Linux NFS文件系统端架构与代码解析

Linux NFS文件系统端架构与代码解析

NFS（Network File System，网络文件系统）是一种让不同主机上的文件系统通过网络进行共享的协议。在Linux系统中，NFS文件系统端架构涉及了内核模块、用户空间守护进程以及客户端和服务端之间的通信机制。本文将对Linux NFS文件系统端的架构进行解析，并深入探讨相关代码的实现细节。

1. NFS文件系统端架构概述

NFS文件系统端架构首要包括以下几个部分：

• 内核模块：负责处理NFS协议的数据传输、文件系统访问以及状态维护等。
• 用户空间守护进程：如nfsd、mountd等，负责处理NFS客户端的请求，并与其他守护进程进行通信。
• 客户端：负责发起NFS请求，访问共享文件系统。
• 服务端：提供共享文件系统，响应客户端的请求。

2. 内核模块解析

NFS内核模块首要包含以下几个组件：

2.1. nfs4_state结构体

struct nfs4_state {
    ...
    struct rpc_clnt *clnt;
    struct nfs4_client *client;
    struct nfs4_client *clnt_lastrcvd;
    ...
};

该结构体用于存储与NFS客户端相关的信息，包括连接句柄、客户端对象等。

2.2. nfs4_session结构体

struct nfs4_session {
    ...
    struct rpc_clnt *clnt;
    struct nfs4_state *state;
    ...
};

该结构体用于存储与NFS会话相关的信息，包括客户端连接句柄、状态对象等。

2.3. nfs4_op函数

int nfs4_op(struct nfs4_op *op, struct rpc_message *msg)
{
    ...
    switch (op->op) {
        case OP_READ:
            return nfs4_read(op, msg);
        case OP_WRITE:
            return nfs4_write(op, msg);
        ...
    }
    return -EOPNOTSUPP;
}

该函数通过操作类型调用相应的处理函数，如OP_READ、OP_WRITE等，实现对NFS请求的处理。

3. 用户空间守护进程解析

用户空间守护进程首要包括以下两个组件：

3.1. nfsd守护进程

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <rpc/rpc.h>
#include <rpcsvc/nfs.h>
#include <nfs/nfs.h>
#include <nfs/nfs4.h>
int main(int argc, char **argv)
{
    ...
    struct sockaddr_in servaddr;
    int sock;
    struct rpc_clnt *clnt;
    struct nfs4_state *state;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(NFS_PORT);
    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    bind(sock, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
    listen(sock, 5);
    clnt = clnt_create("localhost", NFS_PROGRAM, NFS_V3, "tcp");
    if (clnt == NULL) {
        perror("clnt_create");
        exit(1);
    }
    while (1) {
        struct sockaddr_in cliaddr;
        socklen_t len = sizeof(cliaddr);
        int conn = accept(sock, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
        state = malloc(sizeof(struct nfs4_state));
        state->clnt = clnt;
        state->client = nfs4_create_client(clnt);
        ...
        serve_nfs(conn, state);
        close(conn);
        free(state);
    }
    clnt_destroy(clnt);
    return 0;
}

该程序创建了一个监听端口，接受客户端的连接请求，并创建了一个nfs4_state对象用于存储与客户端相关的信息。然后调用serve_nfs函数处理客户端请求。

3.2. mountd守护进程

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <
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