]# showmount -e 192.168.207.132
Export list for 192.168.207.132:
/nfs/shared *

6.在客户端创建挂载点，并挂载

[root@number1 ~]# mkdir shared
[root@number1 ~]# mount -t nfs 192.168.207.132:/nfs/shared shared
[root@number1 ~]# df -h |tail -1
192.168.207.132:/nfs/shared   17G  1.1G   16G   7% /root/shared

7.在服务端创建文件，在客户端查看

服务端：
[root@number2 ~]# cd /nfs/shared/
[root@number2 shared]# touch abc
[root@number2 shared]# ls
abc
客户端：
[root@number1 ~]# ls shared/
abc

需求二

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步骤：
1.在服务端创建/nfs/upload目录，创建用户和组为nfsupload，指定UID,GID为300

[root@number2 ~]# mkdir /nfs/upload
[root@number2 ~]# useradd -r -u 300 nfsupload
[root@number2 ~]# id nfsupload
uid=300(nfsupload) gid=300(nfsupload) 组=300(nfsupload)

2.修改/etc/exports文件，并重启服务

[root@number2 ~]# vi /etc/exports
[root@number2 ~]# cat /etc/exports
/nfs/shared *(ro)
/nfs/upload 192.168.207.0/24(rw,anonuid=300,anongid=300)
[root@number2 ~]# systemctl restart rpcbind nfs-server

3.在客户端查看nfs共享的目录，并挂载目录

[root@number1 ~]# showmount -e 192.168.207.132
Export list for 192.168.207.132:
/nfs/shared *
/nfs/upload 192.168.207.0/24
[root@number1 ~]# mkdir upload
[root@number1 ~]# mount -t nfs 192.168.207.132:/nfs/upload upload
[root@number1 ~]# df -h |tail -1
192.168.207.132:/nfs/upload   17G  1.1G   16G   7% /root/upload

4.在共享目录上创建文件

[root@number1 ~]# cd upload/
[root@number1 upload]# touch abc
touch: cannot touch ‘abc’: Permission denied  //权限不够

5.发现创建不了，这时需要在服务端将共享目录属主，属组都改为nfsupload

[root@number2 ~]# chown -R 300 /nfs/upload/
[root@number2 ~]# chgrp -R 300 /nfs/upload/
[root@number2 ~]# ll /nfs
总用量 0
drwxr-xr-x. 2 root      root      17 4月  28 20:21 shared
drwxr-xr-x. 2 nfsupload nfsupload  6 4月  28 20:23 upload

6.在客户端共享目录上创建文件

[root@number1 upload]# touch abc
[root@number1 upload]# ll
total 0
-rw-r--r--. 1 300 300 0 Apr 28 20:33 ab

6. 通过脚本搭建nfs并批量挂载

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运行此脚本前，需要先创建一个文件（此文件需和脚本放在同一个目录中），文件中写入要登录主机的信息，格式为客户端ip:共享的目录:服务端ip:客户端登录用户:客户端登录密码:挂载点，文件中每一行为一个主机的信息

[root@number2 ~]# cat test
#!/bin/bash
yum -y install nfs-utils expect
systemctl enable --now rpcbind nfs-server
systemctl stop firewalld
if [ ! -f ~/.ssh/id_rsa ];then
    /usr/bin/expect <<EOF
    spawn ssh-keygen -t rsa
    expect {
	"(*id_rsa):" { send "\r";exp_continue }
	"(*passphrase):" { send "\r";exp_continue }
	"*again:" { send "\r" }
    }
    expect eof
EOF
fi

hanshu(){
if [ ! -d $chare ];then
    mkdir -p $chare
fi
echo "$chare $clinet(rw,no_root_squash)" >>/etc/exports
echo "重启服务中..."
service nfs restart &> /dev/null
/usr/bin/expect <<EOF
spawn ssh-copy-id $user@$clinet
expect {
    "*(yes/no)?" {send "yes\r";exp_continue}
    "*password:" {send "$passwd\r"}
}
expect eof
EOF
ssh $user@$clinet "yum -y install nfs-utils;mkdir $point &> /dev/null;mount -t nfs $server:$chare $point"
if [ $? -eq 0 ];then
    echo "$chare目录已挂载至客户端$clinet,$point目录下"
else
    echo "挂载失败"
fi
}
> /etc/exports
for info in $(cat info);do
    clinet=$(echo $info|awk -F: '{print $1}')
    chare=$(echo $info|awk -F: '{print $2}')
    server=$(echo $info|awk -F: '{print $3}')
    user=$(echo $info|awk -F: '{print $4}')
    passwd=$(echo $info|awk -F: '{print $5}')
    point=$(echo $info|awk -F: '{print $6}')
    hanshu
done