Сетевой протокол NFS (Network File System) используется для доступа к файлам и папкам, которые хранятся на удаленных компьютерах в сети. Этот протокол позволяет клиентским компьютерам монтировать удаленные файловые системы так, будто они являются локальными.
NFS является одним из самых распространенных протоколов для обмена файлами в Unix-подобных операционных системах. Он обеспечивает возможность удаленного доступа к файлам и папкам через сеть, обеспечивает прозрачное и удобное использование удаленных ресурсов.
Протокол NFS часто используется для обмена файлами между серверами и клиентами в компьютерных сетях. Он позволяет клиентским компьютерам работать со всеми доступными файлами в удаленной файловой системе, так же, как если бы эти файлы находились на их собственных компьютерах. При этом клиенты имеют возможность читать, записывать и выполнять другие операции с файлами, а также создавать и удалять папки на удаленном сервере.
Протокол NFS работает по клиент-серверной модели и использует сетевые протоколы TCP/IP для коммуникации между клиентом и сервером. Он обеспечивает целостность и сохранность данных при передаче, а также поддерживает авторизацию и защиту от несанкционированного доступа.
NFS позволяет более эффективно использовать ресурсы сети, так как файлы необходимо хранить только на сервере, а пользователи могут получить доступ к ним удаленно, без необходимости копирования файлов на локальные компьютеры. Это делает NFS очень полезным для совместной работы над файлами и обмена данными в рабочих группах и организациях.
NFS абстрагирован от типов файловых систем как сервера, так и клиента. Существует множество реализаций серверов и клиентов NFS для различных операционных систем и аппаратных архитектур. Наиболее зрелая версия NFS — v.4, поддерживающая различные средства аутентификации (в частности, Kerberos и LIPKEY с использованием протокола RPCSEC GSS) и списки контроля доступа (как POSIX, так и Windows-типов).
NFS предоставляет клиентам прозрачный доступ к файлам и файловой системе сервера. В отличие от FTP, протокол NFS осуществляет доступ только к тем частям файла, к которым обратился процесс, и основное достоинство его в том, что он делает этот доступ прозрачным. Это означает, что любое приложение клиента, которое может работать с локальным файлом, с таким же успехом может работать и с NFS-файлом, без каких-либо модификаций самой программы.
NFS-клиенты получают доступ к файлам на NFS-сервере путём отправки RPC-запросов на сервер. Это может быть реализовано с использованием обычных пользовательских процессов, а именно, NFS-клиент может быть пользовательским процессом, который осуществляет конкретные RPC-вызовы на сервер, который также может быть пользовательским процессом.
Важной частью последней версии стандарта NFS (v4.1) стала спецификация pNFS, нацеленная на обеспечение распараллеленной реализации общего доступа к файлам, увеличивающая скорость передачи данных пропорционально размерам и степени параллелизма системы.
Реализация NFS состоит из нескольких компонентов. Некоторые из них локализованы либо на сервере, либо на клиенте, а некоторые используются и на обеих сторонах соединения. Некоторые компоненты не требуются для обеспечения основных функциональных возможностей, но составляют часть расширенного интерфейса NFS.
Протокол NFS определяет набор запросов (операций), которые могут быть направлены клиентом к серверу, а также набор аргументов и возвращаемые значения для каждого из этих запросов. Версия 1 этого протокола существовала только в недрах Sun Microsystems и никогда не была выпущена. Все реализации NFS (в том числе NFSv3) поддерживают версию 2 NFS (NFSv2), которая впервые была выпущена в 1985 году в SunOS 2.0. Версия 3 протокола была опубликована в 1993 году и реализована некоторыми фирмами-поставщиками.
Протокол удаленного вызова процедур (RPC) определяет формат всех взаимодействий между клиентом и сервером. Каждый запрос NFS посылается как пакет RPC.
Внешнее представление данных (XDR — External Data Representation) обеспечивает машинно-независимый метод кодирования данных для пересылки через сеть. Все запросы RPC используют кодирование XDR для передачи данных. XDR и RPC используются для реализации многих других сервисов, помимо NFS.
Программный код сервера NFS отвечает за обработку всех запросов клиента и обеспечивает доступ к экспортируемым файловым системам. Программный код клиента NFS реализует все обращения клиентской системы к удаленным файлам путём посылки серверу одного или нескольких запросов RPC.
Протокол монтирования определяет семантику монтирования и размонтирования файловых систем NFS. NFS использует несколько фоновых процессов-демонов. На сервере набор демонов nfsd ожидает запросы от клиентов NFS и отвечает на них. Демон mountd обрабатывает запросы монтирования. На клиенте набор демонов biod обрабатывает асинхронный ввод-вывод блоков файлов NFS.
Менеджер блокировок сети (NLM — Network Lock Manager) и монитор состояния сети (NSM — Network Status Monitor) вместе обеспечивают средства для блокировки файлов в сети. Эти средства, хотя формально не связаны с NFS, можно найти в большинстве реализаций NFS. Они обеспечивают сервисы, не возможные в базовом протоколе. NLM и NSM реализуют функционирование сервера с помощью демонов lockd и statd, соответственно.