unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

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1 unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Administração de Redes TCP/IP NFS - Network File System Configuração & Administração Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian adriano@ieee.org UNESP - IBILCE - São José do Rio Preto 2002

2 NFS - Network File System 1 Configuração & Administração 1. Introdução e conceitos gerais Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian adriano@ieee.org UNESP - IBILCE - São José do Rio Preto O NFS Network File System é um aplicativo de rede que permite que árvores de diretórios e arquivos sejam compartilhados através de uma rede. Trata-se de um sistema originalmente desenvolvido pela Sun Microsystens, mas que atualmente está disponível em praticamente todos os sistemas UNIX. Também existem sistemas compatíveis com NFS em outros sistemas operacionais de rede, como por exemplo Novell Netware ou Windows NT. Através do NFS usuários e programas podem ter acesso a arquivos localizados em diretórios de servidores remotos, como se eles fossem arquivos locais. A rede se torna transparente para o uso dos arquivos ou árvores de diretórios acessados à distância. Num ambiente NFS perfeito o usuário nem sabe, nem se importa, onde os arquivos são armazenados. O NFS tradicional usa o UDP como seu protocolo de transporte. Embora o NFS faça sua própria sequenciação de montagem e remontagem, e verificação de erros, ambos NFS e UDP não possuem algoritmo de controle de congestionamento (controle de fluxo), o qual é essencial para uma boa performance numa rede IP de amplas proporções. Por esta razão deve-se evitar montar partições de NFS tradicionais através de um roteador, linhas de longa distância usadas em WAN, ou através da Internet. Alguns fabricantes já produzem sistemas que implementam NFS através de pacotes TCP (chamado de TCP-NFS ) ao invés de UDP, permitindo o uso com mais funcionalidade. Apesar disso, o NFS tem vários e amplos benefícios que podem ser muito bem aplicados em redes locais: Reduz as exigências de armazenamento local, pois um servidor na rede pode armazenar uma única cópia do diretório ou arquivo, enquanto este continua totalmente disponível para todos na rede. Simplifica tarefas de suporte e manutenção dos administradores de sistema os arquivos podem ser atualizados centralizadamente, e de uma única vez, num único 1 Créditos - este material foi parcialmente produzido a partir do livro texto adotado no curso: Hunt, Craig - TCP/IP Network Administratiom - O Reilly & Associates, Inc. - 1.a Edição - Capítulo 9, pag Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 1

3 local, tornando-se imediatamente disponíveis para todos os usuários da rede, em todas as máquinas. Os usuários não precisam conhecer comandos especiais para transferir e manipular arquivos remotos. Arquivos podem ser copiados, lidos, movidos ou apagados dentro das árvores de diretórios, seja elas locais ou remotas. Existem dois lados no NFS um lado cliente, e um lado servidor. Cliente NFS Cliente NFS Cliente NFS Cliente NFS Switch NFS Server 1 NFS Server 2 Router Cliente NFS NFS Server externo Switch Figura 1 Exemplo de uma interconexão de servidores e clientes NFS CLIENTE é o sistema que usa diretórios (ou arquivos) remotos como se eles fossem parte do seu sistema de arquivos (filesystem) local. SERVIDOR é o sistema que torna os seus diretórios disponíveis para uso através da rede. MOUNTING: Anexar um diretório remoto do servidor ao filesystem local é chamado de montagem (mounting) do diretório trata-se de uma operação cliente. EXPORTING: Fornecer um diretório para acesso remoto é chamado de exportar (exporting) o diretório trata-se de uma operação servidora. Muitas vezes um mesmo sistema pode ser cliente e servidor de NFS, ou seja, executar ambas as operações de exporting e mounting ao mesmo tempo. Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 2

4 2. NFS daemons O NFS é mantido por diversos daemons 1 processos que são executados em background no sistema. Como dito acima, alguns possuem função de servidor (server) e outros de cliente (client). Antes de verificar a configuração destes daemons, veremos suas funções a seguir: nfsd [ servers ] biod [nservers ] (rpc.)lockd 2 (rpc.)statd (rpc.)mountd É o daemon principal e roda nos servidores NFS. Este daemon serve as requisições dos clientes. A opção nservers especifica quantos daemons devem ser ativados. O valor mais usado é 8 (oito). É o daemon Block I/O. Roda nos clientes NFS, cuidando da entrada e saída. Opção nservers: idem acima. É o Lock daemon e manipula requisições locks de arquivos. É executado nos clients e nos servers. Clientes requisitam file lock e os servers fornecem. Network status monitor. É exigido pelo rpc.lockd para fornecer os serviços de monitoração. Permite que os locks sejam liberados após uma eventual queda da rede. Clients e servers rodam rpc.statd É o daemon NFS que processa as requisições de montagem de disco dos clientes. Quem roda são os servers. Daemons necessários à execução do NFS são disparados pelos scripts de boot no momento da partida da máquina. Resumindo: NFS CLIENTS rodam os daemons biod, (rpc.)statd, (rpc.)lockd NFS SERVERS rodam os 3 acima, mais o nfsd e o (rpc.)mountd (biod não é realmente necessário para servers, entretanto os servers freqüentemente também são clientes). 1 Para uma explicação da origem do termo daemon, veja o Apêndice no final deste material. 2 Os nomes dos processos podem variar. A denominação com rpc. antes do nome, é típica dos sistemas operacionais Unix BSD (FreeBSD, Solaris, SunOS, dentre outros). Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 3

