4.5.16. Некоторые другие процедуры Интернет

Семёнов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ), book.itep.ru

NFS

NFS (network file system, sun microsystems, RFC-1094) обеспечивает прозрачный доступ к удаленным файлам так, что с точки зрения программиста эти файлы выглядят, как местные. При этом даже в написании имен файлов никак не проявляется их истинное местонахождение. NFS является частью операционной системы. Различие работы с местными и удаленными файлами проявляется лишь на системном уровне. Пользователь может почувствовать различие лишь по времени выполнения соответствующих операций обмена. nfs поддерживает операции по созданию, переименованию, копированию и стиранию файлов или каталогов и т.д.

Основой системы NFS является вызов удаленных процедур RPC, схема взаимодействия "клиент-сервер". NFS-сервер получает запросы от клиента в виде UDP-дейтограмм через порт 2049 (Рис. 4.5.16.1).

Рис. 4.5.16.1. Схема реализации nfs-системы клиент-сервер

RPC (Remote Procedure Call, RFC-1057) процедура, разработанная SUN microsystem, в настоящее время используется практически во всех системах, базирующихся на UNIX. RPC - это программа, которая реализует вызов удаленных подпрограмм, способствуя построению распределенных программ. Она позволяет программе, называемой клиентом, послать сообщение серверу. Далее программа-клиент ожидает сообщения-отклика. RPC работает совместно с универсальной системой представления внешней информации XDP (External Data Representation). Сообщение запрос содержит параметры, которые определяют, что должно быть сделано на удаленной ЭВМ. В свою очередь отклик несет в себе информацию о результатах выполнения запроса.

RPC может работать как на TCP, так и UDP транспортных уровнях. Использование RPC-техники упрощает программирование, так как не требует написания сетевых программ. Если используется протокол UDP, все что связано с обработкой тайм-аутов, повторных пересылок и пр. спрятано в внутри системных RPC-модулей. Формат RPC-запроса для UDP-версии показан на рис. 4.5.16.2.

Рис. 4.5.16.2. Формат RPC-запроса

Поле идентификатор процедуры устанавливается программой-клиента, пакет-отклик использует тот же идентификатор, что позволяет контролировать их соответствие. Каждый новый RPC-запрос имеет новый идентификатор. В настоящее время номер версии rpc равен 2. Следующие три поля содержат переменные: номер программы, номер версии и номер процедуры, которые определяют тип запрашиваемой клиентом процедуры. В поле идентификатор клиента может быть записан цифровой код клиента, идентификатор группы или вообще ничего. Поле верификатор используется при пересылке зашифрованных сообщений. Формат параметров процедуры зависит от типа этой процедуры. Размер поля параметров равен длине UDP-дейтограммы минус сумма длин остальных полей, включая верификатор. В случае работы с TCP-сегментами, где длина пакета не определена, между TCP-заголовком и XID вводится 4-x октетное поле длины RPC-сообщения. Формат RPC-отклика для UDP-версии (Рис. 4.5.16.3):

Рис. 4.5.16.3. Формат RPC-отклика

Поле отклик, содержащее 1, указывает на то, что данное сообщение представляет собой отклик на поступивший ранее запрос. Поле статус содержит 0 в случае, если запрос воспринят. Запрос игнорируется при конфликте кодов RPC-версии или неудачной идентификации клиента. Поле флаг результата принимает значение 0 при успешной обработке запроса. Ненулевое значение этого поля указывает на ошибку.

Для записи параметров RPC-запросов, откликов, параметров и результатов выполнения процедуры используется внешнее представление данных (XDR - External Data Representation, RFC-1014). Отправитель, формируя RPC-сообщение, использует XDR-формат, а получатель преобразует данные из этого формата в традиционное представление.

Существует два базовых вида отклика: MSG_ACCEPTED (сообщение принято) и MSG_DENIED (не принято). Факт приема сообщения не означает выполнение запрошенных процедур, поэтому клиенту выдается дополнительная информация о результатах взаимодействия его запроса с удаленной системой. RPC может найти применение при построении больших распределенных информационных систем, баз данных и систем управления. XDR позволяет программисту избежать написания специальных программ преобразования. Например, в разных ЭВМ используются различные форматы представления чисел с плавающей запятой. XDP берет на себя согласование форматов и делает написание прикладных программ машинно-независимым.

