在linux操作系統(tǒng)發(fā)行版有一個(gè)NFS服務(wù)端，該服務(wù)端由內(nèi)核態(tài)的模塊和用戶態(tài)的守護(hù)進(jìn)程構(gòu)成。其中內(nèi)核態(tài)模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，而用戶態(tài)守護(hù)進(jìn)程則負(fù)責(zé)內(nèi)核態(tài)的配置管理等功能。由于核心功能在內(nèi)核態(tài)實(shí)現(xiàn)，因此與Linux中的本地文件系統(tǒng)有很好的兼容性，性能也比較好。
由于網(wǎng)絡(luò)鎖和掛載等協(xié)議與NFS協(xié)議不統(tǒng)一，因此都有獨(dú)立的服務(wù)來(lái)處理相關(guān)的邏輯，這樣整個(gè)NFS服務(wù)略顯繁雜。但是到NFSv4之后，NFS協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)鎖協(xié)議和掛載協(xié)議都融入其中，因此具體實(shí)現(xiàn)也簡(jiǎn)潔了很多。
在前面文章中我們已經(jīng)簡(jiǎn)要的描述了NFS協(xié)議在Linux內(nèi)核中的層次結(jié)構(gòu)。本節(jié)我們?cè)龠M(jìn)一步詳細(xì)的介紹一下服務(wù)端的軟件架構(gòu)。NFSD的軟件架構(gòu)其實(shí)并不復(fù)雜，我們可以進(jìn)一步細(xì)化為如圖1所示。
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從該圖可以看出，當(dāng)RPC服務(wù)收到來(lái)自客戶端的請(qǐng)求時(shí)，它會(huì)對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行分發(fā)，由具體的程序（例如NFS或者NLM）來(lái)完成相關(guān)請(qǐng)求。其中請(qǐng)求的分發(fā)依據(jù)是其中的程序ID和例程ID，根據(jù)這兩個(gè)信息就可以找到具體的函數(shù)指針。
如果相關(guān)請(qǐng)求涉及到文件操作，那么在例程中會(huì)直接調(diào)用VFS的接口（例如讀數(shù)據(jù)）進(jìn)行下一步的處理。而VFS則根據(jù)導(dǎo)出的目錄信息調(diào)用本地文件系統(tǒng)（例如Ext4和XFS等）的接口實(shí)現(xiàn)具體的操作。
在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)了所有的NFS協(xié)議，比如NFS v3、NFS v4、掛載和NLM等。由于從RPC服務(wù)到協(xié)議程序的流程是一樣的，限于篇幅本文并不會(huì)對(duì)每種協(xié)議都做介紹。本節(jié)我們主要以NFS v3協(xié)議為例，介紹一下從網(wǎng)絡(luò)收到消息到最終完成協(xié)議層處理的整個(gè)流程。如果大家熟悉了一個(gè)流程，再按照此流程來(lái)理解其它流程將非常容易。
1啟動(dòng)流程簡(jiǎn)析
首先我們分析一下NFSD的啟動(dòng)過(guò)程，該過(guò)程主要完成函數(shù)指針集向RPC服務(wù)注冊(cè)的過(guò)程。以處理NFS協(xié)議的服務(wù)端為例，關(guān)鍵是啟動(dòng)了一個(gè)內(nèi)核線程池。該線程池不斷地接收網(wǎng)絡(luò)消息，然后譯碼之后調(diào)用注冊(cè)的回調(diào)函數(shù)進(jìn)行具體命令的處理。如下代碼所示是NFS服務(wù)的主函數(shù)，函數(shù)指針的注冊(cè)和線程池的創(chuàng)建都在其中實(shí)現(xiàn)。
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在該函數(shù)中，其中nfsd_create_serv完成函數(shù)指針的初始化，主要涉及如下函數(shù)指針。
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上述函數(shù)指針中，svc_set_num_threads用于創(chuàng)建線程池，而nfsd則是線程函數(shù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和處理。我們看一下該函數(shù)的主體部分，具體如下：
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可以看出該函數(shù)主要調(diào)用兩個(gè)函數(shù)，svc_recv用于接收消息，svc_process用于處理消息。這兩個(gè)函數(shù)其實(shí)都是RPC模塊的函數(shù)。其中svc_process會(huì)解析數(shù)據(jù)包，然后調(diào)用函數(shù)指針進(jìn)行后續(xù)的處理。以NFSv3為例，它會(huì)調(diào)用如下函數(shù)指針集中的某個(gè)函數(shù)。
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2寫數(shù)據(jù)流程示例
以寫數(shù)據(jù)流程為例，當(dāng)RPC服務(wù)接收到數(shù)據(jù)包后，根據(jù)協(xié)議格式解析出程序ID和例程的ID等信息，然后從注冊(cè)的函數(shù)指針集就可以找到期望的函數(shù)指針進(jìn)行處理。對(duì)于寫數(shù)據(jù)而言，就會(huì)調(diào)用nfsd中的nfsd3_proc_write函數(shù)。
nfsd3_proc_write函數(shù)的工作其實(shí)并不多，更進(jìn)一步會(huì)調(diào)到VFS的接口，具體如下圖所示。最后，VFS會(huì)調(diào)用到具體文件系統(tǒng)的接口。如果我們導(dǎo)出的是Ext4的子目錄，那么會(huì)調(diào)用Ext4的接口來(lái)處理寫數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。
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總體來(lái)看，NFSD的邏輯是比較清晰的，代碼也并不復(fù)雜。而且各個(gè)接口的邏輯一致，因此理解了一個(gè)接口后，再理解其它接口也就容易很多了。
