NFS存储服务及部署

1 NFS简介

1.1 什么是NFS

NFS=Network File System=网络文件系统。
主要功能是通过网络（一般是局域网）让不同的主机系统之间可以共享文件或目录。
NFS客户端（一般为应用服务器，例如web）可以通过挂载（mount）的方式将NFS服务器端共享的数据目录挂载到NFS客户端本地系统中（就是某一个挂载点下）。从客户端本地看，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。
分布式文件系统：Moosefs（mfs）、GlusterFS、FastDFS（推荐）
NFS属于本地文件存储服务。
NFS主要用于存储web服务器上用户上传的数据信息，图片 附件 头像 视频 音频。

1.2 NFS存储服务价值

（1）可以实现数据统一共享存储
（2）节省架构服务运营成本

1.3 NFS存储服务的优缺点

优点：配置 安装简单
缺点：没有认证功能        分布式存储/ftp/samba
         无法支持高并发存储  日PV 2000万
   无法实现高可用      分布式存储/keepalived

1.4 实现Windows与linux文件数据共享

（1）FTP服务部署
（2）samba服务部署（可以让Windows与linux同时访问）

1.5 NFS网络文件共享系统由来

可以实现数据共享，数据统一一致，节省架构服务运营成本

1.6 NFS网络文件系统工作方式（存储原理）

（1）在nfs服务端创建共享目录
（2）通过mount 网络挂载，将NFS服务端共享目录挂载到NFS客户端本地目录上。
（3）NFS客户端挂载目录上创建、删除、查看数据操作，等价于在服务端进行创建、删除、查看数据操作。

1.7 NFS存储文件系统中两个重要服务

1 RPC服务    2 NFS服务

1.7.1 RPC服务工作原理

因为NFS的各项功能都需要向RPC服务（rpcbind服务）注册，所以只有RPC服务才能获取到NFS服务的各项功能对应的端口号（port number)、PID、NFS在主机所监听的IP等信息，而NFS客户端也只能通过向RPC服务询问才能找到正确的端□。也就是说，NFS需要有RPC服务的协助才能成功对外提供服务。

1.7.2 NFS工作流程

1.7.3 NFS详细访问流程

当访问程序通过NFS客户端向NFS服务器存取文件时，其请求数据流程大致如下：
（1）首先用户访间网站程序，由程序在NFS客户端上发出存取NFS文件的请求，这时NFS客户端（即执行程序的服务器）的RPC服务（rpcbind服务）就会通过网络向NFS服务器端的RPC服务（rpcbind服务）的111端口发出NFS文件存取功能的询间请求.
（2）NFS服务器端的RPC服务（rpcbind服务）找到对应的已注册的NFS端口后，通知NFS客户端的RPC服务。l
（3）此时NFS客户端获取到正确的端口,并与NFS daemon联机存取数据
（4）NFS客户端把数据存取成功后，返回给前端访间程序，告知用户存取结果，作为网站用户，就完成了一次存取操作。

2 NFS存储服务部署

RPC 远程过程调用程序。先启动PRC服务，然后在启动NFS。

2.1 服务端部署

2.1.1 安装软件程序

yum install -y nfs-utils rpcbind
rpm -qa nfs-utils
rpm -qa rpcbind

2.1.2 编写配置文件

vim /etc/exports	#进入配置文件
/data 172.16.1.0/24(rw,sync)	#写入命令
# /data 可以进行共享存储目录
# 172.16.1.0/24(rw,sync)	允许存储数据网段信息(存储目录权限配置 存储数据方式配置）

sync=同步方式存储数据：用户有数据存储  ----  存储服务器（磁盘中）           存储安全性高
async=异步方式存储数据：用户有数据存储  ----  内存 --- 存储服务器（磁盘中）  存储效率高

2.1.3 创建目录，对目录进行授权

mkdir /data
chown nfsnobody.nfsnobody /data

2.1.4 启动服务程序

systemctl start rpcbind
systemctl reload rpcbind	#重启rpcbind	平滑重启
systemctl enable rpcbind
systemctl start nfs
systemctl reload nfs			#重启nfs
systemctl enable nfs
###	restart：将所有连接会话都会直接断开
###	reload:  只会将没有数据传输链接断开，重新建立连接，让用户访问感受更好

2.2 客户端部署

2.2.1 安装相关软件

yum install -y nfs-utils

2.2.2 进行存储目录挂载

mount -t nfs  172.16.1.31:/data  /mnt

2.2.3 进行测试

客户端创建文件：
[root@web01 mnt]#ls
[root@web01 mnt]#touch test.txt
[root@web01 mnt]#ls
test.txt
服务端同步文件：
[root@nfs01 data]#ls
[root@nfs01 data]#ls
test.txt
服务端与客户端文件同步，则测试成功。

3 存储服务配置文件编写格式

3.1 配置文件exports参数

ro	只读配置，使存储目录权限位只读，使开发人员只能看
rw	读写权限
sync	同步存储数据
async	异步存储数据
all_squash	不论什么用户包括root，都映射为指定nfsnobody用户
no_all_squash	对普通用户不做映射，无权限。root用户映射为nfsnobody
root_squash	将root用户映射为指定nfsnobody用户，普通用户无权限
no_root_squash	将root用户不做映射，普通用户无权限
anonuid	指定uid，指定映射成什么用户
anongid	指定gid，指定映射成什么用户

