nfs шара что это

Основные протоколы хранения: использование и перспективы

В этой статье мы проведем небольшой обзор наиболее популярных протоколов, которые используются для построения сетей хранения данных (SAN). Также рассмотрим перспективы развития и использования отдельных протоколов, опираясь на общедоступные роудмапы производителей.

Не секрет, что на сегодняшний день проблемы производительности перемещаются из сферы СХД в область SAN сетей, так как СХД уже достигли огромных показателей производительности в ГБ/с и миллионах IOps, а текущие SAN сети не позволяют прокачивать через себя такие объёмы данных.

Общие тенденции

Существующие сети FC 8Гб/с и Ethernet 10Гб/с уже не справляются c современными СХД, даже Ethernet 25/50 Гб/с не может обеспечить приемлемые задержки при работе с последними моделями СХД, использующими NVMe диски.

Многие ИТ-специалисты, занимающимся настройкой и администрированием инфраструктуры хранения, задаются вопросом о модернизации SAN-сетей. Почему же это так важно и необходимо на сегодняшний день? Сформулируем несколько основных причин:

По существующим прогнозам, в перспективе двух лет (по данным Gartner, в течение 18 месяцев) all-flash массивы будут комплектоваться более производительными SSD-дисками, а в сочетании с быстрым интерконнектом (например, NVMe) и новыми протоколами (например, iWARP) производительность all-flash массивов повысится ещё на два порядка, что приведёт к необходимости модернизировать SAN.

Сравнение протоколов

Все SAN сети, будь то Ethernet, PCI Express, SAS, NVMeoF, FC, FCoE или InfiniBand, должны поддерживать одинаковый функционал, а именно:

На сегодняшний день протоколы хранения данных можно разделить на две условные группы:

Fibre Channel (FC)

Fibre Channel — популярный протокол хранения, обеспечивающий низкие задержки и высокую пропускную способность за счёт своих архитектурных особенностей. Fibre Channel не требователен к ресурсам и отлично подходит для передачи большого объёма данных, так как все операции FC выполняются на стороне HBA, разгружая центральный процессор.

Новые версии протокола Fibre Channel обратно совместимы с прошлыми редакциями, что открывает хорошие перспективы для модернизации и масштабирования. Например, если внедрять FC 32Гб/с, то всё ещё можно будет использовать FC 8Гб/с и 16Гб/с, т.е. можно поэтапно менять FC-коммутаторы и FC адаптеры.

В ближайшее время FC будет обновлён до 64Гб/с и 128Гб/с (уже сейчас есть коммутаторы, поддерживающие агрегацию 4-х портов 32Гб/с в один канал 128Гб/с для соединения коммутаторов).

Простота настройки и удобство в администрировании позволили FC стать одним из наиболее распространенных протоколов хранения. Большинство администраторов SAN-сетей во всем мире знает, как он устроен и какие преимущества обеспечивает при решении различных задач. При этом FC всё ещё сложнее, чем Ethernet, хотя и обладает большим количеством средств управления и мониторинга.

FCoE (Fibre Channel over Ethernet)

Идея создания FCoE заключалась том, чтоб консолидировать операции ввода-вывода и, как следствие, обеспечить безопасное размещение в одном «проводе» различных типов траффика. Такая задумка подразумевала снижение совокупной стоимости владения системой (TCO) за счет уменьшения числа кабелей и адаптеров, а также снижения показателей по энергопотреблению. При этом показатели доступности и производительности FCoE не сопоставимы с показателями FC, так как передача данных требует дополнительных накладных расходов на инкапсуляцию в Ethernet.

К тому же, FCoE добавляет сложность в развёртывании и администрировании всей системы, повышая уровень требований к обслуживающему персоналу и поддержке решения. Несмотря на надежды производителей FCoE на повсеместное внедрение, до сих пор данный протокол не смог вытеснить FC и развивается очень медленными темпами. Распространение FCoE на рынке SAN в настоящий момент минимально.

