NFS 共享文件系统

NFS（Network File System，网络文件系统）是一种分布式文件系统协议，允许不同计算机系统通过网络共享文件和目录，使客户端能够像访问本地文件一样访问远程服务器上的文件

NFS的基本概念

• 服务器端：提供共享存储的机器，负责导出（export）目录供客户端访问。
• 客户端：访问服务器端共享存储的机器，通过挂载（mount）方式使用共享目录。
• 共享目录：服务器端导出的目录，客户端可以像访问本地文件系统一样访问它

工作原理

graph TD
    %% 标题
    T[NFS挂载图] --> A

    %% 服务器节点
    A[NFS server\n共享/video目录] 
    style A fill:#ffffff,stroke:#ff0000,stroke-dasharray: 5 5,stroke-width:2px

    %% 客户端节点
    B[NFS Client\n挂载NFS Server/video目录到本地/video目录]
    C[NFS Client\n挂载NFS Server/video目录到本地/video目录]
    style B fill:#ffffff,stroke:#0000ff,stroke-width:2px
    style C fill:#ffffff,stroke:#0000ff,stroke-width:2px

    %% 连接线
    A --> B
    A --> C
    style T fill:none,stroke:none
    linkStyle 0,1 stroke:#000000,stroke-width:1.5px

NFS本身是没有提供信息传输的协议和功能的，而是将自己的端口报备rpcbind服务，rpcbind服务开放111端口，客户端服务端请求发送到111端口上。rpcbind查看nfs服务在rpcbind记录的开放的端口，将用户请求调度到对应的端口上。

NFS 关键守护进程

进程名	端口	功能说明
rpc.nfsd	2049	主服务进程，处理文件操作请求
rpc.mountd	随机	验证客户端挂载权限（检查/etc/exports）
rpc.statd	随机	提供文件锁定状态管理
rpc.lockd	随机	处理文件锁操作

协议依赖关系

版本	RPC依赖	端口要求
NFSv3	必须依赖rpcbind	111 + 2049 + 随机端口
NFSv4	不依赖rpcbind	仅需2049

NFS配置 /etc/exports

配置格式

存储目录 允许的IP(参数)
/data 192.168.1.0/24(rw,sync,all_squash)

参数

参数名称	缩写	功能描述	风险提示
Read-write	rw	可读写权限	不当配置可能导致数据被篡改
Read-only	ro	只读权限	-
同步写入	sync	数据实时写入服务器硬盘后才返回	性能较低但数据安全
异步写入	async	数据先写入内存缓冲区，延迟写入磁盘	服务器异常关机可能导致数据丢失
保留root权限	no_root_squash	root用户保持完整权限	高危！可能引发提权攻击
压缩root权限	root_squash	将root用户权限降级为匿名用户	增强安全性但可能影响某些服务运行
强制匿名访问	all_squash	所有用户权限压缩为匿名用户	适用于完全公开目录
匿名用户UID	anonuid	指定共享文件所有者UID（如anonuid=12306）	需与anongid配合使用
匿名用户GID	anongid	指定共享文件所有者GID（如anongid=12306）	需确保指定ID在服务端存在

NFS的配置流程

服务端搭建

安装软件包

# CentOS/RHEL
dnf install -y nfs-utils rpcbind
# Ubuntu/Debian
apt-get install nfs-kernel-server

创建共享目录并设置权限

mkdir /data
chmod 755 -R /data
chown -R nobody:nobody /data

编辑配置文件（/etc/exports）

/data 192.168.1.0/24(rw,sync,no_root_squash)

• rw：读写权限。
• sync：数据同步写入磁盘。
• no_root_squash：允许客户端root用户保留权限

启动服务

systemctl enable rpcbind nfs --now

检测服务暴露端口

showmount -e

# 正常出现
Export list for nfs-server:
/data 192.168.1.0/24

客户端搭建

安装软件包

# CentOS/RHEL
dnf install -y nfs-utils

# Ubuntu/Debian
apt-get install nfs-common

查看服务端暴露端口

showmount -e 192.168.148.1.100
# 正常出现
Export list for 192.168.148.157:
/data 192.168.1.0/24

挂载共享目录

mount -t nfs 192.168.1.100:/data/share /data

验证挂载

df -h | grep nfs

NFS无敌时间

NFS客户端挂载后，往共享目录写入数据时卡住了。NFS服务端，重启restart服务，客户端如果写入数据卡住了。

解答：

• nfs服务端重启之后，共享文件夹进入grace time（无敌时间）

• 客户端在服务端重启后写入数据大概要等90秒

• nfs配置文件:/etc/sysconfig/nfs

  sed -n '45,55p' /etc/sysconfig/nfs
  # When there are no active clients, changing these values
  # can be done in a single server restart.
  #
  #NFSD_V4_GRACE=90 # 无敌时间
  #NFSD_V4_LEASE=90 # 无敌时间
  #NLM_GRACE_PERIOD=90 # 无敌时间
  #
  #
  #
  # Optional arguments passed to rpc.mountd. See rpc.mountd(8)
  #RPCMOUNTDOPTS=""
  #说明：
  #NFSD_V4_GRACE=90 <===>/proc/fs/nfsd/nfsv4gracetime
  #NFSD_V4_LEASE=90 <===>/proc/fs/nfsd/nfsv4leasetime
  #NLM_GRACE_PERIOD=90 <===>/proc/fs/nfsd/nfsv4recoverydir
  #这三条是控制无敌时间的，去掉#直接修改时间即可，改后别忘了重启服务。一旦启用了这三条，/proc临时目录下便会生成对应的临时文件