5 3. Exportando filesystems Primeiro passo decidir quais filesystems devem ser exportados, e quais as restrições O arquivo /etc/exports /etc/exports arquivo principal de configuração do NFS server. Controla quais diretórios devem ser exportados e qual o tipo de acesso a eles. Exemplo: wolverine% more /etc/exports /export/home/wolverine /usr/local/wolverine /cdrom -access=maggie:master:casper:shadowcat: -access=maggie:master:casper -access=shadowcat, ro O formato geral do arquivo é [diretório ] [ -opção][, opção ] Opções disponíveis: ro read-only. Não permite clientes NFS escreverem neste diretório. Se ro não é especificado, clientes tem acesso de escrita e leitura. rw[=hostname][:hostname] Permite explicitamente ao cliente hostname o acesso read e write a este diretório. Se especificado sem hostname todos os clientes possuem acesso read-write. Se hostname é especificado, apenas aquele host tem acesso read-write. Todos os demais terão permissão read-only. Se for definido mais de um host, os hostnames devem ser separados por : (dois pontos) Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 4

6 access=hostname1[:hostname2]... Restringe a permissão de montar aquele diretório apenas para os hostnames especificados. Se access não é especificado todos os hosts podem montar aquele diretório. Portanto se você não utilizar access ao exportar um diretório, aquele diretório estará disponível para todos os hosts da Internet. Observação: também é possível usar netgroups nas definições de NFS. Em sites de grandes dimensões, o uso de netgroups facilita a administração. O uso de netgroups exige a implantação de NIS Network Information Service, o qual será visto oportunamente. 4. Montando filesystems 4.1. showmount: verificando os arquivos exportados Para obter informações a respeito dos hosts que são exportados por um server, usa-se o comando showmount: % showmount -e hostname 1 Exemplo: % showmount -e master /usr/man /usr/public /export/home/master /usr/local/master (everyone) (everyone) wolverine:havok:www:maggie (everyone) 4.2. O comando mount Montando diretórios O cliente deve montar os diretórios exportados antes de usa-los. Montar os diretórios como já dito, trata-se de anexar os diretórios remotos à hierarquia de filesystems do sistema local. Somente diretórios presentes no /etc/exports dos server podem ser montados. 1 O prompt % denota um comando ou operação que pode ser executada por qualquer usuário. Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 5

7 Entretanto, qualquer parte do diretório exportado pode ser montado na máquina cliente. Os diretórios NFS são montados com o comando mount. A estrutura geral é: mount hostname:remote-directory-path local-directory-path Exemplo: estando na máquina sabatella e montando um diretório exportado pela cindy (cindy exporta /export/home/cindy) # mkdir /export/home/cindy 1 # mount cindy:/export/home/cindy /export/home/cindy Outra forma: # mkdir /cindy-temp # mount cindy:/export/home/cindy /cindy-temp [Observação: se já existir algo no diretório local, ele é temporariamente substituído até que seja feito uma desmontagem, ou que aconteça um boot do sistema] Desmontando diretórios Desmontando: Para desmontar diretórios: comando umount # umount /export/home/cindy 4.3. Montagem automática : o arquivo /etc/fstab O arquivo /etc/fstab define as montagens do filesystem local e as montagens. Significa FileSystem Table tabela de filesystems O arquivo /etc/fstab fornece informação usada para remontar diretórios NFS automaticamente. O comando mount -p permite reconstruir o arquivo fstab a partir dos diretórios montados. 1 O prompt # denota um comando ou operação que somente pode ser executada pelo usuário root. Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 6

