03期中架構(gòu)-NFS

第1章存儲(chǔ)與nfs存儲(chǔ)概述

1.為什么用共享存儲(chǔ)
2.存儲(chǔ)有哪些工具
3.共享存儲(chǔ)應(yīng)用場(chǎng)景有哪些
4.部署nfs共享存儲(chǔ)
5.客戶端嘗試連接共享存儲(chǔ)
什么是NFS局劲？
NFS 是 Network File System 的縮寫及網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)除抛。 NFS 主要功能是通過局域網(wǎng)絡(luò)讓不同的主機(jī)系統(tǒng)之間可以共享文件或目錄南缓。
NFS 系統(tǒng)和 Windows 網(wǎng)絡(luò)共享、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器類似, 只不過 windows 用于局域網(wǎng), NFS 用于企業(yè)集群架構(gòu)中, 如果是大型網(wǎng)站, 會(huì)用到更復(fù)雜的分布式文件系統(tǒng) FastDFS,glusterfs,HDFS
那么我們?yōu)槭裁匆褂脭?shù)據(jù)存儲(chǔ)共享服務(wù)？
1.實(shí)現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器之間數(shù)據(jù)共享
2.實(shí)現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器之間數(shù)據(jù)一致

1.1 NFS應(yīng)用場(chǎng)景

下面我將通過圖解給大家展示集群需要共享存儲(chǔ)服務(wù)的理由。
1.A 用戶上傳圖片經(jīng)過負(fù)載均衡，負(fù)載均衡將上傳請(qǐng)求調(diào)度至 WEB1 服務(wù)器上龙巨。
2.B 用戶訪問 A 用戶上傳的圖片，此時(shí) B 用戶被負(fù)載均衡調(diào)度至 WEB2 上熊响，因?yàn)?WEB2 上沒有這張圖片旨别，所以 B用戶無法看到 A 用戶傳的圖片

image.png

如果有共享存儲(chǔ)的情況
1.A 用戶上傳圖片無論被負(fù)載均衡調(diào)度至 WEB1 還是 WEB2, 最終數(shù)據(jù)都被寫入至共享存儲(chǔ)
2.B 用戶訪問 A 用戶上傳圖片時(shí)，無論調(diào)度至 WEB1 還是 WEB2耘眨，最終都會(huì)上共享存儲(chǔ)訪問對(duì)應(yīng)的文件昼榛，這樣就可以訪問到資源了

image.png

1.2 nfs存儲(chǔ)工作原理實(shí)現(xiàn)

image.png

NFS工作原理
1.用戶進(jìn)程訪問 NFS 客戶端境肾，使用不同的函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理
2.NFS 客戶端通過 TCP/IP 的方式傳遞給 NFS 服務(wù)端
3.NFS 服務(wù)端接收到請(qǐng)求后剔难，會(huì)先調(diào)用 portmap 進(jìn)程進(jìn)行端口映射。
4.nfsd 進(jìn)程用于判斷 NFS 客戶端是否擁有權(quán)限連接 NFS 服務(wù)端奥喻。
5.Rpc.mount 進(jìn)程判斷客戶端是否有對(duì)應(yīng)的權(quán)限進(jìn)行驗(yàn)證偶宫。
6.idmap 進(jìn)程實(shí)現(xiàn)用戶映射和壓縮
7.最后 NFS 服務(wù)端會(huì)將對(duì)應(yīng)請(qǐng)求的函數(shù)轉(zhuǎn)換為本地能識(shí)別的命令，傳遞至內(nèi)核环鲤，由內(nèi)核驅(qū)動(dòng)硬件纯趋。
注意: rpc 是一個(gè)遠(yuǎn)程過程調(diào)用，那么使用 nfs 必須有 rpc 服務(wù)

1.3 前提條件

1.nfs依賴于RPC服務(wù)來傳遞消息
2.NFS服務(wù)啟動(dòng)的端口號(hào)是隨機(jī)的,啟動(dòng)之后會(huì)向本地的RCP注冊(cè)
3.先啟動(dòng)RPC服務(wù),再啟動(dòng)NFS服務(wù)
4.NFS和RPC之間的通訊是他們自己內(nèi)部完成的,對(duì)于用戶來說無感知
5.NFS客戶端和服務(wù)端不會(huì)直接溝通,必須通過RPC服務(wù)傳遞消息
6.防火墻要開放RPC服務(wù)的端口

