nfs 深度讲解及inotify

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第1章共享目录的挂载及参数mount1

1.1挂载nfs下共享的data目录... 1

1.2 查看挂载的目录... 2

1.3 mount 挂载的参数... 2

1.3.1 mount �o 参数对用的选项... 3

1.3.2 man mount后的-o参数中英文翻译对比... 3

1.4 Mount挂载性能优化参数选项... 4

第2章 NFS深度讲解... 5

2.1 NFS内核优化建议... 5

2.2 服务端nfs内核优化... 5

2.3 企业生产场景NFS共享存储优化小结... 6

2.4 NFS系统的优缺点说明... 6

2.4.1 优点... 6

2.4.2 局限：... 6

第3章 Exportfs命令说明... 7

3.1 Exportfs命令介绍... 7

3.2 Exportfs命令参数的使用方法... 7

第4章 Inotify+rsync实时同步... 7

4.1 下载inotify源码包... 8

4.2 inotify监控目录变化... 8

4.3 Rsync+inotify实时推送脚本... 8

4.4 inotify的优点... 8

4.5 inotify的缺点... 8

4.6 Sersync功能介绍... 8

第5章高并发数据实时同步方案小结... 9

 

 

 1 共享目录的挂载及参数mount

1.1 挂载nfs下共享的data目录

[root@web01 ~]# mount -t nfs 172.16.1.31:/data//mnt

1.2 查看挂载的目录

[root@web01 ~]# cat /proc/mounts

rootfs / rootfs rw 0 0

proc /proc proc rw,relatime 0 0

sysfs /sys sysfs rw,relatime 0 0

devtmpfs /dev devtmpfsrw,relatime,size=487092k,nr_inodes=121773,mode=755 0 0

devpts /dev/pts devptsrw,relatime,gid=5,mode=620,ptmxmode=000 0 0

tmpfs /dev/shm tmpfs rw,relatime 0 0

/dev/sda3 / ext4 rw,relatime,barrier=1,data=ordered0 0

/proc/bus/usb /proc/bus/usb usbfs rw,relatime 0 0

/dev/sda1 /boot ext4 rw,relatime,barrier=1,data=ordered0 0

none /proc/sys/fs/binfmt_misc binfmt_miscrw,relatime 0 0

sunrpc /var/lib/nfs/rpc_pipefs rpc_pipefsrw,relatime 0 0

172.16.1.31:/data/ /mnt nfs4rw,relatime,vers=4,rsize=131072,wsize=131072,namlen=255,hard,proto=tcp,port=0,timeo=600,retrans=2,sec=sys,clientaddr=172.16.1.8,minorversion=0,local_lock=none,addr=172.16.1.310 0

[root@backup ~]# df -T

Filesystem        Type  1K-blocks    Used Available Use% Mounted on

/dev/sda3         ext4    9213440 1518344   7220424 18% /

tmpfs             tmpfs    502384      0    502384   0% /dev/shm

/dev/sda1         ext4     194241   35999   148002  20% /boot

172.16.1.31:/data/ nfs     9213440 1517568   7221248 18% /mnt

1.3 mount 挂载的参数

参数	参数功能	默认参数
fg bg	当在客户端执行挂载时，可选择是前台（fg）还是后台（bg）执行。若在前台执行，则mount会持续尝试挂载，直到成功或挂载时间超时为止，若在后台执行，则mount会在后天执行多次进行mount，而不会影响前台的其他程序操作。如果网络联机不稳定，或是服务器常常需要开关机，建议使用bg比较妥当。	fg
soft hard	当NFS Client 以soft挂载server时，若网络或server出现问题，造成client和server无法传输资料，client就会一直尝试，知道timeout后显示错误才停止。若使用soft mount 的话，可能会在timeout出现时造成资料丢失，故一般不建议使用。 若用hart模式挂载硬盘时，刚好和soft相反，此时client会一直尝试连接到server，若server有回应就继续刚才的动作，若没有回应NFS client 会一直尝试，此时无法umount或kill，所以常常会配合intr使用，这是默认值。	Hard
intr	当使用hard瓜子啊的资源timeout后明若有指定intr参数，可以在timeout后把它中断掉，这避免出现问题时系统整个被NFS锁死，建议使用intr
rsize	读出（rsize）与写入（wsize）的区块的大小（block size0，这个设置可以影响客户端与服务端传输数据的缓冲存储量，一般来说，如果在局域网lan，并且客户端与服务器端都具有足够的内存，这个值设置大一点，比如65535（bytes），提升缓冲区块可提升NFS文件系统的传输能力。但设置的值不要太大，最好网络能够承受的最大的值为限。	Centos5的rsize，wsize默认为1024 Centos6的rsize，wsize默认为132072
Proto=udp	使用UDP协定来传输资料，在LAN中会有比较好的性能。若要跨越Internet的话，使用proto=tcp多传输的数据会有比较好的纠错能力	proto=tcp

