[讨论] LINUX nfs详解

网络文件系统(NFS)
一、NFS简介
1、NFS就是Network File System的缩写，它的最大功能就是可以通过网络让不同的机器，不同的操作系统彼此共享文件(share files)——可以通过NFS挂载远程主机的目录，访问该目录就像访问本地目录一样，所以也可以简单的将它看作一个文件服务器(File Server)。
注意：一般而言，使用NFS服务能够方便地使各unix-like系统之间实现共享，但如果需要在unix-like和windows系统之间共享，那就得使用samba了。
2、NFS是通过网络进行数据传输，那么NFS使用哪些端口呢，答案是……不知道，因为NFS传输数据时使用的端口是随机的，唯一的限制就是小于1024，客户端怎么知道服务器使用的是哪个端口，此时就要用到远程过程调用RPC。
其实，NFS运行在SUN的RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）基础上，RPC定义了一种与系统无关的方法来实现进程间通信，由此，NFS Server也可以看作是RPC Server。正因为NFS是一个RPC服务程序，所以在使用它之前，先要映射好端口——通过portmap设定。比如：某个NFS Client发起NFS服务请求时，它需要先得到一个端口(port)，所以它先通过portmap得到port number（不仅是NFS，所有的RPC服务程序启动之前，都需要先设定好portmap）。
注意：在启动RPC服务（比如NFS）之前，需要先启动portmap服务。
3、NFS允许系统将其目录和文件共享给网络上的其他系统。通过NFS，用户和应用程序可以访问远程系统上的文件，就像它们是本地文件一样。那么NFS最值得注意的优点有：
（1）本地工作站可以使用更少的磁盘空间，因为常用数据可以被保存在一台机器上，并让网络上的其他机器可以访问它。
（2）不需要为用户在每台网络机器上放一个用户目录，因为用户目录可以在NFS服务器上设置并使其在整个网络上可用。
（3）存储设备如软盘、光驱及USB设备可以被网络上其它机器使用，这可能可以减少网络上移动设备的数量。
二、与NFS相关的几个文件和命令
1、/etc/exports
对NFS服务的访问是由exports来批准，它枚举了若干有权访问NFS服务器上文件系统的主机名。
2、/sbin/exportfs
维护NFS的资源共享，可以通过它重新设定/etc/exports的共享目录，卸载NFS Server共享的目录或者重新共享等。
3、/usr/sbin/showmount
上面的文件主要用在NFS Server端，而showmount则主要用在Client端，showmount可以用來查看NFS共享的目录资源。
4、/var/lib/nfs/xtab
NFS的记录文档：通过它可以查看有哪些Client连接到NFS主机的记录。
下面这几个并不直接负责NFS，实际上它们是负责所有的RPC。
5、/etc/default/portmap
实际上，portmap负责映射所有的RPC服务端口，它的内容非常非常之简单。
6、/etc/hosts.deny
设定拒绝portmap服务的主机，即禁止访问的客户端IP列表。
7、/etc/hosts.allow
设定允许portmap服务的主机，即允许访问的客户端IP列表。
三、NFS安装
在主机上安装NFS服务软件，因为Debian/Ubuntu上默认是没有安装的。
1、安装端口映射器portmap（可选）
$ sudo apt-get install portmap
2、在终端提示符后键入以下命令安装NFS服务器
$ sudo apt-get install nfs-kernel-server
3、安装NFS客户端（可选）
$ sudo apt-get install nfs-common
注意：nfs-kernel-server和nfs-common都依赖于portmap。另外，在一些文档中提出还需要使用apt-get来手动安装NFS的客户端nfs-common，以及端口映射器portmap，但其实这是没有必要的，因为在安装nfs-kernel-server时，apt会自动把它们安装好。
这样，宿主机就相当于NFS Server。同样地，目标系统作为NFS的客户端，需要安装NFS客户端程序。如果是Debian/Ubuntu系统，则需要安装nfs-common（第3步）。
四、NFS配置
1、配置portmap
方法1：编辑/etc/default/portmap，将"-i 127.0.0.1"去掉；
方法2：$ sudo dpkg-reconfigure portmap，出现“正在设定portmap”软件包设置界面，对Should portmap be bound to the loopback address？选择“否(No)”。
2、配置/etc/hosts.deny
禁止任何host（主机）能和你的NFS服务器进行NFS连接。在该文件中加入：
### NFS DAEMONS
portmap:ALL
lockd:ALL
mountd:ALL
rquotad:ALL
statd:ALL
3、配置/etc/hosts.allow
允许那些你想要的主机和你的NFS服务器建立连接。
下列步骤将允许任何IP地址以192.168.1开头的主机连接到NFS服务器上，具体要看你目标板的端口地址，也可以指定特定的IP地址。在该文件中加入：
### NFS DAEMONS
portmap: 192.168.1.
lockd: 192.168.1.
rquotad: 192.168.1.
mountd: 192.168.1.
statd: 192.168.1.
