NetWare与UNIX的互联方法与实现

1、NetWare与UNIX的互联方法与实现NetWare与UNIX的互联方法与实现 NetWare与UNIX的互联方法与实现 NetWare与UNIX的互联方法与实现 异型网络之间的互联是当今计算机网络技术开展的热点问题之一。随着计算机技术的深化开展与网络的不断普及,异型机与异型网络的互相连接、互相共享资源已经成为人们需要迫切解决的问题了。如今广泛流行的网络操作系统NetWare与同样为人们所喜欢的UNIX系统之间的互联问题正是在这种背景下提出来的。由于Novell公司已经成功地使NetWare支持TCP/IP协议,而UNIX的联网正是建立在TCP/IP协议之上的,所以一些基于TCP/IP协议的

2、应用层协议,就自然成为解决NetWare与UNIX互联问题的较好方法了。网络文件系统(NFS)正是这些协议中,应用较广、技术较为成熟的协议之一,而且如今市场上已经推出了几十种NFS产品。它们被广泛地应用于NetWare与UNIX的互联之中。本文将通过对NFS的概念和实现方法的讨论,来说明NetWare与UNIX之间是如何通过NFS实现互联的。一、网络文件系统概述Sun Microsystems公司是以其高品质的工作站而享誉计算机界的。其工作站现已广泛地应用于多种领域,如CAD、仿真、图形处理等。SUN工作站采用的是开放式的系统构造,它们大都是基于UNIX操作系统之上的,并且支持TCP/IP协议

3、作为其网络的体系构造。也正是由于对TCP/IP协议的支持,使得SUN工作站可以很方便地在Ethernet上,基于TCP/IP进展通讯。同时,又由于TCP/IP协议在网际互联上的优越性能,使得SUN工作站与其它异种机之间的通讯实现起来较为方便和容易。为了实现网络上的文件效劳,SUN公司提出了网络文件系统(Network File System, NFS)的概念。它提供了异种机、异种操作系统之间的透明在线(On-Line)共享文件的手段。NFS允许用本地操作系统的I/O调用方式访问远地文件,并且这与文件存放的物理位置和使用何种操作系统无关。从用户的角度看,NFS是不可见的。用户可以运行一独占的程序

4、并且可以对独享文件进展I/O操作,而这时用户并不清楚它们是本地的还是远程的程序或文件。使用NFS的好处很多。NFS允许多台机器使用同一个数据文件,所以文件的数据对网络上的各机器来说都是可存取的。而且NFS可以通过将大的文件存储在一台机器上而由大家来共享的方式,使存储的费用明显的降低。尤其是在数据库应用系统中,你可以把数据文件可靠、统一地集中在一起,既可共享使用又可以进展方便的统一管理。NFS目前已经得到开放系统组织的成认,成为今天的分布式文件系统的工业标准。NFS不仅可以支持SUN工作站之间的连接,而且可以支持来自主要计算机厂家的产品。尤其是大多数UNIX操作系统,诸如SCO UNIX,都提供

5、了支持NFS协议的软件,以实现UNIX与其它操作系统之间的通讯。二、从网络的体系构造来说明NFS的实现T8S08900.GIF;图1NFS在一个操作系统中的详细形式如图1。当一个应用程序运行时,它可以通过系统调用翻开一个文件,并对其进展存取访问。这时的文件存取系统可以接收用户的各种恳求,并且可以自动判断将该恳求发往何处,即是本地文件系统还是NFS客户效劳部分。这种判断是根据被恳求的文件是在本地存储介质上还是在远程的计算机上而做出的。当一个被恳求文件在远地时,NFS客户效劳软件利用NFS协议与远地机器上适当的NFS效劳器获得联络,并且进展相应的恳求操作。在远地效劳器对恳求做出答复后,客户效劳软件

