29.3 Network File System (NFS)

29.3.1 Πως δουλεύει το NFS

Το NFS αποτελείται από τουλάχιστον δύο κύρια μέρη: από έναν εξυπηρετητή και από έναν ή περισσότερους πελάτες. Ο απομακρυσμένος πελάτης πρέπει να έχει πρόσβαση στα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στον εξυπηρετητή. Για να επιτευχθεί αυτή η δυνατότητα θα πρέπει να ρυθμιστούν και να εκτελεστούν μερικές διεργασίες.

Ο εξυπηρετητής θα πρέπει να τρέχει τους ακόλουθους δαίμονες:

Οι πελάτες μπορούν επίσης να τρέχουν ένα δαίμονα, γνωστό ως nfsiod. Ο δαίμονας nfsiod εξυπηρετεί αιτήματα που δέχεται ο πελάτης από τον εξυπηρετητή NFS. Η χρήση του είναι προαιρετική, μπορεί να βελτιώσει την απόδοση αλλά δεν είναι αναγκαία υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίες. Δείτε τη σελίδα βοηθείας nfsiod(8) περισσότερες πληροφορίες.

29.3.2 Ρυθμίσεις NFS

Οι ρυθμίσεις για το NFS είναι μια σχετικά απλή εργασία. Όλες οι απαιτούμενες διεργασίες μπορούν να οριστούν να τρέχουν κατά την εκκίνηση του συστήματος τροποποιώντας το αρχείο /etc/rc.conf.

Στον εξυπηρετητή NFS, βεβαιωθείτε ότι έχουν ρυθμιστεί οι ακόλουθες επιλογές στο αρχείο /etc/rc.conf:

rpcbind_enable="YES"
nfs_server_enable="YES"
mountd_flags="-r"

Ο δαίμονας mountd ξεκινά αυτόματα κάθε φορά που ο εξυπηρετητής NFS είναι ενεργοποιημένος.

Για τους πελάτες, βεβαιωθείτε ότι περιέχεται αυτή η επιλογή στο /etc/rc.conf :

nfs_client_enable="YES"

Το αρχείο /etc/exports προσδιορίζει ποια συστήματα αρχείων NFS θα πρέπει να εξαχθούν (μερικές φορές αναφέρεται και ως «διαμοιραστούν»). Κάθε γραμμή στο /etc/exports ορίζει ένα εξαγόμενο σύστημα αρχείων και τα μηχανήματα που θα έχουν πρόσβαση στο συγκεκριμένο σύστημα αρχείων. Εκτός από τα μηχανήματα που έχουν πρόσβαση στο σύστημα αρχείων, μπορούν να οριστούν διάφορες επιλογές πρόσβασης. Υπάρχουν πάρα πολλές επιλογές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτό το αρχείο, αλλά θα περιοριστούμε στην αναφορά μόνο μερικών από αυτών. Μπορείτε εύκολα να ανακαλύψετε περισσότερες επιλογές από τη σελίδα βοηθείας exports(5) .

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα καταχωρήσεων του /etc/exports :

Τα ακόλουθα παραδείγματα θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε πως δουλεύει η εξαγωγή συστημάτων αρχείων, αν και ενδέχεται οι ρυθμίσεις στην περίπτωση σας να είναι διαφορετικές ανάλογα με το περιβάλλον σας και τις ρυθμίσεις δικτύου. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι χρειάζεται να διαμοιραστεί ο κατάλογος /cdrom σε τρία δοκιμαστικά μηχανήματα που έχουν το ίδιο όνομα χώρου με τον εξυπηρετητή ή που εναλλακτικά έχουν δηλωθεί στο αρχείο /etc/hosts. Το flag -ro περιορίζει την πρόσβαση στο εξαγόμενο σύστημα αρχείων μόνο για ανάγνωση (read-only). Η παρουσία του flag απαγορεύει την εγγραφή στο εξαγόμενο σύστημα αρχείων από όλα τα απομακρυσμένα συστήματα.

