NFS相关知识

要搞明白nfs一定要看这片文章:
http://linux.vbird.org/linux_server/0330nfs.php

NFS 本身是没有提供信息传输的协议和功能的,但NFS却能让我们通过网络进行资料的分享,这是因为NFS使用了一些其它的传输协议。而这些传输协议勇士用到这个RPC功能的。可以说NFS本身就是使用RPC的一个程序。或者说NFS也是一个RPC SERVER.所以只要用到NFS的地方都要启动RPC服务,不论是NFS SERVER或者NFS CLIENT。这样SERVER和CLIENT才能通过RPC来实现PROGRAM PORT的对应。可以这么理解RPC和NFS的关系:NFS是一个文件系统,而RPC是负责负责信息的传输。

  NFS需要启动的DAEMONS

  pc.nfsd:主要复杂登陆权限检测等。

  rpc.mountd:负责NFS的档案系统,当CLIENT端通过rpc.nfsd登陆SERVER后,对clinet存取server的文件进行一系列的管理

  NFS SERVER在REDHAT LINUX平台下一共需要两个套件:nfs-utils和PORTMAP

  nfs-utils:提供rpc.nfsd 及 rpc.mountd这两个NFS DAEMONS的套件

  portmap: NFS其实可以被看作是一个RPC SERVER PROGRAM,而要启动一个RPC SERVER PROGRAM,都要做好PORT的对应工作,而且这样的任务就是由PORTMAP来完成的。通俗的说PortMap就是用来做PORT的mapping的。

  一:服务器端的设定(以LINUX为例)

  服务器端的设定都是在/etc/exports这个文件中进行设定的,设定格式如下:

  欲分享出去的目录 主机名称1或者IP1(参数1,参数2) 主机名称2或者IP2(参数3,参数4)

  上面这个格式表示,同一个目录分享给两个不同的主机,但提供给这两台主机的权限和参数是不同的,所以分别设定两个主机得到的权限。

  可以设定的参数主要有以下这些:

  rw:可读写的权限;

  ro:只读的权限;

  no_root_squash:登入到NFS主机的用户如果是ROOT用户,他就拥有ROOT的权限,此参数很不安全,建议不要使用。

  root_squash:在登入 NFS 主?C使用分享之目?的使用者如果是 root ?r,那????使用者的?嘞?⒈?嚎s成?槟涿褂谜撸ǔK?UID ? GID 都??成 nobody 那??身份;

  all_squash:不管登陆NFS主机的用户是什么都会被重新设定为nobody。

  anonuid:将登入NFS主机的用户都设定成指定的user id,此ID必须存在于/etc/passwd中。

  anongid:同 anonuid ,但是?成 group ID 就是了!

  sync:资料同步写入存储器中。

  async:资料会先暂时存放在内存中,不会直接写入硬盘。

  insecure 允许从这台机器过来的非授权访问。

  例如可以编辑/etc/exports为:

  /tmp

  *(rw,no_root_squash)

  /home/public

  192.168.0.*(rw)

  *(ro)

  /home/test

  192.168.0.100(rw)

  /home/linux

  *.the9.com(rw,all_squash,anonuid=40,anongid=40)

  设定好后可以使用以下命令启动NFS:

  /etc/rc.d/init.d/portmap start (在REDHAT中PORTMAP是默认启动的)

  /etc/rc.d/init.d/nfs start

  exportfs命令:

  如果我们在启动了NFS之后又修改了/etc/exports,是不是还要重新启动nfs呢?这个时候我们就可以用exportfs命令来使改动立刻生效,该命令格式如下:

  exportfs [-aruv]

  -a :全部mount或者unmount /etc/exports中的内容

  -r :重新mount /etc/exports中分享出来的目录

  -u :umount 目录

  -v :在 export 的?r候,将详细的信息输出到屏幕上。

  具体例子:

  [root @test root]# exportfs -rv <==全部重新 export 一次!

  exporting 192.168.0.100:/home/test

  exporting 192.168.0.*:/home/public

  exporting *.the9.com:/home/linux

  exporting *:/home/public

  exporting *:/tmp

  reexporting 192.168.0.100:/home/test to kernel

  exportfs -au <==全部都卸载了。

  客户段的操作:

  1、showmout命令对于NFS的操作和查错有很大的帮助,所以我们先来看一下showmount的用法

  showmout

  -a :这个参数是一般在NFS SERVER上使用,是用来显示已经mount上本机nfs目录的cline机器。

  -e :显示指定的NFS SERVER上export出来的目录。

  例如:

  showmount -e 192.168.0.30

  Export list for localhost:

  /tmp *

  /home/linux *.linux.org

  /home/public (everyone)

  /home/test 192.168.0.100

  2、mount nfs目录的方法:

  mount -t nfs hostname(orIP):/directory /mount/point

  具体例子:

  Linux: mount -t nfs 192.168.0.1:/tmp /mnt/nfs

  Solaris:mount -F nfs 192.168.0.1:/tmp /mnt/nfs

  BSD: mount 192.168.0.1:/tmp /mnt/nfs

  3、mount nfs的其它可选参数:

  HARD mount和SOFT MOUNT:

  HARD: NFS CLIENT会不断的尝试与SERVER的连接(在后台,不会给出任何提示信息,在LINUX下有的版本仍然会给出一些提示),直到MOUNT上。

  SOFT:会在前台尝试与SERVER的连接,是默认的连接方式。当收到错误信息后终止mount尝试,并给出相关信息。

  例如:mount -F nfs -o hard 192.168.0.10:/nfs /nfs

  对于到底是使用hard还是soft的问题,这主要取决于你访问什么信息有关。例如你是想通过NFS来运行X PROGRAM的话,你绝对不会希望由于一些意外的情况(如网络速度一下子变的很慢,插拔了一下网卡插头等)而使系统输出大量的错误信息,如果此时你用的是HARD方式的话,系统就会等待,直到能够重新与NFS SERVER建立连接传输信息。另外如果是非关键数据的话也可以使用SOFT方式,如FTP数据等,这样在远程机器暂时连接不上或关闭时就不会挂起你的会话过程。

  rsize和wsize:

  文件传输尺寸设定:V3没有限定传输尺寸,V2最多只能设定为8k,可以使用-rsize and -wsize 来进行设定。这两个参数的设定对于NFS的执行效能有较大的影响

  bg:在执行mount时如果无法顺利mount上时,系统会将mount的操作转移到后台并继续尝试mount,直到mount成功为止。(通常在设定/etc/fstab文件时都应该使用bg,以避免可能的mount不上而影响启动速度)

  fg:和bg正好相反,是默认的参数

  nfsvers=n:设定要使用的NFS版本,默认是使用2,这个选项的设定还要取决于server端是否支持NFS VER 3

  mountport:设定mount的端口

  port:根据server端export出的端口设定,例如如果server使用5555端口输出NFS,那客户端就需要使用这个参数进行同样的设定

  timeo =n:设置超时时间,当数据传输遇到问题时,会根据这个参数尝试进行重新传输。默认值是7/10妙(0.7秒)。如果网络连接不是很稳定的话就要加大这个数值,并且推荐使用HARD MOUNT方式,同时最好也加上INTR参数,这样你就可以终止任何挂起的文件访问。

  intr 允许通知中断一个NFS调用。当服务器没有应答需要放弃的时候有用处。

  udp:使用udp作为nfs的传输协议(NFS V2只支持UDP)

  tcp:使用tcp作为nfs的传输协议

  namlen=n:设定远程服务器所允许的最长文件名。这个值的默认是255

  acregmin=n:设定最小的在文件更新之前cache时间,默认是3

  acregmax=n:设定最大的在文件更新之前cache时间,默认是60

  acdirmin=n:设定最小的在目录更新之前cache时间,默认是30

  acdirmax=n:设定最大的在目录更新之前cache时间,默认是60

  actimeo=n:将acregmin、acregmax、acdirmin、acdirmax设定为同一个数值,默认是没有启用。

  retry=n:设定当网络传输出现故障的时候,尝试重新连接多少时间后不再尝试。默认的数值是10000 minutes

  noac:关闭cache机制。

  同时使用多个参数的方法:mount -t nfs -o timeo=3,udp,hard 192.168.0.30:/tmp /nfs

  请注意,NFS客户机和服务器的选项并不一定完全相同,而且有的时候会有冲突。比如说服务器以只读的方式导出,客户端却以可写的方式mount,虽然可以成功mount上,但尝试写入的时候就会发生错误。一般服务器和客户端配置冲突的时候,会以服务器的配置为准。

