NFS及pNFS简介

NFS简介

NFS是什么

NFS(Network File System,网络文件系统),是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。——百度百科

传统的NFS结构及工作原理

如图，中间是 NFS 服务器，它共享或导出（用 NFS 的话讲）一个或多个物理附带文件系统（下面的）。上部分的 机器是 NFS 客户机。它们分别使用或挂载 共享的文件系统。客户机通过TCP/IP网络远程访问存放在NFS服务器上的数据。

由于NFS服务器位于客户端计算机和实际物理存储装置之间，当客户端想要存取存储器上的文件时，它必须创建一个到NFS服务器的连接（也就是一个安装点），此时NFS服务器起仲裁者的作用，管理所有需要的数据处理，把数据传送到提出请求的客户端。

NFS的优缺点分析

优点
* 节省本地存储空间，将常用的数据存放在一台NFS服务器上且可以通过网络访问，那么本地终端将可以减少自身存储空间的使用。
* 要在网络中的每个机器上都建有Home目录，Home目录可以放在NFS服务器上且可以在网络上被访问使用。
* 一些存储设备如软驱、CDROM和Zip（一种高储存密度的磁盘驱动器与磁盘）等都可以在网络上被别的机器使用。这可以减少整个网络上可移动介质设备的数量。

缺点
有上面的工作原理可以看出，由较少的客户端访问相对较小的数据集时这种结构工作的很好，通过直接连接的存储器能够收到显著的效益(就象你PC上的磁盘）；也就是数据能够由多个客户端共享，能够由任何有NFS能力的客户端访问。可是如果大量的客户端需要访问数据或太大的数据集时，NFS服务器很快就变成了一个瓶颈，抑制了系统性能。
[NFS 处理高性能计算（HPC）一直不够理想。高性能计算涉及到的数据文件非常庞大，并且 NFS 客户机的数量可能达到几千台。（想一想拥有数千个计算节点的计算集群或网格）。在这里，NFS 是一个负担，因为 NFS 服务器的局限性 — 比如带宽、存储容量和处理器速度 — 限制了总体计算性能。NFS 在这里成了瓶颈。]—IBM解释

pNFS(Parallel NFS)

pNFS它将普通 NFS 的优势和并行输入输出（I/O）的高传输率结合起来。使用 pNFS 时，客户机也像以前一样可以从服务器共享文件系统，但数据不经过 NFS 服务器。相反，客户机系统将与数据存储系统直接连接，为大型数据传输提供许多并行的高速数据路径。在简短的初始化和握手（handshaking）过程之后，pNFS 服务器开始退出 “舞台”，不再阻碍传输速率。

pNFS的概念组织结构

pNFS的概念组织结构图如下，顶部是计算集群的节点，比如大量便宜的、基于 Linux 的刀片服务器群。左边是 NFS 服务器。底部是一个大型的并行文件系统。

从上图可以看出，pNFS与NFS结构的实际区别是NFS服务器移动到了带外，变成了一个元数据处理器，也就是管理数据布局的数据。在工作原理上，当一个客户端需要存取数据时， 客户端跟服务器的连接是都需要的，只是这次服务器给客户端提供一个到哪里去寻找数据的布局和读/修改/写这些数据的授权书。一旦客户端有了这两个东西，它存取数据时就直接与存储设备联系。这样就消除了NFS的瓶颈。
因此，pNFS 保留了 NFS 的所有优点，并且改善了性能和可伸缩性。扩展存储系统的容量几乎不会影响客户机配置，同时还可以增加客户机的数量以提高计算能力。您只需同步 pNFS 目录和存储系统。

pNFS的具体细节

在这里就不再赘述pNFS，如果想详细了解请看传送门，传送门：pNFS细节