可通过man nfs 查看上述参数信息，如果追求极致，可以用如下参数挂载：

mount -t nfs -ofg,hard,intr,rsize=131072,wsize=131072 172.16.1.31:/data/ /mnt

[root@backup mnt]# mount -t nfs -ofg,hard,intr,rsize=131072,wsize=131072 172.16.1.31:/data/ /mnt

[root@backup mnt]# grep nfs /proc/mounts

sunrpc /var/lib/nfs/rpc_pipefs rpc_pipefsrw,relatime 0 0

172.16.1.31:/data/ /mnt nfs4rw,relatime,vers=4,rsize=131072,wsize=131072,namlen=255,hard,proto=tcp,port=0,timeo=

但是如果考虑以简单、易用为原则，直接选择默认值就可以了

mount -t nfs 172.16.1.31:/data/ /mnt

1.3.1 mount �o参数对用的选项

参数	参数意义	系统默认值
Suid Nosuid	当挂载的文件系统上有任何SUID的程序时，只要使用nosuid就能够取消默认设置SUID的功能	Suid
Rw Ro	可以指定文件系统是只读ro或可写rw	rw
Dev Nodev	是否可以保留装置文件的特殊功能？一般来说只有/dev才会有特殊的装置，因此可以选择nodev	dev
Exec	是否具有执行文件的权限？如果想要挂载的仅是普通资源数据区（例如：图片、附件），那么可以选择noexec	exec
User Nouser	是否允许用户进行文件的挂载与卸载功能？如果要保护文件系统，最好不要提供用户进行挂载与卸载	nouser

1.3.2 manmount后的-o参数中英文翻译对比

下面mount命令的-o选项后面可以接的参数，注意，有些选项只有出现在/etc//fstab里才会有效，下面这些选项可以应用在绝大多数文件系统上，但是sync仅适合ext2、ext3、fat、vfat、ufs等文件系统。

• async ：涉及文件系统I/O的操作都是异步处理，即不会同步写到磁盘，此参数会提高性能，但会降低数据安全。一般情况，生产环境不推荐使用，除非对性能要求很高，对数据可靠性不要求的场合。

• sync：该参数和async相反，有I/O操作时，都会同步处理I/O，即把数据同步写入硬盘，此参数会牺牲一点I/O性能，但是换来的是掉电后数据的安全性。

• atime：在每一次数据访问时，会同步更新访问文件的inode时间戳，是默认选项，在高并发的情况下，建议通过明确加上noatime，来取消这个默认项，已达到提升I/O性能，优化I/O的目的。

• ro：以只读的方式挂载一个文件系统。

• rw：可以写的方式挂载一个文件系统。*

• auto：能够被自动挂载通过-a选项。

• noauto：不会自动挂载文件系统。

• default：这是fstab里的默认值，包括rw、suid、dev、exec、auto、nouser、and async，默认情况大部分都是默认值。

• exec：允许文件系统执行二进制文件，取消这个参数，可以提升系统安全

• noexec：在挂载的文件系统中不允许直接执行任何二进制的程序，注意，仅对二进制程序有效，即使设置了noexec、shell、php程序还是可以执行的

• noatime：访问文件时不更新文件的inode时间戳，高并发环境下，推荐显示应用该选项，可以选项，可以提高系统I/O性能。*

在企业工作场景，一般来说，NFS服务器共享的只有普通的静态数据（图片、附件、视频）不需要执行suid、exec等权限，挂载的这个文件系统只能作为数据存取之用，无法执行程序，对于客户端来讲增加了安全性，例如：很多木马篡改站点文件都是上传的程序到存储目录，然后执行的。

