Родерик Смит - Сетевые средства Linux

Использование серверов NFS

Как правило, серверы NFS применяются для разделения файлов в системах UNIX и Linux. Необходимость в совместном доступе к файлам может возникнуть по разным причинам. Возможно, вы захотите хранить на сервере программы большого объема для того, чтобы их можно было запускать на клиентских машинах с дисками малого размера. Часто сервер NFS используют как централизованное хранилище файлов; изменения, внесенные в файл, сразу становятся доступными всем пользователям. Если в сети применяется централизованная система регистрации, например Kerberos, целесообразно размещать на сервере NFS рабочие каталоги пользователей. Такой подход обеспечивает высокую степень гибкости. В этом случае пользователь перестает быть "привязанным" к своей рабочей станции и может регистрироваться с любого компьютера и работать со своими данными. Существует множество других ситуаций, в которых оправдано применение серверов NFS. Например, вы можете разместить рабочие каталоги пользователей на локальных компьютерах, а сервер NFS использовать для обмена файлами или организовать чтение данных из статической базы, расположенной на сервере.

Несмотря на то что система NFS ориентирована на использование в сетях, состоящих в основном из компьютеров под управлением UNIX, клиенты и серверы NFS разработаны и для других систем, например для Windows, OS/2 и MacOS. Выбор инструмента разделения файлов зависит от конкретной ситуации. В большинстве случаев наилучшие результаты достигаются при использовании в системе Linux протокола, специально разработанного для других систем. Примером подобного решения является организация сервера SMB/CIFS на компьютере под управлением Linux. Кроме того, для настройки сервера Samba в системе Linux потребуется намного меньше времени и усилий, чем для инсталляции и конфигурирования средств поддержки NFS на клиентских компьютерах. Если же в сети в основном используются машины под управлением UNIX и Linux и лишь несколько компьютеров Windows или MacOS, предпочтительнее использовать для разделения файлов систему NFS. (Система MacOS X базируется на UNIX, поэтому средства поддержки NFS хорошо работают в этой среде, однако для их настройки с помощью графического интерфейса MacOS придется затратить много усилий.)

Как вы узнаете из последующих разделов, в процессе работы NFS не проверяет пароли и не реализует другие подобные способы контроля доступа. Вместо этого NFS использует принцип доверия, согласно которому сервер полагается на средства аутентификации пользователей, применяемые на клиентских машинах. На сервере NFS вы определяете узлы, пользующиеся доверием, и задаете их IP-адреса. Данный механизм защиты не сложно обойти, используя фальшивый IP-адрес или изменяя конфигурацию локальных компьютеров, поэтому, планируя систему NFS, надо уделять особое внимание безопасности данных. В частности, нельзя допускать передачу секретной информации средствами NFS. Если возникает необходимость обмена важными данными по локальной сети, для этого лучше использовать Samba или другие механизмы передачи, например, программу scp, которая входит в состав пакета SSH (Secure Shell — защищенная оболочка).

Серверы NFS для системы Linux

В 1998-2002 г. средства поддержки NFS в системе Linux претерпели ряд важных изменений; некоторые из таких изменений рассматриваются в данном разделе. Если вы используете старые дистрибутивные пакеты или устаревшую документацию, представленные здесь сведения позволят вам составить впечатление о реальном положении дел. Чаще всего сервер NFS, поставляемый в составе Linux, можно использовать для обмена данными, но в некоторых случаях, чтобы реализовать NFS-взаимодействие с другими компьютерами, вам придется установить более новое (а возможно, и более старое) программное обеспечение. Информацию о последних разработках в области NFS-обмена в системе Linux можно получить, обратившись по адресу http://nfs.sourceforge.net.

Пользовательский режим и режим ядра

Сервер NFS в основном предназначен для обмена данными между файлами на диске и сетевым интерфейсом. В обычных условиях сервер NFS выполняется в системе Linux в пользовательском режиме. Это означает, что сервер не имеет специальных привилегий и не использует средства ядра. Другими словами, информация читается с диска с помощью функций ядра, затем прочитанные данные передаются программе, работающей в пользовательском режиме, а после этого они поступают на сетевой интерфейс. (Данные, принятые посредством сетевого интерфейса и записываемые на диск, проходят этот путь в обратном направлении.) Необходимость обмена информацией между ядром и программой, выполняющейся в пользовательском режиме, снижает производительность системы. Чтобы устранить этот недостаток, надо изменить коды сервера NFS и конфигурацию ядра так, чтобы передачей данных занимались только функции ядра. Для этого необходимо установить опцию NFS Server Support в подменю Network File Systems меню File Systems (рис. 8.1). Сделав это, вы передадите ядру часть обязанностей сервера NFS. Кроме того, надо использовать код сервера NFS, непосредственно ориентированный на взаимодействие с ядром. Обычно программа, реализующая такой сервер, называется knfsd, в то время как стандартный сервер NFS носит имя nfsd.

