【集群实战】NFS网络文件共享服务

时间：2023-12-26 17:59:13

1. NFS介绍

1.1 什么是NFS？

  • NFS是Network File System的缩写，中文意思是网络文件系统。

  • 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。

  • NFS客户端（一般为应用服务器，例如web）可以通过挂载（mount）的方式将NFS服务器端共享的数据目录挂载到NFS客户端本地系统中（就是某一个挂载点下）。

  • 从客户端本地看，NFS服务器端共享的目录就好像是客户端自己的磁盘分区或者目录一样，而实际上却是远端的NFS服务器的目录。

  • NFS网络文件系统很像Windows系统的网络共享，安全功能，网络驱动器影射，这也和Linux系统里的samba服务类似。只不过一般情况下，Windows网络共享服务或samba服务用于办公局域网共享，而互联网中小型网站集群架构后端常用NFS进行数据共享。如果是大型网站，那么有可能会用到更复杂的分布式文件系统，例如：Moosefs（mfs），GlusterFS，FastDFS等。

1.2 NFS的历史介绍

  • 1976年，第一个网络文件系统被成为File Access Listener
  • NFS是第一个构建于IP协议之上的现代网络文件系统。
  • 1980年，首先作为实验的文件系统，由Sun Microsystems在内部完成开发。
  • NFS协议归属于Request for Comments（RFC）标准，并且随后演化为NFSv2。
  • 随后，标准继续演化，成为NFSv3.
  • 【集群实战】NFS网络文件共享服务

NFS系统已经有了近30年的发展。它代表了一个非常稳定的（可移植）网络文件系统，具备可扩展、高性能等特性，并达到了企业级应用质量标准。

1.3 NFS在企业中的应用场景

在企业集群架构的工作场景中，NFS网络文件系统一般被用来存储共享视频，图片，附件等静态资源文件，通常网站用户上传的文件都会放到NFS共享里。

例如：BBS产品的图片，附件，头像（注意网站BBS程序不要放NFS共享里），然后前端所有的节点访问这些静态资源时都会读取NFS存储上的资源。

NFS是当前互联网系统架构中最常用的数据存储服务之一，前面说过，中小型网站公司应用频率更高，大公司或门户除了使用NFS外，还可能会使用更为复杂的分布式文件系统，比如Moosefs（mfs），GlusterFS，FastDFS等。

在企业生产集群架构中，NFS作为所有前端Web服务的共享存储，存储的内容一般包括网站用户上传的图片，附件，头像等，注意，网站的程序代码不要放NFS共享里，因为网站程序是开发运维人员统一发布的，不存在发布延迟问题，直接批量发布到Web节点提供访问比共享到NFS里访问效率更高。

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1.4 企业生产集群为什么需要共享存储角色？

这里通过图解给大家展示以下集群架构需要共享存储服务的理由。

例如：

A用户上传图片到Web1服务器，然后让B用户访问这张图片，结果B用户访问的请求分发到了Web2，因为Web2上没有这张图片，这就导致它无法看到A用户上传的图片，如果此时有一个共享存储，A用户上传图片的请求无论是分发到Web1还是Web2上，最终都会存储到共享存储上，而在B用户访问图片时，无论请求分发到Web1还是Web2上，最终也都会去共享存储上找，这样就可以访问到需要的资源了。这个共享存储的位置可以通过开源软件和商业硬件实现，互联网中小型集群架构会用普通PC服务器配置NFS网络文件系统实现。

当及集群中没有NFS共享存储时，用户访问图片的情况如下图所示。

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下图是企业生产集群有NFS共享存储的情况：

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中小型互联网企业一般不会买硬件存储，因为太贵，大公司如果业务发展很快的话，可能会临时买硬件存储顶一下网站压力，当网站并发继续加大时，硬件存储的扩展相对就会很费劲，且价格成几何级数增加。

例如：淘宝网就曾替换掉了很多硬件设备，比如，用lvs+haproxy替换了netscaler负载均衡设备，用FastDFS，TFS配合PC服务器替换了netapp，emc等商业存储设备，去IOE正在成为互联网公司的主流。

2. NFS系统原理介绍

2.1 NFS系统挂载结构图解与介绍

下图是企业工作中的NFS服务器与客户端挂载情况结构图：

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在NFS服务器端设置好一个共享目录/video后，其他有权限访问NFS服务器端的客户端都可以将这个共享目录/video 挂载到客户端本地的某个挂载点（其实就是一个目录，这个挂载点目录可以自己随意指定）。上图中两个NFS 客户端本地的挂载点分别为/v/video和/video，不同的客户端的挂载点可以不相同。

客户端正确挂载完毕后，就可以通过NFS客户端的挂载点所在的/v/video或/video目录查看到NFS服务器端/video共享出来的目录下的所有数据。在客户端上查看时，NFS服务器端的/video目录就相当于客户端本地的磁盘分区或目录，几乎感觉不到使用上的区别，根据NFS服务端授予的NFS共享权限以及共享目录的本地系统权限，只要在指定的NFS客户端操作挂载/v/video或/video的目录，就可以将数据轻松地存取到NFS服务器端的/video目录中了。