8 # mount -p > /etc/fstab [ esta operação pode ser perigosa! Veja dica abaixo! ] Além desta opção, é possível montar (editar) o arquivo /etc/fstab manualmente, com um editor. Dica: Cuidado!! se o arquivo /etc/fstab for danificado ou destruído, a máquina não conseguirá mais executar um reboot com sucesso! Este é um arquivo muito sensível. Mantenha sempre, no mesmo diretório /etc, um backup do arquivo /etc/fstab para uma eventual emergência. O mount é disparado durante os scripts de boot da máquina. Normalmente há uma instrução da seguinte forma: mount -vat nfs Este comando solicita ao sistema que monte todos os diretórios tipo NFS encontrados em /etc/fstab. A opção -v solicita saída de tela das informações (verbose) A opção -a diz para montar tudo (-a significa all ) que encontrar em /etc/fstab A opção -t seguido pela chave nfs limita a montagem a diretórios de filesystems tipo NFS (esta opção está disponível porque existem outros sistemas de diretórios remotos, além do NFS) Montagem sob demanda: o Automounter Montar filesystems cada um por vez, listando-os no /etc/fstab pode introduzir uma série de problemas numa rede de dimensões maiores. Algumas considerações Realizar a manutenção de /etc/fstab em algumas dezenas de máquinas pode ser complicado e demandar muito tempo. Se os filesystems são montados de vários hosts, pode ocorrer um caos quando um destes servers sai do ar todos os comandos que fazem verificação do ponto de montagem irão entrar em hang (suspenso) podendo levar ao travamento da máquina (mesmo que o diretório não esteja em uso por algum usuário). Se um importante diretório montado eventualmente sai do ar (por exemplo o home-dir dos usuários), muitos podem ser prejudicados. Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 7

9 Se muitos diretórios forem montados entre si, de forma cruzada numa rede local pode acontecer um tráfego muito alto de pacotes, prejudicando assim outras aplicações. Solução utilizar um sistema de montagem sob demanda, Ou seja, um daemon que monte os filesystems quando eles são requisitados e os desmonte quando não estejam sendo usados este tipo de sistema é chamado de um automounter. Isso minimiza o número de pontos ativos tornando o sistema mais eficiente. Além disso, na maioria das aplicações de montagem de diretórios sob demanda, é possível fornecer uma lista de filesystems replicados (idênticos), de tal forma que a rede continua funcionando na eventualidade de um crash de algum servidor de NFS. Uma dos sistemas mais usados para este tipo de operação é o automount. automount quando um usuário faz referência a um diretório que faz parte da hierarquia falsa do automounter, o daemon intercepta a referência e monta o(s) filesystems 1 que o usuário está tentando acessar. Depois de algum tempo sem acesso a este filesystem, o automounter o desmonta. O automount foi desenvolvido originalmente pela Sun Microsystems, mas atualmente encontra-se disponível na maioria dos sistemas UNIX. O automount compreende alguns arquivos de configuração chamados de MAPAS. Existem 3 tipos de mapas: mapas diretos, mapas indiretos e mapa master. Diretos e indiretos fornecem informações sobre filesystems que devem ser automontados. Master é um arquivo que lista mapas diretos e indiretos, os quais o automount deve utilizar. Os mapas devem estar configurados, obviamente, na máquina cliente de NFS que executará o automount. A máquina servidora deve ter permissões de export apropriadas para estes clientes. Observação: É possível rodar o automount sem utilizar um mapa master, especificandose os mapas diretos e indiretos na linha de comando de chamada do automount. Entretanto, isso não é recomendável devido a manutenção estruturada dos sistemas, principalmente em grandes sites. 1 Neste texto usaremos filesystems para fazer referência aos sistemas de arquivos do UNIX. Similarmente poderia ser entendido como path ou simplesmente diretório. Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 8

10 Mapas indiretos São usados para auto-montar diversos filesystems debaixo de um único diretório comum. O path do diretório é especificado no mapa master e não no próprio mapa indireto. Por exemplo, um mapa indireto para filesystems que sejam montados sob o diretório /shadowcat deveriam se parecer como o seguinte: users shadowcat:/shadowcat/users devel shadowcat:/shadowcat/devel info -ro shadowcat:/shadowcat/info A primeira coluna nomeia o subdiretório onde cada automount deveria ser realizado. As colunas subsequentes listam as opções e diretórios-origem de montagem Mas neste arquivo não se especifica que users, devel e info serão montados sob o diretório /shadowcat na máquina local isso será definido no mapa master, o qual chama este mapa indireto. Este exemplo (que provavelmente deve ser armazenado num arquivo /etc/auto.shadowcat) diz para o automount que ele pode montar os diretórios /shadowcat/users, /shadowcat/devel e /shadowcat/info do host shadowcat. Neste exemplo, os paths em shadowcat e no host local (que está montando os diretórios de shadowcat) serão os mesmos, mas isso não é obrigatório Mapas diretos São relativos a filesystems que não compartilham um prefixo comum, Por exemplo /usr/man, /cs/tools ou /usr/local/compiler ou /export/home/cindy Um mapa direto, por exemplo, /etc/auto.direct, o qual descreve estes filesystems para o automount deve ser algo como: /usr/man shadowcat:/usr/man /cs/tools sabatella:/cs/tools /export/home/cindy cindy:/export/home/cindy /usr/local/compiler cindy:/usr/local//compiler Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 9

