Rozdział 13.pdf

Rozdział 13

Wsparcie dla protokołu NFS w sieciach

Microsoft

NFS ( Network File System ) jest protokołem dostępu do plików, zaprojek-

towanym przez Sun Microsystems i licencjonowanym przez wielu pro-

ducentów oprogramowania. NFS pozwala komputerowi, na którym pra-

cuje oprogramowanie serwera NFS, na wyeksportowanie swojego syste-

mu plików do innych komputerów. Eksportowaniem systemu plików

nazywamy udostępnienie go klientom, pracujących pod różnymi syste-

mami operacyjnymi i wyposażonych w oprogramowanie klienta NFS.

Ponieważ NFS pracuje na różnych platformach, można go używać do

dzielenia plików pomiędzy komputerami posiadającymi odmienne sys-

temy operacyjne. NFS jest szczególnie użyteczny do integrowania plat-

form Windows NT i UNIX.

Niniejszy rozdział omawia podstawowe koncepcje NFS, jego działanie

oraz przykładową konfigurację usług NFS w systemie Windows NT.

Działanie NFS

W przykładzie z rysunku 13.1 serwer NFS eksportuje katalog /users. Wy-

eksportowany katalog może być jednocześnie używany przez klientów

pracujących pod różnymi systemami operacyjnymi.

Każdy klient NFS postrzega wyeksportowany przez serwer system pli-

ków wśrodowisku własnego systemu plików. Np. klient NFS

w Windows NT uzyskuje dostęp do wyeksportowanego systemu plików

poprzez przypisaną literę dysku, natomiast w przypadku klienta NFS

w UNIX wyeksportowany system jest dołączony do lokalnego systemu

plików.

434

Rozdział 13

Rysunek 13.1

Korzystanie z NFS.

Różnice pomiędzy NFS i SMB

Sieci Microsoft używają protokołu dzielenia plików SMB, opisanego

w rozdziale 2, "Infrastruktura protokołów TCP/IP w sieciach Windows".

Protokół SMB umożliwia dzielenie plików i jest podobny do NFS w wielu

aspektach. Jakie mogą być więc powody, dla których używa się NFS za-

miast SMB?

W sieciach używających wyłącznie oprogramowania firmy Microsoft

usługi SMB są automatycznie implementowane, a korzystanie z NFS nie

znajduje uzasadnienia. Jednakże w sieciach heterogenicznych, w których

współistnieją różne systemy operacyjne, pochodzące od wielu producen-

tów, NFS dostarcza narzędzia integracji różnych platform poprzez

wspólny standard dzielenia plików. Ponieważ dane w sieci są często

dzielone właśnie w tej formie, NFS jako metoda integracji ma szczególne

znaczenie.

Należy tu zauważyć, że również protokół SMB jest zaimplementowany

w wielu systemach UNIX (np. oprogramowanie Samba). Nie jest on jed-

nak nawet w części tak rozpowszechniony, jak protokół NFS.

Wersje NFS

NFS składa się z pewnej liczby protokołów, współpracujących ze sobą

w celu udostępnienia systemu plików. Został opracowany we wczesnych

Wsparcie dla protokołu NFS w sieciach Microsoft

435

latach osiemdziesiątych przez Sun Microsystems, który udzielił licencji

ponad 200 producentom oprogramowania. Protokół NFS jest udokumen-

towany w RFC 1094, "NFS: Network File System Protocol Specification".

NFS pierwotnie miał funkcjonować w kontekście sieci lokalnej (LAN).

Chociaż można go używać w sieciach rozległych (WAN), niektóre

z charakterystyk protokołu są źle przystosowane do mniejszej przepu-

stowości oraz nieprzewidywalnych opóźnień obecnych w sieciach WAN.

Badacze z Carnegie Mellon University opracowali więc protokół AFS

( Andrew File System ). AFS jest sprzedawany przez firmę Transarc Corpo-

ration, ale nie cieszy się tak powszechną akceptacją jak NFS.

Pierwotny protokół NFS, według specyfikacji RFC 1094, używał UDP

jako protokołu transportowego. UDP było protokołem transportowym

w wersjach 1 i 2 NFS i optymalizowało pracę w sieciach lokalnych, ale

miało pewne wady, kiedy używało się go w sieciach rozległych. NFS

w wersji 2 wspierał również protokół TCP, ale związane to było

z pewnym narzutem, ponieważ użycie TCP nie było zoptymalizowane.

W protokole UDP obliczanie sumy kontrolnej nagłówka pakietu jest

opcjonalne, ale wysoce zalecane, kiedy NFS pracuje w zawodnej sieci, np.

pracującej z protokołem SLIP na nieekranowanej skrętce dwużyłowej.