6、获得结果,将它传送给应用程序。从程序员的角度来看,NFS协议本身并没有提供什么特别的调用过程。一旦管理员将NFS设置完成后,程序员就可以对远地和本地的文件进展同样的存取操作,它们之间并无明显的差异。对于NFS,设计者并没有将它设计成为解决所有文件传输的综合性协议,而是将NFS的实现分成三个相对独立的部分:NFS协议本身、远程过程调用(Remote Procedure Call, RPC)机制和外部数据表示(eXternal Data Representation, XDR)。假设将它们与ISO/OSI的推荐标准相对照的话,可以看出RPC对应于会话层,XDR对应于表示层,而NFS协议本身那么对应

7、于应用层,见图2。从这个体系构造可以看出,真正的NFS效劳是建立在外部数据表示XDR和远程过程调用RPC所提供的效劳功能之上。在网络环境中,RPC为运行在不同机器、不同操作系统上的程序(过程)互相调用、传递参数及回送结果等提供一种标准的方法。RPC为实现网络上的客户/效劳器形式提供了支持。比方,一个程序员可以把他的程序分解成为客户、效劳器两部分,在客户方面,程序员设计了一些过程,如remote,并将RPC码插入到这些过程之中;而效劳器方面,应用RPC的其他功能,实现了一些处理该种调用的过程。当一个运行中的客户程序发出远程调用时,RPC软件自动对变元的值进展搜集,并打成数据包(message)发

8、往远地效劳器,启动调用过程,最后返回结果。整个调用过程如同调用本地过程一样。PRC实际上是ISO RM会话层协议的详细实现,该机制将下层协议的细节掩盖了起来,使程序员抛开通信协议的详细过程,就可以设计出分布式程序。XDR是数据描绘和编码的一种标准,是表示层的详细实现。它提供了在不同体系构造的计算机之间进展数据传输时,数据表示的标准方法。比方,对于32-bit的整数表示方法来说,各种机器并不一样,有的将整数的主要字节放在高位地址部分,有的那么刚好相反,所以在网络上要使数据在这两种整数表示法的机器之间进展传送,就必须进展适当的转换,否那么数值在传输后会发生变化。XDR就提供了这种转换功能。XDR采

9、用的是ISO推荐的抽象语言法表示记法1,即ASN.1,作为内部数据传送的标准语法表示。互相通信的两方XDR进展本地语法表示与ASN.1之间的转换与逆转换。RPC和XDR提供的这种网络效劳为构造NFS这样的分布式数据处理系统奠定了根底。由此可见,由NFS协议本身、RPC和XDR三者相结合,在TCP/IP或UDP/IP之上,实现了NFS概念的全部。它们互为根底、互相配合,实现了基于NFS的异种设备、异种操作系统之间的透明在线共享文件的访问功能。三、举例说明NFS的工作过程为了详细直观地说明NFS的工作过程,我们以SUN工作站上的UNIX操作系统为例,来说明NFS的详细工作过程,包括什么是文件阶层(

10、Hierachies)、如何理解效劳器和客户、效劳器如何使其它机器共享其文件以及如何对远程机器上的文件阶层进展访问等。1.文件阶层当通过某安装点(mount point),从一个本地硬盘来安装一个文件系统时,可以将整个文件系统安装上并从它的根(root)来启动。例如,有两个文件系统root和usr,在不同的硬盘分区中。如今可以将usr文件系统安装到root文件系统的/usr目录上,并通过/usr目录对usr分区进展访问。与上述原理相似,也可以将不同机器上的某个文件系统安装到本地硬盘上,甚至可以将另外一台机器上的文件系统中的某个目录安装到本地,而不必将整个文件系统都安装过来,如图3。T8S089

11、02.GIF;图32.效劳器与客户的概念一个文件效劳器是一台用于共享的机器,其它机器可以用它安装(mount)文件系统。一个客户机是一台至少从一个文件效劳器继承了一个文件阶层的机器。任何机器(除非没有硬盘)都可以同时既作为NFS效劳器,又作为NFS客户机来使用。3.效劳器与输出(Exporting)在一台UNIX工作站上,exportfs系统程序、rpc.mountd以及nfsd守候进程(deamon)一同来控制NFS。一旦NFS文件效劳器将文件阶层进展输出(export)后,此效劳器上的相应目录可由其它的机器来访问。文件效劳器上的/etc/exporfs文件列出了这些可用的目录、可以访问它们

12、的客户、以及存取权限。当你启动exportfs程序时,/etc/rc.1oca1就会自动激活exportfs程序。该程序检查/etc/exportfs文件并通知效劳器内核有关所输出的每个文件阶层的特权。在效劳器启动后,还可以利用export命令将一个文件阶层分解成输出和非输出部分,或者改变一个已经输出的文件阶层的特权。4.客户与安装(mounting)客户对文件效劳器上的export目录进展存取是通过mounting来进展的。客户在安装目录时,不是复制该目录,而是通过一系列的远程调用来实现mounting进程,它使用户可以对效劳器硬盘上的相应目录进展透明存取。运行在文件效劳器上的RPC以一定的

13、格式承受信息,即XDR格式。由rpc.mountd守候进程来处理这些信息并允许或制止对一个文件阶层进展安装。一旦客户将远程目录安装后,客户即可以使用“CD目录名命令进入相应的目录下进展操作了,就如同操作本地硬盘一样。客户对有export信息的文件效劳器进展定位,并在它与效劳器之间建立连接,此连接进程称为binding, NFS的装订是发生在NFS安装的时候。客户在自举时可以对一目录进展安装,也可以用mount命令来显式地安装,或者通过自动安装器(Automounter)来进展。/etc/fstab文件中列出了在客户启动时安装的所有文件阶层。由此可见,NFS的工作是由NFS效劳器和NFS客户进程

14、共同实现的。只有在NFS效劳器上规定了输出的目录或者文件系统,在NFS的客户机上才能对其进展继承,并通过对这些目录或者文件系统的安装来实现客户对效劳器的透明访问。四、NetWare与UNIX工作站之间通过NFS互联的实现 自从SUN公司实现了NFS以后,它实际上已经成为UNIX产品的分布式文件系统。市场上有众多的NFS产品出现,这里将以当今最流行的两种操作系统UNIX、DOS之间通过NFS进展透明访问为例,来看一看NFS在互联中的详细实现。我们这里所要介绍的产品是NetWare NFS、NetWare NFS Gateway和PC-NFS。前两者是由Novell网络公司推出的,后者那么是Sun

15、 MicroSystems公司的产品。由于这两个公司对待UNIX与DOS互联问题的角度和出发点不同,因此它们所实现的产品也就有很大的区别了。NetWare NFS和NetWare NFS Gateway是Novell公司从自己的NetWare网络操作系统出发,基于DOS的考虑所研制、开发出来的。它提供给UNIX工作站透明访问NetWare效劳器的机制以及由DOS工作站通过NetWare效劳器来共享UNIX资源的手段。而PC-NFS那么是SUN公司从UNIX工作站的观点出发,提供给MS-DOS或MS-Windows用户的、用以实现UNIX的NFS客户方的软件,使PC机用户共享UNIX的资源。1.

16、NetWare NFSNetWare NFS是将UNIX系统透明地集成到NetWare 3.11环境之上。它可以使得NetWare效劳器具有NFS效劳器的功能。一旦安装了NetWare NFS之后,享有NFS客户效劳的UNIX工作站就可以与NetWare上的DOS工作站一起共享效劳器上的文件资源。它提供有NFS、FTP等可装载模块(NLM)为UNIX客户提供效劳。NetWare NFS同时也在NetWare和UNIX之间提供双向的打印网关以及与X/Window应用相交互,允许X客户从远程来管理NetWare效劳器。其协议的体系构造如图4。T8S08903.GIF;图4NetWare NFS与其