По данным Fibre Channel Industry Association (FCIA) в прогнозных показателях FCoE скорость протокола зависит от реализаций Ethernet.

iSCSI (Internet Small Computer System Interface)

iSCSI строится на двух наиболее часто используемых протоколах:

Считается, что iSCSI 10Гбит обеспечивает такое же количество IOps и пропускную способность, как и сопоставимый ему FC 8Гбит, но это не совсем так. Хотя пропускная способность iSCSI и выше, но его эффективность ниже, чем у FC за счёт дополнительных накладных расходов.

Производительность iSCSI зависит от существующий инфраструктуры Ethernet (на сегодняшний день минимально рекомендованная сеть для iSCSI – 10Гбит). В ближайшем будущем (по данным Gartner, 10–12 месяцев) стоит планировать переход на 25/40/50GbE, если будет необходимость использовать высокопроизводительные all-flash СХД.

SAN-сети на основе сетей Ethernet

Протоколы iSCSI, NFS, SMB, FCoE используют Ethernet-сети для передачи данных, поэтому использовать данные протоколы в общих сетях не целесообразно. Это приводит нас к необходимости развёртывания выделенных сетей для использования их в качестве SAN.

Такие сети должны работать параллельно с другими основными сетями и отделять пользовательский траффик от траффика данных серверов. Однако из-за разделения сетей увеличивается сложность администрирования и общая стоимость владения.

Единственное исключение — это использование общих сетей для объектного хранения, т.к. в данном случае обеспечение минимальных задержек и максимальной производительности не так критично.

NFS (Network File System)

Network File System (NFS) — протокол сетевого доступа к файловым системам, первоначально разработанный Sun Microsystems в 1984 году. NFS предоставляет клиентам прозрачный доступ к файлам и файловой системе сервера.

NFS просто конфигурируется и администрируется, т.к. используется поверх сетей Ethernet. Как и в других протоколах, использующих Ethernet, скорость и задержки целиком зависят от реализации сети на нижнем уровне и чаще всего «упираются» в ограничения стандарта 10GbE.

NFS часто используется как протокол начального уровня для построения SAN-сети для виртуализации. По прогнозам Gartner, такой тренд сохранится в течение последующих 10 лет.

SMB (Server Message Block)

SMB — это сетевой протокол для общего доступа к файлам, который позволяет приложениям компьютера читать и записывать файлы, а также запрашивать службы серверных программ в компьютерной сети. Разработан компанией Microsoft для реализации «Сети Microsoft Windows» и «Совместного использования файлов и принтеров». С увеличением пропускной способности сетей передачи данных SMB стал одним основных протоколов файлового доступа, применяемых в СХД. В системах хранения SMB чаще всего используется в сетях 10GbE, из-за этого его производительность сильно зависит от реализации, настроек и используемых компонентов сети.

До версии SMB 3.0 протокол в основном использовался для передачи файлов в локальных сетях. С новой версией, поддерживающей технологию SMB-Direct (использование RDMA), стал активно применяться в кластерах виртуализации на базе MS Hyper-V как протокол доступа к общему пулу хранения.

Как и NFS, SMB часто используется в качестве протокола начального уровня при построении SAN-сети для виртуализации. Эта тенденция также должна сохраниться в ближайшее десятилетие.

InfiniBand (IB)

InfinBand — высокоскоростной протокол, обеспечивающий очень большую пропускную способность и низкие задержки. Используется, преимущественно, в отрасли высокопроизводительных вычислений (HPC) и в качестве интерконнекта при создании высокопроизводительных СХД.

Наиболее явным недостатком этой технологии является сложность в настройке и администрировании. Как следствие, работа с IB требует квалифицированного персонала.
Среди трудностей повсеместного распространения InfinBand можно отметить ограниченные средства для мониторинга производительности и диагностики проблем, а также не самую лучшую совместимость с разными операционными системами.

