Примеры сетевых топологий
         

Некоторые другие процедуры Интернет


Семёнов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ), book.itep.ru

NFS

NFS (network file system, sun microsystems, RFC-1094) обеспечивает прозрачный доступ к удаленным файлам так, что с точки зрения программиста эти файлы выглядят, как местные. При этом даже в написании имен файлов никак не проявляется их истинное местонахождение. NFS является частью операционной системы. Различие работы с местными и удаленными файлами проявляется лишь на системном уровне. Пользователь может почувствовать различие лишь по времени выполнения соответствующих операций обмена. nfs поддерживает операции по созданию, переименованию, копированию и стиранию файлов или каталогов и т.д.

Основой системы NFS является вызов удаленных процедур RPC, схема взаимодействия "клиент-сервер". NFS-сервер получает запросы от клиента в виде UDP-дейтограмм через порт 2049 (Рис. 4.5.16.1).

Рис. 4.5.16.1. Схема реализации nfs-системы клиент-сервер

RPC (Remote Procedure Call, RFC-1057) процедура, разработанная SUN microsystem, в настоящее время используется практически во всех системах, базирующихся на UNIX. RPC - это программа, которая реализует вызов удаленных подпрограмм, способствуя построению распределенных программ. Она позволяет программе, называемой клиентом, послать сообщение серверу. Далее программа-клиент ожидает сообщения-отклика. RPC работает совместно с универсальной системой представления внешней информации XDP (External Data Representation). Сообщение запрос содержит параметры, которые определяют, что должно быть сделано на удаленной ЭВМ. В свою очередь отклик несет в себе информацию о результатах выполнения запроса.

RPC может работать как на TCP, так и UDP транспортных уровнях. Использование RPC-техники упрощает программирование, так как не требует написания сетевых программ. Если используется протокол UDP, все что связано с обработкой тайм-аутов, повторных пересылок и пр. спрятано в внутри системных RPC-модулей. Формат RPC-запроса для UDP-версии показан на рис. 4.5.16.2.

Рис. 4.5.16.2. Формат RPC-запроса


Поле идентификатор процедуры устанавливается программой-клиента, пакет- отклик использует тот же идентификатор, что позволяет контролировать их соответствие. Каждый новый RPC-запрос имеет новый идентификатор. В настоящее время номер версии rpc равен 2. Следующие три поля содержат переменные: номер программы, номер версии и номер процедуры, которые определяют тип запрашиваемой клиентом процедуры. В поле идентификатор клиента может быть записан цифровой код клиента, идентификатор группы или вообще ничего. Поле верификатор используется при пересылке зашифрованных сообщений. Формат параметров процедуры зависит от типа этой процедуры. Размер поля параметров равен длине UDP-дейтограммы минус сумма длин остальных полей, включая верификатор. В случае работы с TCP-сегментами, где длина пакета не определена, между TCP-заголовком и XID вводится 4-x октетное поле длины RPC-сообщения. Формат RPC-отклика для UDP-версии (Рис. 4.5.16.3):



Рис. 4.5.16.3. Формат RPC-отклика

Поле отклик, содержащее 1, указывает на то, что данное сообщение представляет собой отклик на поступивший ранее запрос. Поле статус содержит 0 в случае, если запрос воспринят. Запрос игнорируется при конфликте кодов RPC-версии или неудачной идентификации клиента. Поле флаг результата принимает значение 0 при успешной обработке запроса. Ненулевое значение этого поля указывает на ошибку.

Для записи параметров RPC-запросов, откликов, параметров и результатов выполнения процедуры используется внешнее представление данных (XDR - External Data Representation, RFC-1014). Отправитель, формируя RPC-сообщение, использует XDR-формат, а получатель преобразует данные из этого формата в традиционное представление.



Существует два базовых вида отклика: MSG_ACCEPTED (сообщение принято) и MSG_DENIED (не принято). Факт приема сообщения не означает выполнение запрошенных процедур, поэтому клиенту выдается дополнительная информация о результатах взаимодействия его запроса с удаленной системой. RPC может найти применение при построении больших распределенных информационных систем, баз данных и систем управления.