第2章 nfs服務(wù)端部署

2.1 安裝nfs

yum install nfs-utils -y

2.2 配置參數(shù)

nfs 服務(wù)程序的配置文件為/etc/exports冷离，需要嚴(yán)格按照共享目錄的路徑允許訪問的 NFS 客戶端（共享權(quán)限參數(shù)）格式書寫吵冒，定義要共享的目錄與相應(yīng)的權(quán)限，具體書寫方式如下圖所示

image.png

配置文件參數(shù)解釋：
執(zhí)行 man exports 命令西剥，然后切換到文件結(jié)尾痹栖，可以快速查看如下樣例格式：
nfs共享參數(shù) 參數(shù)作用
rw 讀寫權(quán)限
ro 只讀權(quán)限
root_squash
當(dāng) NFS 客戶端以 root 管理員訪問時(shí)，映射為 NFS 服務(wù)器的匿名用戶(不常用)
no_root_squash
當(dāng) NFS 客戶端以 root 管理員訪問時(shí)瞭空，映射為 NFS 服務(wù)器的 root 管理員(不常用)
all_squash
無論 NFS 客戶端使用什么賬戶訪問揪阿，均映射為 NFS 服務(wù)器的匿名用戶(常用)
no_all_squash
無論 NFS 客戶端使用什么賬戶訪問疗我，都不進(jìn)行壓縮
sync
同時(shí)將數(shù)據(jù)寫入到內(nèi)存與硬盤中，保證不丟失數(shù)據(jù)
async
優(yōu)先將數(shù)據(jù)保存到內(nèi)存南捂，然后再寫入硬盤吴裤；這樣效率更高，但可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)
anonuid
配置 all_squash 使用,指定 NFS 的用戶 UID,必須存在系統(tǒng)

anongid
配置 all_squash 使用,指定 NFS 的用戶 UID,必須存在系統(tǒng)

2.3 配置NFS服務(wù)端

寫入配置文件：注意溺健！IP地址和后面的小括號(hào)沒有空格

[root@nfs01 ~]# cat > /etc/exports <<EOF
/data 172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash)
EOF

創(chuàng)建數(shù)據(jù)目錄和授權(quán):

[root@nfs01 ~]# mkdir /data -p
[root@nfs01 ~]# chown -R nfsnobody:nfsnobody /data/

2.4 啟動(dòng)nfs

[root@nfs01 ~]# systemctl start nfs-server.service

2.5 檢查命令

[root@nfs01 ~]# showmount -e 172.16.1.31
Export list for 172.16.1.31:
/data 172.16.1.0/24

2.6 加入開機(jī)自啟動(dòng)

在使用 NFS 服務(wù)進(jìn)行文件共享之前麦牺，需要使用 RPC（Remote Procedure Call 遠(yuǎn)程過程調(diào)用服務(wù)將 NFS 服務(wù)器的IP 地址和端口號(hào)信息發(fā)送給客戶端。因此鞭缭，在啟動(dòng) NFS 服務(wù)之前枕面，需要先重啟并啟用 rpcbind 服務(wù)程序,同時(shí)都加入開機(jī)自啟動(dòng)

[root@nfs01 ~]# systemctl enable rpcbind nfs-server
[root@nfs01 ~]# systemctl restart rpcbind nfs-server

2.7 客戶端掛載命令

客戶端安裝nfs服務(wù)十分簡(jiǎn)單，只需要安裝nfs軟件包即可

[root@backup ~]# yum install nfs-utils rpcbind -y

安裝完成后只需要啟動(dòng)rpcbind缚去，不需要啟動(dòng)nfs

[root@backup ~]# systemctl restart rpcbind

使用showmount命令查看nfs共享信息查詢 NFS 服務(wù)器的遠(yuǎn)程共享信息潮秘，其輸出格式為“共享的目錄名稱允許使用客戶端地址”。

[root@backup ~]# showmount -e 172.16.1.31
Export list for 172.16.1.31:
/data 172.16.1.0/24

