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【NAS】NFSv4檔案儲存協議新特性介紹

       NFS是*nix平臺的檔案共享協議,Microsoft Windows Server 2012作業系統也已經相容NFS v4。主要版本有NFS v2和NFS v3。NFS v4是NFS v3的繼承版本,主要針對WAN環境部署NFS做出改進並提出NFS分散式檔案系統方案。本文件主要為大家介紹NFSv4的主要新特性,詳細內容如下:

  偽檔案系統:

  NFSv4將所有共享使用一個虛擬檔案系統展示給客戶端。偽檔案系統根目錄(/)使用fsid=0標示,只有一個共享可以是fsid=0。客戶端需要使用“nfs server ip:/”掛載偽檔案系統,偽檔案系統一般使用RO方式共享,其他共享可以通過mount –bind選項在偽檔案系統目錄下掛載。客戶端掛載過程需要通過mount –t nfs4指定NFS版本為4,預設採用nfsv3。

  TCP作為傳輸層:

  NFSv3同時支援TCP和UDP傳輸層協議。UDP是一種不可靠協議,相比TCP而言可以獲得更好效能,丟包和擁塞問題交由應用程式處理;相反TCP是一種可靠傳輸協議,擁有自己的擁塞控制和丟包重傳機制。NFSv4協議明確要求傳輸層提供擁塞控制功能,因此NFSv4使用TCP作為傳輸層,另外NFSv4對TCP重傳規則有嚴格限制。

  網路埠:

  NFSv3使用大量輔助協議,客戶訪問過程首先需要通過portmap/rpcbind獲取rpc.mounted監聽埠,然後nfs客戶端訪問rpc.mounted,nfs伺服器根據/etc/exports檔案進行客戶身份驗證,驗證通過後nfs客戶端才能與rpc.nfsd建立聯絡並訪問共享。客戶端與伺服器資料互動過程的配額管理,檔案鎖管理以及nfs協議資料統計過程都由單獨rpc程序來完成。所有這些程序除了portmap和nfsd之外都是監聽動態隨機埠。NFSv4自身整合輔助協議,只需要TCP 2049一個埠即可,這樣極大方便NFS在

防火牆後環境中部署。

  伺服器端拷貝:

  如果客戶需要從一個NFS伺服器拷貝資料到另外一個NFS伺服器,nfsv4可以讓兩臺NFS伺服器之間直接拷貝資料,不需要經過客戶端。

  資源預留和回收:

  NFSv4為虛擬分配提供的新特性。隨著儲存虛擬分配功能的普及使用,nfsv4可以為預留固定大小的儲存空間;同樣在檔案系統上刪除檔案後,也能夠在儲存上面釋放相應空間。

  國際化支援:

  NFSv4檔名、目錄、連結、使用者與組可以使用 UTF-8字符集,UTF-8相容ASCII碼,使得NFSv4支援更多語言。

  RPC合併呼叫:

  NFSv4允許將多個請求合併為一個rpc引用,在NFSv3每個請求對應一個rpc呼叫。WAN環境中,NFSv4合併rpc呼叫可以顯著降低延遲。

  安全性:

  NFSv4使用者驗證採用“使用者名稱+域名”的模式,與Windows AD驗證方式類似,NFSv4強制使用Kerberos驗證方式。(Kerberos與Windows AD都遵循相同RFC1510標準),這樣方便windows和*nix環境混合部署。

  pNFS

  並行NFS檔案系統,元資料伺服器負責使用者請求排程、資料伺服器負責客戶請求處理。pNFS需要NFS伺服器和客戶端協同支援。pNFS架構示意圖如下:

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