什么是NFS和它是如何工作的?[这可能对你有帮助]

萝珊更新于2022年10月25日知识中心

网络文件系统(NFS)的创建是为了使计算机能够像挂载本地磁盘一样挂载远程计算机上的磁盘分区。它使跨网络文件共享快速而容易。

需要注意的是,如果你设置错误,它会为未经授权的个人通过网络访问你的硬盘打开大门,从而读取你的电子邮件,破坏你的所有文件,并破坏你的系统。

其他系统也提供了NFS的类似功能。今天,NFS具有成熟、标准、易于理解和跨各种系统的健壮支持的优点。

NFS是什么?

网络文件系统(NFS)是一种分布式文件系统协议太阳微系统公司(太阳)在1984年。它使客户端计算机的用户能够像访问本地存储一样通过计算机网络访问文件。与许多其他协议一样,NFS使用开放网络计算远程过程调用(ONC RPC)。任何人都可以实现NFS,因为它是一个开放的IETF标准注释请求(RFC)。

网络文件系统

系统管理员可以使用NFS共享网络服务器上的全部或部分文件系统,以便远程计算机用户可以访问它。NFS共享又称共享文件系统,仅供具有访问权限的客户端访问。客户机和服务器之间的请求通过NFS使用远程过程调用(Remote Procedure Calls, rpc)处理。

NFS支持共享任何对象,对象是NFS主机文件系统的一部分。硬盘驱动器、固态驱动器、磁带驱动器、打印机和其他外设都属于这一类。用户可以从他们的客户端计算机以适当的权限访问资源,就好像它们是本地挂载的一样。

NFS的优点

以下只是NFS为企业提供的众多优势中的一些:

  • 成熟:由于NFS是一个成熟的协议,因此它的大部分实现、安全性和使用以及任何可能的弱点都得到了很好的认识。
  • Open:作为一种自由开放的网络协议,NFS是一种开放协议,它的不断发展在internet规范中得到了体现。
  • 成本效益:NFS是一种易于设置、低成本的网络文件共享解决方案,它使用当前的网络基础设施。
  • 集中管理:NFS的集中控制减少了个别用户系统对附加软件和磁盘空间的需求。
  • 用户友好:使用简单易用的协议,用户可以像访问本地文件一样访问远程主机上的远程文件。
  • 分布式:使用NFS作为分布式文件系统可以减少对可移动媒体存储设备的使用。
  • 安全:使用NFS时系统更安全,因为有更少的可移动媒体设备,包括cd、dvd、蓝光光盘、软盘和USB驱动器。

NFS的缺点

以下是使用NFS的一些限制:

  • 由于NFS依赖rpc,因此它本身是不安全的,因此只能在防火墙后的可靠网络上使用。否则,NFS将面临在线威胁。
  • 根据几项研究,NFSv4和NFSv4.1限制了带宽和可伸缩性,NFS在高网络流量期间会变慢。据报道,NFSv4.2已经解决了带宽和可伸缩性问题。

NFS如何工作?三个版本!(有4个版本可选)

NFS的最新版本NFSv4和NFS版本2 (NFSv2)之后的其他版本通常在客户机和服务器机器协商连接后兼容。

以下是NFS版本,从最老的开始,到最近的结束:

  1. NFS版本2(1989年3月)
  2. NFS版本3(1995年6月)
  3. NFS版本4(2003年4月)
  4. NFS版本4.2(2016年11月)

NFS版本2(1989年3月)

RFC 1094包含NFSv2规范。其主要特点如下:

  • 作为一种传输协议,它使用UDP。在主协议之外实现文件锁定可以使服务器无状态。
  • 它的文件偏移量被限制为32位。因此,客户端可以访问的最大文件是4.2 GB。
  • 它的最大数据传输大小是8 KB, NFS服务器在响应之前必须将客户端写入的任何数据传输到磁盘或非易失性随机访问存储器(NVRAM)。

不再支持NFSv2,任何人都不应该使用它。

NFS版本3(1995年6月)

由于内置的协议改进可以提高性能,因此强烈建议使用NFS版本3而不是NFS版本2。

  • 写吞吐量:在客户机系统上运行的应用程序可能会不断地向文件写入数据,从而改变文件的内容。
  • 减少对文件属性的需求:如果另一个程序对文件进行了更改,客户端必须确保它们的缓存数据仍然是准确的,因为读数据可能会在预期需求的情况下在缓存中停留很长时间。因此,NFS客户端定期获取文件的属性,包括最近的修改时间。修改时间允许客户端检查缓存数据的有效性。
  • 高速网络技术的有效应用:减少RPC大小限制使得NFS能够更有效地利用FDDI、100baseT (100mbps)、1000baseT (Gigabit)和SP Switch等高带宽网络技术。这极大地提高了NFS的顺序读写性能。
  • 减少目录查找请求:服务器必须为完整目录列表中的每个条目提供名称和属性信息,例如ls -l命令生成的信息。

NFS版本4(2003年4月)