/cdrom -ro host1 host2 host3

Η ακόλουθη γραμμή εξάγει το /home σε τρεις πελάτες ορισμένους από την IP διεύθυνση τους. Αυτή είναι μια χρήσιμη ρύθμιση για ένα private δίκτυο που δεν έχει σχεδιαστεί να προσφέρει υπηρεσίες DNS. Προαιρετικά το αρχείο /etc/hosts θα μπορούσε να ρυθμιστεί ειδικά για τοπικούς κόμβους. Δείτε την σελίδα hosts(5) για περισσότερες πληροφορίες. Το flag -alldirs δίνει τη δυνατότητα σε υποκαταλόγους του συστήματος αρχείων να μπορούν να γίνουν σημεία προσάρτησης. Με άλλα λόγια, δε θα προσαρτώνται οι υποκατάλογοι, αλλά θα επιτρέπεται στους πελάτες να προβαίνουν σε προσάρτηση καταλόγων σύμφωνα με τις ανάγκες τους..

/home  -alldirs  10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4

Στην ακόλουθη γραμμή εξάγεται ο /a έτσι ώστε δύο πελάτες από διαφορετικά domains να μπορούν να έχουν πρόσβαση στο σύστημα αρχείων. Το flag -maproot=root επιτρέπει στον χρήστη root του απομακρυσμένου συστήματος να μπορεί να γράφει δεδομένα στο διαμοιραζόμενο σύστημα αρχείων με δικαιώματα root. Εάν δεν ορίζεται το flag -maproot=root τότε δεν θα επιτρέπεται η τροποποίηση αρχείων στο διαμοιραζόμενο σύστημα αρχείων, ακόμη κι αν ο χρήστης έχει δικαιώματα root στο απομακρυσμένο σύστημα.

/a  -maproot=root  host.example.com box.example.org

Η πρόσβαση ενός πελάτη σε ένα διαμοιραζόμενο σύστημα αρχείων ορίζεται από τις άδειες που έχουν δοθεί στον πελάτη. Βεβαιωθείτε ότι ο πελάτης έχει καταχωρηθεί στη λίστα σας στο αρχείο /etc/exports.

Στο /etc/exports, κάθε γραμμή παρουσιάζει τις πληροφορίες εξαγωγής ενός μόνο συστήματος αρχείων σε ένα μόνο κόμβο. Ένας μόνο απομακρυσμένος κόμβος μπορεί να οριστεί για κάθε σύστημα αρχείων, και μπορεί να έχει μόνον ένα προεπιλεγμένο σημείο εισόδου. Για παράδειγμα, αν υποθέσουμε ότι ο /usr είναι ένα μονοκόμματο σύστημα αρχείων, τότε οι ακόλουθες καταχωρήσεις στο /etc/exports θα ήταν εσφαλμένες:

# Λανθασμένες καταχωρήσεις αν ο /usr είναι ένα μονοκόμματο σύστημα αρχείων:
/usr/src   client
/usr/ports client

Για ένα σύστημα αρχείων, το /usr, υπάρχουν δύο γραμμές που ορίζουν διαμοιρασμό στον ίδιο κόμβο - πελάτη. Η σωστή σύνταξη για αυτή την περίπτωση είναι:

/usr/src /usr/ports  client

Όλες οι ιδιότητες ενός συστήματος αρχείων που εξάγεται σε ένα συγκεκριμένο κόμβο πρέπει να ορίζονται σε μία γραμμή. Οι γραμμές όπου δεν αναφέρεται κάποιος πελάτης προσδιορίζουν την ύπαρξη ενός μόνο κόμβου. Αυτό μπορεί να περιορίσει κάπως τον τρόπο εξαγωγής συστημάτων αρχείων, αλλά για τους περισσότερους ανθρώπους δεν είναι σημαντικό ζήτημα.