11 Neste caso, cada automount é realmente implementado usando um link simbólico 1 (e seu correspondente ponto de montagem) para cada filesystem. Isso requer um pouco mais de overhead, mas possui a vantagem que o ponto de montagem e a estrutura de diretório real estão sempre acessíveis. Exercício: Qual a razão disso? Qual a diferença entre o outro tipo de montagem? Mapa master Como já dito, o mapa master lista mapas diretos e indiretos. Para cada mapa indireto, ele também especifica o diretório raiz usado pelas montagens definidas no mapa. Exemplo: # Mapa direto auto.master /shadowcat /etc/auto.shadowcat /- /etc/auto.direct A primeira coluna é um nome de diretório local para um mapa indireto, ou o caractere (token) especial /- para um mapa direto. A segunda coluna contém o nome do arquivo no qual as definições dos mapas são armazenados. Podem existir diversos mapas diretos e indiretos o administrador define a melhor maneira de organizar o seu trabalho Inicialização do automount O automount daemon pode ser inicializado de duas maneiras. Se o seu mapa master está localizado em /etc/auto.master, pode-se usar o seguinte comando: # automount -f /etc/auto.master & 1 Importante EXERCÍCIO: para entender o que é um link simbólico, leia o help de man ln ou consulte algum texto básico de UNIX. Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 10

12 Existe a possibilidade de montar mapas diretos e indiretos definidos diretamente na linha de comando. Entretanto, esta forma não é recomendável por ser mais susceptível a erros. Por exemplo, da seguinte forma: # automount /- /etc/auto.direct /shadowcat /etc.auto.shadowcat & Filesystems replicados com automount Em alguns casos, filesystems read-only, como por exemplo /usr/man podem ser idênticos em diversos servidores. Neste caso é possível dizer para o automount escolher um server para o filesystem, com base em qual deles responde mais rapidamente num dado momento de montagem. Para usar este tipo de implementação tenha em mente o seguinte: Filesystems replicados devem ser somente read-only, como por exemplo /usr/man ou /usr/local/x11. Não é possível para o automount sincronizar escritas através de uma série de servidores não se trata de um esquema de espelhamento de disco. A contrário do que se pode pensar, o automount não é capaz de desmontar um filesystem ativo e troca-lo por um backup quando um server sai do ar. Sua habilidade é limitada a escolher o server de melhor resposta quando o filesystem é inicialmente montado. Não é possível definir qual servidor de filesystem é primário ou secundário, ou qual é backup. O automount seleciona o servidor com base na sua idéia de qual está mais próximo com base em configurações de rede e tempos de resposta de determinados queries originais. Filesystems replicados devem ser realmente idênticos, ou haverá problemas para os usuários. Um auto.direct que define /usr/man como um filesystem replicado servido por shadowcat e cindy deve ser algo assim: /usr/man shadowcat,cindy:/usr/man /cs/tools nubia:/cs/tools Exercícios: 1.) Leia as man pages abaixo. Entenda e anote os pontos mais importantes delas. % man exports % man exportfs % man fstab % man automount % man nfsstat % man ln 2.) Ler e interpretar os arquivos das máquinas às quais você tem acesso, ou produzir seus próprios: /etc/exports /etc/fstab /etc/auto.direct /etc/auto.master Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 11

13 Apêndice: Daemons 1 Um daemon é um processo de background, que realiza tarefas relacionadas ao sistema. Dentro da filosofia de modularidade dos sistemas UNIX, daemons são programas, ao invés de parte do kernel. Muitos daemons são inicializados em tempo de boot, e continuam a rodar durante todo o tempo em que o sistema está no ar. Outros daemons são iniciados quando necessário, e rodam somente enquanto são úteis a alguma tarefa. As palavras daemon e demon (demônio) originam-se ambas da mesma raiz, mas daemon é um formato mais antigo, e seu significado é um pouco diferente. Um daemon é um espírito que influencia determinada característica ou personalidade de alguém. Daemons não são servos do bem ou do mal; eles são criaturas de pensamento e arbítrio independentes. Os sistemas UNIX parecem sempre estarem infestados de daemons e demons. :-) A palavra Daemon foi primeiramente usada como um termo computacional por Mick Bailey, um inglês que estava trabalhando com uma equipe do MIT Massachussets Institute of Technology, durante o início dos anos 60. Os daemons caminharam do Multics para o UNIX, onde se tornaram tão populares que precisaram de um super-daemon (inetd) para tomar conta deles. Arquivo: 2002netapp-nfs.pdf 1 Créditos: texto deste apêndice adaptado de Unix System Administration Handbook Second Edition, Evi Nemeth et al - pag. 705 Prentice Hall PTR New Jersey, USA, ISBN Prof. Adriano Mauro Cansian Administração de Redes TCP/IP Aplicações de Rede: NFS - 12