NFS快速入门（一）：简介、原理

NFS网络文件共享存储

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）让不同主机系统之间可以共享文件或目录。NFS 客户端（一般为web服务器）可以通过挂载(mount）方式将 NFS 服务器端共享的数据目录挂载到客户端某一个挂载点下。从本地客户端来看，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和Windows网络共享、网络驱动器、linux的samba服务类似，只不过windows网络共享服务和samba多用于办公局域网, NFS多用于中小型网站架构数据共享。 如果是大型网站，除了用NFS外，还会用到更复杂的分布式文件系统，如FastDFS，glusterfs等。阿里云的NAS就是云化后的NFS服务。

企业应用场景：

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，如 BBS 产品的图片、附件，头像等，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。注意网站代码是直接批量发布到web节点的，由开发运维人员统一发布，不存在延迟问题，不需要放NFS。

why NFS？

1.实现多台服务器之间数据共享

2.实现多台服务器之间数据一致

如果没有共享存储：

1.A用户上传图片经过负载均衡，负载均衡将上传请求调度至WEB1服务器上。

（负载均衡：分摊请求。比如第一张给web1，再来一张给web2，再来一张给web3）

2.B用户访问A用户上传的图片，此时B用户被负载均衡调度至WEB2上，因为WEB2上没有这张图片，所以B用户无法看到A用户传的图片。

有的话大家都能看到了：

中小型互联网企业一般不会买硬件存储，因为大费，大公司如果业务发展很快的话，可能会临时买硬件存储分散一下网站的压力，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。

NFS原理介绍

我们知道，NFS通过网络进行数据传输。因此，NFS会使用一些端口来传输数据，那么，NFS到底使用哪些端口呢？通过重启NFS（如何启停NFS下节实践会讲）测试可知，NFS会随机启动很多端口。

[root@nfs ~]# netstat -lntup|grep rpc
tcp        0      0 0.0.0.0:111             0.0.0.0:*               LISTEN      6752/rpcbind        
tcp        0      0 0.0.0.0:20048           0.0.0.0:*               LISTEN      6789/rpc.mountd     
tcp        0      0 0.0.0.0:40868           0.0.0.0:*               LISTEN      6746/rpc.statd      
tcp6       0      0 :::111                  :::*                    LISTEN      6752/rpcbind        
tcp6       0      0 :::20048                :::*                    LISTEN      6789/rpc.mountd     
tcp6       0      0 :::49786                :::*                    LISTEN      6746/rpc.statd      
udp        0      0 127.0.0.1:986           0.0.0.0:*                           6746/rpc.statd      
udp        0      0 0.0.0.0:987             0.0.0.0:*                           6752/rpcbind        
udp        0      0 0.0.0.0:20048           0.0.0.0:*                           6789/rpc.mountd     
...

也就是说，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 服务器端使用的是哪个端口的呢？答案就是通过 RPC （Remote Procedure Call，中文意思远程过程调用）服务/协议来实现。

什么是RPC

因为 NFS 支持的功能相当多，而不同的功能会使用不同的程序来启动，每启动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作为传输之用，其中 Centos5.x 的随机端口都小于 1024,而 Centos7.6 的随机端口都是比较大的。

因为端口不固定，这样一来就会造成 NFS 客户端与 NFS 服务器端的通信障碍，因为 NFS 客户端必须要知道 NFS 服务器端的数据传输端口才能进行通信，才能交互数据。要解决这个问题，就要RPC出马了。

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 客户端发出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服务器端和 NFS 客户端之间的一个中介，NFS 工作流程如下图所示。

那么RPC又是如何知道每个NFS端口号呢？

当 NFS 服务器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 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 服务器端进行数据传输了。

因此，在启动 NFS Server 之前，首先要启动 RPC 服务（Centos6/7 环境下为rpcbind 服务），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 端口数据就会丟失，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，修改 NFS 配置文件后是不需要重启 NFS 的，
直接在命令行执行 systemctl reload nfs 或 exportfs-r 即可使修改的/etc/exports 生效。

总之，NFS客户端向服务端存取文件时，数据流程大致如下图：

由上面流程可知，NFS客户端和服务端都需要先启动RPC服务，NFS服务必须在RPC启动后启动，客户端无需启动NFS服务，但需要RPC服务。