linux运维、架构之路-nfs网络文件系统

一、nfs介绍

         NFS是Network File System的缩写，是网络文件系统，它的主要功能是通过网络（一般是局域网）让不同的主机系统之间可以共享文件或目录，主要存储用户上传的图片附件等信息。

nfs共享文件实现原理

1、nfs工作原理

nfs服务端

① 先启动rpc服务 /etc/init.d/rpcbind start

② 再启动nfs服务 /etc/init.d/nfs start

③  nfs向rpc注册端口和功能，端口号为111

nfs客户端

① 先启动rpc服务 /etc/init.d/rpcbind start

② mount命令进行挂载

③ 向对端rpcbind请求nfs服务端口，nfs服务端返回端口信息

2、RPC服务介绍

      相当于租房中的中介，NFS服务启动会产生多个进程和多个端口，不便于客户端进行连接访问，通过RPC服务接收NFS端口信息的注册，并通过开启RPC服务生成111端口，提供客户端进行访问

二、nfs服务部署

1、nfs服务端

①安装nfs和rpc服务软件

rpm -qa nfs-utils rpcbind
yum install nfs-utils rpcbind -y

②修改nfs配置文件

cat >>/etc/exports<<EOF 
/data 172.16.1.0/24(rw,sync)
EOF

③启动rpc、nfs服务

/etc/init.d/rpcbind start
/etc/init.d/nfs start

④创建共享目录并授权

mkdir /data -p
chown -R nfsnobody.nfsnobody /data
id nfsnobody

⑤重启nfs服务

/etc/init.d/nfs reload  #平滑重启
/etc/init.d/nfs restart #强硬重启

⑥检查并测试nfs挂载服务

showmount -e 172.16.1.31 #检查共享目录列表信息
mount -t nfs 172.16.1.31:/data /mnt

2、nfs客户端

①安装nfs和rpc服务软件

yum install nfs-utils rpcbind -y

②测试nfs共享目录挂载

mount -t nfs 172.16.1.31:/data /mnt

③卸载目录

退出共享目录，再进行卸载           umount /mnt
不退出共享目录，强制进行卸载        umount -lf /mnt
-l     Lazy  unmount  #懒惰的卸载
-f     Force unmount  #强制的卸载

三、nfs配置文件详解

1、nfs授权客户端地址配置说明

客户端地址	具体地址	说明
授权单一客户端访问NFS	172.16.1.41	一般情况，生产环境中此配置不多
授权整个网段访问NFS	172.16.1.0/24	生产环境中最常用的配置，简单、方便
授权整个网段访问NFS	172.16.1.*	指定网段的另一种写法（不推荐使用）
授权某个域名客户端访问	nfs.oldboyedu.com	此方法生产中一般情况不常用
授权整个域名客户端访问	*.oldboyedu.com	此方法生产中一般情况不常用

2、nfs权限参数

参数名称	参数说明
rw ******	read-write表示可读写权限
ro	read-only表示只读权限
sync ******	请求或写入数据时，数据同步写到nfs-server的硬盘才返回 优点，数据安全不会丢;缺点，性能比不启用该参数要差
async ******	写入数据时先写到缓冲区，直到硬盘有空档才会再写入磁盘，这样可以提升写入效率，如果服务器宕机或不正常关机，会损失缓存区中未写入磁盘的数据
no_root_squash	保持root用户不进行压缩 访问nfs server共享目录的用户如果是root的话，它对该目录有root权限，这个配置原本是为无盘客户端准备的，用户应避免使用
root_squash	如果访问nfs server共享目录的用户是root，则它的权限将被压缩成匿名用户，同时它的UID和GID通常会变成nfsnobody账号身份
all_squash ******	对所有访问的用户身份压缩成匿名用户，同时变成nfsnobody身份 生产中配置NFS的重要技巧： 1、  确保所有客户端服务器对NFS共享目录具备相同用户访问权限 a、  all_squash把所有客户端都压缩成固定的匿名用户（UID相同） b、  就是anonuid,anongid指定的UID和GID的用户 2、所有的客户端和服务端都需要有一个相同的UID和GID的用户，即nfsnobody（UID必须相同）
anonuid ******	指定匿名用户的UID 这个用户的UID设置值通常为nfsnobody的UID值，当然也可以自行设置这个UID，但是这个UID必须存在于/etc/passwd中，如多台web共享一个nfs目录，通过这个参数可以使得不同的nfs客户端写入的数据对所有NFS客户端保持同样的用户权限，即为配置的匿名UID对应用户权限，一般默认即可
anongid ******	指定匿名用户的GID，区别就是把UID(用户ID)换成GID（组ID）