Ακολουθεί ένα παράδειγμα διαμοιρασμού, όπου οι κατάλογοι /usr και/exports είναι τοπικά συστήματα αρχείων:

# Εξαγωγή καταλόγων src και ports στους client01 και client02, 
# αλλά μόνον ο client01 έχει δικαιώματα root σε αυτούς
/usr/src /usr/ports -maproot=root    client01
/usr/src /usr/ports               client02
#  Οι πελάτες έχουν δικαιώματα root και μπορούν να προσαρτήσουν οπουδήποτε
#  τον /exports. Επιτρέπεται σε όλους ανεξαιρέτως η προσάρτηση  
#  του /exports/obj μόνο για ανάγνωση
/exports -alldirs -maproot=root      client01 client02
/exports/obj -ro

Για κάθε μετατροπή του αρχείου /etc/exports ο δαίμονας mountd πρέπει να εξαναγκάζεται σε επανέλεγχο του αρχείου, ώστε να εφαρμόζονται οι αλλαγές. Αυτό γίνεται είτε με αποστολή ενός σήματος HUP στον δαίμονα που ήδη εκτελείται:

# kill -HUP `cat /var/run/mountd.pid`

ή αλλιώς εκτελώντας το σενάριο mountd rc(8) με τις κατάλληλες παραμέτρους:

# /etc/rc.d/mountd onereload

Σας παραπέμπουμε στην Τμήμα 11.7 για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα σενάρια rc.

Εναλλακτικά, κάντε μια επανεκκίνηση και το FreeBSD θα ρυθμίσει κατάλληλα τα πάντα. Αυτό βέβαια δεν είναι απαραίτητο, αφού μπορείτε να εκτελέσετε τις ακόλουθες εντολές σαν root θα πρέπει να ξεκινήσει τα πάντα σωστά.

Στον εξυπηρετητή NFS :

# rpcbind
# nfsd -u -t -n 4
# mountd -r

Στον πελάτη NFS :

# nfsiod -n 4

Τώρα όλα θα πρέπει να είναι έτοιμα για να προσαρτήσουμε πραγματικά το απομακρυσμένο σύστημα αρχείων. Στα παραδείγματα το όνομα του εξυπηρετητή θα είναι server και το όνομα πελάτη client. Αν θέλετε να προσαρτήσετε μόνο προσωρινά το απομακρυσμένο σύστημα αρχείων ή απλά επιθυμείτε να ελέγξετε τις ρυθμίσεις σας , εκτελέστε μία εντολή με δικαιώματα root στον πελάτη σαν την ακόλουθη :

# mount server:/home /mnt

Με αυτό τον τρόπο θα προσαρτήσετε τον κατάλογο /home του εξυπηρετητή στον κατάλογο /mnt του πελάτη. Αν έχετε κάνει σωστά τις ρυθμίσεις θα πρέπει να έχετε πρόσβαση στον κατάλογο /mnt του πελάτη και να δείτε όλα τα αρχεία που περιέχονται στον εξυπηρετητή.

Αν θέλετε να προσαρτάται αυτόματα ένα απομακρυσμένο σύστημα αρχείων κάθε φορά που ξεκινά ο υπολογιστής σας, τότε προσθέστε το σύστημα αρχείων στο αρχείο /etc/fstab. Για παράδειγμα:

server:/home   /mnt    nfs rw  0   0

Η σελίδα βοηθείας fstab(5) περιέχει όλες τις διαθέσιμες επιλογές .

29.3.3 Κλείδωμα

Μερικές εφαρμογές (π.χ. η mutt) για να λειτουργήσουν σωστά απαιτούνε κλειδωμένα αρχεία. Στην περίπτωση του NFS, μπορεί να χρησιμοποιηθεί το rpc.lockd για το κλείδωμα αρχείων. Για να ενεργοποιηθεί, προσθέστε τις ακόλουθες γραμμές στο αρχείο /etc/rc.conf και για τους πελάτες και για τον εξυπηρετητή (με την προϋπόθεση ότι έχουν ήδη ρυθμιστεί οι πελάτες και ο εξυπηρετητήςNFS):

rpc_lockd_enable="YES"
rpc_statd_enable="YES"

Ξεκινήστε την εφαρμογή δίνοντας:

# /etc/rc.d/nfslocking start

Αν δεν είναι πραγματικά αναγκαίο το κλείδωμα μεταξύ πελατών NFS και εξυπηρετητή NFS, μπορείτε να επιτρέψετε στους πελάτες NFS να να κλειδώνουν τοπικά, προσθέτοντας το πρόθεμα -L στην εντολή mount_nfs(8). Συμβουλευτείτε τη σελίδα βοηθείας mount_nfs(8) για περισσότερες πληροφορίες.

