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Published on 2026-01-15 / 2 Visits
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【统一存储技术文件共享协议-02】NFS 协议深度解析 ——为什么它“没那么显眼”,却撑起了整个 Linux 与云计算世界

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如果说 CIFS 是“给人用的文件系统”,
那 NFS,就是“给系统用的文件系统”。

你可能从未在桌面上“点开”过 NFS,
但只要你接触过 Linux、虚拟化、云平台、容器、K8s、HPC
你几乎每天都在间接使用它


一、什么是 NFS?一句话先定调

NFS(Network File System,网络文件系统) 是一种:

让多台计算机通过网络共享同一套文件系统的协议

它的核心目标不是“方便人拖文件”,而是:

  • 操作系统像访问本地磁盘一样访问远端文件

  • 程序在不同机器上看到一致的目录结构

  • 计算与存储解耦

一句话版理解:

NFS 是把“文件系统”做成了一种网络服务。


二、NFS 是“和什么协议”比较出来的?

NFS 的价值,只有在对比中才能真正看清。

协议

核心定位

NFS

Linux / Unix 系统级文件共享

CIFS / SMB

办公 / 人类协作文件共享

FTP / SFTP

文件传输

iSCSI

块存储

对象存储

非 POSIX 数据访问

关键分水岭:

NFS 服务的是“程序和系统”,
CIFS 服务的是“用户和协作”。


三、NFS 的前世:它为什么会诞生?

1️⃣ 起源背景

NFS 诞生于 1980 年代,由 Sun Microsystems 提出。

当时的真实需求是:

  • 多台工作站

  • 同一批源代码

  • 同一套用户环境

  • 不想在每台机器上复制数据

Sun 的想法非常工程化:

“文件不应该跟着机器走,而应该跟着网络走。”


2️⃣ 设计哲学:Unix 世界观

NFS 的设计完全遵循 Unix 哲学:

  • 一切皆文件

  • 文件路径必须一致

  • 工具应简单、可组合

这决定了 NFS 的三个核心特性:

  1. POSIX 语义优先

  2. 轻客户端、重服务器

  3. 以稳定为第一目标


四、NFS 的核心机制:它是怎么工作的?

1️⃣ Client / Server 模型

应用
 ↓
VFS(虚拟文件系统)
 ↓
NFS Client
 ↓
网络
 ↓
NFS Server
 ↓
本地文件系统

对应用来说:

NFS ≈ 本地文件系统


2️⃣ 挂载(mount)是灵魂

NFS 的关键动作不是“连接”,而是 挂载

mount -t nfs server:/data /mnt/data

一旦挂载完成:

  • 程序无感知

  • 路径透明

  • 权限照常生效

这是 NFS 在工程领域极其成功的原因。


3️⃣ 状态设计:从“无状态”到“有状态”

  • NFSv2 / v3

    • 设计为无状态

    • 易恢复、易扩展

  • NFSv4

    • 引入状态

    • 更强的锁、权限与安全

NFS 的进化,本质是工程取舍。


五、NFS 为什么“快”?

1️⃣ 它少了很多“人类语义”

相比 CIFS,NFS:

  • 权限模型更简单

  • 锁语义更轻

  • 状态交互更少

这直接降低了 RTT 与协议开销。


2️⃣ 客户端缓存机制非常激进

NFS 允许:

  • 元数据缓存

  • 数据缓存

  • 延迟写回

这让顺序读写性能非常好。


3️⃣ 但它不是“强一致第一”

  • 写入可延迟

  • 并发修改依赖应用自律

  • 多写者场景要谨慎

NFS 的哲学是:
“系统知道自己在干什么”。


六、NFS vs CIFS:不是对错,是世界观不同

维度

NFS

CIFS

面向对象

系统 / 程序

用户 / 协作

权限模型

Unix 权限

ACL / 域

性能

一致性

偏弱

易用性

工程向

用户向

一句选型口诀:

Linux 集群 → NFS
办公协作 → CIFS


七、NFS 在现代架构中的“今生”

你可能没意识到,NFS 早已渗透到:

✅ 云与虚拟化

  • 虚拟机镜像存储

  • 共享 ISO / 模板

  • 热迁移底座


✅ 容器与 K8s

  • PersistentVolume(PV)

  • 多 Pod 共享存储

  • 状态型应用


✅ HPC / 科研计算

  • 共享输入数据

  • 输出结果集中存储

  • 成千上万节点并发读

NFS 是“低调的基础设施之王”。


八、NFS 的典型问题与误区

❌ 误区 1:NFS 天生不安全

事实是:

  • NFSv4 支持 Kerberos

  • 支持强认证

  • 支持加密

📌 只是很多环境没开。


❌ 误区 2:NFS 不适合生产

错误。

  • 大量数据库备份

  • CI/CD 构建

  • 镜像仓库

前提是:你理解它的边界。


❌ 误区 3:NFS 可以当分布式文件系统

不能。

  • 无副本

  • 无自动容错

  • 无强一致协调

NFS 是“共享文件系统”,不是“分布式文件系统”。


九、什么时候不该用 NFS?

请慎用在:

  • 高并发随机写

  • 多写者强一致

  • 跨地域访问

  • 超大规模元数据操作

这些场景,更适合对象存储或分布式 FS。


十、NFS 会被淘汰吗?

几乎不可能。

原因非常简单:

  • POSIX 仍然存在

  • Linux 仍然主导服务器世界

  • 程序仍然依赖路径与文件语义

NFS 服务的不是潮流,而是“基础”。


十一、一句话总结

NFS 从不追求存在感,
它追求的是:
——让系统安静、稳定、可预期地运行。

在这个世界里:

  • NVMe 在追逐微秒

  • IB 在压榨算力

  • 对象存储在重塑数据形态

而 NFS,
仍然在默默托住一切。



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