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
1.3 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
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
1.7.1 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