客户端挂载NFS后，本地挂载基本信息显示如下：

[root@nfs-client ~]# df -h

Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3       6.9G  1.5G  5.1G  23% /

tmpfs           499M     0  499M   0% /dev/shm

/dev/sda1       190M   36M  145M  20% /boot
192.168.0.31:/video  1G  100M  900M 10% /video  # nfs服务器的ip地址和共享目录

挂载方式：

　　mount 源 目标

　　mount 192.168.0.31:/video  /video

从挂载信息来看，和本地磁盘分区几乎没什么差别，只是文件系统对应列的开头是以IP地址开头的形式了。

经过前面的介绍，我们知道NFS系统是通过网络来进行数据传输的（所以叫做网络文件系统）因此，NFS会使用一些端口来传输数据，那么，NFS到底使用哪些端口来进行数据传输呢？

  • NFS在传输数据时使用的端口会随机选择。

既然这样，NFS客户端是怎么知道NFS服务端使用的哪个端口呢？

  • 答案就是通过RPC（中文意思远程过程调用，英文Remote Procedure Call简称RPC）协议/服务来实现，这个RPC服务的应用在门户级的网站有很多，例如：百度等。

2.2 什么是RPC

因为NFS支持的功能相当多，而不同的功能都会使用不同的程序来启动，每启动一个功能就会启用一些端口来传输数据，因此，NFS的功能所对应的端口无法固定，它会随机取用一些未被使用的端口来作为传输之用，其中CentOS5.x的随机端口都小于1024，而CentOS6.x的随机端口都是较大的。

因为端口不固定，这样一来就会造成NFS客户端与NFS服务端的通信障碍，因为NFS客户端必须要知道NFS服务端的数据传输端口才能进行通信，才能交互数据。

要解决上面的困扰，就需要通过远程过程调用RPC服务来帮忙了。

NFS的RPC服务最主要的功能：

  • 就是记录每个NFS功能所对应的端口号，并且在NFS客户端请求时将该端口和功能对应的信息传递给请求数据的NFS客户端，从而确保客户端可以连接到正确的NFS端口上去，达到实现数据传输交互数据目的。
  • 这个RPC服务类似NFS服务端和NFS客户端之间的一个中介。

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就拿房屋中介打个比喻吧：

假设我们要找房子，这里的我们就相当于NFS客户端，中介介绍房子，中介就相当于RPC服务，房子所有者房东就相当于NFS服务，租房的人找房子，就要找中介，中介要预先存有房子主人房东的信息，才能将房源信息告诉租房的人。

那么RPC服务又是如何知道每个NFS的端口呢？

  • 这是因为，当NFS服务端启动服务时会随机取用若干端口，并主动向RPC服务注册取用的相关端口及功能信息，如此一来，RPC服务就知道NFS每个端口对应的NFS功能了，然后RPC服务使用固定的111端口来监听NFS客户端提交的请求，并将正确的NFS端口信息回复给请求的NFS客户端，这样一来，NFS客户端就可以与NFS服务端进行数据传输了。
  • 在启动NFS SERVER之前，首先要启动RPC服务（CentOS5.x下为portmap服务，CentOS6.x下为rpcbind服务，下同），否则NFS SERVER就无法向RPC服务注册了。
  • 另外，如果RPC服务重新启动，原来已经注册好的NFS端口数据就会丢失，因此，此时RPC服务管理的NFS程序也需要重新启动以重新向RPC注册。
  • 要特别注意的是，一般修改NFS配置文件后，是不需要重启NFS的，直接在命令行执行/etc/init.d/nfs reload或exportfs -rv即可使修改的/etc/exports生效。

2.3 NFS的工作流程原理

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当访问程序通过NFS客户端向NFS服务端存取文件时，其请求数据流程大致如下：

1）首先用户访问网站程序，由程序在NFS客户端上发出存取NFS文件的请求，这时NFS客户端（即执行程序的服务器）的RPC服务（rpcbind服务）就会通过网络向NFS服务器端的RPC服务（rpcbind服务）的111端口发出NFS文件存取功能的询问请求。

2）NFS服务端的RPC服务（rpcbind服务）找到对应的已注册的NFS端口后，通知NFS客户端的RPC服务（rpcbind服务）

3）此时NFS客户端获取到正确的端口，并与NFS daemon联机存取数据

4）NFS客户端把数据存取成功后，返回给前端访问程序，告知给用户存取结果，作为网站用户，就完成了一次存取操作。

因为NFS的各项功能都需要向RPC服务（rpcbind服务）注册，所以只有RPC服务（rpcbind服务）才能获取到NFS服务的各项功能对应的端口号（port number），PID，NFS在主机所监听的IP等信息，而NFS客户端也只能通过向RPC服务（rpcbind服务）询问才能找到正确的端口。

也就是说，NFS需要有RPC服务（rpcbind服务）的协助才能成功对外提供服务。

从上面的描述，我们不难推断，无论是NFS客户端还是NFS服务器端，当要使用NFS时，都需要首先启动RPC服务（rpcbind服务），NFS服务必须在RPC服务启动之后启动，客户端无需启动NFS服务，但需要启动RPC服务。

