第1章 存儲與nfs存儲概述
1.爲什麼用共享存儲
2.存儲有哪些工具
3.共享存儲應用場景有哪些
4.部署nfs共享存儲
5.客戶端嘗試連接共享存儲
什麼是NFS？
NFS 是 Network File System 的縮寫及網絡文件系統。 NFS 主要功能是通過局域網絡讓不同的主機系統之間可以共享文件或目錄。
NFS 系統和 Windows 網絡共享、網絡驅動器類似, 只不過 windows 用於局域網, NFS 用於企業集羣架構中, 如果是大型網站, 會用到更復雜的分佈式文件系統 FastDFS,glusterfs,HDFS
那麼我們爲什麼要使用數據存儲共享服務？
1.實現多臺服務器之間數據共享
2.實現多臺服務器之間數據一致
1.1 NFS應用場景
下面我將通過圖解給大家展示集羣需要共享存儲服務的理由。
1.A 用戶上傳圖片經過負載均衡，負載均衡將上傳請求調度至 WEB1 服務器上。
2.B 用戶訪問 A 用戶上傳的圖片，此時 B 用戶被負載均衡調度至 WEB2 上，因爲 WEB2 上沒有這張圖片，所以 B用戶無法看到 A 用戶傳的圖片
image.png
如果有共享存儲的情況
1.A 用戶上傳圖片無論被負載均衡調度至 WEB1 還是 WEB2, 最終數據都被寫入至共享存儲
2.B 用戶訪問 A 用戶上傳圖片時，無論調度至 WEB1 還是 WEB2，最終都會上共享存儲訪問對應的文件，這樣就可以訪問到資源了
image.png
1.2 nfs存儲工作原理實現
image.png
NFS工作原理
1.用戶進程訪問 NFS 客戶端，使用不同的函數對數據進行處理
2.NFS 客戶端通過 TCP/IP 的方式傳遞給 NFS 服務端
3.NFS 服務端接收到請求後，會先調用 portmap 進程進行端口映射。
4.nfsd 進程用於判斷 NFS 客戶端是否擁有權限連接 NFS 服務端。
5.Rpc.mount 進程判斷客戶端是否有對應的權限進行驗證。
6.idmap 進程實現用戶映射和壓縮
7.最後 NFS 服務端會將對應請求的函數轉換爲本地能識別的命令，傳遞至內核，由內核驅動硬件。
注意: rpc 是一個遠程過程調用，那麼使用 nfs 必須有 rpc 服務
1.3 前提條件
1.nfs依賴於RPC服務來傳遞消息
2.NFS服務啓動的端口號是隨機的,啓動之後會向本地的RCP註冊
3.先啓動RPC服務,再啓動NFS服務
4.NFS和RPC之間的通訊是他們自己內部完成的,對於用戶來說無感知
5.NFS客戶端和服務端不會直接溝通,必須通過RPC服務傳遞消息
6.防火牆要開放RPC服務的端口
第2章 nfs服務端部署
2.1 安裝nfs
yum install nfs-utils -y
2.2 配置參數
nfs 服務程序的配置文件爲/etc/exports，需要嚴格按照共享目錄的路徑 允許訪問的 NFS 客戶端（共享權限參數）格式書寫，定義要共享的目錄與相應的權限，具體書寫方式如下圖所示
image.png
配置文件參數解釋：
執行 man exports 命令，然後切換到文件結尾，可以快速查看如下樣例格式：
nfs共享參數 參數作用
rw 讀寫權限
ro 只讀權限
root_squash
當 NFS 客戶端以 root 管理員訪問時，映射爲 NFS 服務器的匿名用戶(不常用)
no_root_squash
當 NFS 客戶端以 root 管理員訪問時，映射爲 NFS 服務器的 root 管理員(不常用)
all_squash
無論 NFS 客戶端使用什麼賬戶訪問，均映射爲 NFS 服務器的匿名用戶(常用)
no_all_squash
無論 NFS 客戶端使用什麼賬戶訪問，都不進行壓縮
sync
同時將數據寫入到內存與硬盤中，保證不丟失數據
async
優先將數據保存到內存，然後再寫入硬盤；這樣效率更高，但可能會丟失數據
anonuid
配置 all_squash 使用,指定 NFS 的用戶 UID,必須存在系統
anongid
配置 all_squash 使用,指定 NFS 的用戶 UID,必須存在系統
2.3 配置NFS服務端
寫入配置文件：注意！IP地址和後面的小括號沒有空格
[root@nfs01 ~]# cat > /etc/exports <<EOF
/data 172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash)
EOF
創建數據目錄和授權:
[root@nfs01 ~]# mkdir /data -p
[root@nfs01 ~]# chown -R nfsnobody:nfsnobody /data/
2.4 啓動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 加入開機自啓動
在使用 NFS 服務進行文件共享之前，需要使用 RPC（Remote Procedure Call 遠程過程調用服務將 NFS 服務器的IP 地址和端口號信息發送給客戶端。因此，在啓動 NFS 服務之前，需要先重啓並啓用 rpcbind 服務程序,同時都加入開機自啓動
[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服務十分簡單，只需要安裝nfs軟件包即可
[root@backup ~]# yum install nfs-utils rpcbind -y
安裝完成後只需要啓動rpcbind，不需要啓動nfs
[root@backup ~]# systemctl restart rpcbind
使用showmount命令查看nfs共享信息查詢 NFS 服務器的遠程共享信息，其輸出格式爲“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: 創建掛載目錄