四、nfs客户端挂载参数

参数	参数意义	系统默认参数
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	suid
rw ro	可以指定文件系统是只读（ro）还是可写(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 noexec	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	是否允许普通用户拥有文件的挂载与卸载功能，如果要保护文件系统，最好不要为普通用户提供挂载与卸载功能	nouser
auto noauto	这个auto指的是”mount -a”时会不会挂载的项目，如果不需要这个分区随时挂载，可以设置为noauto	auto
soft hard	当nfs客户端以soft挂载server时，若网络或server出现问题，造成客户端和server无法传输资料，客户端就会一直尝试，直到timeout后显示错误才停止，若用hart模式挂载硬盘时，刚好与soft相反，客户端一直尝试连接到server 若server有回应就继续刚才的操作，若没有回应客户端会一直尝试	hard
intr	当使用hart挂载的资源timeout后，若有指定的intr参数，可以在timeout后把它中断掉，避免出问题时系统整个被nfs锁死，建议使用intr	无
rsize wsize	读出与写入的区块大小，这个设置可以影响客户端与server端传输数据的缓冲存储量，在局域内，客户端与server都具有足够的内存，这个值可以设置大一点，提升缓冲区块提升nfs文件系统的传输能力，但也不能设置太大，最好以网络能够传输最大值为限

五、企业nfs共享存储优化

1、服务端

①硬件：多块sas/ssd磁盘，raid0/raid5/raid10，网上吞吐量要大，至少千兆（多块bond）

②NFS服务端配置：/data 172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash,anonuid=65534,anongid=65534)

③内核优化，优化nfs读写速度

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
sysctl -p

2、客户端

①nfs客户端挂载参数建议

mount –t nfs –o nosuid,noexec,nodev,noatime,nodiratime,rsize=131072,wsize=131072 172.16.1.31 :/data /mnt

②禁止更新目录及文件时间戳挂载

mount –t nfs –o noatime,nodiratime 172.16.1.31:/data /mnt

③追求极致，可以使用下面参数挂载

mount –t nfs –o fg,hard,intr,rsize=131072,wsize=131072 172.16.1.31:/data /mnt

④经过实际测试，CentOS6.X默认的挂载参数性能还是不错的，简单，方便

mount –t nfs 172.16.1.31:/data /mnt

六、 autofs自动挂载

①设置开机不一定要挂载的目录，当用的时候才实现自动挂载。
②用户不使用自动挂载的目录一段的时间，会自动卸载。（默认时间为5分钟）

1、客户端安装autofs

yum install autofs -y

2、nfs服务端创建共享目录、授权

mkdir /oldboy -p
chown -R nfsnobody.nfsnobody /oldboy/
[root@nfs-nfs01 oldboy]# cat /etc/exports
/oldboy 172.19.5.0/24(rw,sync,all_squash)
/etc/init.d/nfs reload

3、客户端修改autofs配置文件

echo "/nfs    /etc/auto.nfs" >>/etc/auto.master          #主配置文件，/nfs表示挂载点，auto.nfs表示所应用的配置文件
echo "*   -rw     172.19.5.31:/oldboy/" >>/etc/auto.nfs  #表示要挂载点，也可以指定/nfs，rw表示可读写权限
                 172.19.5.31:/oldboy/                    #nfs共享目录
/etc/init.d/autofs restart                               #重启服务

4、nfs服务端查看共享目录下内容

[root@nfs-nfs01 oldboy]# ll /oldboy/
total 4
-rw-r--r-- 1 nfsnobody nfsnobody    0 Aug 23 16:09 abc.log
drwxr-xr-x 2 nfsnobody nfsnobody 4096 Aug 23 14:52 onlylady

5、客户端autofs查看

[root@test02 nfs]# ll /nfs/
total 0 #此时查看为空
[root@test02 oldboy]# df –h  #查看挂载点也没有
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/xvda3      6.9G  2.9G  3.7G  44% /
tmpfs           497M   12K  497M   1% /dev/shm
/dev/xvda1      190M   66M  115M  37% /boot
[root@test02 oldboy]# cd /nfs/ #进入挂载点/nfs
[root@test02 nfs]# cd oldboy   #只有cd进行入到nfs共享目录oldboy下面，立马激活，自动挂载
[root@test02 oldboy]# ll
total 4
-rw-r--r-- 1 nfsnobody nfsnobody    0 Aug 23 14:52 b.txt
drwxr-xr-x 2 nfsnobody nfsnobody 4096 Aug 23 14:52 onlylady
[root@test02 oldboy]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/xvda3            6.9G  2.9G  3.7G  44% /
tmpfs                 497M   12K  497M   1% /dev/shm
/dev/xvda1            190M   66M  115M  37% /boot
172.19.5.31:/oldboy/  6.9G  1.7G  4.9G  26% /nfs/oldboy