注意：
NFS的RPC服务，在CentOS5.X下名称为portmap，在CentOS6.x下名称为rpcbind

3. NFS部署

3.1 服务端和客户端的环境准备

（统一使用模版机进行克隆）

3.1.1 角色-ip

角色 主机名 eth0（外网） eth1（内网）
C1-NFS服务器端 nfs01 10.0.0.31 192.168.0.31
C2-Rsync存储服务器 backup 10.0.0.41 192.168.0.41
B2-nginx web服务器 web01 10.0.0.8 192.168.0.8

3.1.2 主机名设置

[root@web01-8 ~]# hostname

web01-8

[root@web01-8 ~]# cat /etc/sysconfig/network

NETWORKING=yes

HOSTNAME=web01-8

# 其它两台机器分别为：
[root@nfs-31 ~]# hostname
 nfs-31

　[root@backup-41 ~]# hostname
　　backup-41

3.1.3 操作系统和内核版本

[root@web01-8 ~]# cat /etc/redhat-release

CentOS release 6.7 (Final)

[root@web01-8 ~]# uname -r

2.6.32-573.el6.x86_64

3.1.4 /etc/hosts本地dns解析文件

[root@web01-8 ~]# cat /etc/hosts

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4

::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6

192.168.0.5 lb01

192.168.0.6 lb02

192.168.0.7 web02

192.168.0.8 web01

192.168.0.51 db01

192.168.0.31 nfs01

192.168.0.41 backup

192.168.0.61 m01

3.2 NFS 服务端的设置

3.2.1 NFS软件列表

要部署NFS服务，需要安装下面的软件包：

    • nfs-utils:
      NFS服务的主程序，包括rpc.nfsd, rpc.mountd这两个daemons和相关文档说明，以及执行命令文件等。
    • rpcbind:
      CentOS6.X下面RPC的主程序。NFS可以视为一个RPC程序，在启动任何一个RPC程序之前，需要做好端口和功能的对应映射工作，这个映射工作就是由rpcbind服务来完成的。因此，在提供NFS服务之前必须先启动rpcbind服务才行。

3.2.2 查看NFS软件包

可使用如下命令查看默认情况下CentOS6.x里NFS软件的安装情况。

　　　　rpm -qa nfs-utils rpcbind

如果未安装，则使用yum -y install nfs-utils rpcbind 安装。

当不知道软件名字时候，可以用rpm -qa | grep -E "nfs-|rpcbind"来过滤包含在引号内的字符串。

CentOS6.8默认没有安装NFS软件包，可以使用yum -y install nfs-utils rpcbind命令来安装NFS软件。

3.2.3 启动NFS相关服务

启动rpcbind

因为NFS及其辅助程序都是基于RPC（remote Procedure Call）协议的（使用的端口为111），所以首先要确保系统中运行了rpcbind服务。

启动的实际操作如下：

[root@web01-8 ~]# /etc/init.d/rpcbind status  # 查看rpcbind服务状态

rpcbind is stopped

[root@web01-8 ~]# /etc/init.d/rpcbind start  # 启动rpcbind服务

Starting rpcbind:                                          [  OK  ]

[root@web01-8 ~]# rpcinfo -p localhost   # 查看NFS服务向rpc服务注册的端口信息，因为NFS还未启动，因此，没有太多注册的端口影射信息。

   program vers proto   port  service

    100000    4   tcp    111  portmapper

    100000    3   tcp    111  portmapper

    100000    2   tcp    111  portmapper

    100000    4   udp    111  portmapper

    100000    3   udp    111  portmapper

    100000    2   udp    111  portmapper

注意：111端口为rpcbind服务对外提供服务的主端口。

通过chkconfig命令查看开机自启动服务中rpcbind的状态。

[root@web01-8 packages]# chkconfig --list rpcbind

rpcbind         0:off   1:off   2:on    3:on    4:on    5:on    6:off

如果rpcbind服务未启动，执行rpcinfo -p localhost检查时，会报如下错误。

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

即：rpcinfo无法同portmapper交互：RPC：远程系统错误-拒绝连接。

解决办法：执行/etc/init.d/rpcbind start启动rpcbind服务即可。

启动NFS服务

[root@web01-8 ~]# /etc/init.d/nfs start

Starting NFS services:                                     [  OK  ]

Starting NFS quotas:                                       [  OK  ]

Starting NFS mountd:                                       [  OK  ]

Starting NFS daemon:                                       [  OK  ]

正在启动 RPC idmapd：                                      [确定]

注意：如果不启动rpcbind服务，直接启动nfs服务，会启动失败。

 

