使用通用 NFS 装载工具进行统一装载（1）

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网络文件系统（Network File System，NFS）是一个常用的分布式文件系统，它使远程客户机能够在服务器上执行文件操作。通过使用 export 操作，服务器就使外部机器能够访问它的目录和文件系统。为了访问这些目录，客户机将导出的目录或文件系统 mount（装载）到它的本地目录结构中。在已装载的目录内部，客户机能够像访问本地文件一样访问远程文件。到目前为止，NFS 在导出和装载目录或文件系统方面支持 3 个版本：版本 2、3 和 4。
在本文中，我们演示如何使用通用 NFS 装载工具将所有现有的 NFS 版本的导出和装载合并到一个无缝的机制中。让我们考虑这样一个场景：服务器为 3 个版本的 NFS 导出目录项。目前，如果客户机要访问所有这些项，它必须在不同的装载点分开装载每个项。尽管 NFS 版本 4 提供的伪树（pseudo-tree）机制能够一次装载所有 NFSv4 导出项，但它仅适用于由该版本生成的项。虽然版本 4 能够进行一次性装载（存在伪树时），但是客户机必须分开装载版本 2 和 3 的项。
通用 NFS 装载工具实际上是 mount 命令的包装器，它使用户能够通过一个命令从特定服务器装载所有导出项。因为改动 NFS 服务器不太好，所以这个包装器在客户机（对用户是透明的）内部分别执行不同的 mount。
看看 NFS 服务器上的目录结构，如图 1 所示：
图 1. 服务器上的目录结构在这个场景中，需要在客户机中执行以下 mount：

• 一个 NFSv4 mount：装载 NFSv4 伪树（Fileset1 和 Fileset2）。NFSv4 伪树特性允许 NFSv4 客户机在伪树中对所有导出的项仅执行一个 mount 操作。
• 两个 NFSv3 mount：装载 Tools 和 Docs。
• 一个 NFSv3 mount：装载 Binaries。

使用 NFS 装载工具可以将这些装载合并为一个装载。使用命令：

1	gennfsmount <NFS server>         <mountpoint>

使用通用 NFS 装载工具有以下优点：

• 用户仅需进行一次装载就能访问服务器上的所有信息；以前不支持这个功能。
• 假如有这样一个服务器，它不仅导出版本 2 和 3 的旧文件集，还导出版本 4 的新文件集。客户机能够通过一个操作访问所有这些文件集并执行安装。
• 使用这个通用工具改善了在特定服务器或特定导出目录/文件系统中的搜索。
• 因为这个工具能够自动隔离基于版本的 NFS 导出，所以用户不再需要管理这些不同的装载点。
• NFS 管理员能够在服务器上保留旧的 NFS 版本导出，因为仅需使用 mount 命令就可以像访问新版本数据项一样访问它们。

使用 automount 工具也能够获得类似的结果，但它需要管理员对 automount 进行许多配置才能获得所需的 NFS 装载。automount 的 hostmap 特性声称能够从服务器 mount 所有导出项，并且不需要管理员进行任何配置，但使用 hostmap 装载 NFSv4 项时会出现问题。另外，它对 /etc/hosts 文件中列出的所有服务器都进行操作。它不能在单个装载点上装载特定服务器导出的所有项。
总体而言，通用 NFS 装载机制是最方便的。接下来，我们看看在实现通用 NFS 装载工具的过程中的一些设计决策。
设计实现细节我们先看一下通用 NFS 装载系统的基础架构。通用 NFS 装载工具从内部向服务器发送一个请求，要求访问所有导出项。
图 2. 通用 NFS 装载工具请求访问所有导出项收到服务器的回复之后，将执行清单 1 中的算法：
清单 1. 通用 NFS 装载工具的算法

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Start     Create temporary directories for all versions.     Initialize list of mount security flavors.     Embed this list in each internal mount operation.     For each item in the export-list     Do         Mount internally for every NFSv2 and NFSv3 export         Update internal log     End for           Mount internally only once for NFSv4 export.     Update internal log Stop

security flavors 是一个由逗号分隔的安全方法列表（sys、krb5 和 krb5i 等）。在装载点的 read/write 操作期间将用到这些方法。这个列表用于匹配服务器支持的安全方法。此外，随后在该装载点下发生系统调用时也用到该列表。相应的导出项的 NFS 版本也可以使用类似的机制。
当所有内部装载完成时，将使用 UnionFS 合并所有内部目录，如清单 2 所示。
清单 2. 使用 UnionFS 合并所有内部目录

1	mount -t unionfs -o dirs=<temp_dir1>[:<temp_dir2>...] none <mount-point>

还记得  吗？在前面的场景中，客户机上有一个针对 v4 伪树的 NFSv4 装载，两个针对 Tools and Docs 的 NFSv3 装载，一个针对 Binaries 的 NFSv3 装载，并且我们使用通用 NFS 装载工具 —gennfsmount <NFS server>  <mountpoint>— 将它们合并到一个装载中。在这个例子中，将创建以下临时目录：

• /tmp/NFSv4
• /tmp/NFSv3/Tools
• /tmp/NFSv3/Docs
• /tmp/NFSv2/Binaries

然后使用 unionfs 合并它们，如清单 3 所示：
UnionFSUnionFS 是针对 Linux® 和 FreeBSD 的文件系统服务，它允许透明地覆盖独立的文件系统（即分支）的文件和目录以构成一个连贯的文件系统，从而实现统一装载文件系统。对于具有相同路径的目录的内容，将出现在生成的文件系统的一个合并目录中。针对 Linux 的 UnionFS 有两个版本：

• Version 1.x 是独立的，可以作为模块构建。
• Version 2.x 是最新的；它经过重新设计和实现，并且是 Andrew Morton 的 Linux -mm 树的一部分（因此它应该出现在主资源树中）。

清单 3. 使用 unionfs 进行合并

1	mount -t unionfs -o dirs=/tmp/NFSv4:/tmp/NFSv3:/tmp/NFSv2 none /mnt

这会生成以下目录结构：
图 3. unionfs 生成的目录结构接下来，我们看看如何使用这个系统。