mount -o 参数

参数组	参数选项	功能描述	系统默认值	典型应用场景
SUID控制	suid	允许执行带有SUID权限的程序	suid	需要特殊权限的程序运行
	nosuid	禁用SUID程序功能（增强安全性）	-	公共挂载目录安全防护
读写控制	rw	允许读写操作	rw	需要修改数据的共享目录
	ro	只读访问	-	静态资源分发（如软件仓库）
设备文件	dev	允许访问设备文件特殊功能	dev	需要直接访问硬件的场景
	nodev	禁用设备文件功能	-	安全防护（如Web目录）
执行权限	exec	允许执行二进制文件	exec	共享可执行程序
	noexec	禁止执行文件	-	纯数据存储目录（如图片/附件）
用户操作	user	允许普通用户挂载/卸载	-	多用户协作环境
	nouser	仅root用户可操作	nouser	生产环境安全防护
自动挂载	auto	mount -a时自动挂载	auto	需要持久化挂载的分区
	noauto	需手动挂载	-	临时性挂载或测试环境

生产环境建议组合

mount -t nfs -o rw,nosuid,nodev,noexec 192.168.1.100:/share /mnt
# 或者
mount.nfs -o rw,nosuid,nodev,noexec 192.168.1.100:/share /mnt

NFS 内核优化

参数文件路径	参数说明	默认值	建议值	优化目的
/proc/sys/net/core/rmem_default	接收套接字缓冲区默认大小（字节）	124928	8388608	提高 TCP 接收性能
/proc/sys/net/core/rmem_max	接收套接字缓冲区最大大小（字节）	124928	16777216	支持高吞吐量网络连接
/proc/sys/net/core/wmem_default	发送套接字缓冲区默认大小（字节）	124928	8388608	提高 TCP 发送性能
/proc/sys/net/core/wmem_max	发送套接字缓冲区最大大小（字节）	124928	16777216	支持高吞吐量网络连接

临时生效

echo 8388608 > /proc/sys/net/core/rmem_default
echo 16777216 > /proc/sys/net/core/rmem_max
echo 8388608 > /proc/sys/net/core/wmem_default
echo 16777216 > /proc/sys/net/core/wmem_max

永久生效

cat >> /etc/sysctl.conf <<EOF
net.core.rmem_default = 8388608
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_default = 8388608
net.core.wmem_max = 16777216
EOF
sysctl -p  # 立即生效

NFS优缺点说明

NFS服务可以让不同的客户端挂载使用同一个共享目录，也就是将其作为共享存储使用，这样可以保证不同节点客户端数据的一致性，在集群架构环境中经常会用到。如果是windows和Linux混合环境的集群系统，可以用samba来实现。

优点

• 配置简单，容易上手，容易掌握
• NFS 文件系统内数据是在文件系统之上的，即数据是能看得见的。
• 支持文件锁。NFSv4+ 内置文件锁机制，避免多客户端同时写入冲突。
• 高性能。适合并发读取（如web静态资源，数据库备份）

局限

• 存在单点故障，如果NFS Server宕机了，所有客户端都不能访问共享目录。这个需要负载均衡及高可用来弥补
• 在大数据高并发的场合，NFS效率，性能有限（2千万/日以下PV(page view)的网站不是瓶颈，除非网站架构设计太差。）
• 客户端认证是基于IP和主机名的，权限要根据ID识别，安全性一般（用于内网则问题不大）。
• NFS数据是明文的，NFS本身不对数据完整性做验证。
• 多台客户机器挂载一个NFS服务器时，连接管理维护麻烦（耦合度高）。尤其NFS服务端出问题后，所有NFS客户端都处于挂掉状态（测试环境可使用autofs自动挂载解决，正式环境可修复NFS服务或强制卸载）
• 涉及了同步（实时等待）和异步（解耦）的概念，NFS服务端和客户端相对来说就是耦合度有些高。网站程序也是一样，尽量不要耦合度太高，系统及程序架构师的重要职责就是为程序及架构解耦，让网站的扩展性变得更好。

应用建议

大中小型网站（参考点2000万/日PV以下）线上应用，都有用武之地。门户站也会有应用，生产场景应

该多把数据的访问往前推，即尽量把静态存储里的资源通过CDN或缓存服务器提供服务，如果没有缓存

服务或架构不好，存储服务器数量再多也是扛不住压力的，而且用户体验会很差。