Qu’est-ce que le Network File System (NFS) ?
Network File System (NFS) est un protocole qui a été inventé dans les années 1980 pour permettre le partage à distance de fichiers entre serveurs. Il existe plusieurs variantes de NFS. La version 3 de NFS est la plus largement utilisée. NFS est simple à utiliser et à gérer, et nécessite un client pour le noyau qui peut supporter le montage NFS.
Avantages de NFS NFS
Au fil du temps, NFS a évolué pour offrir une plus grande sécurité, un meilleur partage des fichiers (verrouillage) et des performances supérieures (mise en cache). En outre, il s’agit d’une solution abordable et simple d’utilisation pour le partage de fichiers sur le réseau qui utilise l’infrastructure du protocole Internet déjà en place.
Les avantages actuels du service NFS sont les suivants :
- Plusieurs clients peuvent accéder aux mêmes fichiers, ce qui permet à tous les membres du réseau d’accéder aux mêmes données, et d’y accéder depuis des hôtes distants comme s’il s’agissait de fichiers locaux.
- Les ordinateurs partagent leurs applications, ce qui élimine la nécessité de disposer d’un espace disque local et réduit les coûts de stockage.
- Chaque utilisateur peut accéder aux mêmes fichiers, ce qui permet de maintenir les données à jour et de garantir la continuité et la confiance.
- Le montage du système de fichiers est visible pour tous les utilisateurs.
- La prise en charge des environnements hétérogènes permet d’utiliser des technologies mixtes provenant de différents fournisseurs et d’utiliser des composants interopérables.
- Les coûts d’administration des systèmes sont réduits grâce à la centralisation des informations.
- Un nombre réduit de disques et de lecteurs amovibles diminue les problèmes de sécurité, ce qui est toujours une excellente chose !
Quel est le mode de fonctionnement des systèmes de fichiers réseau ?
L’idée de base du protocole client-serveur NFS commence par la commande « mount » qui spécifie les attributs ou options du logiciel du serveur et du client. NFSv4 est un protocole à état avec plus de 30 options distinctes qui sont définies dans la commande mount, y compris la taille du bloc en lecture/écriture et le protocole utilisé. Les protocoles de sécurité vérifient l’accès aux fichiers, ainsi que les options de sécurité des données, etc.
Parmi les options logicielles les plus intrigantes disponibles dans le protocole NFS figurent les options de mise en cache, les options de verrouillage qui permettent de partager des fichiers ainsi que les fonctions de sécurité. La mise en cache et le verrouillage des fichiers interagissent l’un avec l’autre, et tous deux doivent être spécifiés correctement pour que l’accès aux fichiers partagés fonctionne. Si les informations d’un fichier (lecture ou écriture) ne sont stockées que dans le cache d’un hôte et qu’un autre hôte tente d’accéder au même fichier, les données qu’il lit peuvent être incorrectes dans le cas où les deux (ou plus précisément) chaque client du serveur de stockage NFS utilisent les MÊMES options de verrouillage et de cache pour le système de fichiers monté.
Le verrouillage des fichiers a été créé pour permettre le partage de l’accès aux fichiers. C’est le cas lorsque des fichiers sont accessibles par plusieurs applications ou threads (de calcul). L’accès partagé aux fichiers peut se produire au sein d’un seul hôte (avec ou sans multi-core/multi-thread) ou entre différents hôtes accédant au même fichier via NFS.
Points négatifs du système de réseau de partage de fichiers
La norme Internet NFS actuelle présente un certain nombre d’inconvénients qui pourraient ne pas être corrigés dans un avenir proche. Par exemple, certaines critiques de NFSv4 et de NFSv4.1 indiquent que ces versions sont limitées en termes de capacité et de mise à l’échelle (améliorées par NFSv4.2) et que NFS ralentit lorsque le trafic réseau est important. En voici d’autres
- Sécurité Tout d’abord, il y a un problème de sécurité, car NFS est construit sur des RPC, qui ne sont pas sécurisés par nature et ne doivent être exécutés que sur un réseau sécurisé avec des pare-feu. Dans le cas contraire, NFS sera vulnérable aux menaces Internet.
- Bavardage dans le protocole Bavardage dans le protocole Le protocole client-serveur NFS fait appel à de nombreuses requêtes pour déplacer des données. Le protocole NFS nécessite de nombreuses petites interactions ou étapes de lecture et d’écriture de données, ce qui peut entraîner une surcharge pour quiconque s’engage dans des tâches actuelles d’IA/ML/DL qui consomment beaucoup de fichiers de petite taille.
- Le partage de fichiers est un processus complexe ; la configuration et la mise en place d’un accès approprié aux fichiers partagés, avec la mise en cache et le verrouillage des fichiers, sont au mieux des tâches décourageantes. D’une part, il crée une énorme quantité de protocoles de surcharge qui conduit au bavardage mentionné précédemment. D’autre part, il laisse beaucoup à désirer, étant donné que chaque commande mount sur chaque hôte sur le même système de fichiers pourrait être bâclée.
- Accès parallèle aux fichiers Accès parallèle aux fichiers NFS a été créé pour permettre l’accès séquentiel à un fichier réseau, mais de nos jours, les applications traitent des fichiers plus volumineux et l’utilisation d’un accès parallèle ou non séquentiel aux fichiers est nécessaire. Cette fonctionnalité a été implémentée dans NFSv4, mais très peu d’applications la prennent en charge. Limite de la taille des blocs – Le protocole NFS actuel permet d’envoyer un maximum de 1 mégaoctet de données dans une demande individuelle d’écriture ou de lecture. En 1984, 1 Mo était considéré comme une quantité excessive de données, mais ce n’est plus le cas. Il existe plusieurs catégories d’applications qui déplacent des Go, et pas seulement des Mo.
Il existe de nombreux autres problèmes avec NFS, mais voici nos cinq principaux. Oui, les restrictions de taille sur les blocs pourraient être facilement élargies, mais les délais d’attente doivent être repensés et éventuellement modifiés. Oui, l’accès parallèle aux fichiers est sur le point d’être mis en place, mais les problèmes de bavardage entre les protocoles et de partage des fichiers (verrouillage-cache) mentionnés ci-dessus sont plus difficiles à résoudre.
NFS fonctionne sans problème depuis plus de 35 ans. On ne voit pas bien comment NFS peut être sauvé dans le monde actuel des fichiers. Une version différente de NFS pourrait être suggérée par le comité des normes, cependant nous pensons que le problème de bavardage ne fait pas partie de la définition du protocole à éliminer, et que NFS doit soit supporter pleinement le partage de fichiers partagés, soit ne pas le faire, et que ni l’un ni l’autre ne sont une garantie d’échec.
Comment pouvons-nous améliorer les performances du système de fichiers en réseau ?
NFS n’a qu’une capacité et des performances limitées pour les réseaux modernes. Avec les capacités des réseaux actuels, il est extrêmement limité. NFS peut fournir des capacités pouvant atteindre 1,5 Gb/s, alors que les cartes réseau peuvent fournir 100 Gb/s. NFS n’est pas très efficace pour gérer les métadonnées. Weka offre la simplicité de NFS avec les performances et la capacité d’un SAN et la possibilité de remplir un tuyau de 100 Gb/s.