  4、/etc/fstab的设定方法

  /etc/fstab的格式如下:

  fs_spec

  fs_file

  fs_type

  fs_options

  fs_dump

  fs_pass

  fs_spec:该字段定义希望加载的文件系统所在的设备或远程文件系统,对于nfs这个参数一般设置为这样:192.168.0.1:/NFS

  fs_file:本地的挂载点

  fs_type:对于NFS来说这个字段只要设置成nfs就可以了

  fs_options:挂载的参数,可以使用的参数可以参考上面的mount参数。

  fs_dump

  -

  该选项被"dump"命令使用来检查一个文件系统应该以多快频率进行转储,若不需要转储就设置该字段为0

  fs_pass

  -

  该字段被fsck命令用来决定在启动时需要被扫描的文件系统的顺序,根文件系统"/"对应该字段的值应该为1,其他文件系统应该为2。若该文件系统无需在启动时扫描则设置该字段为0 。

  5、与NFS有关的一些命令介绍

  nfsstat:

  查看NFS的运行状态,对于调整NFS的运行有很大帮助

  rpcinfo:

  查看rpc执行信息,可以用于检测rpc运行情况的工具。

  四、NFS调优

  调优的步骤:

  1、测量当前网络、服务器和每个客户端的执行效率。

  2、分析收集来的数据并画出图表。查找出特殊情况,例如很高的磁盘和CPU占用、已经高的磁盘使用时间

  3、调整服务器

  4、重复第一到第三步直到达到你渴望的性能

  与NFS性能有关的问题有很多,通常可以要考虑的有以下这些选择:

  WSIZE,RSIZE参数来优化NFS的执行效能

  WSIZE、RSIZE对于NFS的效能有很大的影响。

  wsize和rsize设定了SERVER和CLIENT之间往来数据块的大小,这两个参数的合理设定与很多方面有关,不仅是软件方面也有硬件方面的因素会影响这两个参数的设定(例如LINUX KERNEL、网卡,交换机等等)。

  下面这个命令可以测试NFS的执行效能,读和写的效能可以分别测试,分别找到合适的参数。对于要测试分散的大量的数据的读写可以通过编写脚本来进行测试。在每次测试的时候最好能重复的执行一次MOUNT和unmount。

  time dd if=/dev/zero of=/mnt/home/testfile bs=16k count=16384

  用于测试的WSIZE,RSIZE最好是1024的倍数,对于NFS V2来说8192是RSIZE和WSIZE的最大数值,如果使用的是NFS V3则可以尝试的最大数值是32768。

  如果设置的值比较大的时候,应该最好在CLIENT上进入mount上的目录中,进行一些常规操作(LS,VI等等),看看有没有错误信息出现。有可能出现的典型问题有LS的时候文件不能完整的列出或者是出现错误信息,不同的操作系统有不同的最佳数值,所以对于不同的操作系统都要进行测试。

  设定最佳的NFSD的COPY数目。

  linux中的NFSD的COPY数目是在/etc/rc.d/init.d/nfs这个启动文件中设置的,默认是8个NFSD,对于这个参数的设置一般是要根据可能的CLIENT数目来进行设定的,和WSIZE、RSIZE一样也是要通过测试来找到最近的数值。

  UDP and TCP

  可以手动进行设置,也可以自动进行选择。

  mount -t nfs -o sync,tcp,noatime,rsize=1024,wsize=1024 EXPORT_MACHINE:/EXPORTED_DIR /DIR

  UDP 有着传输速度快,非连接传输的便捷特性,但是UDP在传输上没有TCP来的稳定,当网络不稳定或者黑客入侵的时候很容易使NFS的 Performance 大幅降低甚至使网络瘫痪。所以对于不同情况的网络要有针对的选择传输协议。nfs over tcp比较稳定, nfs over udp速度较快。在机器较少网络状况较好的情况下使用UDP协议能带来较好的性能,当机器较多,网络情况复杂时推荐使用TCP协议(V2只支持UDP协议)。在局域网中使用UDP协议较好,因为局域网有比较稳定的网络保证,使用UDP可以带来更好的性能,在广域网中推荐使用TCP协议,TCP协议能让NFS在复杂的网络环境中保持最好的传输稳定性。可以参考这篇文章:http: //www.hp.com.tw/ssn/unix/0212/unix021204.asp

