基础服务—— NFS

Posted 2022-01-17 都市侠客行

1.NFS的应用场景

在当今企业逐渐以微服务架构为主体的情况，多使用k8s来运行各种应用，考虑到k8s集群中的pod具备非常灵活的销毁和新建特性，某些应用需要以长期稳定运行的方式来为公司提供业务。这时候就需要使用到了<数据持久化>，通俗讲<数据持久化>就是直接将集群中的数据直接存储到指定的NFS数据服务器中。即便哪天pod被销毁，数据依旧存在。

理论上说，当今几乎所有的中间件（nacos、redis、rabbitmq、mongoDB、postgreSQL、tomcat）都需要运行在持久卷里

2.什么是NFS？

NFS就是Network File System的缩写，它最大的功能就是可以通过网络，让不同的机器、不同的操作系统可以共享彼此的文件。一般用来存储共享视频，图片等静态数据。

NFS服务器可以让PC将网络中的NFS服务器共享的目录挂载到本地端的文件系统中，而在本地端的系统中来看，那个远程主机的目录就好像是自己的一个磁盘分区一样，在使用上相当便利；

3.NFS挂载原理：

如上图示：

1.当我们在NFS服务器设置好一个共享目录/home/public后，

2.其他NFS客户端将共享目录挂载到自己的文件系统中。

3.提前在NFS服务器端配置读写权限，客户都安就只能使用对应的权限。

4.挂载后，NFS客户端查看磁盘信息命令：#df –h。

NFS服务器使用远程过程调用（Remote Procedure Call,RPC）协议来实现了数据传输！

RPC与NFS通讯原理：

因为NFS支持的功能相当多，而不同的功能都会使用不同的程序来启动，每启动一个功能就会启用一些端口来传输数据，因此NFS的功能对应的端口并不固定，客户端要知道NFS服务器端的相关端口才能建立连接进行数据传输，而RPC就是用来统一管理NFS端口的服务，并且统一对外的端口是111，RPC会记录NFS端口的信息，如此我们就能够通过RPC实现服务端和客户端沟通端口信息。PRC最主要的功能就是指定每个NFS功能所对应的port number,并且通知客户端，记客户端可以连接到正常端口上去。

那么RPC又是如何知道每个NFS功能的端口呢？

首先当NFS启动后，就会随机的使用一些端口，然后NFS就会向RPC去注册这些端口，RPC就会记录下这些端口，并且RPC会开启111端口，等待客户端RPC的请求，如果客户端有请求，那么服务器端的RPC就会将之前记录的NFS端口信息告知客户端。如此客户端就会获取NFS服务器端的端口信息，就会以实际端口进行数据的传输了。

注意：在启动NFS SERVER之前，首先要启动RPC服务（即portmap服务，下同）否则NFS SERVER就无法向RPC服务区注册，另外，如果RPC服务重新启动，原来已经注册好的NFS端口数据就会全部丢失。因此此时RPC服务管理的NFS程序也要重新启动以重新向RPC注册。特别注意：一般修改NFS配置文档后，是不需要重启NFS的，直接在命令执行systemctl reload nfs或exportfs –rv即可使修改的/etc/exports生效

4.NFS客户端和NFS服务器通讯过程：

1. 首先服务器端启动RPC服务，并开启111端口
2. 服务器端启动NFS服务，并向RPC注册端口信息
3. 客户端启动RPC（portmap服务），向服务端的RPC(portmap)服务请求服务端的NFS端口
4. 服务端的RPC(portmap)服务反馈NFS端口信息给客户端。
5. 客户端通过获取的NFS端口来建立和服务端的NFS连接并进行数据的传输。

5.NFS服务所需软件/文件

RPC主程序：rpcbind

NFS 其实可以被视为一个 RPC 服务，因为启动任何一个 RPC 服务之前，我们都需要做好 port 的对应 (mapping) 的工作才行，这个工作其实就是『 rpcbind 』这个服务所负责的！也就是说， 在启动任何一个 RPC 服务之前，我们都需要启动 rpcbind 才行！ (在 CentOS 5.x 以前这个软件称为 portmap，在 CentOS 6.x 之后才称为 rpcbind 的！)。