掛載命令: 創(chuàng)建掛載目錄
在 NFS 客戶端創(chuàng)建一個(gè)掛載目錄, 使用 mount 命令并結(jié)合-t 參數(shù), 指定要掛載的文件系統(tǒng)的類型, 并在命令后面寫上服務(wù)器的 IP 地址, 以及服務(wù)器上的共享目錄, 最后需要寫上要掛載到本地系統(tǒng)(客戶端)的目錄

[root@backup ~]# mkdir /data -p
[root@backup ~]# mount -t nfs 172.16.1.31:/data /data

查看是否掛載成功：

[root@backup ~]# df -h
文件系統(tǒng)           容量  已用  可用 已用% 掛載點(diǎn)
/dev/sda3           18G  1.9G   17G   11% /
devtmpfs           480M     0  480M    0% /dev
tmpfs              489M     0  489M    0% /dev/shm
tmpfs              489M   32M  458M    7% /run
tmpfs              489M     0  489M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1         1014M  110M  905M   11% /boot
tmpfs               98M     0   98M    0% /run/user/0
172.16.1.31:/data   18G  1.9G   17G   11% /data

測(cè)試寫入數(shù)據(jù)是否正常

[root@backup ~]# echo "oldzhang" > /data/oldzhang.txt
[root@backup ~]# cat /data/oldzhang.txt 
oldzhang

寫入開機(jī)自動(dòng)掛載

[root@backup ~]# vim /etc/fstab 
[root@backup ~]# tail -1 /etc/fstab       
172.16.1.31:/data                         /data                   nfs     defaults        0 0
[root@backup ~]# mount -a
[root@backup ~]# df -h
文件系統(tǒng)           容量  已用  可用 已用% 掛載點(diǎn)
/dev/sda3           18G  1.9G   17G   11% /
devtmpfs           480M     0  480M    0% /dev
tmpfs              489M     0  489M    0% /dev/shm
tmpfs              489M   32M  458M    7% /run
tmpfs              489M     0  489M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1         1014M  110M  905M   11% /boot
tmpfs               98M     0   98M    0% /run/user/0
172.16.1.31:/data   18G  1.9G   17G   11% /data

卸載命令：注意!卸載的時(shí)候如果提示”umount.nfs: /nfsdir: device is busy”先切換到其他目錄再卸載

[root@backup ~]# umount /data/

強(qiáng)制卸載命令：

[root@backup ~]# umount -rl /data/

2.8 NFS 權(quán)限驗(yàn)證

2.8.1 驗(yàn)證ro權(quán)限

服務(wù)端配置：

[root@nfs01 ~]# cat /etc/exports
/data 172.16.1.0/24(ro,sync,all_squash)
[root@nfs01 ~]# systemctl restart nfs-server.service
[root@nfs01 ~]# showmount -e 172.16.1.31
Export list for 172.16.1.31:
/data 172.16.1.0/24

客戶端掛載：

[root@backup ~]# mount -t nfs 172.16.1.31:/data /data
[root@backup ~]# df -h
文件系統(tǒng)           容量  已用  可用 已用% 掛載點(diǎn)
/dev/sda3           18G  1.9G   17G   11% /
devtmpfs           480M     0  480M    0% /dev
tmpfs              489M     0  489M    0% /dev/shm
tmpfs              489M   38M  452M    8% /run
tmpfs              489M     0  489M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1         1014M  110M  905M   11% /boot
tmpfs               98M     0   98M    0% /run/user/0
172.16.1.31:/data   18G  1.9G   17G   11% /data

測(cè)試讀纫捉帷：

[root@backup ~]# cat /data/oldzhang.txt 
oldzhang

寫入測(cè)試：

[root@backup ~]# echo "backup" > /data/oldzhang.txt 
-bash: /data/oldzhang.txt: 權(quán)限不夠

2.8.2 驗(yàn)證all_squash枕荞、 anonuid、 anongid 權(quán)限

服務(wù)端配置：

[root@nfs01 ~]# cat /etc/exports 
/data 172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash,anonuid=666,anongid=666)

服務(wù)端創(chuàng)建用戶及授權(quán)：

[root@nfs01 ~]# useradd -s /sbin/nologin -M -u 666 -g 666 www
[root@nfs01 ~]# id www
uid=666(www) gid=666(www) 組=666(www)