查看NFS服务向rpc服务注册的端口信息：

[root@web01-8 packages]# rpcinfo -p localhost

   program vers proto   port  service

    100000    4   tcp    111  portmapper

    100000    3   tcp    111  portmapper

    100000    2   tcp    111  portmapper

    100000    4   udp    111  portmapper

    100000    3   udp    111  portmapper

    100000    2   udp    111  portmapper

    100011    1   udp    875  rquotad

    100011    2   udp    875  rquotad

    100011    1   tcp    875  rquotad

    100011    2   tcp    875  rquotad

    100005    1   udp  56093  mountd

    100005    1   tcp  61293  mountd

    100005    2   udp  52653  mountd

    100005    2   tcp  35532  mountd

    100005    3   udp  60787  mountd

    100005    3   tcp  56885  mountd

    100003    2   tcp   2049  nfs

    100003    3   tcp   2049  nfs

    100003    4   tcp   2049  nfs

    100227    2   tcp   2049  nfs_acl

    100227    3   tcp   2049  nfs_acl

    100003    2   udp   2049  nfs

    100003    3   udp   2049  nfs

    100003    4   udp   2049  nfs

    100227    2   udp   2049  nfs_acl

    100227    3   udp   2049  nfs_acl

    100021    1   udp  12625  nlockmgr

    100021    3   udp  12625  nlockmgr

    100021    4   udp  12625  nlockmgr

    100021    1   tcp  29370  nlockmgr

    100021    3   tcp  29370  nlockmgr

    100021    4   tcp  29370  nlockmgr

NFS服务常见进程说明：

从上面NFS服务启动过程可以看出，运行NFS服务默认需要启动的服务或进程有：

  • NFS quotas(rpc.rquotad)  磁盘配额进程，remote quota server
  • NFS daemon(nfsd)   nfs主进程
  • NFS mountd(rpc.mountd)。  权限管理验证等，NFS mount daemon

可以通过执行如下命令查看启动NFS后，系统中运行的NFS相关进程：

[root@web01-8 packages]# ps -ef|egrep 'rpc|nfs'

rpc       5624     1  0 16:48 ?        00:00:00 rpcbind

root      5668     2  0 16:51 ?        00:00:00 [rpciod/0]

root      5677     1  0 16:51 ?        00:00:00 rpc.rquotad  # 磁盘配额进程remote quota server

root      5682     1  0 16:51 ?        00:00:00 rpc.mountd  # 权限管理验证等 NFS mount daemon

root      5689     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd4]

root      5690     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd4_callbacks]

root      5691     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]  # nfs主进程

root      5692     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]  # nfs主进程

root      5693     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]

root      5694     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]

root      5695     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]

root      5696     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]

root      5697     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]

root      5698     2  0 16:51 ?        00:00:00 [nfsd]

root      5729     1  0 16:51 ?        00:00:00 rpc.idmapd  # name mapping daemon

root      5870  5503  0 18:20 pts/0    00:00:00 grep -E rpc|nfs

NFS服务的主要任务是共享文件系统数据，而文件系统数据的共享离不开权限问题。

所以NFS服务器启动时最少需要两个不同的进程：

  • 管理NFS客户端是否能够登入的rpc.nfsd主进程
  • 管理NFS客户端是否能够取得对应权限的rpc.mountd进程。
  • 如果还需要管理磁盘配额，则NFS还要再加载rpc.rquotad进程。
服务或进程名 用途说明
nfsd(rpc.nfsd) rpc.nfsd主要功能是管理NFS客户端是否能够登入NFS服务端主机，其中还包含登入者的ID判别等
mountd(rpc.mountd)

rpc.mountd的主要功能则是管理NFS文件系统。

当NFS客户端顺利通过rpc.nfsd登入NFS服务端主机时，在使用NFS服务器提供数据之前，它会去读NFS的配置文件/etc/exports来比对NFS客户端的权限，通过这一关之后，还会经过NFS服务端本地文件系统使用权限（就是owner，group，other权限）的认证程序。

如果都通过了，NFS客户端就可以取得使用NFS服务器端文件的权限。

注意，这个/etc/exports文件也是我们用来管理NFS共享目录的使用权限与安全设置的地方，特别强调，NFS本身设置的是网络共享权限，整个共享目录的权限还和目录自身系统权限有关。
rpc.lockd(非必需)

可用来锁定文件，用于多客户端同时写入。
rpc.statd（非必须）

检查文件的一致性，与rpc.lockd有关。c，d两个服务需要客户端、服务端同时开启才可以；rpc.statd监听来自其它主机重启的通知，并且管理当本地系统重启时主机列表。
rpc.idmapd

名字映射后台进程

查看以上进程，均可以用man 进程名  的方式查看相关说明。

配置NFS服务器端服务开机自启动

[root@web01-8 packages]# chkconfig rpcbind on

[root@web01-8 packages]# chkconfig nfs on

特别说明：
在很多大企业里，大都是统一按照运维规范将服务的启动命令放到/etc/rc.local文件里的，而不是用chkconfig管理的。

把/etc/rc.local文件作为本机的重要服务档案文件，所有服务的开机自启动都必须放入/etc/rc.local。

这样规范的好处是，一旦管理此服务器的人员离职，或者业务迁移都可以通过/etc/rc.local很容易的查看到服务器对应的相关服务，可以方便的运维管理。

下面是把启动命令放入到/etc/rc.local文件中的配置信息，注意别忘了加上启动服务的注释。

[root@web01-8 packages]# tail -3 /etc/rc.local

# start up nfs service

/etc/init.d/rpcbind start

/etc/init.d/nfs start

3.3 配置NFS服务端

3.3.1 NFS服务端配置文件路径

NFS服务的默认配置文件路径为：/etc/exports，并且默认是空的。

[root@web01-8 packages]# ls -l /etc/exports

-rw-r--r-- 1 root root 0 Jan 12  2010 /etc/exports

[root@web01-8 packages]# cat /etc/exports

提示：
NFS默认配置文件/etc/exports其实是存在的，但是没有内容，需要用户自行配置。

可以通过man exports查看配置文件说明，和rsync的配置文件man rsyncd.conf查看方式是一致的。

3.3.2  exports配置文件格式

/etc/exports文件位置格式为：

NFS共享的目录 NFS客户端地址1（参1，参2...）客户端地址2（参1，参2...）

NFS共享的目录 NFS客户端地址（参1，参2...）

查看exports语法文件格式帮助的方法为：
执行man exports命令，然后切换到文件结尾，可以快速看如下样例格式：

# sample /etc/exports file

       /               master(rw) trusty(rw,no_root_squash)