在企业中，一般选用no_all_squash，root_squash。

3.1.1 all_squash映射实践

第一步：服务端修改服务配置文件

vim /etc/exports
/data  172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash)
systemctl reload nfs

第二步：客户端上传数据测试

[root@web01 mnt]#touch test.txt
[root@web01 mnt]#ll test.txt
-rw-r--r-- 1 nfsnobody nfsnobody 0 Jul 16 20:57 test.txt

3.1.2 no_all_squash映射实践

第一步：服务端修改服务配置文件

vim /etc/exports
/data  172.16.1.0/24(rw,sync,no_all_squash)
systemctl reload nfs

第二步：客户端上传数据测试

[root@web01 mnt]# touch aaa.txt
[root@web01 mnt]# ll
-rw-rw-r-- 1     1017     1017  0 Jul 16 12:08 aaa.txt
### 用户传输数据身份没有变化，看用户uid信息

3.1.3 root_squash映射实践

第一步：服务端修改服务配置文件

vim /etc/exports
/data  172.16.1.0/24(rw,sync,root_squash)
systemctl reload nfs

第二步：客户端上传数据测试

[root@web01 mnt]# touch bbb.txt
[root@web01 mnt]# ll
-rw-r--r-- 1 nfsnobody nfsnobody  0 Jul 16 12:19 bbb.txt
### root用户会映射为指定的nfsnobody用户

3.1.4 no_root_squash映射实践

第一步：服务端修改服务配置文件

vim /etc/exports
/data  172.16.1.0/24(rw,sync,no_root_squash)
systemctl reload nfs

第二步：客户端上传数据测试

[root@web01 mnt]# touch ccc.txt
[root@web01 mnt]# ll
-rw-r--r-- 1 root      root       0 Jul 16 12:22 ccc.txt
###	将root用户不做映射

3.2 NFS客户端映射原理图

3.2.1 映射原理练习题

要求服务端：
/data/w   可读可写权限，所有用户都做映射，  采用同步传输数据
/data/r   只能读取数据，只有root用户组映射，采用异步传输数据
要求客户端：
backup   /data/w  --挂载点 /data/w   可以存储数据  
web01    /data/r  --挂载点 /data/r   不能存储数据
解决服务端：
（1）编写配置文件

vi /etc/exports
/data/w  172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash)
/data/r  172.16.1.0/24(ro,async,root_squash)

（2）创建共享存储目录

web01:
mkdir /data/r
chown nfsnobody.nfsnobody /data/r
backup:
mkdir /data/w
chown nfsnobody.nfsnobody /data/w

（3）重启存储服务

systemctl reload nfs

解决客户端：
（1）创建挂载点目录

web01:mkdir /data/r
backup:mkdir /data/w

（2）进行挂载

web01
mount -t nfs 172.16.1.31:/data/r  /data/r
backup
mount -t nfs 172.16.1.31:/data/w  /data/w

(3)验证成功

[root@web01 r]#touch hh.txt
touch: cannot touch ‘hh.txt’: Read-only file system	### 只读权限，所以出现这种情况才是正常
[root@backup w]#touch kk.txt		### 读写权限，所以能创建
[root@backup w]#ls
kk.txt

3.3 影响NFS服务存储权限原因

（1）服务端配置文件参数    exports文件里ro/rw参数
（2）服务端本身目录权限  
（3）服务端共享目录权限存在继承关系    例如：/data，/data/r
   PS：建议设置共享目录时，不要存在父级与子级关系
（4）客户端挂载参数是否为 ro

4 NFS挂载常见问题

4.1 异常问题一

ls: cannot open directory .: Stale file handle  （文件句柄错误）
出现原因： 当父级和子级目录同时进行挂载时，一旦父级目录取消共享，但是客户端还是处于挂载状态
问题解决： 将和父级目录有关的所有挂载点全部卸载，重新挂载

4.2 异常问题二

Cannot register service: RPC: Unable to receive;
出现原因： 服务启动顺序不正确
问题解决： 关闭所有服务，按顺序进行启动

4.3 异常问题三

出现挂载卡死情况
clnt_create: RPC: Port mapper failure - Unable to receive: errno 113 (No route to host)
出现原因： 服务端开启防火墙，阻止客户端访问
问题解决： 关闭防火墙

4.4 异常问题四

服务端采用restart情况，会有一个90s延迟；造成客户端挂载好共享目录，90s内无法存储数据
出现原因：
cat /etc/sysconfig/nfs|grep 90
#NFSD_V4_GRACE=90
#NFSD_V4_LEASE=90

4.5 NFS存储排错原理

4.5.1 检查服务端服务是否启动

4.5.2 检查NFS服务是否向RPC服务注册

未注册情况

[root@nfs01 ~]# rpcinfo -p localhost
program vers proto   port  service
100000    4   tcp    111  portmapper
100000    3   tcp    111  portmapper
100000    2   tcp    111  portmapper
100000    4   udp    111  portmapper
100000    3   udp    111  portmapper
100000    2   udp    111  portmapper