因此在挂载的时候，用下面的命令很有必要：

[root@backup mnt]# mount -t nfs-o nosuid,noexec,nodev,rw 172.16.1.31:/data/ /mnt

通过mount �o指定挂载参数和在/etc/fstab里指定挂载的效果一样的。

网络文件系统和本地的文件系统效果也是一样的。

1.4 Mount挂载性能优化参数选项

下面介绍几个在企业上产环境下，NFS性能优挂载的例子。

1）禁止更新目录及文件时间戳挂载，命令如下：

mount -t nfs -o nosuid,noexec,nodev,rw172.16.1.31:/data/ /mnt

2）安全加优化的挂载方式如下：

Mount �t nfs �o nouid,noexec,nodev,noatime,intr,rsize=131072,wsize=131072172.16.1.31:/data /mnt

3）默认的挂载方式如下：

Mount �t nfs 172.16.1.31:/data /mnt

如果是本地文件系统，使用如下的命令

mount /dev/sdb1 /mnt �odefaults,async,noatime,data=writeback,barrier=0

本地文件系统挂载时，如果加nodiratime会报错。

 

以下是NFS网络文件系统优化的参数建议。

在centos6.6 x86_64默认的挂载参数性能还是不错的。

Mount �t nfs 172.16.1.31:/data /mnt

注意：非性能的参数越多，熟读可能会越慢。

 

2 NFS深度讲解

2.1 NFS内核优化建议

下面是优化选项的说明。

• /proc/sys/net/core/rmem_default:该文件指定了接收套接字缓冲大小的默认值（以字节为单位），默认设置：124928.

• /proc/sys/net/core/rmem_max;该文件指定了接收套接字缓冲区大小的默认值（以字节为单位），默认设置：124928.

• /proc/sys/net/core/wmen_default:该文件指定了发送套餐字缓冲区大小默认值（以字节为单位），默认设置：124928.

• /proc/sys/net/core/wmen_max；该文件指定了发送套接字缓冲区大小的最大值（以字节为单位），默认设置：124928.

• 内核优化

[root@nfs01 ~]# cat>>/etc/sysctl.conf<<EOF

> net.core.wmem_default = 8388608

> net.core.rmem_default = 8388608

> net.core.rmem_max = 16777216

> net.core.wmem_max = 16777216

> EOF

[root@nfs01 ~]# sysctl -p

net.ipv4.ip_forward = 0

net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1

net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0

kernel.sysrq = 0

kernel.core_uses_pid = 1

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

kernel.msgmnb = 65536

kernel.msgmax = 65536

kernel.shmmax = 68719476736

kernel.shmall = 4294967296

net.core.wmem_default = 8388608

net.core.rmem_default = 8388608

net.core.rmem_max = 16777216

net.core.wmem_max = 16777216

2.3 企业生产场景NFS共享存储优化小结

• 硬件：sas/ssd硬盘，买多块，硬件raid5/raid10。网卡吞吐量要大，至少千兆（多块bond）。

• NFS服务器端配置：/data10.0.0./24(rw,sync,all_squash,anounuid=65534,anongid=65534)

• NFS 客户端挂载优化配置命令；

Mount �t nfs �onoauid,noexec,nodev,notime,nodiratime,rsize=131072,wsize=131072 10.0.0.7:/data/ /mnt 兼顾安全性能

• 对NFS服务的所有服务器内核优化时，执行如下命令：

[root@nfs01 ~]# cat>>/etc/sysctl.conf<<EOF

> net.core.wmem_default = 8388608

> net.core.rmem_default = 8388608

> net.core.rmem_max = 16777216

> net.core.wmem_max = 16777216

> EOF

执行sysctl �p 生效

• 如果卸载的时候提醒“umount: /mnt :device is busy”,需要退出挂载目录在进行卸载，如果是NFS Server 宕机了，则需要强制卸载，可执行umount �lf /mnt。

• 大型网站NFS网络文件系统的替代软件分布式文件系统Moosefs(mfs),GluseterFS,fastDFS.

