NFS是網絡和計算機的一項重大應用。那么對于NFS服務器我們在前面的文章中也進行了一些簡單的介紹。那么這里我們再來系統地講解一下基礎內容。幫助大家理解這部分內容。NFS是分布式計算機系統的一個組成部分,可實現在異構網絡上共享和裝配遠程文件系統.

NFS簡介

NFS由SUN公司開發,目前已經成為文件服務的一種標準（RFC1904,RFC1813）.其***功能是可以通過網絡讓不同操作系統的計算機可以共享數據,所以也可以將其看做是一臺文件服務器,如圖1-1所示.NFS提供了除Samba之外,Windows與Linux及UNIX與Linux之間通信的方法.

圖1-1  NFS可作為文件服務器

客戶端PC可以掛載NFS服務器所提供的目錄并且掛載之后這個目錄看起來如同本地的磁盤分區一樣,可以使用cp、cd、mv、rm及df等與磁盤相關的命令.NFS有屬于自己的協議與使用的端口號,但是在傳送資料或者其他相關信息時候,NFS服務器使用一個稱為"遠程過程調用"（Remote Procedure Call,RPC）的協議來協助NFS服務器本身的運行.

為何使用NFS

NFS的目標是使計算機共享資源,在其發展過程中（即20世紀80年代）,計算機工業飛速發展,廉價CPU及客戶端/服務器技術促進了分布式計算環境的發展.然而當處理器價格下降時,大容量的存儲系統相對而言價格仍居高不下.因此必須采用某種機制在充分發揮單個處理器性能的同時使計算機可共享存儲資源和數據,于是NFS應運而生.

NFS協議

使用NFS,客戶端可以透明地訪問服務器中的文件系統,這不同于提供文件傳輸的FTP協議.FTP會產生文件一個完整的副本;NFS只訪問一個進程引用文件部分,并且一個目的就是使得這種訪問透明.這就意味著任何能夠訪問一個本地文件的客戶端程序不需要做任何修改,就應該能夠訪問一個NFS文件.

NFS是一個使用SunRPC構造的客戶端/服務器應用程序,其客戶端通過向一臺NFS服務器發送RPC請求來訪問其中的文件.盡管這一工作可以使用一般的用戶進程來實現,即NFS客戶端可以是一個用戶進程,對服務器進行顯式調用,而服務器也可以是一個用戶進程.因為兩個理由,NFS一般不這樣實現.首先訪問一個NFS文件必須對客戶端透明,因此NFS的客戶端調用是由客戶端操作系統代表用戶進程來完成的;其次,出于效率的考慮,NFS服務器在服務器操作系統中實現.如果NFS服務器是一個用戶進程,每個客戶端請求和服務器應答（包括讀和寫的數據）將不得不在內核和用戶進程之間進行切換,這個代價太大.第3版的NFS協議在1993年發布,圖1-2所示為一個NFS客戶端和一臺NFS服務器的典型結構.#p#

NFS客戶端和NFS服務器的典型結構

（1）訪問一個本地文件還是一個NFS文件對于客戶端來說是透明的,當文件被打開時,由內核決定這一點.文件被打開之后,內核將本地文件的所有引用傳遞給名為"本地文件訪問"的框中,而將一個NFS文件的所有引用傳遞給名為"NFS客戶端"的框中.

（2）NFS客戶端通過其TCP/IP模塊向NFS服務器發送RPC請求,NFS主要使用UDP,***的實現也可以使用TCP.

（3）NFS服務器在端口2049接收作為UDP數據包的客戶端請求,盡管NFS可以被實現為使用端口映射器,允許服務器使用一個臨時端口,但是大多數實現都是直接指定UDP端口2049.

（4）當NFS服務器收到一個客戶端請求時,它將這個請求傳遞給本地文件訪問例程,然后訪問服務器主機上的一個本地的磁盤文件.

（5）NFS服務器需要花一定的時間來處理一個客戶端的請求,訪問本地文件系統一般也需要一部分時間.在這段時間間隔內,服務器不應該阻止其他客戶端請求.為了實現這一功能,大多數的NFS服務器都是多線程的--服務器的內核中實際上有多個NFS服務器在NFS本身的加鎖管理程序中運行,具體實現依賴于不同的操作系統.既然大多數UNIX內核不是多線程的,一個共同的技術就是啟動一個用戶進程（常被稱為"nfsd"）的多個實例.這個實例執行一個系統調用,使其作為一個內核進程保留在操作系統的內核中.

（6）在客戶端主機上,NFS客戶端需要花一定的時間來處理一個用戶進程的請求.NFS客戶端向服務器主機發出一個RPC調用,然后等待服務器的應答.為了給使用NFS的客戶端主機上的用戶進程提供更多的并發性,在客戶端內核中一般運行著多個NFS客戶端,同樣具體實現也依賴于操作系統.