Программы RPC-сервера используют большое число портов с нестандартизованными номерами. Для управления использованием этих портов имеется специальная программа (portmapper), которая имеет номер 100000, номер версии -2 и сама пользуется портом номер 111. Распределение номеров портов можно посмотреть с помощью программы:

/usr/etc/rpcinfo -p

program	vers	proto	port
[программа	версия	протокол	порт	название программы]
100000	2	tcp	111	portmapper
100000	2	udp	111	portmapper
100029	1	udp	664	keyserv
100005	1	udp	702	mountd (монтирует демон для NFS)
100005	2	udp	702	mountd
100005	1	tcp	705	mountd
100005	2	tcp	705	mountd
100003	2	udp	2049	nfs (сама NFS)
100026	1	udp	714	bootparam
100024	1	udp	717	status
100024	1	tcp	719	status
100021	1	tcp	720	nlockmgr (NFS-менеждер)
100021	1	udp	1031	nlockmgr
100021	3	tcp	724	nlockmgr
100021	3	udp	1032	nlockmgr
100010	1	udp	718	etherstatd
100020	2	udp	1033	llockmgr
100020	2	tcp	729	llockmgr
100021	2	tcp	732	nlockmgr
100021	2	udp	1034	nlockmgr
100011	1	udp	1041	rquotad
100001	2	udp	1042	rstatd
100001	3	udp	1042	rstatd
100001	4	udp	1042	rstatd
100002	1	udp	1043	rusersd
100002	2	udp	1043	rusersd
100012	1	udp	1044	sprayd
100008	1	udp	1045	walld

Отсюда видно, что некоторые программы имеют несколько версий, а каждая комбинация номера программы, версии и протокола имеет свой собственный номер порта. В таблице 4.5.16.1 приведены ссылки на некоторые RPC-программы, используемые с NFS.

Таблица 4.5.16.1. Коды программ, используемых в NFS

Назначение программы	Номер программы	Номер версии	Номер процедуры
Менеджер портов (port mapper)	100000	2	4
NFS	100003	2	15
Монтировщик	100005	1	5
Менеджер блокировки	100021	1,2,3	19
Статус-монитор	100024	1	6

Монтировщик вызывается NFS-клиентом для обеспечения доступа к файловой системе сервера. Взаимодействие с файловой системой производится с помощью указателей файлов (handle), которые для версии 2 требуют 32 байт, а для версии 3 - 64 байт. Хотя NFS с самого начала была сориентирована на применение UDP (что было оправдано для локальных сетей), в настоящее время она в равной мере использует и TCP. Это позволяет NFS работать уже в масштабе всего Интернет. Третья версия NFS предполагает увеличение числа байт на одну команду READ или WRITE с 8192 до 65535 (ограничение, связанное с размером IP-дейтограммы). Увеличена в третьей версии и предельная длина файлов, которая задается уже 64-, а не 32-битным числом.

RLOGIN (RFC-1281) - процедура удаленного доступа, реализованная в 4BSD UNIX. RLOGIN позволяет администратору сети определить список ЭВМ, авторизация и доступ к которым является общими. Пользователь может организовать групповой доступ к разным ЭВМ, где он авторизован, сохраняя для себя возможность общения с любой из машин, не вводя каждый раз пароль. Одной из реализаций RLOGIN является RSH. RSH включает в себя интерпретатор команд. Форма обращения имеет вид: RSH имя_ЭВМ команда. RLOGIN позволяет взаимодействовать как с внутренними, так и с внешними ресурсами сети и с этой точки зрения предоставляет большие возможности чем Telnet.

REXECD представляет собой резидентную управляющую программу (демон), которая позволяет исполнять команды на удаленной ЭВМ в рамках TCP/IP сетей. Команда, выданная одной ЭВМ, может быть выполнена на другой ЭВМ, при этом автоматически, если необходимо, осуществляется процедура авторизации. REXECD использует TCP в качестве транспортной среды. Существуют реализации для сред UNIX, AIX и DOS.

Назад: 4.5.15. Диалог в локальных сетях и в Интернет
Оглавление: Телекоммуникационные технологии
Вперёд: 4.5.17. Сетевое моделирование