Рис. 8.1. В ядре Linux реализованы средства поддержки как клиента, так и сервера NFS

В инструментах настройки ядра Linux также присутствует опция NFS File System Support. Эта опция включает в ядро средства поддержки клиента NFS, которые совместно с утилитой mount позволяют монтировать каталоги, экспортируемые удаленным сервером NFS, в локальной файловой системе. Средства поддержки клиента и сервера NFS в составе ядра не связаны друг с другом, и вы можете независимо включать или отключать любую из этих опций.

NFSv2 и NFSv3

Подобно другим протоколам и программам, средства NFS периодически пересматриваются и реализуются их новые версии. В 2002 г. широко использовалась последняя на тот момент версия 3 системы NFS, или NFSv3. (На самом деле в это время уже существовала версия NFSv4, но она находилась в стадии разработки. Дополнительную информацию о состоянии дел с NFSv4 можно найти, обратившись по адресу http://www.ntsv4.org). Несмотря на наличие NFSv3 (и даже NFSv4), большинство существующих клиентов и серверов NFS поддерживают лишь NFSv2. To же самое можно сказать о ядре Linux 2.2.x. Возможность работы с NFSv3 была реализована в ядре лишь начиная с версии 2.2.18. (Для более ранних версий ядра существуют дополнительные модули, обеспечивающие поддержку NFSv3.) В NFSv3 были предусмотрены дополнительные возможности, например, улучшена блокировка файлов, повышена производительность операций записи за счет применения асинхронного режима (асинхронный режим был реализован и в программах поддержки NFSv2 в системе Linux, но соответствующие средства не соответствовали стандарту). Кроме того, NFSv3 позволяет работать с NQNFS (Not Quite NFS) и использовать соединения TCP (в NFSv2 был предусмотрен только UDP-обмен). Следует заметить, что в 2002 г. соединения TCP поддерживались в Linux лишь частично. Средства NFSv2 подходят для небольших сетей, в которых необходимость в обмене данными возникает лишь эпизодически, a NFSv3 (реализованные в полном объеме) можно использовать для обеспечения работы мощных серверов. Экспериментальные версии NFSv3 для Linux были реализованы плохо — они не поддерживали операции в асинхронном режиме. Для серверных программ ситуация несколько улучшилась с появлением ядра 2.4.x. Клиентские программы в ядре 2.4.17 работают по-прежнему медленно.

Если вы хотите обеспечить работу с сервером NFSv3, в котором операции NFS ускоряются за счет ядра, вы должны при установке конфигурации ядра выбрать опцию Provide NFSv3 Server Support (которая является подопцией обсуждавшейся ранее опции NFS Server Support). Аналогично, для использования средств NFSv3 клиентом надо выбрать опцию Provide NFSv3 Client Support. Протокол NFS обеспечивает совместимость с ранними версиями, поэтому если в вашей системе поддерживаются средства NFSv3, а на других компьютерах установлены лишь средства NFSv2, то узлы сети могут обмениваться данными по протоколу NFSv2.

Если вы хотите обмениваться данными по протоколу NFSv3, то, помимо установки опций ядра, вам надо использовать утилиты, поддерживающие эту версию. Для обеспечения работы клиента вам понадобятся nfs-utils 0.1.6 либо более поздняя версия и версия утилиты mount не ниже 2.10m. Эти инструменты содержатся в большинстве дистрибутивных пакетов; для их поиска можно воспользоваться средствами rpm или dpkg. Так, например, чтобы найти нужную версию mount, надо задать следующую команду:

$ rpm -q mount mount-2.11b-5mdk

В данном случае при выполнении команды было обнаружено, что в системе инсталлирована версия 2.11b утилиты mount, которая подходит для обеспечения работы клиента NFSv3.