NFS文件系统简介及原理

什么是文件系统，NFS文件系统又是什么？
简单的说，文件系统就是通过软件对磁盘上的数据进行组织和管理的一种机制，对其的一种封装或透视。
NFS，Network File System。顾名思义，网络文件系统，即通过网络，对在不同主机上的文件进行共享。
为什么需要使用NFS呢？
在生产环境，我们很少使用单机部署应用，因为单机存在单点故障，一旦宕机，将无法为前端业务提供服务，这是客户无法容忍的。现在提倡的高可用及7*24服务，是我们追求的目标。 对于一些小的应用，双机成为了主流。我们来看一种简单集群场景， 应用分别部署在A及B上， 前端通过F5或着web服务器访问应用。如下图：





那么当客户端发出一个请求时，F5根据一定的机制进行转发，有可能有A服务器进行响应，也有可能
由B服务器进行响应。 而在web应用中上传一些静态文件是很常见的一种功能，如图片。假设用户在某一时间，上传了一张照片到A服务器上，那么下次访问时，被F5路由到了B服务器上，由于B服务器上并没有存储上传的照片，所以将造成用户无法看到自己上传的照片。

那么很容易想到，是不是可以把文件上传到一个公用的服务器上呢？ 这样不管访问的是A还是B，读、取文件都只存在一份。答案是肯定的，这个公用的服务器我们也称之为文件服务器。上面的架构就演变成了下面的架构：





说了这么多，跟NFS又有什么关系呢？
NFS提供了一种机制，可以让A、B访问C中的一个共享目录，就像是操作本地文件一样。既然NFS有这么牛逼的能力，又有什么原因不去深入了解一下呢？
注：此处当然也可以通过sftp或ftp进行文件上传和下载。
NFS的原理：
我们用一个图来进行说明：





首先：NFS包括两部分，服务端及客户端
由于NFS服务功能很多，会有很多端口，这些端口还有可能不固定，那么客户端就无法与服务器进行通信，因为程序间通信必须通过端口（tcp/udp都是端到端通信），那么就需要一个中间的桥接机制，RPC进程即充当这样一个角色，RPC的端口是一定的（111），当NFS启动时，会向RPC进行注册， 那么客户端PRC就能与服务器RPC进行通信， 从而进行文件的传输。

当客户端用户打开一个文件或目录时，内核会判断，该文件是本地文件还是远程共享目录文件，如果是远程文件则通过RPC进程访问远程NFS服务端的共享目录，如果是本地文件，则直接打开。
为了更好的并发，RPC进程及NFS进程都有多个。

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