В сравнении с FC и Ethernet протокол InfiniBand более «дорог» для внедрения и обслуживания. К тому же, существует лишь несколько считанных компаний, которые производят оборудование и программное обеспечение для работы с IB.

NVMe (NVM Express)

NVMe — это достаточно новый высокопроизводительный протокол доступа к твердотельным накопителям, подключенным по шине PCI Express. Аббревиатура «NVM» в названии обозначает энергонезависимую память (Non-Volatile Memory), в качестве которой в SSD повсеместно используется флеш-память типа NAND.

Протокол был разработан с нуля. Основные цели его разработки – низкие задержки и эффективное использование высокого параллелизма твердотельных накопителей. Последняя задача решается за счёт применения нового набора команд и механизма обработки очередей ввода-вывода, оптимизированного для работы с современными процессорами.

На данный момент технология NVMe еще не получила широкого распространения. В основном протокол используется для внутреннего соединения в серверах и СХД. Спецификация NVMe также позволяет инкапсулировать его в другие протоколы, такие как Ethernet, FC и InfiniBand, и масштабировать протокол в более крупных сетях. Впрочем, поскольку NVMe использует прямой доступ к памяти (RDMA), латентность протокола несущей должна быть очень низкой для нормальной работы протокола.

В 2017 году ожидается активное внедрение NVMe, так как многие производители серверных платформ представляют новые модели с поддержкой двухпортовых NVMe-устройств, что позволит проектировать отказоустойчивые решения для хранения.

Ожидается, что в ближайшие несколько лет NVMe будет использоваться в качестве внешнего межсетевого интерфейса, аналогичного PCIe и InfiniBand. Например, он может использоваться в небольших специализированных сетях хранения из десятков узлов или устройств в однородной среде хранения. Гораздо шире NVMe будет использоваться в качестве внутреннего интерконнекта.

PCIe имеет очень низкие задержки и используется преимущественно в серверах для подключения плат расширения, в том числе и высокопроизводительных NVMe дисков. Некоторые новые продукты от известных производителей используют PCIe в качестве протокола подключения серверов через небольшие PCIe коммутаторы, т.е. PCIe получается использовать только в небольших SAN-сетях.

Только несколько производителей СХД в мире используют PCIe для внешних подключений, что и определяет узкоспециализированное применение данного протокола.

Так как PCIe не использует SCSI и требует собственного протокола для передачи данных, он может увеличить пропускную способность за счёт уменьшения задержек, по сути, работая на скорости чистой PCIe-линии. Такие решения требуют применения проприетарных драйверов, что делает их сложно администрируемыми и приводит к невозможности создавать гетерогенные инфраструктуры, а также встраивать такие решения в существующие SAN сети.

На сегодняшний день основная используемая реализация технологии — это PCIe 3.x, в которой производительность увеличена на 40% по сравнению PCIe 2.x.

По количеству линий PCIe масштабируется от 1ГБ/с до 16ГБ/с. В 2017 году выходит новый стандарт PCIe 4.x, который увеличит производительность в 2 раза, т.е. максимальная производительность достигнет 32ГБ/с.

Протоколы объектного хранения

К объектному хранению относится большое количество новых протоколов, которые работают поверх HTTP, через API. На сегодняшний день многие новые приложения разрабатываются с учётом использования данных протоколов, это особенно актуально для программного обеспечения для резервного копирования.

Производительность этих протоколов сильно зависит от нижнего уровня, чаще всего это Ethernet. Основное функциональное применение протоколов объектного хранения — работа с неструктурированными данными. Ввиду этого они используются в рамках ЦОДов, а также широко применяются для доступа к данным и записи в облачные пулы хранения.

Протоколы объектного доступа требуют передачи и хранения большого объёма метаданных, что всегда добавляет накладные расходы, особенно в сравнении протоколами блочного доступа.

За последние несколько лет было разработано множество протоколов объектного доступа. Наиболее популярные из них – SOAP, S3, OpenStack Swift. В ближайшем будущем (по данным Gartner, в течение 5 лет) данные технологии будут вызывать особый интерес.

