NFS

NFS

Overview

NFS(Network File System)는 Sun Microsystems에서 개발한 네트워크 파일 공유 시스템입니다. SMB/SMB와 함께 네트워크 상의 파일 시스템을 로컬 파일 시스템처럼 접근할 수 있게 해주는 가장 널리 사용되는 HPC 스토리지 솔루션입니다.

Summary

• 무엇인가? — 네트워크 파일 공유 프로토콜 (TCP/IP 기반)
• 왜 필요한가? — 중앙 집중식 스토리지, 다수 클라이언트 공유, 간단한 설정
• 언제 사용하는가? — HPC 클러스터, 파일 서버, 스토리지 공유

Purpose

이 문서가 존재하는 이유

• Goal: NFS 버전, 서버/클라이언트 설정, 마운트 옵션, 성능 튜닝 제공
• Scope: NFS v2~v4.2, export/mount 옵션, 성능 최적화, 서비스 의존성
• Non-goals: NFS 커널 패치 개발, NFSv4.3+ 최신 기능은 별도 문서

Key Concepts

Concept	Description	Related
NFSv4	상태(Stateful) 기반 NFS — 단일 포트 2049	NFS
pNFS	Parallel NFS — 다수 서버 스트라이핑	NFS
exportfs	NFS 공유 내보내기 명령어	NFS
mount options	NFS 클라이언트 마운트 옵션	NFS
rsize/wsize	읽기/쓰기 블록 크기	NFS
nconnect	다중 TCP 연결 (커널 5.3+)	NFS
FS-Cache	NFS 클라이언트 로컬 캐싱	NFS
root_squash	원격 루트 권한 제한	NFS

Architecture

NFS는 클라이언트-서버 아키텍처로 구성됩니다:

graph TD
    A[NFS Server] --> B[/etc/exports]
    A --> C[nfs-server.service]
    A --> D[nfs-mountd]
    A --> E[nfs-idmapd]
    B --> F[Shared Directory]
    G[NFS Client] --> H[mount -t nfs]
    G --> I[/etc/fstab]
    H --> J[NFS Server:2049]
    I --> J

Workflow

Stage	Input	Output
Server Setup	/etc/exports	NFS Share
Client Mount	mount -t nfs	NFS Mount Point
Performance Tuning	rsize/wsize/timeo	Optimized NFS
Monitoring	nfsstat / /proc/net/rpc/nfsd	Performance Data

Detailed Explanation

NFS 버전

Version	Description	Key Features
NFSv2	RFC 1094 (1989)	UDP만 지원, 2GB 파일 제한, 8KB 쓰기 제한
NFSv3	RFC 1813 (1995)	대용량 파일 지원, TCP 지원, 56KB 트랜잭션
NFSv4	RFC 3010/3530/7530	상태(Stateful), 단일 포트 2049, Kerberos 보안
NFSv4.1	RFC 5661 (2010)	pNFS(Parallel NFS), 블록/객체 접근, Windows Kerberos
NFSv4.2	RFC 7862	향상된 성능 및 기능

NFS 서버 설정

/etc/exports 옵션

Export Options	NFS Server	Default
secure/insecure	NFSv4는 포트 2049만 사용. NFSv3는 서버 포트 사용. secure: 클라이언트 포트 < 1024. insecure: 모든 포트 허용.	secure
rw/ro	rw: 읽기/쓰기. ro: 읽기 전용.	rw
root_squash/no_root_squash	root_squash: 원격 루트 권한 제한. no_root_squash: 원격 루트 전체 권한 허용.	root_squash
all_squash/no_all_squash	all_squash: 모든 UID/GID를 anonymous로 매핑.	no_all_squash
sync/async	sync: 변경사항 저장 후 응답. async: 저장 전 응답 (성능 ↑, 데이터 손실 위험).	sync
insecure_locks	파일 잠금 시 클라이언트 자격 증명 불필요 (보안 위험).	—

export 명령어

# 공유 내보내기
$ exportfs -a

# 공유 다시 내보내기
$ exportfs -r

# 공유 권한 확인
$ exportfs -v

# 현재 NFS 서비스 포트 확인
$ rpcinfo -p | grep -i nfs

export 예시

# /etc/exports
/srv/nfs4         192.168.33.0/24(rw,sync,no_subtree_check,crossmnt,fsid=0)
/srv/nfs4/backups 192.168.33.0/24(ro,sync,no_subtree_check) 192.168.33.3(rw,sync,no_subtree_check)
/srv/nfs4/www     192.168.33.20(rw,sync,no_subtree_check)

