TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security)
Шрифт:
■ Послать на сервер запрос на просмотр описателей файлов каталога /users/john/book и указать имя chapter3. В ответе будет содержаться описатель нужного файла.
Таким образом, для получения описателя файла клиент NFS должен отправить несколько запросов.
15.17.2 Процедуры NFS
Существуют процедуры NFS, обеспечивающие клиенту доступ, чтение или запись удаленного файла. Клиент может узнать структуру и реальную емкость удаленной файловой системы либо запросить атрибуты удаленного файла. Допустимо удалять и переименовывать файлы. Некоторые процедуры специфичны для файловой системы Unix (например, связывание с именем псевдонима файла). Процедуры NFS версий 2 и 3 кратко представлены в таблице 15.5.
Таблица 15.5 Процедуры NFS версий 2 и 3
| Процедура | Версия 2 | Версия 3 |
|---|---|---|
| 0 | Пустая
| Пустая процедура для тестирования. |
| 1 | Получить атрибуты файла | Получить атрибуты файла. |
| 2 | Установить атрибуты файла | Установить атрибуты файла. |
| 3 | Устаревшая процедура | Просмотр имени файла. По описателю файла для каталога и имени подкаталога или файла возвратить описатель файла для подкаталога или файла. |
| 4 | Просмотр имени файла | Проверка полномочий доступа. |
| 5 | Чтение информации о связанной с файлом символьной ссылке | Чтение информации о связанной с файлом символьной ссылке. |
| 6 | Чтение данных из файла | Чтение данных из файла |
| 7 | Не используется | Записать данные в файл. Запрос может указывать, будет ли кешироваться операция записи и будет ли результат операции фиксироваться в устойчивом состоянии до отправки ответа. |
| 8 | Записать данные в файл | Создать файл. |
| 9 | Удалить файл | Создать каталог. |
| 10 | Создать файл. | Создать символьную ссылку (symbolic link). |
| 11 | Переименовать файл | Создать узел (например, специальное устройство). |
| 12 | Создать ссылку на файл | Удалить (стереть) файл. |
| 13 | Создать символьную ссылку | Удалить каталог. |
| 14 | Создать каталог | Переименовать файл или каталог. |
| 15 | Удалить каталог | Создать ссылку на объект. |
| 16 | Прочитать имя файла или файлов из каталога | Прочитать имя файла или файлов из каталога. |
| 17 | Получают информацию о файловой системе (например, о размере блока и количестве свободных блоков) | Прочитать имена файлов, поля, атрибуты и описатели из каталога. |
| 18 | Получить динамическую информацию от файловой системы (например, об общем размере и объеме свободного пространства). | |
| 19 | Получить статическую информацию от файловой системы (например, о максимальном размере для запросов чтения и записи). | |
| 20 | Извлечение информации POSIX (например, об атрибутах и максимальной длине имени файла). | |
| 21 | Фиксация (commit): перенос предварительно размещенных в кеше данных на устройство постоянного хранения. |
15.17.3 Специальные утилиты
В идеале NFS должна быть прозрачна для пользователей. Файлы сервера должны открываться, читаться, записываться и закрываться так же, как локальные файлы, а применяться для этого должны обычные локальные команды.
Когда клиент и сервер имеют одинаковые операционные системы, проблем не возникает. Иногда для NFS требуется
только несколько дополнительных команд для согласования различных типов операционных систем клиента и сервера. Рассмотрим конкретный пример.Когда клиент DOS обращается к файловому серверу Unix, создаваемые и именуемые клиентом файлы должны соответствовать требованиям DOS и являться реальной частью клиентской файловой системы.
Когда клиенту DOS нужно прочитать текстовый файл, созданный в Unix, возникает несколько проблем. Прежде всего, имена файлов в DOS ограничены 8-ю символами, а далее следуют необязательные точка и еще 3 или меньше символов (расширение имени файла). В DOS все имена файлов принято записывать символами верхнего регистра. Например: COMMAND.COM. Имена файлов в Unix могут быть гораздо длиннее и состоять из символов верхнего и нижнего регистров. Например, в Unix вполне допустимо имя aLongerName.More.
Как же пользователь DOS получит доступ к такому файлу? Обычно разработчики реализуют автоматическую трансляцию имен или включают специальные утилиты, разрешающие пользователям указывать исходные имена файлов на сервере. (Более распространена эмуляция на клиентском компьютере операционной системы сервера — тогда при доступе к файлам можно не только использовать родные соглашения об именовании файлов, но и применять родные команды операционной системы для обработки этих файлов; когда же возникает необходимость в переносе файла из одной операционной системы в другую, применяются специальные программы-конвертеры. — Прим. пер.)
Однако существуют и другие проблемы. Строки текстовых файлов DOS завершаются символами возврата каретки (CR) и перевода строки (LF), в то время как в Unix применяется только LF. Некоторые разработчики реализуют автоматическую трансляцию на основе специальных утилит преобразования к локальному формату.
15.17.4 Блокировка файлов
К некоторым файлам могут одновременно обратиться несколько пользователей. Например, конфигурационные файлы могут читаться несколькими процессами. Для изменения совместно используемого файла пользователь должен получить специальные полномочия — эксклюзивный доступ к этому файлу с помощью блокировки доступа для других пользователей на время внесения изменений.
Блокировка файлов в NFS реализуется двумя службами: диспетчером блокировки (lock manager) и программой статуса (status). Диспетчер блокировки управляет клиентскими запросами на блокировку файлов. Программа status на сервере отслеживает текущие блокировки, выполняемые клиентскими хостами. При крахе сервера программа статуса отсылает уведомление зарегистрированным клиентским хостам, запрашивая от них снятие блокировок файлов.
15.17.5 Заметки о реализациях NFS
Программа может постоянно запрашивать от своей операционной системы чтение или запись небольшого числа байт. Постоянный доступ к жесткому диску за небольшим количеством данных крайне неэффективен. Обычно операционная система проводит упреждающее чтение целого блока данных и отвечает на запрос, используя данные из собственной памяти. Аналогичным образом производится кеширование данных при записи на жесткий диск.
Частый доступ к удаленному серверу NFS за небольшим количеством данных еще более неэффективен, чем доступ к локальному жесткому диску. Клиентские реализации NFS тоже выполняют упреждающее чтение блоков данных.
Сервер NFS может существенно повысить производительность, сохраняя в памяти информацию о каталогах и атрибутах файлов, равно как и выполняя упреждающее чтение запрашиваемой клиентом информации. В NFS версии 3 поддерживается запись в кеш с фиксацией (commit) содержимого кеша на устройстве постоянного хранения.
15.17.6 Мониторинг NFS
Команда nfsstat из Unix выводит сведения о действиях NFS. Подобные команды доступны и в других операционных системах. В представленном ниже примере локальная система работает и как сервер, и как клиент. Ее деятельность в качестве сервера почти незаметна. Однако пользователи системы формируют большое число клиентских запросов.
В отчете команды показано количество использований запросов каждого типа за период мониторинга. Видно множество операций просмотра (lookups), что связано с последовательным, пошаговым получением описателей файлов при движении вниз по дереву каталогов.