Сидни Фейт - TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security)

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.

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.

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.

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.

> ntsstat

Server rpc:

Calls badcalls nullrecv badlen xdrcall

25162314 0 0 0 0

Server nfs:

Calls badcalls

25162314 491

Null getattr setattr root lookup readlink

478 0% 9689121 38% 380591 1% 0 0% 5596396 22% 5992775 23%

read

1009813 4%

Wrcache write create remove rename link symlink

0 0% 1146142 4% 627381 2% 66180 0% 13089 0% 6042 0% 265 0%

Mkdir rmdir readdir fsstat

1718 0% 66 0% 626437 2% 5820 0%

Client rpc:

Calls badcalls retrans badxid timeout wait newcred timers

3931394 2069 0 42 2037 0 0 1697

Client nfs:

Calls badcalls nclget nclsleep

3929178 32 3929357 0

Null getattr setattr root lookup readlink

0 0% 2221718 56% 6689 0% 0 0% 1423702 36% 93498 2%

Read wrcache write create remove rename

54110 1% 0 0% 19501 0% 7362 0% 6493 0% 158 0%

Link symlink mkdir rmdir readdir fsstat

5 0% 0 0% 28 0% 12 0% 95804 2% 98 0%

На момент выхода книги portmapper и RPCBIND были определены в RFC 1833, протокол Remote Procedure Call версии 2 в RFC 1831, a XDR в RFC 1832.

Версия 2 системы NFS рассматривается в RFC 1094, а версия 3 описана в RFC 1813. Очень полная спецификация версии 2 системы NFS приведена в X/Open CAE Specification: Protocols for X/Open Internetworking: XNFS , опубликованной X/Open Company, Ltd.

Среди всех приложений TCP/IP наибольшей популярностью пользуется электронная почта (далее мы будем называть ее для краткости просто почтой. — Прим. пер .). Когда в организации появляется хороший доступ к почтовой службе, всегда резко увеличивается число пользователей сети — ведь почтовые программы могут успешно применять даже люди, ранее и не мечтавшие использовать компьютер в своей работе.

Электронная почта обеспечивает простой и удобный способ обмена сообщениями между людьми. Показанный ниже диалог представляет взаимодействие с одной из базовых почтовых программ Unix. Программа выводит подсказку Subject (тема сообщения), и далее можно вводить сам текст сообщения. Ввод будет завершен после набора символа точки как единственного символа строки.

> mail fred

Subject: New Materials