29.3.4 Πρακτικές Εφαρμογές

Το NFS έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές. Μερικές από τις πιο συνήθεις αναφέρονται παρακάτω:

• Μπορείτε να θέσετε σε πολλά μηχανήματα να διαμοιράζονται το CDROM ή κάποιο άλλο μέσο. Αυτός είναι ένα οικονομικός και συχνά βολικός τρόπος για να εγκαταστήσετε λογισμικό σε πολλά μηχανήματα.

• Σε μεγαλύτερα δίκτυα, μπορεί να είναι πιο εύκολο να ρυθμίσετε ένα κεντρικό εξυπηρετητή NFS στον οποίο να αποθηκεύσετε τους καταλόγους home όλων των χρηστών και να τους εξάγετε στο δίκτυο. Με αυτό τον τρόπο οι χρήστες θα μπορούν να έχουν τον ίδιο home κατάλογο από οποιονδήποτε σταθμό εργασίας και να συνδέονται.

• Πολλά μηχανήματα θα μπορούσαν να έχουν ένα κοινόχρηστο κατάλογο /usr/ports/distfiles. Με αυτό τον τρόπο, όταν χρειάζεται να εγκατασταθεί ένα port σε πολλά μηχανήματα, μπορείτε εύκολα να έχετε πρόσβαση στον πηγαίο και δίχως να τον κατεβάζετε σε κάθε μηχάνημα ξεχωριστά.

29.3.5 Αυτόματες Προσαρτήσεις με την εφαρμογή amd

Ο amd(8) (ο δαίμονας αυτόματης προσάρτησης) προσαρτά αυτόματα ένα απομακρυσμένο σύστημα αρχείων κάθε φορά που κάποιο αρχείο ή κατάλογος μέσα στο σύστημα αρχείων προσπελάζεται. Επίσης, τα συστήματα αρχείων που μένουν ανενεργά για κάποιο χρονικό διάστημα θα αποπροσασρτώνται αυτομάτως από το amd. Η χρήση του amd προσφέρεται ως απλή εναλλακτική λύση στις μόνιμες προσαρτήσεις. που καταχωρούνται στο /etc/fstab.

Το amd λειτουργεί προσαρτώντας τον εαυτό του ως εξυπηρετητή NFS server στους καταλόγους /host και /net. Όταν ένα αρχείο προσπελάζεται σε αυτούς τους καταλόγους, ο amd αναζητεί την αντίστοιχη απομακρυσμένη προσάρτηση και αυτόματα την προσαρτά. Ο κατάλογος /net χρησιμοποιείται για να προσαρτά ένα εξαγόμενο σύστημα αρχείων διαμέσου της διεύθυνσης IP, ενώ ο /host χρησιμοποιείται για να προσαρτά μια εξαγωγή διαμέσου του ονόματος του κόμβου (hostname).

Όταν προσπελάζεται ένα αρχείο μέσα στον κατάλογο /host/foobar/usr, το amd καλείται να επιχειρήσει να προσαρτήσει τον εξαγόμενο /usr στον κόμβο foobar.

% showmount -e foobar
Exports list on foobar:
/usr                               10.10.10.0
/a                                 10.10.10.0
% cd /host/foobar/usr

Όπως βλέπετε στο παράδειγμα, η showmount παρουσιάζει τον /usr ως export. Αν αλλάξετε καταλόγους σε /host/foobar/usr, το amd θα επιχειρήσει να δρομολογήσει το όνομα κόμβου foobar και αυτόματα να δρομολογήσει το επιθυμητό export.

Για να ξεκινήσετε το amd χρησιμοποιήστε τα σενάρια εκκίνησης, προσθέτοντας τις ακόλουθες γραμμές στο /etc/rc.conf:

amd_enable="YES"

Επιπρόσθετα μπορείτε να περάσετε ξεχωριστά flags στο amd με την επιλογή amd_flags. Προεπιλεγμένα, το amd_flags είναι καθορισμένο σε:

amd_flags="-a /.amd_mnt -l syslog /host /etc/amd.map /net /etc/amd.map"

Το αρχείο /etc/amd.map ορίζει τις προκαθορισμένες επιλογές με τις οποίες προσαρτώνται οι εξαγωγές (exports). Το αρχείο /etc/amd.conf ορίζει μερικά πιο προχωρημένα χαρακτηριστικές ιδιότητες του amd.