Ubuntu NFS 서비스 의존성

Service	nfs-utils.service	nfs-server.service	Config File (22.04)	Config File (< 22.04)
nfs-blkmap	PartOf	—	nfs.conf	—
nfs-mountd	—	BindsTo	nfs.conf	nfs-kernel-server
nfsdcld	—	—	—	—
nfs-idmapd	—	BindsTo	nfs.conf, idmapd.conf	idmapd.conf
rpc-gssd	PartOf	—	nfs.conf	—
rpc-statd	PartOf	—	nfs.conf	nfs-common
rpc-svcgssd	PartOf	BindsTo	nfs.conf	nfs-kernel-server

NFS 클라이언트 마운트 옵션

Mount Options	NFS Client	Default	Notes
nfsvers/vers=n	사용할 NFS 버전. 기본값 3.	3, 4	—
rw/ro	rw: 읽기/쓰기. ro: 읽기 전용.	rw	—
suid/nosuid	suid: setuid 프로그램 허용. nosuid: setuid 차단.	suid	—
hard/soft	hard: 서버 다운 시 재시도 (프로세스 대기). soft: 재시도 후 에러 반환.	hard	—
nconnect=value	다중 TCP 연결 (커널 5.3+). 최대 16.	16	성능 향상
intr/nointr	intr: NFS 요청 중단 가능. nointr: 중단 불가.	intr	Linux 2.6.25+ deprecated
fg/bg	fg: 부팅 필수 마운트. bg: 백그라운드 마운트.	fg	—
devs/nodevs	devs: 장치 파일 허용. nodevs: 장치 파일 차단.	devs	—
timeo=n	재전송 대기 시간 (0.1초 단위). 최대 30 (3초).	0.7	—
retrans=n	재전송 횟수.	4	—
retry=n	마운트 재시도 횟수.	1	—
rsize=n	읽기 블록 크기.	8192	—
wsize=n	쓰기 블록 크기.	8192	—
noac	속성 캐싱 비활성화.	—	—
actimeo=n	모든 캐싱 타임아웃 설정.	—	—
lock/nolock	NLM 파일 잠금 사용 여부.	lock	—
local_lock=mechanism	로컬 잠금 방식 (all/flock/posix/none).	—	커널 2.6.37+

NFS 성능 최적화

Tuning Options	Target	Description	Recommendation
sync/async	클라이언트	mount 또는 /etc/fstab에서 설정	—
nfsd 수	서버	/proc/net/rpc/nfsd로 스레드 부하 확인	16C/128GB: 256, 8C/64GB: 64
rsize/wsize	클라이언트	읽기/쓰기 블록 크기	/etc/fstab에서 rsize=131072, wsize=131072
timeo/retrans	클라이언트	네트워크 혼잡 시 재전송 설정	timeo=900, retrans=5
FS-Cache	클라이언트	로컬 스토리지에 NFS 읽기 캐싱 (-o fsc)	읽기 작업에 효과적
noatime/nodiratime	클라이언트	inode 접근 시간 업데이트 방지	성능 향상
System Memory	서버	async 모드 시 메모리 확보 필요	가능한 많은 메모리
Network MTU	서버+클라이언트	MTU 1500 → 9000 (Jumbo Packet)	대역폭 33% 증가
TCP tuning	서버	net.core.rmem/wmem 설정	262144 (256KiB)
subtree_check	서버	export된 폴더 내 파일 확인	보안 ↑, 성능 ↓
root_squash	서버	원격 루트 권한 제한	보안 ↑

NFS v4.1/v4.2 권장

# NFS v4.2 마운트
$ mount -o nfsvers=4.2 srvr:/export /mountpoint

# 또는
$ mount -o nfsvers=4,minorversion=2 srvr:/export /mountpoint

rsize/wsize 설정

# /etc/fstab
srvr1:/usr/local  /usr/local  nfs  nfsvers=4.2,rsize=131072,wsize=131072  0  0

# systemd automount
srvr1:/usr/local  /usr/local  nfs  noauto,x-systemd.automount,nfsvers=4.2,rsize=131072,wsize=131072  0  0

권장 마운트 옵션

Condition	Recommended Options
Server-Side NLM Enabled	mount -t nfs -o rsize=65536,wsize=65536,intr,hard,tcp,rdirplus,readahead=128 server:/path mountpath
Local Locking Enforced	mount -t nfs -o rsize=65536,wsize=65536,intr,hard,tcp,locallocks,rdirplus,readahead=128 server:/path mountpath

Configuration

# NFS 서버 설정
$ sudo systemctl enable nfs-server
$ sudo systemctl start nfs-server

# /etc/exports 설정
$ echo "/srv/nfs4 192.168.1.0/24(rw,sync,no_subtree_check)" | sudo tee -a /etc/exports
$ sudo exportfs -r

# NFS 클라이언트 마운트
$ sudo mount -t nfs -o vers=4.1 192.168.1.10:/srv/nfs4 /mnt/nfs

# /etc/fstab에 추가
$ echo "192.168.1.10:/srv/nfs4 /mnt/nfs nfs nfsvers=4.1,defaults,nofail,timeo=900,retrans=5,_netdev 0 0" | sudo tee -a /etc/fstab

Examples

Example 1: NFS 서버 설정

# NFS 서버 설치
$ sudo apt-get install nfs-kernel-server

# /etc/exports 설정
$ sudo tee /etc/exports << EOF
/srv/nfs4 192.168.1.0/24(rw,sync,no_subtree_check)
EOF

# NFS 서비스 시작
$ sudo systemctl enable nfs-server
$ sudo systemctl start nfs-server

# 공유 내보내기
$ sudo exportfs -r
$ sudo exportfs -v

Example 2: NFS 클라이언트 마운트

# NFS 마운트
$ sudo mount -t nfs -o vers=4.1 192.168.1.10:/srv/nfs4 /mnt/nfs

# 마운트 옵션 확인
$ cat /proc/mounts | grep nfs

# NFS 상태 확인
$ nfsstat -m

Best Practices

• NFS v4.2 사용 (최신 버전)
• rsize/wsize=131072 설정 (대용량 전송)
• nconnect=16 사용 (다중 TCP 연결)
• MTU 9000 (Jumbo Packet) 적용
• sync 옵션 사용 (데이터 무결성)
• root_squash 활성화 (보안)
• FS-Cache 활성화 (읽기 성능)
• noatime/nodiratime 설정 (성능)
• 정기적인 nfsstat 모니터링

Limitations

• NFSv2: 2GB 파일 제한, UDP만 지원
• NFSv3: 상태(Stateless) — 서버 재시작 시 세션 손실
• NFSv4: Kerberos 설정 복잡
• 네트워크 지연에 민감
• 대용량 파일 동시 접근 시 병목
• NFS 서버 단일 장애점 (SPOF)

References

• https://en.wikipedia.org/wiki/Network_File_System
• https://nfs.sourceforge.net/nfs-howto/ar01s05.html
• https://www.admin-magazine.com/HPC/Articles/Useful-NFS-Options-for-Tuning-and-Management
• https://ubuntu.com/server/docs/service-nfs

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• Samba
• Storage
• Linux
• Network
• Fstab

Knowledge Graph

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→ Network → NFSv4 ACLs → Storage

NFSv4.2 Features

NFSv4.2는 NFS 최신 버전. 여러 성능 개선 기능 포함.

PFCP (Parallel NFS)

• 파일 내 병렬 I/O. 큰 파일 처리 속도↑
• client-side caching. 로컬 캐시로 읽기 속도↑

# PFCP 마운트 옵션
mount -t nfs4 -o vers=4.2,cache=loose server:/share /mnt/nfs

RDMA-NFS (NFS over RDMA)

• RDMA로 NFS 트래픽 전송. CPU 부하 ↓, 레이턴시 ↓
• IPoIB (InfiniBand over IP) 또는 RoCE 사용

# RDMA-NFS 마운트
mount -t nfs -o vers=4.2,rdma server:/share /mnt/nfs

# RDMA-NFS 성능 확인
nfsstat -m

Copy Offload (COPY/DEDUP)

• 서버 사이드 복사. 네트워크 트래픽 없음
• 대용량 데이터 이동 시 효율적

# 서버 사이드 복사
cp --reflink=auto /mnt/nfs/source /mnt/nfs/dest