通过/etc/hosts.deny和/etc/hosts.allow设置对portmap的访问，采用这两个配置文件有点类似"mask"的意思。先在/etc/hosts.deny中禁止所有用户对portmap的访问，再在/etc/hosts.allow中允许某些用户对portmap的访问。
然后重启portmap daemon：
$ sudo /etc/init.d/portmap restart
4、配置/etc/exports
（1）共享的NFS目录在/etc/exports中列出，这个文件控制对目录的共享（NFS挂载目录及权限由该文件定义），书写规则是每个共享为一行）。
格式：[共享目录] [主机名或IP](参数,参数...)
第一个参数是要让客户机访问的目录，第二个是你允许的主机IP，最后的()内是访问控制方式。
注意：客户端可以使用主机名或者IP地址指定，在主机名中可以使用通配符(*)，IP地址后也可以跟掩码段(/24)，但出于安全原因这种情况应该尽量避免。客户端的说明后可在圆括号中加入一系列参数。很重要的一点，不要在最后一个客户端声明的后面留下任何空白或者没关闭括号，因为空白都被解释成客户端的分隔符。
例如我要将/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs目录让用户的IP共享，则在该文件末尾添加下列语句：
/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs *(rw,sync,no_root_squash)
其中：
/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs 表示NFS共享目录，它可以作为开发板的根文件系统通过NFS挂接；
* 表示所有的客户机都可以挂接此目录；
rw 表示挂接此目录的客户机对该目录有读写的权力；
sync 表示所有数据在请求时写入共享，即数据同步写入内存和硬盘；
no_root_squash 表示允许挂接此目录的客户机享有该主机的root身份。
注意：可以用主机名来代替*，尽量指定主机名以便使那些不想其访问的系统不能访问NFS挂载的资源。另外，最好加上sync, 否则$ sudo exportfs -r时会给出警告，sync是NFS的默认选项。
（2）下面是一些NFS共享的常用参数：
ro 只读访问
rw 读写访问
sync 所有数据在请求时写入共享
async NFS在写入数据前可以相应请求
secure NFS通过1024以下的安全TCP/IP端口发送
insecure NFS通过1024以上的端口发送
wdelay 如果多个用户要写入NFS目录，则归组写入（默认）
no_wdelay 如果多个用户要写入NFS目录，则立即写入，当使用async时，无需此设置
hide 在NFS共享目录中不共享其子目录
no_hide 共享NFS目录的子目录
subtree_check 如果共享/usr/bin之类的子目录时，强制NFS检查父目录的权限（默认）
no_subtree_check 和上面相对，不检查父目录权限
all_squash 共享文件的UID和GID映射匿名用户anonymous，适合公用目录
no_all_squash 保留共享文件的UID和GID（默认）
root_squash root用户的所有请求映射成如anonymous用户一样的权限（默认）
no_root_squash root用户具有根目录的完全管理访问权限
anonuid=xxx 指定NFS服务器/etc/passwd文件中匿名用户的UID
anongid=xxx 指定NFS服务器/etc/passwd文件中匿名用户的GID
（3）查看NFS Server的export list：
$ sudo showmount -e
若更改了/etc/exports，运行以下命令进行更新：
$ sudo exportfs -r
然后重启NFS服务：
$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
五、启动和停止NFS服务
1、启动NFS的方法和启动其他服务器的方法类似，首先需要启动portmap和NFS这两个服务，并且portmap服务一定要先于NFS服务启动。
$ sudo /etc/init.d/portmap start
$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start
2、停止NFS服务
在停止NFS服务的时候，需要先停止NFS服务再停止portmap服务，如果系统中还有其他服务需要使用portmap服务，则可以不停止portmap服务。
$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server stop
$ sudo /etc/init.d/portmap stop
3、重新启动portmap和NFS服务
$ sudo /etc/init.d/portmap restart
$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
4、检查portmap和NFS服务状态
$ sudo /etc/init.d/portmap status
$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server status
5、设置自动启动NFS服务
（1）检查NFS的运行级别：
$ sudo chkconfig --list portmap
$ sudo chkconfig --list nfs-kernel-server
（2）在实际使用中，如果每次开启计算机之后都手工启动NFS服务是非常麻烦的，此时可以设置系统在指定的运行级别自动启动portmap和NFS服务。
$ sudo chkconfig --level 235 portmap on
$ sudo chkconfig --level 235 nfs-kernel-server on
六、NFS客户端配置（NFS测试）

1、在NFS服务器启动后，还需要检查Linux服务器的防火墙设置（一般需要关闭防火墙服务），确保没有屏蔽NFS使用的端口和允许通信的主机，主要是检查Linux服务器iptables、ipchains等选项的设置，以及/etc/hosts.deny，/etc/hosts.allow文件。通常都是在内部局域网中进行开发，再安装系统时最好不要安装防火墙等网络安全软件，以方便使用时的配置。
如果你有防火墙，请确保32771、111和2049端口保持开放。
2、手动挂载
使用mount命令来挂载其他机器共享的NFS目录。
格式：$ sudo mount [Server IP]:/[share dir] [local mount point]
例如：