根据RFC 3530, NFS Version 4是NFS的最新协议定义。

新协议在安全性、可伸缩性和后端数据管理方面提供了几个重要的功能改进,尽管它与NFS的早期版本(特别是版本3)相同。由于这些特性,NFS Version 4对于大规模分布式文件共享系统来说是一个更好的选择。

以下是NFS Version 4协议的一些特性:

  • NFS操作的实现更改:与NFS的版本2和3相比,NFS的版本4只有两个RPC操作:NULL和COMPOUND。
  • TCP要求:为了在广域网环境中获得更好的性能,NFS版本4协议需要包含拥塞控制的传输协议。
  • 集成锁定协议:NFS版本4中提供了建议字节范围文件锁定的支持。NFS版本4现在支持通过协议操作挂载文件系统。
  • 增强的安全措施:NFS版本4中提供了对RPCSEC-GSS安全协议的支持。
  • 支持国际化:基于字符串的数据是用UTF-8编码的,而不是在NFS版本4中作为原始字节交付。
  • 扩展属性模型:NFS版本4中的属性模型简化了用户添加属性定义的过程,并提高了与非unix实现的互操作性。
  • 访问控制列表支持:NFS版本4包括对ACL属性的决策。

NFS版本4.2(2016年11月)

RFC 7862包含了NFSv4.2的信息。它更新并增加了以下新功能:

  • 改进的现代向外扩展存储系统;对服务器端复制的支持允许任何NFSv4.2存储服务器克隆数据并获取数据快照。
  • 预订空间以保证文件的可存取性;
  • 支持稀疏文件,这些文件有大的零值数据块,从文件中读取为零;
  • 支持应用程序数据块,它指定文件的格式;
  • 支持带标记的NFS,当与保护增强的Linux一起使用时,可以启用额外的安全性。

NFS、CIFS、SMB:有什么区别?

像微软的服务器消息块(SMB)协议一样,NFS允许网络资源共享。许多不同的操作系统支持SMB和NFS。

NFS CIFS SMB
开发人员 太阳微系统公司 微软 IBM
读写操作 写操作:文件:1个3.5 GB文件NFS写入时间:323秒读操作:文件:1个3.5 GB文件NFS读取时间:330秒 找不到正确答案。 写操作:文件:1个3.5 GB文件SMB写入时间:324秒读操作:文件:1个3.5 GB的文件SMB读取时间:347秒
函数 通过客户机-服务器程序,跨服务器、台式机、笔记本电脑和其他设备共享文件成为可能。 在另一台计算机上运行的服务器应用程序响应客户机程序对文件的请求。 客户机-服务器通信协议用于分配对网络资源的访问。
安全 天生不安全,应该只在您可以信任的网络的防火墙后使用。 不是很安全,也很难维护 端到端加密和高级加密标准。
支持的 Unix、Linux、操作系统和Windows 过时了 Samba支持的Windows、Unix
优点 NFS提供了安全性,同时减少了对便携式媒体存储(如USB设备或dvd)的需求。 它允许安全的全网文件传输。 SMB更容易在Linux和Windows计算机上设置
缺点 构建NFS的RPC不是很安全。如果没有防火墙,RPC通信是危险的。只有安全的网络才能用于此。 对于客户端或用户来说,使用CIFS协议识别和修复故障可能具有挑战性。 SMB与Microsoft实现的互操作性并不总是最佳的,因为Samba是一个开源项目。

最后的话

NFS最初被设计为一个用于局域网的简单网络文件系统,但从那时起,它被修改并接受用于几乎所有类型的分布式文件系统。NFS 4.2版本于2016年发布,是现代可使用的扩展存储系统的最新版本。通过本文,您还可以了解NFS、CIFS和SMB的优缺点、功能等之间的区别。

保留存储常见问题

以下是关于NFS的一些常见问题和答案:

1.NFS在Tiktok上意味着什么?

当在TikTok上搜索NFS时,实际的含义是截然不同的。我们可以通过使用标签(NFS)执行快速搜索来访问与著名视频游戏极品飞车相关的视频。

因此,流行的游戏是基于TikTok视频的实际意义。在TikTok上,还有其他的解读。根据网络定义,NFS是“Not for Sale”的首字母缩写。

2.我可以使用什么来代替NFS/CIFS?

最流行的Unix文件共享系统NFS并不是唯一允许用户通过网络共享文件的系统。NFS的替代品包括AFS、DFS和RFS。

3.NFS比SMB好吗?

SMB和NFS是两种用于网络数据交换的客户端-服务器通信协议。NFS在基于linux的设置中工作得更好,而SMB最适合Windows文件共享。但是在数据安全性方面,SMB比NFS更安全。

4.NFS需要哪些端口?

NFS在每种情况下对TCP和UDP使用相同的端口:

  • 适用于Server - 111端口
  • 用于操作- 2049端口
  • 用于检查客户端状态- 1110端口
  • 访问NFS锁管理器- 4045端口

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