• 系统的优缺点说明

NFS服务可以上不同的客户端挂载使用共同一个目录，也就是将其作为共享存储使用，这样可以保证不同节点客户的数据的一致性，在集群架构环境中进程会用到，如果是Windows和linux混合环境的集群系统，可以用samba来实现。

2.4.1 优点

• 简单，容易上手，容易掌握。

• NFS 文件系统内数据是在文件系统上的，即数据是能看见的。

• 部署快捷，维护简单方便，且可控，满足需求就是最好的。

• 可靠，从软件层面上看，数据可靠性高，经久耐用，数据在文件系统上的。

• 服务非常稳定。

• 存在单点故障，如果NFS Server 宕机了，所有客户端都不能访问共享目录。这个在后期的课程中会痛过负载均衡及高可用方案弥补。

• 在大数据高并发的场合，NFS效率、性能有限（2千万/日以下的网站不是瓶颈，除非网站架构设计太差）。

• 客户端认证是基于IP和主机名的，权限要根据ID识别，安全性一盘（用于内网则问题不大）。

• NFS数据是明文的，NFS本身不对数据完整性作验证。

• 多台客户机挂载一个NFS服务时，连接管理维护系统麻烦（耦合度高），尤其NFS服务端出问题后，所有NFS客户端都处于挂掉状态（测试换件可使用autofs自动挂载解决，正式环境可修复NFS服务或强制卸载）。

• 涉及了同步（实时等待）和异步（解耦）的概念，NFS服务端和客户端相对来说就是耦合度有些高。网站程序也是一样，尽量不要耦合度太高，系统及程序结构师的重要职责就是为程序及架构解耦，让网站的扩展性更好。

3. Exportfs命令说明

3.1 Exportfs命令介绍

exportfs �rv 命令相当于/etc/init.d/nfs reload, 该参数的命令用于使新加载的配置生效，除此之外，通过exportfs 命令，我们还可以管理当前的NFS共享的文件系统目录列表。

3.2 Exportfs命令参数的使用方法

1）重新加载配置使修改生效，实现这个功能的命令为：exprotfs �rv，该命令相当于/etc/init.d/nfs reload.

2）管理当前NFS共享的问津系统目录列表。

下面的示例将不通过/etc/exports文件，而是通过exportfs命令来共享NFS存储目录，具体命令如下：

Exportfs �o rw ,sync 10.0.0.7:/data

Showmount �e localhost

/mnt 10.0.0.7

/data 10.0.0.0/24 #《==这就是上诉exportfs命令共享/data目录的结果

第4章 Inotify+rsync实时同步

4.1 下载inotify源码包

修改yum源并下载

wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repohttp://mirrors.aliyun.com/repo/epel-6.repo

yum �yinstall inotify-tools

查看包组

[root@oldgirl ~]# rpm -qa inotify-tools

inotify-tools-3.14-1.el6.x86_64

4.2 inotify监控目录变化

[root@oldgirl ~]# inotifywait -mrq --format"%w%f" -e create /data              

/data/oldboy

[root@oldgirl ~]# inotifywait -mrq --timefmt'%d%m%y %F:%H:%M:%S' --format '%T %w%f' -e create /data/

050516 2016-05-05:19:37:34 /data/12

4.3 Rsync+inotify实时推送脚本

[root@nfs01 scripts]# cat inotify1.sh      

#!/bin/bash

Path=/backup

Ip=172.16.1.41

/usr/bin/inotifywait -mrq  --format '%w%f' -e close_write,delete $Path \

|while read file

  do

  if  [ -f $file ];then

   rsync -az$file --delete rsync_backup@$Ip::nfsbackup --password-file=/etc/rsync.password

  else

    cd $Path&&\

   rsync -az./ --delete rsync_backup@$Ip::nfsbackup --password-file=/etc/rsync.password

  fi

done

4.4 inotify的优点

1）监控文件系统时间变化，通过同步工具实现实时数据同步

4.5 inotify的缺点

1）并发如果大于200 个文件（10-100K），同步就会有延迟。

2）每一次都是全部推送一次，但确实是增量的也可以只有同步的辩护，不变化的不理

3）监控到时间后，调用rsync同步时单进程的（加&并发），sersync多进程同步

4.6 Sersync功能介绍

1）支持配置文件管理

2）真正的守护进程socket

3）可以对失败的文件定时重传（定时任务功能）。

4）第三方的HTTP接口（例如更新cdn缓存）。

5）默认多线程rsync同步

第5章 高并发数据实时同步方案小结

1、inotify（sersync）+rsync，是文件级别的

2、drbd文件系统级别，文件系统级别面积与block块同步，缺点；北街店数据不可用

3、第三方软件的同步功能：MySQL同步，oracle，mongodb。

4、程序双写、直接写两台服务器

5、利用产品服务逻辑解决（读写分离，备读不到，读主）

6、NFS集群（双写主存储，备存储inotify（sersync）+rsync，备没有找到主解决延迟问题