  版本的选择

  V3作为默认的选择(RED HAT 8默认使用V2,SOLARIS 8以上默认使用V3),可以通过vers= mount option来进行选择。

  LINUX通过mount option的nfsvers=n进行选择。

  五、NFS故障解决

  1、NFSD没有启动起来

  首先要确认 NFS 输出列表存在,否则 nfsd 不会启动。可用 exportfs 命令来检查,如果 exportfs 命令没有结果返回或返回不正确,则需要检查 /etc/exports 文件。

  2、mountd 进程没有启动

  mountd 进程是一个远程过程调用 (RPC) ,其作用是对客户端要求安装(mount)文件系统的申请作出响应。mountd进程通过查找 /etc/xtab 文件来获知哪些文件系统可以被远程客户端使用。另外,通过mountd进程,用户可以知道目前有哪些文件系统已被远程文件系统装配,并得知远程客户端的列表。查看mountd是否正常启动起来可以使用命令rpcinfo进行查看,在正常情况下在输出的列表中应该象这样的行:

  100005 1 udp 1039 mountd

  100005 1 tcp 1113 mountd

  100005 2 udp 1039 mountd

  100005 2 tcp 1113 mountd

  100005 3 udp 1039 mountd

  100005 3 tcp 1113 mountd

  如果没有起来的话可以检查是否安装了PORTMAP组件。

  rpm -qa|grep portmap

  3、fs type nfs no supported by kernel

  kernel不支持nfs文件系统,重新编译一下KERNEL就可以解决。

  4、can't contact portmapper: RPC: Remote system error - Connection refused

  出现这个错误信息是由于SEVER端的PORTMAP没有启动。

  5、mount clntudp_create: RPC: Program not registered

  NFS没有启动起来,可以用showmout -e host命令来检查NFS SERVER是否正常启动起来。

  6、mount: localhost:/home/test failed, reason given by server: Permission denied

  这个提示是当client要mount nfs server时可能出现的提示,意思是说本机没有权限去mount nfs server上的目录。解决方法当然是去修改NFS SERVER咯。

  7、被防火墙阻挡

  这个原因很多人都忽视了,在有严格要求的网络环境中,我们一般会关闭linux上的所有端口,当需要使用哪个端口的时候才会去打开。而NFS默认是使用111端口,所以我们先要检测是否打开了这个端口,另外也要检查TCP_Wrappers的设定。

  六、NFS安全

  NFS的不安全性主要体现于以下4个方面:

  1、新手对NFS的访问控制机制难于做到得心应手,控制目标的精确性难以实现

  2、NFS没有真正的用户验证机制,而只有对RPC/Mount请求的过程验证机制

  3、较早的NFS可以使未授权用户获得有效的文件句柄

  4、在RPC远程调用中,一个SUID的程序就具有超级用户权限.

  加强NFS安全的方法:

  1、合理的设定/etc/exports中共享出去的目录,最好能使用anonuid,anongid以使MOUNT到NFS SERVER的CLIENT仅仅有最小的权限,最好不要使用root_squash。

  2、使用IPTABLE防火墙限制能够连接到NFS SERVER的机器范围

  iptables -A INPUT -i eth0 -p TCP -s 192.168.0.0/24 --dport 111 -j ACCEPT

  iptables -A INPUT -i eth0 -p UDP -s 192.168.0.0/24 --dport 111 -j ACCEPT

  iptables -A INPUT -i eth0 -p TCP -s 140.0.0.0/8 --dport 111 -j ACCEPT

  iptables -A INPUT -i eth0 -p UDP -s 140.0.0.0/8 --dport 111 -j ACCEPT

  3、为了防止可能的Dos攻击,需要合理设定NFSD 的COPY数目。

  4、修改/etc/hosts.allow和/etc/hosts.deny达到限制CLIENT的目的

  /etc/hosts.allow

  portmap: 192.168.0.0/255.255.255.0 : allow

  portmap: 140.116.44.125 : allow

  /etc/hosts.deny

  portmap: ALL : deny

  5、改变默认的NFS 端口

  NFS默认使用的是111端口,但同时你也可以使用port参数来改变这个端口,这样就可以在一定程度上增强安全性。

  6、使用Kerberos V5作为登陆验证系统

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