Udoskonalenia w wersji 3 NFS umożliwiają pracę ponad TCP/IP. NFS 3

jest lepiej dostosowany do użycia w sieciach rozległych, bardziej podat-

nych na błędy i w zmienny sposób opóźniających transmisje. NFS 3 usu-

wa także arbitralny limit 8 KB dla przesyłanego bloku danych.

NFS 3 jest podstawą działania Web NFS, nowego protokołu używanego

przez przeglądarki WWW w celu uzyskania dostępu do serwerów NFS.

Protokół NFS 3 jest udokumentowany w RFC 1813, "NFS Version 3 Pro-

tocol Specification".

Protokoły NFS

W warstwie sesji modelu OSI, NFS korzysta z protokołu RPC ( Remote

Procedure Call ). Istnieje wiele protokołów RPC, często zupełnie od siebie

odmiennych, jednak określanych tą samą nazwą. Protokół używany

przez NFS jest często nazywany Sun-RPC, dla odróżnienia go od innych

protokołów RPC - jak np. RPC firmy Microsoft, który jest implementacją

protokołu RPC używanego w DCE ( Distributed Computing Environment ).

RPC umożliwia dostęp do usług NFS na serwerze poprzez dobrze znany

programistom paradygmat "wywołania procedury". Dzięki temu można

korzystać z usług NFS w sposób wysokopoziomowy, bez troszczenia się

o szczegóły protokołów komunikacyjnych. Programiści używający RPC

nie muszą być ekspertami w dziedzinie komunikacji, aby korzystać

436

Rozdział 13

z udostępnianych przez ten protokół usług sieciowych. Protokół Sun-

RPC jest udokumentowany w RFC 1057, "RPC: Remote Procedure Call

Protocol Specification Version 2".

W warstwie prezentacji modelu OSI, NFS używa protokołu XDR ( Exter-

nal Data Representation ). XDR zapewnia jednolitą metodę przedstawiania

danych. Np. dane liczbowe są reprezentowane w kodzie uzupełnień

dwójkowych, a jeśli system używa innej reprezantacji, konwersją zajmuje

się XDR. Protokół XDR jest udokumentowany w RFC 1832, "XDR: Exter-

nal Data Representation Standard".

W warstwie aplikacji modelu OSI, NFS używa protokołu NFS ( Network

File System ). Protokół NFS udostępnia usługi takie jak zapis, tworzenie

czy odczyt pliku na serwerze NFS. W warstwie aplikacji pracują również

protokoły wspomagające NFS, np. protokoły montowania (mount proto-

col) i mapowania portów ( portmapper protocol ). Protokół montowania

używany jest do montowania sieciowego systemu plików, a protokół

mapowania portów dostarcza klientom, chcącym skorzystać z jakiejś

usługi, odpowiedniego numeru portu. Kiedy klient montuje system pli-

ków NFS, wówczas zyskuje dostęp do zdalnego systemu plików.

Protokół mapowania portów korzysta z powszechnie znanego portu

UDP o numerze 111. Kiedy klient chce skorzystać z określonej usługi,

wówczas wysyła zapytanie do portu UDP 111. Aplikacje pracujące na

serwerze, które chcą świadczyć usługi, muszą się zarejestrować

w programie mapującym porty. Po otrzymaniu zapytania o zarejestro-

waną usługę, program zwraca przypisany jej numer portu.

Rysunek 13.2 przedstawia różne protokoły, które składają się na system

NFS. W warstwie fizycznej i łącza danych NFS może korzystać z szero-

kiej gamy dostępnych technologii. W warstwie sieci NFS używa IP,

w warstwie transportu - UDP lub TCP. Jeśli używany jest protokół UDP,

wówczas zaleca się korzystanie z sumy kontrolnej nagłówka UDP.

Wsparcie dla protokołu NFS w sieciach Microsoft

437

Rysunek 13.2

Protokoły NFS

Protokół RPC w NFS

Komunikacja pomiędzy serwerem i klientem NFS oparta jest na modelu

zdalnego wywołania procedury. NFS definiuje 18 zdalnych procedur,

których kod rezyduje na serwerze. Klienci wywołują je, aby korzystać

z sieciowego systemu plików udostępnianego przez serwer. Procedury

wywoływane są przez mechanizm RPC.

Polecenie RPC składa się z numeru programu i numeru procedury. Nu-

mer programu identyfikuje rodzaj usługi, np. NFS posiada numer pro-

gramu 100003. W programie zawartych jest 18 procedur, ponumerowa-

nych od 0 do 17. Np. procedura numer 6 umożliwia odczytanie pliku.

Klient NFS, który chce odczytać plik, wysyła żądanie RPC zawierające

numer programu 100003 i numer procedury 6 (patrz rysunek 13.3).

W pakiecie żądania RPC muszą zostać określone także inne parametry

dla operacji odczytu pliku.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: