پروتکل NFS چیست؟ همه چیز درباره Network File System

در دنیای امروز که اشتراک گذاری داده ها میان سیستم ها اهمیت بسیاری دارد، پروتکل هایی مانند NFS نقش حیاتی در ساده سازی ارتباط بین سیستم ها ایفا می کنند. اگر با سرورها، لینوکس یا سیستم های فایل شبکه ای سروکار دارید، حتما باید با NFS آشنا باشید.
در این مقاله، به صورت جامع بررسی می کنیم که پروتکل NFS چیست، چگونه کار می کند، چه مزایا و معایبی دارد، چه تفاوتی با سایر پروتکل ها مانند SMB و FTP دارد و چگونه می توان از آن استفاده کرد.

پروتکل NFS چیست؟

NFS مخفف Network File System است. این پروتکل توسط شرکت Sun Microsystems در دهه 1980 طراحی شد تا به کامپیوترها اجازه دهد فایل ها را از راه دور (Remote) روی هارد محلی خودشان اجرا کنند. به عبارت دیگر پروتکل NFS یک پروتکل شبکه ای است که به کاربران این امکان را می دهد تا به فایل ها و دایرکتوری ها در سیستم های دیگر دسترسی پیدا کنند، به گونه ای که گویی این فایل ها و دایرکتوری ها بر روی سیستم محلی خودشان قرار دارند. این پروتکل به ویژه در محیط های چندکاربره و شبکه های بزرگ کاربرد دارد و به اشتراک گذاری فایل ها بین سیستم های مختلف را تسهیل می کند.

 به زبان ساده: NFS به سیستم عامل ها (خصوصا لینوکس و یونیکس) اجازه می دهد تا دایرکتوری های یک سیستم دیگر را Mount کرده و به صورت مستقیم به آن ها دسترسی داشته باشند.

تاریخچه NFS

پروتکل NFS برای اولین بار در سال 1984 توسط شرکت سان مایکروسیستمز (Sun Microsystems) معرفی شد. هدف اصلی این پروتکل، فراهم کردن یک روش ساده و کارآمد برای اشتراک گذاری فایل ها در شبکه های محلی بود. از آن زمان، NFS به‌طور مداوم توسعه یافته و نسخه های جدیدی از آن منتشر شده است که هر کدام ویژگی ها و قابلیت های جدیدی را به همراه داشته اند.

نحوه عملکرد NFS

NFS بر اساس معماری کلاینت-سرور عمل می کند. در این معماری، یک سرور NFS فایل ها و دایرکتوری ها را به اشتراک می گذارد و کلاینت ها به این فایل ها دسترسی پیدا می کنند. کلاینت ها می توانند از طریق پروتکل NFS به فایل های موجود بر روی سرور دسترسی پیدا کنند و این فایل ها را به صورت محلی مشاهده و ویرایش کنند.

مراحل عملکرد NFS

1. نصب و پیکربندی سرور NFS: سرور NFS باید ابتدا نصب و پیکربندی شود تا دایرکتوری ها و فایل هایی که می خواهد به اشتراک بگذارد، مشخص شوند.
2. نصب کلاینت NFS: کلاینت ها باید نرم افزار NFS را نصب کرده و به سرور متصل شوند.
3. مونت کردن دایرکتوری ها: کلاینت ها باید دایرکتوری های به اشتراک گذاشته شده را “مونت” کنند تا بتوانند به فایل ها دسترسی پیدا کنند.
4. دسترسی به فایل ها: پس از مونت کردن، کلاینت ها می توانند به فایل ها و دایرکتوری ها دسترسی پیدا کنند و عملیات مختلفی مانند خواندن، نوشتن و ویرایش را انجام دهند.

کاربردهای NFS

پروتکل NFS در سناریوهای متعددی کاربرد دارد:

• به اشتراک گذاری پوشه ها بین سرورها
• استفاده در شبکه های سازمانی برای ذخیره سازی مرکزی
• اتصال کلاینت ها به سرورهای فایل
• استفاده در محیط های مجازی سازی مانند VMware یا Proxmox
• راه اندازی NAS (ذخیره سازی متصل به شبکه)

ساختار و نحوه کار NFS

NFS از معماری کلاینت/سرور (Client/Server) پیروی می کند:

• سرور فایل (NFS Server) پوشه هایی را برای اشتراک گذاری در شبکه Export می کند.
• کلاینت‌ها (NFS Clients) این پوشه ها را با استفاده از دستور mount روی مسیر دلخواهی در سیستم خود وصل می کنند.
• تمام عملیات فایل مانند باز کردن، نوشتن، خواندن یا حذف، به صورت شفاف (Transparent) انجام می‌شود.

NFS از پورت 2049 (TCP و UDP) برای ارتباط استفاده می کند.

نسخه‌های مختلف NFS

پروتکل NFS در طول زمان توسعه یافته و چندین نسخه مهم دارد:

 نسخه NFSv4 به صورت پیش فرض رمزنگاری و احراز هویت را با Kerberos پشتیبانی می کند.

مزایای استفاده از NFS

استفاده از پروتکل NFS مزایای فراوانی دارد:

•  عملکرد بالا در شبکه های محلی (LAN)
•  سادگی راه اندازی و پیکربندی
•  بدون نیاز به نرم افزار اضافی در لینوکس
•  هماهنگی با سیستم عامل‌های UNIX-based
•  پشتیبانی از ACL و مجوزهای فایل

• ساده سازی اشتراک گذاری فایل: NFS به کاربران این امکان را می دهد که به راحتی فایل ها را بین سیستم های مختلف به اشتراک بگذارند.
• دسترسی همزمان: چندین کاربر می توانند به طور همزمان به فایل های به اشتراک گذاشته شده دسترسی داشته باشند.
• مدیریت متمرکز: سرور NFS می تواند به عنوان یک نقطه مرکزی برای مدیریت فایل ها عمل کند.

معایب NFS

در کنار مزایا، محدودیت هایی نیز در NFS وجود دارد:

•  مناسب نبودن برای ارتباطات در اینترنت (به دلیل امنیت پایین در نسخه های قدیمی)
•  پشتیبانی ضعیف در سیستم عامل ویندوز (نسبت به SMB)
•  پیچیدگی در مدیریت سطح دسترسی بین کاربران
•  وابسته به یک سرور مرکزی (در صورت خرابی سرور، کلاینت ها نیز مشکل پیدا می کنند)

NFS در مقایسه با سایر پروتکل‌ها

• مسائل امنیتی: NFS به‌طور پیش فرض از رمزنگاری استفاده نمی کند، که می تواند خطرات امنیتی را به همراه داشته باشد.
• عملکرد: در شبکه های با تاخیر بالا، عملکرد NFS ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد.
• پیچیدگی پیکربندی: پیکربندی NFS ممکن است برای کاربران غیرحرفه ای پیچیده باشد.

آموزش نصب و راه‌اندازی NFS در لینوکس

مرحله 1: نصب سرویس NFS

sudo apt update
sudo apt install nfs-kernel-server

مرحله 2: ساخت پوشه قابل اشتراک

sudo mkdir -p /mnt/shared
sudo chown nobody:nogroup /mnt/shared

مرحله 3: تنظیمات فایل exports

فایل /etc/exports را ویرایش کنید:

/mnt/shared 192.168.1.0/24(rw,sync,no_subtree_check)

مرحله 4: ریستارت سرویس

sudo exportfs -a
sudo systemctl restart nfs-kernel-server

مرحله 5: اتصال از کلاینت

روی سیستم کلاینت:
sudo apt install nfs-common
sudo mount 192.168.1.100:/mnt/shared /mnt/client-share

امنیت در پروتکل NFS

NFS در نسخه های قدیمی امنیت پایین تری داشت. اما در NFSv4 قابلیت های امنیتی بهبود یافته اند:

•  احراز هویت با Kerberos (krb5, krb5i, krb5p)
•  رمزنگاری اطلاعات
•  کنترل سطح دسترسی با ACL

برای شبکه های سازمانی توصیه می شود از NFSv4 + Kerberos استفاده شود تا امنیت فایل ها تضمین شود.

چه زمانی از NFS استفاده کنیم؟

استفاده از NFS در موارد زیر توصیه می شود:

• زمانی که چندین سیستم لینوکسی دارید و نیاز به دسترسی یکپارچه به فایل ها دارید.
• در شبکه های محلی (LAN) با سرعت بالا و نیاز به تاخیر کم.
• در محیط های مجازی سازی مانند VMware یا KVM برای اتصال به Storage خارجی (NAS).
• هنگام پیاده سازی سیستم عامل های بدون دیسک (Diskless boot).

نتیجه‌گیری

NFS یک پروتکل کارآمد، ساده و سریع برای اشتراک گذاری فایل ها در شبکه های محلی است. اگرچه در برابر اینترنت امنیت بالایی ندارد، اما برای استفاده در محیط های داخلی، سازمانی و مبتنی بر لینوکس بسیار مفید و قابل اعتماد است. با نصب و پیکربندی درست، می توانید از مزایای بالای این پروتکل بهره مند شوید. پروتکل NFS یکی از ابزارهای قدرتمند برای اشتراک گذاری فایل ها در شبکه های محلی است. با وجود مزایا و معایب آن، NFS همچنان به عنوان یک راه حل محبوب برای مدیریت فایل ها در محیط های چندکاربره شناخته می شود. با توجه به توسعه های مداوم و به روزرسانی های این پروتکل، انتظار می رود که NFS در آینده نیز به عنوان یک ابزار کلیدی در زمینه اشتراک گذاری فایل ها باقی بماند