Вывод

Развитие SAN-протоколов напрямую зависит от развития приложений и профилей нагрузки.
Такие приложения и типы нагрузок, как в HPC, аналитике Big Data и активных архивах, будут двигать SAN в сторону создания СХД c очень низкими задержками и высочайшей пропускной способностью, а также с поддержкой разделяемого доступа с использованием NVMe.

Протоколы, которые будут внедряться в ближайшем будущем (такие как 40/100GbE ), файловые протоколы (такие как NFS over RDMA и SMB-Direct) и текущие блочные протоколы (такие как FC 16Gb/s), уже сейчас слишком медленные для следующего поколения Flash и гибридных СХД.
Основным протоколом на ближайшее десятилетие останется FC, так как под него создана вся необходимая инфраструктура. Многие будут переходить на FC 16Гб/c, затем на FC 32Гб/с и более новые версии.

InfiniBand, PCIe и NVMe останутся протоколами для подключения конечных устройств, межузловых подключений в кластерах или интерконнекта с малыми задержками. При этом будут и небольшие узкоспециализированные решения для SAN-сетей, в которых необходимы минимальные задержки и максимальная пропускная способность. FCoE, iSCSI, NFS, SMB или объектные протоколы будут использоваться преимущественно в качестве внешних протоколов.

C каждым годом растёт интерес к объектным системам хранения. Это происходит за счёт увеличения количества неструктурируемых данных, появления новых задач по их обработке и новых требований к хранению информации.

• The Fibre Channel Roadmap, FCIA 2016.
• Dennis Martin. Demartek Storage Networking Interface Comparison, Demartek 2016.
• Valdis Filks, Stanley Zaffos. The Future of Storage Protocols, Gartner 2017.

Источник

Nfs шара что это

Любое NFS-соединение работает по клиент-серверной схеме. Один компьютер является NFS-сервером и предоставляет свои файловые системы другим серверам. Это называется «NFS-экспортированием», а предоставляемые файловые системы называют «экспортами». Клиенты могут монтировать экспорты NFS-сервера почти точно так же как и локальные файловые системы.

Еще одним замечательным свойством NFS является отсутствие привязки клиента к текущему состоянию сервера (stateless). Это возможность позволяет даже перезагрузить NFS-сервер, а клиенты при этом не отвалятся. Само собой подразумевается, что в это время доступ к экспортам ограничен, однако как только NFS-сервер возобновит работу, клиенты смогут продолжать работу.

Итак, как можно было догадаться, необходимо будет настроить NFS-сервер и NFS-клиента.

NFS-server

Для запуска NFS-сервера неообходимо, чтобы ядро было собрано с опцией NFSSERVER.

Если ядро пересобирать неохота, то можно подгрузить модуль ядра:

# kldload /boot/kernel/nfsserver.ko

Для автоматической подгрузки модуля после перезагрузки сервера, воспользуемся следующей командой:

# echo ‘nfsserver_load=»YES»‘ >> /boot/loader.conf

Для более детального ознакомления с синтаксисом файла обращаемся к странице руководства. Кстати, стоит иметь ввиду, что в одной строке можно прописать максимум три точки. Если точек больше, то описываем их в следующей строке, но не более чем три точки на одну строку в файле. Также не стоит забывать, что после внесения изменений в файл /etc/exports, необходимо проинформировать о изменениях демон mountd, послав ему сигнал HUP, либо же перезапустив демон:

В rc.conf вносим следующие записи:

Для того, чтобы ознакомиться с допустимыми опциями, воспользуйтесь страницами руководств:

# man rpcbind
# man mountd
# man nfsd

# sh /etc/rc.d/rpcbind start
# sh /etc/rc.d/mountd start
# sh /etc/rc.d/nfsd start

Exports list on localhost:
/db5 192.168.100.19

NFS-клиент

Для запуска NFS-клиента, неообходимо, чтобы ядро было собрано с опцией NFSCLIENT и, по возможности, с опцией NFSLOCKD.