       /projects       proj*.local.domain(rw)

       /usr            *.local.domain(ro) @trusted(rw)

       /home/joe       pc001(rw,all_squash,anonuid=150,anongid=100)

       /pub            *(ro,insecure,all_squash)

       /srv/www        -sync,rw server @trusted @external(ro)

       /foo            2001:db8:9:e54::/64(rw) 192.0.2.0/24(rw)

       /build          buildhost[0-9].local.domain(rw)

上述各个列的参数含义如下：

  • NFS共享的目录：为NFS服务器端要共享的实际目录，要用绝对路径。注意共享目录的本地权限，如果需要读写权限，一定要让本地目录可以被NFS客户端的用户nfsnobody读写
  • NFS客户端地址：为NFS服务器端授权的可访问共享目录的NFS客户端地址，可以为单独的IP地址或主机名、域名等，也可以为整个网段地址，还可以用“*”来匹配所有客户端服务器，这里所谓的客户端，一般来说是前端的业务服务器，如：Web服务。
  • 权限参数集：对授权的NFS客户端的访问权限设置。
客户端地址 具体地址 说明
授权单一客户端访问NFS 10.0.0.30 一般情况，生产环境中此配置不多
授权整个网段可访问NFS 10.0.0.0/24

指定网段为生产环境中最常见的配置。

配置简单，维护方便
授权整个网段可访问NFS 10.0.0.* 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.baidu.com 生产环境中不常用
授权整个域名客户端访问 *.baidu.com 生产环境中不常用

3.2.3 企业生产场景NFS exports配置实例

配置例1: /data 10.0.0.0/24(rw,sync) 

允许客户端读写，并且数据同步写到服务器端的磁盘里，注意，24和“(”之间不能有空格。

[root@nfs-31 ~]# mkdir /data -p

[root@nfs-31 ~]# id nfsnobody  # nfs用rpm安装时，会自动创建虚拟用户nfsnobody

uid=65534(nfsnobody) gid=65534(nfsnobody) 组=65534(nfsnobody)

[root@nfs-31 ~]# ls -ld /data

drwxr-xr-x. 8 root root 4096 8月  31 23:21 /data

[root@nfs-31 ~]# chown -R nfsnobody.nfsnobody /data

[root@nfs-31 ~]# ls -ld /data

drwxr-xr-x. 8 nfsnobody nfsnobody 4096 8月  31 23:21 /data

配置/etc/exports配置文件：

[root@nfs-31 ~]# cat /etc/exports

# shared /data by zoe for test at 20191205

/data 192.168.0.0/24(rw,sync)

修改配置文件后，平滑重启nfs服务：

[root@nfs-31 ~]# /etc/init.d/nfs reload

[root@nfs-31 ~]# showmount -e 192.168.0.31  # 查看生效的nfs配置文件规则

Export list for 192.168.0.31:

/data 192.168.0.0/24

说明：

  • /data为要共享的NFS服务器端的目录，注意，被共享的目录一定要用绝对路径
  • 10.0.0.0/24 表示允许NFS客户端访问共享目录的网段范围。
  • (rw,sync)中的rw表示允许读写，sync表示数据同步写入到NFS服务器端的硬盘中
  • 也可以用通配符*替换IP地址，表示允许所有主机，也可以写成10.0.0.*的形式
  • 如果不授权属主，数组，那么共享目录挂载以后，将不遵循配置文件exports的设定好的读写规则。虽然能正常挂载，但是会导致写入文件时提示没有权限。
  • 修改配置文件后，必须重启nfs服务（reload，平滑重启，相当于exportfs -rw）
  • showmount -e ip地址，查看生效的nfs配置文件规则

配置例2: /data/blog 10.0.0.0/24(rw, sync, all_squash, anonuid=2000,anongid=2000)

允许客户端读写，并且数据同步写到服务器端的磁盘里，并且指定客户端的用户UID和GID。

早期生产环境的一种配置，适合多客户端共享一个NFS服务单目录，如果所有服务器的nfsnobody账户UID都是65534，则本例没什么必要了。

早期CentOS 5.5 系统默认情况下nfsnobody的UID不一定是65524，此时如果这些服务器共享一个NFS目录，就会出现访问权限问题。

配置例3: /home/oldboy 10.0.0.0/24(ro)

用途：在生产环境中，开发人员有查看生产服务器日志的需求，但又不希望给开发生产服务器的权限，那么就可以给开发提供从某个测试服务器NFS客户端上查看某个生产服务器的日志目录（NFS共享）的权限。

