NFS与VFS：经典分布式文件系统解析

本文主要介绍了传统分布式文件系统中的NFS定义以及经典的分布式文件系统概述，强调了VFS在其中的作用。 分布式文件系统是操作系统的重要组件，它为用户提供了一种统一的方式来访问和管理存储在不同物理设备上的数据。NFS（Network File System），由Sun Microsystems公司开发，是分布式文件系统的一种，旨在让网络中的不同操作系统能够透明地共享文件和目录，仿佛它们都在本地存储上。NFS允许不同的计算机和操作系统之间共享文件和目录，简化了跨网络的数据访问。 VFS（Virtual File System）是虚拟文件系统，它在NFS的定义中起到了至关重要的作用。VFS是一个抽象层，将底层的各种物理文件系统（如EXT4、XFS等）与操作系统及应用程序隔离开来，提供一致的API（应用程序编程接口）给上层应用。这样，无论底层实际使用的是哪种文件系统，对用户和应用程序来说，操作文件的方式都是一致的。VFS仅存在于内存中，不占用外存空间，并且在系统启动时构建，随着系统关闭而消失。 文件系统按照计算环境和功能可分为四个层次，从简单到复杂分别是：单处理器单用户的本地文件系统、多处理器单用户的本地文件系统、多处理器多用户的本地文件系统，以及多处理器多用户的分布式文件系统。分布式文件系统如Lustre，是为了解决大数据存储、多用户访问和系统负载平衡等问题而设计的，尤其适用于需要跨地域协作的场景。 在考虑使用分布式文件系统时，通常是因为有以下需求：增加文件服务器、多地点用户访问同一资源、改善服务器负载、持续访问需求，或者有内部或外部网站的共享需求。分布式文件系统的设计基于客户机/服务器模式，有时也结合对等特性，使得某些系统既能作为客户端也能作为服务器。 除了NFS，还有其他类型的分布式文件系统，如Andrew文件系统(Andrew File System, AFS)。AFS也是为了解决跨网络的文件共享问题而设计的，但它引入了更高级别的安全性和权限管理机制。 分布式文件系统，特别是NFS和VFS，为网络环境提供了高效、灵活的文件访问解决方案，使得数据共享和管理变得更为便捷，无论文件实际存储在何处，用户都能如同操作本地文件一样进行访问。