Немного о опции NFSLOCKD из обзора к релизу FREEBSD 7.1: В ядро добавлена реализация клиентской части функциональности rpc.lockd, используемом для организации блокировок в NFS. Реализация поддерживает восстановление состояния блокировок на стороне клиента после рестарта NFS сервера, а также гарантированный сброс кэша перед установкой блокировки, что позволяет нескольким клиентом устанавливать файловые локи при одновременном использовании данных. Возможность включается через опцию NFSLOCKD в конфигурации ядра, если ядро пересобрано с поддержкой NFSLOCKD процесс rpc.lockd автоматически это определяет и начинает использовать.

Итак, если перезагружать сервер неохота, подгружаем модуль:

Добавляем в rc.conf такие строки:

nfs_client_enable=»YES»
nfs_client_flags=»-n 3″

Теперь примонтируем сетевой ресурс:

Проверяем, примонтировался ли ресурс:

ПРИМЕЧАНИЯ :

Источник

Настройка NFS в Ubuntu

Сетевая файловая система NFS или Network File System, это популярный протокол сетевой файловой системы, который позволяет пользователям подключать удаленные сетевые каталоги на своей машине и передавать файлы между серверами. Вы можете использовать дисковое пространство на другой машине для своих файлов и работать с файлами, расположенными на других серверах. По сути, это альтернатива общего доступа Windows для Linux, в отличие от Samba реализована на уровне ядра и работает более стабильно.

В этой статье будет рассмотрена установка NFS в Ubuntu. Мы разберем установку всех необходимых компонентов, настройку общей папки, а также подключение сетевых папок.

Немного теории

Как уже было сказано, NFS, это сетевая файловая система. Для работы необходим сервер, на котором будет размещена общая папка и клиенты, которые могут монтировать сетевую папку как обычный диск в системе. В отличие от других протоколов NFS предоставляет прозрачный доступ к удаленным файлам. Программы будут видеть файлы как в обычной файловой системе и работать с ними как с локальными файлами, nfs возвращает только запрашиваемую часть файла, вместо файла целиком, поэтому эта файловая система будет отлично работать в системах с быстрым интернетом или в локальной сети.

Установка компонентов NFS

Перед тем как мы сможем работать с NFS, нам придется установить несколько программ. На машину, которая будет сервером нужно установить пакет nfs-kernel-server, с помощью которого будет выполнено открытие шары nfs в ubuntu 16.04. Для этого выполните:

sudo apt install nfs-kernel-server

Теперь давайте проверим правильно ли установился сервер. Сервис NFS слушает соединения как для TCP, так и для UDP на порту 2049. Посмотреть действительно ли сейчас используются эти порты можно командой:

Также важно проверить поддерживается ли NFS на уровне ядра:

cat /proc/filesystems | grep nfs

Видим, что работает, но если нет, нужно вручную загрузить модуль ядра nfs:

Давайте еще добавим NFS в автозагрузку:

sudo systemctl enable nfs-server

На клиентском компьютере вам нужно установить пакет nfs-common, чтобы иметь возможность работать с этой файловой системой. Вам необязательно устанавливать компоненты сервера, достаточно будет только этого пакета:

sudo apt install nfs-common

Вот и все, дальше настройка NFS в Ubuntu.

Настройка сервера NFS в Ubuntu

Мы можем открыть NFS доступ к любой папке, но давайте создадим для этих целей новую:

Дальше нас интересует настройка ubuntu nfs server. Все общие папки и другие настройки nfs находятся в файле /etc/exports. Синтаксис записи папки такой:

адрес_папки клиент (опции)

Например, для нашей папки, если вы хотите разрешить к ней подключаться только с определённого IP адреса, эта строка может выглядеть вот так:

sudo vi /etc/exports

Можно разрешить только нужную подсеть, например:

Для того чтобы разрешить все адреса используйте подсеть 0.0.0.0/0 или символ *.