3.4 NFS配置参数权限

即/etc/exports文件配置格式中小括号()里的参数集。

  • rw   read-write，可读写
  • ro   read-only，只读
  • sync  （同步，实时）请求或写入数据时，数据同步写入到NFS Server的硬盘后才返回。数据安全不会丢，但是性能比不启用该参数要差。
  • async  （异步）写入时数据会先写到内存缓冲区，直到硬盘有空档才会再写入磁盘，这样可以提升写入效率！风险是服务器宕机或不正常关机，可能会丢失buffer的数据。
  • no_root_squash  访问NFS Server共享目录的用户如果是root的话，对该共享目录具有root权限。这个配置是未无盘客户端准备的。用户应避免使用/
  • root_squash  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  不管访问NFS Server共享目录的用户身份如何，它的权限都将被压缩成匿名用户，同时UID和GID都会变成nfsnobody的账号身份。
    • 在早期多个NFS客户端同时读写NFS Server数据时，这个参数很有用
    • 在生产中配置NFS的重要技巧：
      • 确保所有客户端服务器对NFS共享目录具备相同的用户访问权限
        • all_squash把所有客户端都压缩成固定的匿名用户（UID相同）
        • 就anonuid，anongid指定的UID和GID的用户
      • 所有的客户端和服务器端都需要有一个相同的UID和GID的用户，即nfsnobody（UID必须相同）
  • anonuid  参数以anon*开头，即指anonymous匿名用户，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值。
    • 这个指定的UID必须存在/etc/passwd中
    • 在多NFS 客户端时，如多台Web Server共享一个NFS目录，通过这个参数可以使得不同的NFS客户端写入数据时对所有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，这个参数很有用，一般默认即可。
  • anongid  同anonuid，区别就是把uid换成gid

可以通过man exports查阅更多exports参数说明。

配置好NFS服务后，通过cat /var/lib/nfs/etab 命令可以看到NFS配置的参数以及默认自带的参数。

[root@nfs-31 ~]# cat /var/lib/nfs/etab

/data   192.168.0.0/24(rw,sync,wdelay,hide,nocrossmnt,secure,root_squash,no_all_squash,no_subtree_check,secure_locks,acl,anonuid=65534,anongid=65534,sec=sys,rw,root_squash,no_all_squash)

一般情况下， 大多数参数我们不需要理会。

【集群实战】NFS网络文件共享服务

3.5 NFS服务企业案例配置实践

将NFS服务端上的/data目录共享给192.168.0.0/24  整个网段的主机，且可读写。

【NFS服务端】

# 系统环境

[root@nfs-31 mnt]# cat /etc/redhat-release

CentOS release 6.10 (Final)

[root@nfs-31 mnt]# uname -r

2.6.32-573.el6.x86_64

[root@nfs-31 mnt]# uname -m

x86_64

# 查看rpcbind和nfs服务，并设置开机自启动

[root@nfs-31 mnt]# rpm -qa nfs-utils rpcbind

rpcbind-0.2.0-16.el6.x86_64

nfs-utils-1.2.3-78.el6_10.1.x86_64

[root@nfs-31 mnt]# /etc/init.d/rpcbind status

rpcbind 已停

[root@nfs-31 mnt]# /etc/init.d/rpcbind start

正在启动 rpcbind：                                         [确定]

[root@nfs-31 mnt]# /etc/init.d/nfs status

rpc.svcgssd 已停

rpc.mountd 已停

nfsd 已停

rpc.rquotad 已停

[root@nfs-31 mnt]# /etc/init.d/nfs start

启动 NFS 服务：                                            [确定]

关掉 NFS 配额：                                            [确定]

启动 NFS mountd：                                          [确定]

启动 NFS 守护进程：                                        [确定]

正在启动 RPC idmapd：                                      [确定]

[root@nfs-31 mnt]# chkconfig --list rpcbind

rpcbind         0:关闭  1:关闭  2:启用  3:启用  4:启用  5:启用  6:关闭

[root@nfs-31 mnt]# chkconfig --list nfs

nfs             0:关闭  1:关闭  2:启用  3:启用  4:启用  5:启用  6:关闭

[root@nfs-31 mnt]# tail -3 /etc/rc.local  # chkconfig和/etc/rc.local的配置二选一即可。

# start up nfs service

/etc/init.d/rpcbind start

/etc/init.d/nfs start

# 创建需要共享的目录并授权

mkdir /data -p

grep nfsnobody /etc/passwd

chown -R nfsnobody.nfsnobody /data

ls -ld /data

# 配置NFS服务配置文件，并且在本地查看挂载信息

[root@nfs-31 mnt]# cat /etc/exports

# shared /data by zoe for test at 20191205

/data 192.168.0.0/24(rw,sync)

[root@nfs-31 mnt]# exportfs -rv # 加载配置，可以用来检查配置文件是否合法

exporting 192.168.0.0/24:/data

# 在NFS服务器本地查看挂载情况

showmount -e 192.168.0.31

showmount -e localhost

# 通过查看nfs服务器配置文件的参数（包括默认加载的参数）

[root@nfs-31 mnt]# cat /var/lib/nfs/etab

/data   192.168.0.0/24(rw,sync,wdelay,hide,nocrossmnt,secure,root_squash,no_all_squash,no_subtree_check,secure_locks,acl,anonuid=65534,anongid=65534,sec=sys,rw,root_squash,no_all_squash)