XDR позволяет программисту избежать написания специальных программ преобразования. Например, в разных ЭВМ используются различные форматы представления чисел с плавающей запятой. XDP берет на себя согласование форматов и делает написание прикладных программ машинно-независимым.

Программы RPC-сервера используют большое число портов с нестандартизованными номерами. Для управления использованием этих портов имеется специальная программа (portmapper), которая имеет номер 100000, номер версии -2 и сама пользуется портом номер 111. Распределение номеров портов можно посмотреть с помощью программы:

/usr/etc/rpcinfo -p

programversprotoport 
[программаверсияпротоколпортназвание программы]
1000002tcp111portmapper
1000002udp111portmapper
1000291udp664keyserv
1000051udp702mountd (монтирует демон для NFS)
1000052udp702mountd
1000051tcp705mountd
1000052tcp705mountd
1000032udp2049nfs (сама NFS)
1000261udp714bootparam
1000241udp717status
1000241tcp719status
1000211tcp720nlockmgr (NFS-менеждер)
1000211udp1031nlockmgr
1000213tcp724nlockmgr
1000213udp1032nlockmgr
1000101udp718etherstatd
1000202udp1033llockmgr
1000202tcp729llockmgr
1000212tcp732nlockmgr
1000212udp1034nlockmgr
1000111udp1041rquotad
1000012udp1042rstatd
1000013udp1042rstatd
1000014udp1042rstatd
1000021udp1043rusersd
1000022udp1043rusersd
1000121udp1044sprayd
1000081udp1045walld


Отсюда видно, что некоторые программы имеют несколько версий, а каждая комбинация номера программы, версии и протокола имеет свой собственный номер порта. В таблице 4.5.16.1 приведены ссылки на некоторые RPC-программы, используемые с NFS.

Таблица 4.5.16.1. Коды программ, используемых в NFS
Назначение программыНомер программыНомер версииНомер процедуры
Менеджер портов (port mapper)10000024
NFS100003215
Монтировщик10000515
Менеджер блокировки1000211,2,319
Статус-монитор10002416


Монтировщик вызывается NFS-клиентом для обеспечения доступа к файловой системе сервера.


Взаимодействие с файловой системой производится с помощью указателей файлов (handle), которые для версии 2 требуют 32 байт, а для версии 3 - 64 байт. Хотя NFS с самого начала была сориентирована на применение UDP (что было оправдано для локальных сетей), в настоящее время она в равной мере использует и TCP. Это позволяет NFS работать уже в масштабе всего Интернет. Третья версия NFS предполагает увеличение числа байт на одну команду READ или WRITE с 8192 до 65535 (ограничение, связанное с размером IP-дейтограммы). Увеличена в третьей версии и предельная длина файлов, которая задается уже 64-, а не 32-битным числом.

RLOGIN (RFC-1281) - процедура удаленного доступа, реализованная в 4BSD UNIX. RLOGIN позволяет администратору сети определить список ЭВМ, авторизация и доступ к которым является общими. Пользователь может организовать групповой доступ к разным ЭВМ, где он авторизован, сохраняя для себя возможность общения с любой из машин, не вводя каждый раз пароль. Одной из реализаций RLOGIN является RSH. RSH включает в себя интерпретатор команд. Форма обращения имеет вид: RSH имя_ЭВМ команда. RLOGIN позволяет взаимодействовать как с внутренними, так и с внешними ресурсами сети и с этой точки зрения предоставляет большие возможности чем Telnet.

REXECD представляет собой резидентную управляющую программу (демон), которая позволяет исполнять команды на удаленной ЭВМ в рамках TCP/IP сетей. Команда, выданная одной ЭВМ, может быть выполнена на другой ЭВМ, при этом автоматически, если необходимо, осуществляется процедура авторизации. REXECD использует TCP в качестве транспортной среды. Существуют реализации для сред UNIX, AIX и DOS.


Содержание раздела