Открытие шары NFS в Ubuntu почти завершено. Осталось разобраться с правами. Кроме ограничений IP адреса работает обычная система полномочий UNIX, поэтому если вы хотите чтобы определённый пользователь мог получить доступ к папке, то на сервере должен существовать пользователь с таким же UID и эта папка должна принадлежать ему или группе в которой он состоит.

Кроме того, обратите внимание на то, что все подключения от имени пользователя root считаются по умолчанию анонимными (nfsnobody), чтобы это отключить добавьте опцию монтирования no_root_squash, но это не безопасно, потому что любой root пользователь сможет получить доступ на запись ко всем файлам. Теперь попытаемся настроем клиента и попытаемся ее примонтировать.

Для того чтобы все пользователи могли получить доступ ко всем файлам можно создать пользователя с UID 1001 и попросить NFS все запросы считать запросами от анонимного пользователя, а анонимному пользователю присвоить UID 1001. Это делается такими опциями:

Когда все будет настроено, останется только обновить таблицу экспорта NFS:

Если на вашем сервере используется брандмауэр, то следует открыть порты 111 и 2049:

sudo ufw allow 111
sudo ufw allow 2049

Подключение NFS

Мы не будем подробно останавливаться на этом вопросе в сегодняшней статье. Это довольно большая тема, заслуживающая отдельной статьи. Но пару слов я все же скажу. Чтобы подключить сетевую папку вам не нужен никакой nfs клиент ubuntu, достаточно использовать команду mount:

sudo mount 127.0.0.1:/var/nfs/ /mnt/

Теперь вы можете попытаться создать файл в подключенной директории:

Также мы посмотрите подключенные файловые системы с помощью df:

127.0.0.1:/var/nfs 30G 6,7G 22G 24% /mnt

Чтобы отключить эту файловую систему достаточно использовать стандартный umount:

Выводы

В этой статье была рассмотрена настройка NFS в Ubuntu 20.04, как видите, все делается очень просто и прозрачно. Подключение NFS шары выполняется в несколько кликов, с помощью стандартных команд, а открытие шары NFS ненамного сложнее подключения. Если у вас остались вопросы, пишите в комментариях!

Источник

Подключаем NFS шару в Windows Server 2012 R2

Сегодня мы разберемся, как установить и настроить клиент NFS (Network File System) в Windows Server 2012 R2 / Windows 8. Итак, чтобы подключить каталог (шару) с NFS сервера в Windows Server 2012 R2 / Win 8, нужно, как и в предыдущих версиях Windows, установить отдельный компонент — клиент NFS (Client for NFS). Дополнительно, для возможности управления настройками NFS подключения, можно установить компонент служб NFS (Services for Network File System).

Клиент NFS входит в состав ОС Microsoft, начиная с Windows 7. В Windows 2012 / 8 клиент NFS получил небольшие изменения. Теперь NFS клиент поддерживает аутентификацию по протоколу Krb5p — Kerberos версии 5 (в дополнение к Krb5 и Krb5i, поддержка которых появилась еще в Windows 7), поддерживаются большие NFS пакеты – до 1024KB (в Win 7 максимальный размер пакета 32KB)

Клиент NFS можно установить через GUI или с помощью Powershell. Для установки в графическом режиме, откройте консоль Server Manager и выберите компонент (Features) под названием Client for NFS.

Все перечисленные выше компоненты системы можно установить всего одной командой Powershell:

После окончания установки, запустите консоль Services for Network File System Managemen и откройте окно свойств NFS клиента (Client for NFS).

В настройках NFS клиента можно задать:

После настройки установки, администраторы смогут смонтировать NFS каталог с помощью команды mount:

В этом примере мы смонтировали под буквой Z: каталог NFS, расположенный на сервере lx01.abc.lab.

Смонтировать NFS шару можно и с помощью Powershell:

Отключить смонтированный каталог можно так:

Источник