NFS主程序：nfs-utils

就是提供 rpc.nfsd 及 rpc.mountd 这两个 NFS daemons 与其他相关 documents 与说明文件、执行文件等的软件！这个就是 NFS 服务所需要的主要软件。

NFS的相关文件：

主要配置文件：/etc/exports NFS 文件系统维护指令：/usr/sbin/exportfs 这个是维护 NFS 分享资源的指令，可以利用这个指令重新分享 /etc/exports 变更的目录资源、将 NFS Server 分享的目录卸除或重新分享。 分享资源的登录档：/var/lib/nfs/*tab 在 NFS 服务器的登录文件都放置到 /var/lib/nfs/ 目录里面，在该目录下有两个比较重要的登录档， 一个是 etab ，主要记录了 NFS 所分享出来的目录的完整权限设定值；另一个 xtab 则记录曾经链接到此 NFS 服务器的相关客户端数据。 客户端查询服务器分享资源的指令：/usr/sbin/showmount 这是另一个重要的 NFS 指令。exportfs 是用在 NFS Server 端，而 showmount 则主要用在 Client 端。showmount 可以用来察看 NFS 分享出来的目录资源。

普通场景应用NFS

1.服务端安装NFS服务

第一步：安装NFS和rpc

yum install -y  nfs-utils rpcbind

第二步：启动服务和设置开启启动

​注意：先启动rpc服务，再启动nfs服务。

[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind    #先启动rpc服务

[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind   #设置开机启动

[root@localhost ~]# systemctl start nfs-server nfs-secure-server      

#启动nfs服务和nfs安全传输服务

[root@localhost ~]# systemctl enable nfs-server nfs-secure-server

[root@localhost /]# firewall-cmd --permanent --add-service=nfs

success   #配置防火墙放行nfs服务

[root@localhost /]# firewall-cmd  --reload 

第三步：配置共享文件目录，编辑配置文件

首先创建共享目录，然后在/etc/exports配置文件中编辑配置即可。

[root@localhost /]# mkdir /public

#创建public共享目录

[root@localhost /]# vi /etc/exports

/public 192.168.245.0/24(ro)

/protected 192.168.245.0/24（rw）

[root@localhost /]# systemctl reload nfs  

#重新加载NFS服务，使配置文件生效

用于配置NFS服务程序配置文件的参数：

2.NFS客户端挂载配置

第一步：使用showmount命令查看nfs服务器共享信息。输出格式为“共享的目录名称 允许使用客户端地址”。

[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.245.128      

Export list for 192.168.245.128:

/protected 192.168.245.0/24

/public    192.168.245.0/24

第二步，在客户端创建目录，并挂载共享目录。

[root@localhost ~]# mkdir /mnt/public

[root@localhost ~]# mkdir /mnt/data

[root@localhost ~]# vim /etc/fstab  

#在该文件中挂载，使系统每次启动时都能自动挂载

192.168.245.128:/public  /mnt/public       nfs    defaults 0 0

192.168.245.128:/protected /mnt/data     nfs    defaults  0 1

[root@localhost ~]# mount -a   #是文件/etc/fstab生效

Window上挂载NFS

第一步：在控制面板–>添加程序和功能–>添加NFS组件。

第二步：在此电脑，映射驱动器中添加nfs地址，和要共享的文件夹。

K8S集群应用NFS

1.先在nfs服务器创建共享目录

[root@wind-k8s-master01 ~]# mkdir -p /data/rancher/

[root@wind-k8s-master01 ~]# cat /etc/exports /data/rancher *(rw,sync,no_root_squash)

2.然后helm安装nfs-client

helm install nfs-client-provisioner \\

 --set nfs.server=10.99.31.204 \\

 --set nfs.path=/data/rancher \\

 --set storageClass.defaultClass=true \\

 apphub/nfs-client-provisioner

这种是直接安装到kubernetes集群中的

3.kubernetes中查看信息