Συμβουλευτείτε τις σελίδες βοηθείας amd(8) και amd.conf(5) για περισσότερες πληροφορίες.

29.3.6 Προβλήματα Ενσωμάτωσης με ’Άλλα Συστήματα

Μερικοί προσαρμογείς καρτών Ethernet για συστήματα PC ISA θέτουν κάποιους περιορισμούς που μπορεί να οδηγήσουν σε σοβαρά δικτυακά προβλήματα, ειδικά με τη χρήση του NFS. Για το πρόβλημα αυτό δεν ευθύνεται το FreeBSD, αλλά ωστόσο επηρεάζεται από αυτό.

Το πρόβλημα σχεδόν πάντα παρατηρείται όταν τα συστήματα Η/Υ (FreeBSD) δικτυώνονται με σταθμούς εργασίας υψηλής απόδοσης, όπως είναι αυτοί που κατασκευάζονται από την Silicon Graphics, Inc., και την Sun Microsystems, Inc. Η προσάρτηση NFS θα λειτουργήσει σωστά, και πιθανώς κάποιες λειτουργίες να επιτευχθούν, αλλά ξαφνικά ο εξυπηρετητής θα εμφανίζεται ως μη διαθέσιμος, στον πελάτη, ακόμη και αν με τα υπόλοιπα συστήματα όλα τα αιτήματα από και προς τον εξυπηρετητή διεκπεραιώνονται κανονικά. Το πρόβλημα παρουσιάζεται στο σύστημα πελάτης (client), ανεξάρτητα από το αν είναι το FreeBSD ο πελάτης ή ο σταθμός εργασίας. Σε πολλά συστήματα, δεν υπάρχει τρόπος να κλείσει το σύστημα του πελάτη ομαλά όταν παρατηρηθεί αυτή η κατάσταση. Η μόνη λύση είναι επαναφορά με απότομη διακοπή λειτουργίας (reset), διαφορετικά το πρόβλημα NFS δεν λύνεται.

Αν και η «σωστή» λύση θα ήταν να χρησιμοποιήσετε ένα προσαρμογέα υψηλής απόδοσης και δυνατοτήτων, για το FreeBSD σύστημα σας, υπάρχει ένα απλό τέχνασμα που θα επιτρέψει μια ικανοποιητική λειτουργία. Αν το σύστημα FreeBSD είναι ο εξυπηρετητής (server), προσθέστε την επιλογή -w=1024 στην προσάρτηση από τον πελάτη. Αν το σύστημα FreeBSD είναι ο πελάτης (client), τότε χρησιμοποιήστε την επιλογή -r=1024 στην προσάρτηση του συστήματος αρχείων NFS. Αυτές οι επιλογές μπορούν να οριστούν στο τέταρτο πεδίο των καταχωρήσεων του fstab για αυτοματοποιημένες προσαρτήσεις, ή χρησιμοποιώντας την παράμετρο -o της εντολής mount(8) για χειροκίνητη προσάρτηση.

Θα πρέπει να σημειώσουμε ότι γεννάται ένα διαφορετικό πρόβλημα, με αυτή τη λύση, όταν εξυπηρετητές NFS και πελάτες βρίσκονται σε διαφορετικά δίκτυα. Αν αντιμετωπίζετε αυτή την περίπτωση, βεβαιωθείτε ότι οι κατανεμητές (routers) δρομολογούν τις απαραίτητες UDP πληροφορίες, διαφορετικά δεν θα τα καταφέρετε ό,τι και να κάνετε.