$ sudo mount -t nfs [-o nolock] localhost:/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs /mnt/root_nfs 或
$ sudo mount -t nfs -o nolock 192.168.1.101:/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs /mnt/root_nfs
其中，localhost可以是具体的IP地址，同时挂载点/mnt/root_nfs目录必须已经存在，而且在/mnt/root_nfs目录中没有文件或子目录。
3、自动挂载
（1）另一个挂载其他机器的NFS共享的方式就是在/etc/fstab文件中添加一行，该行必须指明NFS服务器的主机名、服务器输出的目录名以及挂载NFS共享的本机目录，同时必须是根用户才能修改/etc/fstab文件。
格式：server.mydomain.com:/usr/local/pub /pub nfs rsize=8192,wsize=8192,timeo=14,intr
注意：可以根据实际情况修改NFS服务器共享文件夹"servername.mydomain.com:/usr/local/pub"和在本机的挂载点"/pub"，同时挂载点/pub在客户端机器上必须存在。
（2）NFS常见挂载参数:
timeo 如果超时，客户端等待的时间，以十分之一秒计算
retrans 超时尝试的次数
bg 后台挂载（很有用）
hard 如果server端没有响应，那么客户端一直尝试挂载
rsize 读块大小
wsize 写块大小
4、使用autofs来挂载NFS
（1）挂载NFS共享的第三种方法是使用autofs，它使用automount守护进程来管理挂载点，只在文件系统被访问时才动态地挂载。
autofs访问主映射配置文件/etc/auto.master来决定要定义哪些挂载点，然后使用适用于各个挂载点的参数来启动automount守护进程。主映射配置中的每一行都定义一个挂载点，一个分开的映射文件定义在该挂载点下要挂载的文件系统。如/etc/auto.misc文件可能会定义/misc目录中的挂载点，这种关系在/etc/auto.master文件中会被定义。
（2）/etc/auto.master文件中的每个项目都有3个字段，第1个字段是挂载点；第2个字段是映射文件的位置；第3个字段可选，可以包括超时数值之类的信息。
例如：要在机器上的/misc/myproject挂载点上挂载远程机penguin.example.net中的/project52目录。
在/etc/auto.master文件中添加以下行：
/misc /etc/auto.misc --timeout 60
在/etc/auto.misc文件中添加以下行：
myproject -rw,soft,intr,rsize=8192,wsize=8192 penguin.example.net:/proj52
/etc/auto.misc中的第1个字段是/misc子目录的名称，该目录被automount动态地创建，它不应该在客户端机器上实际存在；第2个字段包括挂载选项，如rw代表读写访问权，第3个字段是要导出的NFS的位置，包括主机名和目录。
（3）autofs是一种服务，要启动这项服务，在shell提示下键入以下命令：
$ sudo /sbin/service autofs restart
要查看活跃的挂载点，在shell提示下键入以下命令：
$ sudo /sbin/service autofs status
如果在autofs运行时修改了/etc/auto.master配置文件，则必须在shell提示下键入以下命令来通知automount守护进程重新载入配置文件：
$ sudo /sbin/service autofs reload
5、可以运行df命令查看是否挂载成功：
$ sudo df
取消挂载的命令如下：
$ sudo umount /mnt/root_nfs
七、目标板NFS配置操作
主机IP：192.168.1.101
目标板IP：192.168.1.230
将USB转串口连接上，在终端输入minicom与板子连起，作为“超级终端”使用。
启动目标板并连通网络后，首先查看目标板kernel自身是否支持NFS，在minicom中输入cat /proc/filesystems命令查看其中是否有NFS一行，若没有则表示内核不支持NFS，就需要重新编译和烧写内核；有则OK，接下来就可以直接进行mount操作了。
具体命令是：
# mount -t nfs -o nolock 192.168.1.101:/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs /mnt/root_nfs
无任何提示表示成功，这时可以进入/mnt/root_nfs目录，对文件进行cp、mv等操作。
但是如果使用命令mount -t nfs 192.168.1.101:/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs /mnt/root_nfs，则会有如下的错误提示（也就是省去了"-o nolock"）：
# mount -t nfs 192.168.1.101:/opt/FriendlyARM/mini2440/root_nfs /mnt/root_nfs
portmap: server localhost not responding, timed out
RPC: failed to contact portmap (errno -5).
portmap: server localhost not responding, timed out
RPC: failed to contact portmap (errno -5).
lockd_up: makesock failed, error=-5
portmap: server localhost not responding, timed out
RPC: failed to contact portmap (errno -5).
这时如果使用ls /mnt/root_nfs命令查看该目录内容时，你会发现此时NFS确确实实已经挂载成功了。
然后取消挂载的时候会出现如下的错误提示：
# umount /mnt/root_nfs/
lockd_down: no lockd running.
而成功取消挂载时没有任何提示，同样此时NFS也确实已经取消挂载了。
那么出现上面错误提示的可能原因是：
nfs mount默认选项包括文件锁，依赖于portmap提供的动态端口分配功能。
简单的解决方法：kill文件锁（lockd）或者使用mount -o nolock命令。
上面说的文件锁具体是什么原因，目前还没有找到更好的解决办法。不过，如果主机防火墙有设置时，也可能导致目标板无法正常访问。

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