在本地服务器端，同时又作为客户端进行挂载测试：

[root@nfs-31 mnt]# mount -t nfs 192.168.0.31:/data /mnt

[root@nfs-31 mnt]# df -h

Filesystem          Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3           6.9G  1.9G  4.7G  28% /

tmpfs               499M     0  499M   0% /dev/shm

/dev/sda1           190M   67M  114M  37% /boot

192.168.0.31:/data  6.9G  1.9G  4.7G  28% /mnt

看上成功将nfs的共享目录挂载在/mnt目录下。

说明：

  • /data为要共享的NFS服务器端的目录，注意，被共享的目录一定要用绝对路径
  • 10.0.0.0/24 表示允许NFS客户端访问共享目录的网段范围。
  • (rw,sync)中的rw表示允许读写，sync表示数据同步写入到NFS服务器端的硬盘中
  • 也可以用通配符*替换IP地址，表示允许所有主机，也可以写成10.0.0.*的形式
  • 如果不授权属主，数组，那么共享目录挂载以后，将不遵循配置文件exports的设定好的读写规则。虽然能正常挂载，但是会导致写入文件时提示没有权限。
  • 修改配置文件后，必须重启nfs服务（reload，平滑重启，相当于exportfs -rw）
  • showmount -e ip地址，查看生效的nfs配置文件规则

【NFS客户端】

在所有的NFS客户端上执行的操作都是相同的。

# 系统环境

[root@backup-41 ~]# cat /etc/redhat-release

CentOS release 6.10 (Final)

[root@backup-41 ~]# uname -r

2.6.32-573.el6.x86_64

[root@backup-41 ~]# uname -m

x86_64

# 检查安装包

[root@backup-41 ~]# rpm -qa rpcbind

rpcbind-0.2.0-16.el6.x86_64

# 为了使用showmount等功能，所有客户端最好也安装NFS软件，但不启动NFS服务

rpm -qa nfs-utils

# 启动rpc服务（不需要启动NFS服务）

[root@backup-41 ~]# /etc/init.d/rpcbind status

rpcbind is stopped

[root@backup-41 ~]# /etc/init.d/rpcbind start

Starting rpcbind:                                          [  OK  ]

[root@backup-41 ~]# showmount -e 192.168.0.31

Export list for 192.168.0.31:

/data 192.168.0.0/24

# 挂载NFS共享目录/data

[root@backup-41 ~]# mount -t nfs 192.168.0.31:/data /mnt

[root@backup-41 ~]# df -h

Filesystem          Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3           6.9G  1.9G  4.7G  28% /

tmpfs               499M     0  499M   0% /dev/shm

/dev/sda1           190M   67M  114M  37% /boot

192.168.0.31:/data  6.9G  1.9G  4.7G  28% /mnt

# 测试

[root@backup-41 mnt]# cd /mnt

[root@backup-41 mnt]# ls

[root@backup-41 mnt]# mkdir /mnt/backup/rpcbind/test -p

[root@backup-41 mnt]# ls

backup  file

# 在nfs服务端查看共享目录/data

[root@nfs-31 mnt]# ls /data

backup  file

将rpcbind服务和挂载加入开机自启动：

[root@backup-41 mnt]# tail -3 /etc/rc.local

# rpcbind start and mount shared directory ip:/data

/etc/init.d/rpcbind start

/bin/mount -t nfs 192.168.0.31:/data /mnt

4. NFS服务的重点知识梳理

当多个NFS客户端访问服务器端的读写文件时，需要具有以下几个权限：

  • NFS服务器/etc/exports设置需要开放可写入的权限，即服务器端的共享权限
  • NFS服务器实际要共享的NFS目录权限具有可写入w的权限，即服务端本地目录的安全权限。
  • 每台机器都对应存在和NFS默认配置UID的相同UID 65534的nfsnobody用户
    • 确保所有客户端的访问权限统一，否则每个机器需要同时建立相同UID的用户，并覆盖NFS的默认用户配置。

只有满足上述三个条件，多个NFS客户端才能具有查看、修改、删除其它任意NFS客户端上传文件的权限。

这在大规模的集群环境中作为集群共享存储时，尤为重要。

重点NFS服务文件或命令的说明：

1. /etc/exports   NFS服务主配置文件，配置NFS具体共享服务的地点，默认内容为空，以行为单位。

2. /usr/sbin/exportfs  NFS服务的管理命令。

例如：

　　可以加载NFS配置生效，还可以直接配置NFS共享目录，即，无需配置/etc/exports实现共享。

　　exportfs -rv   加载配置生效，等价优雅平滑重启/etc/init.d/nfs reload。

　　exportfs不但可以加载配置生效，也可以通过命令直接共享目录，越过/etc/exports，但是重启失效。

3. /usr/sbin/showmount  在客户端查看NFS配置及挂载结果的命令。配置nfsserver，分别在服务器端和客户端查看挂载情况

4. /var/lib/nfs/etab   NFS配置文件的完整参数设定的文件（有很多没有配置，但是默认就有的NFS参数）

5. /var/lib/nfs/xtab   适合centos5，centos6没有该文件

6. /proc/mounts   客户端挂载参数

[root@backup-41 mnt]# grep mnt /proc/mounts

192.168.0.31:/data/ /mnt nfs4 rw,relatime,vers=4,rsize=131072,wsize=131072,namlen=255,hard,proto=tcp,port=0,timeo=600,retrans=2,sec=sys,clientaddr=192.168.0.41,minorversion=0,local_lock=none,addr=192.168.0.31 0 0