Στα ακόλουθα παραδείγματα, fastws είναι το όνομα (διασύνδεσης) κόμβου ένας σταθμού εργασίας υψηλής απόδοσης, και freebox είναι το όνομα (διασύνδεσης) ενός συστήματος FreeBSD με προσαρμογέα Ethernet χαμηλής απόδοσης Επίσης, /sharedfsθα είναι το διαμοιραζόμενο σύστημα αρχείων NFS (δείτε την exports(5)), και /project θα είναι το σημείο προσάρτησης στον πελάτη του εξαγόμενου συστήματος αρχείων. Για όλες τις περιπτώσεις, παρατηρήστε ότι υπάρχουν επιπρόσθετες επιλογές, όπως hard ή soft και η bg οι οποίες πιθανώς να είναι επιθυμητές στην εφαρμογή σας.

Παραδείγματα με το σύστημα FreeBSD (freebox) ως πελάτη δηλωμένος στο /etc/fstab του freebox:

fastws:/sharedfs /project nfs rw,-r=1024 0 0

και χειροκίνητα προσαρτημένο μέσω της εντολής mount στο freebox :

# mount -t nfs -o -r=1024 fastws:/sharedfs /project

Παραδείγματα με το σύστημα FreeBSD ως εξυπηρετητή δηλωμένο στο /etc/fstab του fastws:

freebox:/sharedfs /project nfs rw,-w=1024 0 0

και χειροκίνητα προσαρτημένο μέσω της εντολής mount στο fastws:

# mount -t nfs -o -w=1024 freebox:/sharedfs /project

Σχεδόν όλοι οι προσαρμογείς Ethernet των 16-bit θα επιτρέψουν τη λειτουργία δίχως τους προαναφερόμενους περιορισμούς στο μέγεθος ανάγνωσης ή εγγραφής.

Για όποιον ενδιαφέρεται, τώρα θα εξηγήσουμε τι πραγματικά συμβαίνει όταν παρουσιάζεται το σφάλμα, το οποίο εξηγεί επίσης γιατί είναι μη αναστρέψιμο. Το NFS λειτουργεί συνήθως με μέγεθος «μπλοκ» 8 K (αν και μπορεί να διαμεριστεί σε μικρότερα μεγέθη). Αφού το μέγιστο πακέτο Ethernet είναι γύρω στα 1500 bytes, το «μπλοκ» NFS διαιρείται σε πολλαπλά πακέτα Ethernet, αν και πρόκειται για ένα μονοκόμματο σύνολο υψηλού επιπέδου κώδικα, και θα πρέπει να παραληφθεί, να συνενωθεί, και να αναγνωριστεί σαν μονάδα. Οι σταθμοί εργασίας υψηλής απόδοσης μπορούν να λαμβάνουν τα πακέτα που περιέχουν τη μονάδα NFS, αρκετά κοντά το ένα μετά το άλλο όπως ορίζουν τα πρότυπα. Με τις μικρότερες κάρτες, χαμηλών δυνατοτήτων, τα τελευταία πακέτα υπερκαλύπτουν τα πρώτα πακέτα της ίδιας μονάδας πριν αυτά προλάβουν να μεταφερθούν στον προορισμό τους, και η μονάδα δεν είναι δυνατόν να ανακατασκευαστεί ή να αναγνωριστεί. Ως αποτέλεσμα έχει, ο σταθμός εργασίας μετά τη λήξη του χρόνου αναμονής να προσπαθεί ξανά, αλλά και πάλι με ολόκληρη τη μονάδα μεγέθους 8 K, και η διεργασία θα επαναλαμβάνεται επ άπειρον.

Κρατώντας το μέγεθος της μονάδας μικρότερο από το μέγεθος του πακέτου Ethernet, εξασφαλίζουμε ότι κάθε πακέτο Ethernet που παραλαμβάνεται θα αναγνωρίζεται ατομικά, αποφεύγοντας τις καταστάσεις λειτουργικών παύσεων.

Μπορεί ακόμη να έχουμε υπερκαλύψεις όταν οι σταθμοί εργασίες υψηλών δυνατοτήτων μεταφέρουν δεδομένα με ξέφρενους ρυθμούς, αλλά με τις καλύτερες κάρτες, αυτές οι υπερκαλύψεις δεν είναι εγγυημένες για τις «μονάδες». Όταν λαμβάνει χώρα μία υπερκάλυψη, οι μονάδες που επηρεάζονται μεταδίδονται ξανά, και επομένως υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να παραληφθούν, να συνενωθούν, και να αναγνωριστούν.