在 NFS 客戶端創建一個掛載目錄, 使用 mount 命令並結合-t 參數, 指定要掛載的文件系統的類型, 並在命令後面寫上服務器的 IP 地址, 以及服務器上的共享目錄, 最後需要寫上要掛載到本地系統(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 容量 已用 可用 已用% 掛載點
/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
測試寫入數據是否正常
[root@backup ~]# echo “oldzhang” > /data/oldzhang.txt
[root@backup ~]# cat /data/oldzhang.txt
oldzhang
寫入開機自動掛載
[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 容量 已用 可用 已用% 掛載點
/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/
強制卸載命令：
[root@backup ~]# umount -rl /data/
2.8 NFS 權限驗證
2.8.1 驗證ro權限
服務端配置：
[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 容量 已用 可用 已用% 掛載點
/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
測試讀取：
[root@backup ~]# cat /data/oldzhang.txt
oldzhang
寫入測試：
[root@backup ~]# echo “backup” > /data/oldzhang.txt
-bash: /data/oldzhang.txt: 權限不夠
2.8.2 驗證all_squash、 anonuid、 anongid 權限
服務端配置：
[root@nfs01 ~]# cat /etc/exports
/data 172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash,anonuid=666,anongid=666)
服務端創建用戶及授權：
[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)
重啓NFS服務：
[root@nfs01 ~]# systemctl restart nfs-server.service
更改目錄授權：
[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
我們會發現依然可以寫入，但是爲了避免這種情況發生，建議客戶端也創建相同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防火牆配置
firewall-cmd --add-service=nfs --permanent
firewall-cmd --add-service=mountd --permanent
firewall-cmd --add-service=rpc-bind --permanent
firewall-cmd --reload
iptables防火牆配置
參考博客
https://www.cnblogs.com/xiangsikai/p/10297233.html
啓動NFS會開啓如下端口：
1）portmapper 端口：111 udp/tcp；
2）nfs/nfs_acl 端口：2049 udp/tcp；
3）mountd 端口：“32768–65535” udp/tcp
4）nlockmgr 端口：“32768–65535” udp/tcp
系統 RPC服務在 nfs服務啓動時默認會給 mountd 和 nlockmgr 動態選取一個隨機端口來進行通訊。
1.查看NFS啓動後的端口
[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.將隨機的端口號設置固定
[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.重啓nfs和rpc服務
[root@nfs01 ~]# systemctl restart rpcbind.service nfs-server.service
4.再次查看端口信息,發現端口號已經固定了
[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
如果設置了開機自啓動，但是系統啓動的時候NFS並沒有提供服務，就會導致開機自檢的時候卡在掛在那一步
開機啓動時添加rd.break
ctrl+x
mount -o remount,rw /sysroot/
chroot /sysroot/
第3章 NFS小結
NFS 存儲優點
1.NFS 文件系統簡單易用、方便部署、數據可靠、服務穩定、滿足中小企業需求。
2.NFS 文件系統內存放的數據都在文件系統之上，所有數據都是能看得見
NFS 存儲侷限
1.存在單點故障, 如果構建高可用維護麻煩 web->nfs()->backup
2.NFS 數據明文, 並不對數據做任何校驗。
3.客戶端掛載 NFS 服務沒有密碼驗證, 安全性一般(內網使用)
NFS 應用建議
1.生產場景應將靜態數據儘可能往前端推, 減少後端存儲壓力
2.必須將存儲裏的靜態資源通過 CDN 緩存 jpg\png\mp4\avi\css\js
3.如果沒有緩存或架構本身歷史遺留問題太大, 在多存儲也無用