重啟NFS服務(wù)：

[root@nfs01 ~]# systemctl restart nfs-server.service

更改目錄授權(quán)：

[root@nfs01 ~]# chown -R www:www /data/
[root@nfs01 ~]# ls -ld /data/
drwxr-xr-x 2 www www 35 7月  17 19:50 /data/

客戶端操作:

[root@backup ~]# mount -t nfs 172.16.1.31:/data /data
[root@backup ~]# ls -ld /data/
drwxr-xr-x 2 666 666 35 7月  17 19:50 /data/
[root@backup ~]# ll /data/
總用量 4
-rw-r--r-- 1 666 666 0 7月  17 19:50 123
-rw-r--r-- 1 666 666 9 7月  17 19:46 oldzhang.txt
[root@backup ~]# echo "oldzhangy" > /data/oldzhang.txt 
[root@backup ~]# cat /data/oldzhang.txt                    
oldzhangy

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)依然可以寫入搞动，但是為了避免這種情況發(fā)生躏精，建議客戶端也創(chuàng)建相同uid gid的用戶

[root@backup ~]# groupadd -g 666 www
[root@backup ~]# useradd -s /sbin/nologin -M -u 666 -g 666 www
[root@backup ~]# id www
uid=666(www) gid=666(www) 組=666(www)
[root@backup ~]# ls -ld /data/
drwxr-xr-x 2 www www 35 7月  17 19:50 /data/
[root@backup ~]# ll /data/    
總用量 4
-rw-r--r-- 1 www www  0 7月  17 19:50 123
-rw-r--r-- 1 www www 10 7月  17 21:31 oldzhang.txt

查看nfs端口

[root@nfs01 ~]# rpcinfo -p
   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
    100024    1   udp  43177  status
    100024    1   tcp  36750  status
    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
    100021    1   udp  41388  nlockmgr
    100021    3   udp  41388  nlockmgr
    100021    4   udp  41388  nlockmgr
    100021    1   tcp  43678  nlockmgr
    100021    3   tcp  43678  nlockmgr
    100021    4   tcp  43678  nlockmgr```

firewall防火墻配置

firewall-cmd --add-service=nfs --permanent
firewall-cmd --add-service=mountd --permanent
firewall-cmd --add-service=rpc-bind --permanent
firewall-cmd --reload

iptables防火墻配置

參考博客

https://www.cnblogs.com/xiangsikai/p/10297233.html

啟動(dòng)NFS會(huì)開啟如下端口：
1）portmapper 端口：111 udp/tcp；
2）nfs/nfs_acl 端口：2049 udp/tcp鹦肿；
3）mountd 端口："32768--65535" udp/tcp
4）nlockmgr 端口："32768--65535" udp/tcp
系統(tǒng) RPC服務(wù)在 nfs服務(wù)啟動(dòng)時(shí)默認(rèn)會(huì)給 mountd 和 nlockmgr 動(dòng)態(tài)選取一個(gè)隨機(jī)端口來進(jìn)行通訊矗烛。

1.查看NFS啟動(dòng)后的端口

[root@nfs01 /opt/sersync]# rpcinfo -p
   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
    100024    1   udp  43177  status
    100024    1   tcp  36750  status
    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
    100021    1   udp  41388  nlockmgr
    100021    3   udp  41388  nlockmgr
    100021    4   udp  41388  nlockmgr
    100021    1   tcp  43678  nlockmgr
    100021    3   tcp  43678  nlockmgr
    100021    4   tcp  43678  nlockmgr

2.將隨機(jī)的端口號(hào)設(shè)置固定

[root@nfs01 ~]# vim /etc/sysconfig/nfs
[root@nfs01 ~]# tail -5 /etc/sysconfig/nfs
RQUOTAD_PORT=4001
LOCKD_TCPPORT=4002
LOCKD_UDPPORT=4002
MOUNTD_PORT=4003
STATD_PORT=4004

3.重啟nfs和rpc服務(wù)

[root@nfs01 ~]# systemctl restart rpcbind.service nfs-server.service

4.再次查看端口信息,發(fā)現(xiàn)端口號(hào)已經(jīng)固定了

[root@nfs01 ~]# rpcinfo -p
   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
    100024    1   udp  43177  status
    100024    1   tcp  36750  status
    100005    1   udp   4003  mountd
    100005    1   tcp   4003  mountd
    100005    2   udp   4003  mountd
    100005    2   tcp   4003  mountd
    100005    3   udp   4003  mountd
    100005    3   tcp   4003  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
    100021    1   udp   4002  nlockmgr
    100021    3   udp   4002  nlockmgr
    100021    4   udp   4002  nlockmgr
    100021    1   tcp   4002  nlockmgr
    100021    3   tcp   4002  nlockmgr
    100021    4   tcp   4002  nlockmgr

