Einfacher Versand

Netzwerkdateisystem NFS

01.12.2006
Wenn mehrere Linux- oder Unix-Rechner via Netzwerk Daten tauschen sollen, gelingt das am einfachsten mit NFS.

Nach dem Neukauf eines PCs bleibt meist ein älteres Modell mehr oder weniger verwaist zurück. Das eignet sich in der Regel hervorragend, dem Heimnetz als Dateiserver zu dienen. Das von Sun bereits 1985 in der Version 2 veröffentlichte, mittlerweile von der IETF weiterentwickelte Netzwerkdateisystem NFS (Network File System) arbeitet nach dem Client/Server-Prinzip: Ein Server stellt Speicherplatz für die Clients bereit, die diesen ins lokale Dateisystem einhängen.

NFS v3 und v4

Im Linux-Umfeld ist Version 3 des NFS-Protokolls mittlerweile Standard. Die Folgeversion 4 unterstützt erstmals von Haus aus sowohl Benutzerauthentifizierung als auch Verschlüsselung. Der NFSv4-Support in Kernel, Userspace-Programmen und Distributionen ist jedoch mitunter noch experimentell, die Konfiguration komplizierter. Daher und aus Platzgründen befasst sich der Artikel mit der erprobten Version 3. Hinweise zu NFSv4 gibt der Grundlagen-Artikel von Thorsten Scherf in einem Sonderheft unserer Schwesterzeitschrift Linux-Magazin [1]. Ausführliche Grundlagen liefert auch die Linux-Fibel ([2],[3]).

Die Entwickler bei Sun implementierten NFS mit Hilfe entfernter Funktionsaufrufe (RPC)[4]. Server und Client kommunizieren mit Hilfe von IP-Adresse und Port miteinander. NFS setzt sich aus mehreren RPC-basierten Diensten zusammen, die als einzelne Daemons laufen. Ein Dienst namens Portmapper verwaltet die Portnummern der laufenden RPC-Dienste, um zusätzlichen Konfigurationsaufwand durch die statische Vergabe von Portnummern zu vermeiden. Dieser Dienst lauscht auf dem Port 111.

Die Aufgabe eines NFS-Servers teilen sich der NFS-Daemon (rpc.nfsd), der auf Port 2049 lauscht und IO-Anfragen bearbeitet, sowie der Mount-Daemon (rpc.mountd), der beim Einhängen eines Dateisystems hilfreich zur Seite steht. Die weiteren Dienste Network Lock Manager (rpc.lockd) und Network Status Monitor (rpc.statd) handhaben Dateisperren. Zudem gibt es einen Quota-Dienst (rpc.rquotad im Paket quota).

Den eigentlichen NFS-Dienst gibt es in zwei Ausführungen: Als Kernel-Treiber oder als reines Userspace-Programm. Durchgesetzt hat sich der schnellere NFS-Kernel-Server. Der Userspace-Server unterstützt weder Dateien größer 2 GByte noch die genannten Dienste für Dateisperren.

Ping-Pong

Möchte ein Client ein entferntes Verzeichnis mounten, fragt er den Portmapper auf dem Server nach dem Port des Mount-Daemons. Der Portmapper liefert den Port und der Client schickt dem Mount-Daemon eine Mount-Anfrage. Dieser prüft, ob es den Export gibt und der Client die notwendigen Rechte besitzt, diesen zu mounten. Dabei prüft NFS v3 von Haus aus nur, ob die Liste der erlaubten IP-Adressen und Netzwerkbereiche auch die IP-Adresse des Clients enthält.

Ist der Client berechtigt, fragt der Mount-Daemon den NFS-Daemon nach dem Dateihandle für das entsprechende Verzeichnis. Der Mount-Daemon liefert das Handle, das der Client dann für weitere Anfragen verwendet, wie etwas das Auflisten von Verzeichnissen. Für jedes weitere Verzeichnis und jede weitere Datei, die er öffnet, enthält er vom Server ein zusätzliches Dateihandle.

NFS einrichten

Die Konfiguration eines NFS-v3-Servers fällt bei den gängigen Distributionen erfreulich leicht. Sie installieren die Pakete portmap und nfs-utils sowie – falls Sie Suse verwenden – yast-nfs-server und yast-nfs-client. Als Debian- oder Ubuntu-Anwender richten Sie die Pakete nfs-common und nfs-kernel-server ein.

Die Distributionskernel kommen in der Regel mit vollständigen NFS-v3-Support daher. Kompilieren Sie Ihren eigenen Kernel, so aktivieren Sie unter Filesystems | Network File Systems die entsprechenden Optionen (Abbildung 1).

Abbildung 1: Beim Übersetzen eigener Kernle aktivieren Sie für NFS die Optionen NFS server support für den Server und NFS file system support für den Client.

Gängige Distributionen starten die für NFS benötigten Dienste und Kernel-Module über Init-Skripte. Bei Debian heißen diese nfs-kernel-server und portmap, bei Suse nfs-utils und portmap. Unter Suse aktivieren Sie den Dienst am besten mit YaST unter Netzwerkdienste | NFS-Server und schalten ihn dabei auch gleich in der Personal Firewall frei (Abbildung 2). Debian und Ubuntu aktivieren die Dienste nach der Installation automatisch. Von Hand starten Sie sie durch Aufruf des Init-Skriptes: /etc/init.d/nfs-kernel-server start. Mit rpcinfo -p von portmap erhalten Sie eine Liste, welche Dienste auf welchen Ports laufen.

Abbildung 2: YaST bietet beim Starten des NFS-Servers praktischerweise gleich mit an, in der Firewall den passenden Port für den Dienst zu öffnen.

Für den Client brauchen Sie einen Kernel mit NFS filesystem support (siehe Abbildung 1). Der Befehl cat /proc/filesystems | grep nfs zeigt die Verfügbarkeit des Dateisystems, modprobe nfs lädt es gegebenenfalls nach. Installieren Sie zudem für Ubuntu oder Debian das Paket nfs-common und für Suse nfs-utils.

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