已经进行注册

[root@nfs01 ~]# rpcinfo -p localhost
program vers proto   port  service
100000    3   tcp    111  portmapper
100000    2   tcp    111  portmapper
100000    4   udp    111  portmapper
100000    3   udp    111  portmapper
100000    2   udp    111  portmapper
100005    1   udp  20048  mountd
100005    1   tcp  20048  mountd
100005    2   udp  20048  mountd
100005    2   tcp  20048  mountd
100005    3   udp  20048  mountd
100005    3   tcp  20048  mountd
100003    3   tcp   2049  nfs
100003    4   tcp   2049  nfs
100227    3   tcp   2049  nfs_acl
100003    3   udp   2049  nfs
100003    4   udp   2049  nfs
100227    3   udp   2049  nfs_acl
服务关闭在开启，有些端口会发生改变
100021    1   udp  60318  nlockmgr
100021    3   udp  60318  nlockmgr
100021    4   udp  60318  nlockmgr
100021    1   tcp  32828  nlockmgr
100021    3   tcp  32828  nlockmgr
100021    4   tcp  32828  nlockmgr

4.5.3 检查NFS服务是否存在共享目录

命令：showmount -e  172.16.1.31    NFS没有安装，不能使用showmount

[root@nfs01 data]#showmount -e  172.16.1.31
Export list for 172.16.1.31:
/data/r 172.16.1.0/24
/data/w 172.16.1.0/24

4.6 NFS服务相关重要文件命令

/etc/exports	#配置文件
/var/lib/nfs/etab	#记录nfs服务默认配置参数信息
rpcinfo -p 172.16.1.31	#检查nfs是否向rpc注册
showmount -e 172.16.1.31	#检查nfs服务是否存在共享目录
/usr/sbin/exportfs	#可以平滑重启nfs服务，可以临时设置共享存储目录
平滑重启服务：exportfs -rv
临时创建目录：exportfs -o rw,sync  192.168.232.0/24:/data01

4.7 NFS服务客户端挂载

4.7.1 如何进行挂载

mount -t nfs 172.16.1.31:/data  /mnt

4.7.2 如何开机挂载

方法一：vi /etc/rc.local
mount -t nfs 172.16.1.31:/data  /mnt
方法二：vi /etc/fstab文件
172.16.1.31:/data   /mnt    nfs  defaults   0 0

centos6  
启动系统 -- 加载fstab -- 启动network网络服务 -- netfs（在系统启动完毕之后，再次加载fstab）
centos7
启动系统 -- 加载fstab -- 启动network网络服务 -- remote-fs.target（在系统启动完毕之后，再次加载fstab）

4.7.3 启动nfs服务客户端很慢

出现原因：在客户端上配置自动nfs服务挂载   --- 耦合度太高
解决问题：
（1）取消自动挂载
（2）启动顺序 先开启后端服务（nfs mysql backup 缓存服务）  在开启前端服务（web服务 负载均衡服务）

4.7.4 挂载参数说明

rw	让挂载点目录具有可读可写权限   相反ro
suid=setuid	让挂载点目录中的文件特殊权限位生效    相反nosuid  安全
dev	让挂载点目录存储设备文件保持属性不变
exec	让挂载点目录中的执行文件可以执行   相反noexec
auto(mount -a)	让挂载点目录实现快速自动挂载  相反noauto
nouser	让普通用户是否可以卸载和挂载目录   相反user
async	数据异步存储概念，相反sync同步存储
noatime	访问文件时不更新文件的inode时间戳，高并发环境下，推荐显示应用该选项，可以提高系统I/O性能。性能优化
nodiratime	不更新文件系统上的directory inode时间戳，高并发环境，推荐显式应用该选项，可以提高系统I/O性能。性能优化
remount	在不进行卸载挂载点时，直接重新挂载修改挂载参数 文件系统只读：mount -o remount,rw / 解决
rsize=262144	设置一个缓存区 262144字节  设置大小和内存有关   用户 （读取） --- web01 /data  2M --- nfs /data 10M 压力大
wsize=262144	设置一个缓冲区 262144字节 用户（存储）  --- web01 /data 10M --- nfs /data 10M 压力大
hard	当服务端处于关闭状态，客户端会处于一直挂载
soft	当服务端处于关闭状态，不会一直挂载
proto=tcp	挂载协议

客户端重要文件：/proc/mounts  --- 查看到mount挂载命令默认参数信息
强行进行卸载：umount -lf

4 补充：下载软件出现异常

（1）更新yum源
（2）利用rpm安装软件 获得rpcbind软件包

vim /etc/yum.conf
cachedir=/var/cache/yum/$basearch/$releasever   --- 下载软件保存路径
keepcache=1                                     --- 下载软件保留下来，不要被删除
rpm -ivh  rpcbind-0.2.0-47.el7.x86_64.rpm.rpm		---	安装rpcbind