5.設(shè)置iptables

-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 111 -j ACCEPT
-A INPUT -p udp -m udp --dport 111 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 2049 -j ACCEPT
-A INPUT -p udp -m udp --dport 2049 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 4001:4004 -j ACCEPT
-A INPUT -p udp -m udp --dport 4001:4004 -j ACCEPT

6.保存配置

iptables-save 
iptables -nL

NFS故障案例

如果設(shè)置了開機(jī)自啟動(dòng)，但是系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候NFS并沒有提供服務(wù)箩溃，就會(huì)導(dǎo)致開機(jī)自檢的時(shí)候卡在掛在那一步

開機(jī)啟動(dòng)時(shí)添加rd.break
ctrl+x
mount -o remount,rw /sysroot/
chroot /sysroot/

第3章 NFS小結(jié)

NFS 存儲(chǔ)優(yōu)點(diǎn)
1.NFS 文件系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用瞭吃、方便部署、數(shù)據(jù)可靠涣旨、服務(wù)穩(wěn)定歪架、滿足中小企業(yè)需求。
2.NFS 文件系統(tǒng)內(nèi)存放的數(shù)據(jù)都在文件系統(tǒng)之上霹陡，所有數(shù)據(jù)都是能看得見
NFS 存儲(chǔ)局限
1.存在單點(diǎn)故障, 如果構(gòu)建高可用維護(hù)麻煩 web->nfs()->backup
2.NFS 數(shù)據(jù)明文, 并不對(duì)數(shù)據(jù)做任何校驗(yàn)和蚪。
3.客戶端掛載 NFS 服務(wù)沒有密碼驗(yàn)證, 安全性一般(內(nèi)網(wǎng)使用)
NFS 應(yīng)用建議
1.生產(chǎn)場(chǎng)景應(yīng)將靜態(tài)數(shù)據(jù)盡可能往前端推, 減少后端存儲(chǔ)壓力
2.必須將存儲(chǔ)里的靜態(tài)資源通過 CDN 緩存 jpg\png\mp4\avi\css\js
3.如果沒有緩存或架構(gòu)本身歷史遺留問題太大, 在多存儲(chǔ)也無用

第4章項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

4.1 項(xiàng)目需求

準(zhǔn)備 3 臺(tái)虛擬機(jī)服務(wù)器，并且請(qǐng)按照要求搭建配置 NFS 服務(wù)烹棉。
NFS 服務(wù)端（A）
NFS 客戶端（B）
NFS 客戶端（C）
1.在 NFS 服務(wù)端(A)上共享/data/w(可寫)及/data/r(只讀)
2.在 NFS 客戶端(B/C)上進(jìn)行掛載
環(huán)境準(zhǔn)備

4.2 服務(wù)端配置

4.3 客戶端配置

最后編輯于：2019.10.18 08:27:47

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03期中架構(gòu)-NFS

第1章 存儲(chǔ)與nfs存儲(chǔ)概述

1.1 NFS應(yīng)用場(chǎng)景

1.2 nfs存儲(chǔ)工作原理實(shí)現(xiàn)

1.3 前提條件

第2章 nfs服務(wù)端部署

2.1 安裝nfs

2.2 配置參數(shù)

2.3 配置NFS服務(wù)端

2.4 啟動(dòng)nfs

2.5 檢查命令

2.6 加入開機(jī)自啟動(dòng)

2.7 客戶端掛載命令

2.8 NFS 權(quán)限驗(yàn)證

2.8.1 驗(yàn)證ro權(quán)限

2.8.2 驗(yàn)證all_squash枕荞、 anonuid、 anongid 權(quán)限

查看nfs端口

firewall防火墻配置

iptables防火墻配置

NFS故障案例

第3章 NFS小結(jié)

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4.1 項(xiàng)目需求

4.2 服務(wù)端配置

4.3 客戶端配置

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