7. /var/lib/nfs/rmtab   客户端访问服务器exports的信息列表

5. NFS客户端挂载命令

5.1 NFS客户端挂载命令格式

　　mount -f nfs 192.168.0.31:/data /mnt

# 挂载前首先检查有权限需要挂载的信息，是否能够挂载

showmount -e 192.168.0.31  

# 执行挂载命令挂载

mount -t nfs 192.168.0.31:/data /mnt

# 查看挂载后结果

df -h

# 查看挂载后结果

mount # 和cat /proc/mounts类似

5.2 NFS客户端挂载排错思路

  • 确认NFS服务器端的设置和服务是否ok。
    • showmount -e 192.168.0.31
    • 在服务器端测试是否可以挂载成功
  • 确认NFS客户端的showmount是否ok
    • 如：ping server_ip
    • telnet server_ip 111

5.3 NFS客户端开机自启动挂载

方法1: 配置/etc/rc.local

[root@backup-41 mnt]# tail -3 /etc/rc.local

# rpcbind start and mount shared directory ip:/data

/etc/init.d/rpcbind start

/bin/mount -t nfs 192.168.0.31:/data /mnt

方法2: 将挂载命令放在/etc/fstab里

[root@web01 ~]# tail -1 /etc/fstab

192.168.0.31:/data   /mnt            nfs defaults        0 0

其实所谓配置方法，这里有一个误区，如下：

  • fstab会优先于网络被Linux系统加载。网络没启动时执行fstab会导致连不上NFS服务器端，无法实现开机挂载。
  • 而且，即使是本地的文件系统，也要注意，fstab最后两列要设置0 0.否则有可能导致无法启动服务器的问题。
  • 因此，nfs网络文件系统最好不要放到fstab里实现开机挂载。
  • 但是，如果是在开机自启动服务里设置并启动了netfs服务，放入fstab里也是可以开机挂载的。

6. 生产环境高级案例配置实战

6.1 指定固定的UID用户配置NFS共享的实例

指定固定的UID用户配置NFS共享在CentOS 5.5及以下生产环境中常用，在CentOS 6.x的场景中不是必须要用的。

在CentOS5.5系统中，NFS有个bug，就是没有UID为65534的nfsnobody的用户，导致需要手动指定固定用户，确保NFS服务端和所有的NFS客户端都能实现对共享目录的增删改查。

客户端和服务端建立统一的NFS用户：用户、UID和GID。

步骤1: 建立用户组zuma并指定GID 888，所有客户端也要用同样的命令建立。

[root@nfs-31 proc]# groupadd zuma -g 888

步骤2：建立用户zuma，指定UID为888，且用户组属于zuma，所有客户端同样。

useradd zuma -u 888 -g zuma

[root@web01-8 mnt]# id zuma

uid=888(zuma) gid=888(zuma) 组=888(zuma)

步骤3: 开始部署NFS Server

[root@nfs-31 /]# mkdir /oldboy -p

[root@nfs-31 /]# chown -R zuma.zuma /oldboy

[root@nfs-31 /]# ls -ld /oldboy

drwxr-xr-x 2 zuma zuma 4096 Dec  9 21:26 /oldboy

# 编辑/etc/exports配置文件

[root@nfs-31 /]# echo "#new example">>/etc/exports

[root@nfs-31 /]# echo "/oldboy 192.168.0.0/24(rw,sync,all_squash,anonuid=888,anongid=888)">>/etc/exports

[root@nfs-31 /]# tail -2 /etc/exports

#new example

/oldboy 192.168.0.0/24(rw,sync,all_squash,anonuid=888,anongid=888)

# 配置完成后，nfs服务平滑重启

[root@nfs-31 /]# /etc/init.d/nfs reload

# 查看是否部署完成

[root@nfs-31 /]# showmount -e localhost

Export list for localhost:

/oldboy 192.168.0.0/24

/data   192.168.0.0/24

步骤4: 部署nfs客户端

[root@backup-41 mnt]# mkdir /video -p

[root@backup-41 mnt]# /etc/init.d/rpcbind status

rpcbind (pid  10434) is running...

[root@backup-41 mnt]# showmount -e 192.168.0.31

Export list for 192.168.0.31:

/oldboy 192.168.0.0/24

/data   192.168.0.0/24

[root@backup-41 mnt]# mount -t nfs 192.168.0.31:/oldboy /video

[root@backup-41 mnt]# df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3             6.9G  1.9G  4.7G  28% /

tmpfs                 499M     0  499M   0% /dev/shm

/dev/sda1             190M   67M  114M  37% /boot

192.168.0.31:/data    6.9G  1.9G  4.7G  28% /mnt

192.168.0.31:/oldboy  6.9G  1.9G  4.7G  28% /video

步骤5: 在客户端上进行测试

[root@backup-41 mnt]# cd /video

[root@backup-41 video]# ls

[root@backup-41 video]# touch test.txt

[root@backup-41 video]# ls -l

total 0

-rw-r--r-- 1 zuma zuma 0 Dec  9 21:39 test.txt # 用户和组都是zuma

完成。

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