17、他UNIX系统一样,需要使用TCP/IP作为根本的支撑协议,并籍此完成NFS上的各种功能。它的特点是:(1)使UNIX用户访问NetWare利用NetWare NFS,UNIX客户可以访问并从NetWare效劳器上安装(mount)文件系统,就如同它从一个典型的NFS效劳器上所做的一样。这使得UNIX用户可以在保存了自身的操作系统优势的同时,使用NetWare上的文件。(2)将NetWare环境与UNIX环境集成NetWare NFS将网络文件系统的概念引入到NetWare的联网环境中来,使得UNIX工作站可以与其它的NetWare客户系统,例如,Macintosh、DOS、Windows以及

18、OS/2共享文件。FTP效劳可以使TCP/IP客户系统利用FTP协议从/向NetWare效劳器传送文件。它提供了完好的打印集成:UNIX用户可以利用NetWare打印机进展打印,而NetWare用户也可以在TCP/IP网络上可以访问的打印机上进展打印。它同时使NetWare v 3.11成为一个功能强大的UNIX工作组中NFS效劳器。对于用户输入的操作命令,可以有很短的响应时间和较高的吞吐率。(3)提供用X/Window来管理效劳器利用NetWare NFS,UNIX用户在保持其原有系统的功能之外,还获得了NetWare效劳器优化技术所带来的好处,如磁盘的高吞吐量、容错技术及其平安措施等。另外

19、,NetWare NFS还带来了改进的工作组(Work group)的运行效率、资源共享和高效率的网络管理。总之,NetWare NFS提供给UNIX工作组以高性能的NFS效劳器,同时NetWare操作系统又带给UNIX用户以良好的时间与空间的响应,从而极大地进步了系统的性能价格比。2.NetWare NFS GatewayNetWare NFS Gateway所提供的功能与NetWare NFS相反,它是一个基于效劳器连接的、使NetWare用户可以访问UNIX的方案。该产品可以让DOS和Windows用户方便地对UNIX上的文件系统进展访问,就象透明访问NetWare效劳器一样。Novel

20、l公司研制、开发NetWare NFS Gateway的目的,就是要给NetWare用户一种访问UNIX文件的选择。那些已经习惯于NetWare环境的PC机用户们,可以使用这种网关来共享本地或者远程UNIX系统上的文件。对于这些共享文件的使用,就象操纵DOS或Windows的文件一样。通过NetWare NFS Gateway还可以使PC用户共享UNIX上价格昂贵的海量存储资源,如CD-ROM等。NetWare NFS Gateway的安装与集中的管理都是由效劳器来完成的。TCP/IP主机地址、UNIX/NetWare记帐信息都是在效劳器上由域名字系统(Domain Name System,

21、DNS)和网络信息效劳(NIS)统一管理起来的。这种集中管理的好处在于可以使网络管理员从效劳器上安装和管理系统,以及获得正确的IP地址。也正是由于NFS的文件存取是通过NetWare效劳器来完成的,网络用户们因此可以得到NetWare保密机制的支持。Novell公司的这两种NFS产品,在基于NetWare网络操作系统的根底之上,分别从两个方面解决了NetWare与UNIX之间的文件共享、打印共享以及透明访问等方面的问题。为局域网与广域网的互联提供了一种可行的解决方案。3.PC-NFS通过使用PC-NFS,UNIX工作站的硬盘可以被当作为PC机上的附加硬盘来使用。PC-NFS提供了TCP/IP的

22、全部实现,包括FTP、Telnet和其它实用程序,同时还包括将DOS恳求重定向至UNIX的才能。PC-NFS可以支持以太网、令牌环、串行通信等通讯方式的连接。对于以太网的连接方式,可以把它安装在其默认的一些网络适配卡上,如3com的EtherLink系列的网卡、PC NIC及NI5010等。它同时还支持NDIS及ODI技术,这样就使得PC-NFS对大多数的流行网卡都可以提供支持。而且,正是由于有了对ODI技术的支持,使得PC-NFS可以同时支持TCP/IP网络和NetWare网络,从而成为连接这两种当今广泛使用的网络的纽带。在安装了PC-NFS之后,系统通过批文件来使用Net Use命令,并以逻辑号,如(D:、E:)将UNIX的硬盘映射到PC机的本地上。PC-NFS还负责完成D