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NFS 在 Linux 是如何工作的

@POST· 2021-04-23 19:34 · 6 min read

因为工作中使用了 NFS，所以有时需要定位一些和 NFS 相关的问题，但是，对于 NFS 除了简单的使用之外，原理以及组件通信还有 IO 路径这些都不是很清楚，所以在这篇文章中我将总结一下 NFS Server 的通信架构以及 mount 的 IO 路径。

访问 Mount NFS 目录

这里的内容很多都和我以前写过的关于 Linux 文件系统模型 相关，所以可以先了解一下这篇文章再看下面的内容。

当我们通过 mount 挂载了一个 NFS 目录时，在 Linux 的文件系统中，会创建一个 vfsmount 和 superblock，用于记录 NFS 的挂载信息，然后将 vfsmount 对象加入到 VFS 的 mount 树和 Hash Table 中，这样就算是挂载好了。

然后，当访问的时候，首先打开的是文件对象，然后再定位到 vfsmount，再接着就可以访问到 superblock 了，这样就可以通过 NFS 的模块和 Server 进行通信了：

NFS 通信原理

NFS 的进程

• rpc.nfsd 进程

  NFS 服务的主进程，主要管理客户端是否能够接入 NFS 服务器以及数据的传输。
  该进程固定监听 TCP/UDP 2049 端口。

• rpc.mountd 进程

  管理和维护 NFS 文件系统，根据所设定的权限决定是否允许客户端挂载指定的共享目录。
  该进程监听的端口默认是不固定的。

• rpc.lockd 进程（可选）

  提供文件锁功能，防止多个客户端同时写入一个文件。
  该进程监听的端口默认是不固定的。

• rpc.statd 进程（可选）

  负责检查数据的状态及一致性，需要与 rpc.lockd 配合使用。
  该进程监听的端口默认是不固定的。

• portmap

  因为 rpc.mountd / rpc.lockd 以及 rpc.statd 的端口是不固定的，所以，nfs client 要想和 server 绑定则必须知道这些端口是什么，因此处理的方式是通过 111 端口查询这些端口信息是什么，然后再发起连接。

NFS 客户端挂载过程

1. 首先服务器端启动 RPC 服务，并开启 111 端口；
2. 启动 NFS 服务，并向 RPC 注册端口信息；
3. 客户端启动 RPC 客户端，向服务端的 portmap（111 端口） 服务请求服务端的 NFS 端口信息；
4. 服务端的 portmap 服务反馈给 Server 的端口信息给客户端；
5. 客户端通过获取的 NFS 端口和服务端的 NFS 连接并进行数据的传输。

获取源代码

1. [[email protected]]# git clone git://git.linux-nfs.org/projects/steved/nfs-utils.git

• Utilities for managing NFS

• 认识 NFS 文件共享协议