現今的企業和網路高度仰賴高效且安全的儲存解決方案來管理資料。其中一種解決方案是 Network File System (NFS) 資料儲存，可提供符合成本效益、高可用性的網路檔案儲存選項。NFS 資料儲存由 Sun Microsystems 在 1980 年代開發，允許跨網路共享檔案系統，為企業和網路提供靈活性和易用性。
什麼是 NFS 資料儲存？
NFS 資料儲存是一種協定，可讓多個使用者從集中位置存取相同的檔案和資料。如此一來，每位使用者都不需要擁有個別的資料複本，減少儲存空間需求，並提升資料管理的效率。NFS 資料儲存廣泛用於虛擬化環境，讓虛擬機器能夠存取共享的儲存資源。
NFS 與 VMFS 資料儲存的差異
雖然 NFS 和虛擬機器檔案系統 （VMFS） 資料儲存都用於儲存虛擬機器檔案，但兩者之間卻有很大的差異。我們來探討關鍵差異。
協定與存取方式
NFS 是以網路為基礎的檔案系統通訊協定，允許透過網路進行遠端檔案存取。它遵循的是用戶端伺服器模式，其中 NFS 伺服器託管共享檔案，而用戶端使用 NFS 協定連接到伺服器。NFS 資料儲存區作為共享網路儲存存取，類似於從遠端檔案伺服器存取檔案。
VMFS 是一種專門為虛擬化環境設計的專用檔案系統。它是一個叢集檔案系統，為在 VMware ESXi 主機上運行的虛擬機器提供共享儲存。VMFS 資料儲存區由虛擬機器監視器直接存取，無需網路檔案系統協定。
檔案層級 vs. 區塊層級存取
NFS 在檔案層級運作。它允許客戶透過網路存取個別檔案和目錄。用戶端可執行檔案層級的操作，例如讀取、寫入和修改檔案。
VMFS 在區塊層級運作。它可直接存取儲存虛擬機器檔案的儲存區塊。Hypervisor 不與檔案互動，而是與原始磁碟區塊互動，從而實現虛擬機器的高效儲存和管理。
檔案鎖定
NFS 提供檔案鎖定機制，以處理共用檔案的並行存取。它允許多個用戶端同時存取相同的檔案，但檔案鎖定可確保一次只有一個用戶端可以修改檔案，以防止衝突。
VMFS 包含自己的檔案鎖定機制，以管理虛擬機器檔案的並行存取。它確保多個 ESXi 主機能夠存取相同的虛擬機器檔案，而不會發生衝突，從而實現 vMotion 和高可用性等功能。
可擴充性
NFS 資料儲存可以在多個 ESXi 主機之間共用，提供擴充性，並允許多個主機存取相同的共用儲存。它適用於中小型部署，並提供儲存位置彈性。
VMFS 資料儲存經過優化，可在 VMware 環境中實現擴充性和效能。專為大規模部署而設計，可處理大量的虛擬機器和資料。VMFS 資料儲存通常在高效能儲存系統上實施，如儲存區域網路 （SAN） 或網路連接儲存 （NAS） 裝置。
儲存管理功能
NFS 資料儲存庫利用 NFS 伺服器提供的儲存管理功能。託管 NFS 共享的儲存系統管理快照、儲存資源隨需配置和重複資料刪除等功能。
VMFS 資料儲存提供進階儲存管理功能，與 VMware 的虛擬化平台整合。這些功能包括資料儲存快照、儲存資源隨需配置、儲存 vMotion、儲存政策，以及儲存分散式資源排程器 （SDRS），以進行自動化儲存負載平衡。
總而言之，雖然 NFS 和 VMFS 資料儲存都用於虛擬化環境中的儲存，但其協定、存取方法、檔案層級與區塊層級的存取、檔案鎖定機制、可擴充性，以及儲存管理功能卻各有不同。最終，NFS 和 VMFS 之間的選擇取決於虛擬化環境的特定需求，例如可擴充性、效能，以及與儲存管理功能的整合。
NFS 資料儲存如何運作？
以下是 NFS 資料儲存運作方式的簡要介紹。
伺服器設定
NFS 伺服器負責託管共享檔案和目錄。它通常在專用伺服器或 NAS 裝置上運行。伺服器設定並設定 NFS 服務，指定要共用的目錄以及用戶端的存取權限。
用戶端連線
想要存取共用檔案的用戶端機器需要連線到 NFS 伺服器。這需要用戶端機器安裝 NFS 用戶端軟體。NFS 用戶端軟體可讓用戶端使用 NFS 協定與 NFS 伺服器通訊。
安裝 NFS 共享
若要存取共用檔案，用戶端電腦需要安裝 NFS 共用。安裝是將共用檔案系統用於用戶端本機檔案系統的過程。用戶端會指定要安裝的 NFS 伺服器位址和共用目錄。安裝後，用戶端即可與 NFS 共享中的檔案進行互動，就像是本機檔案一樣。
檔案存取
一旦 NFS 共用安裝完成，用戶端即可讀取、寫入並對共用檔案和目錄執行各種檔案操作。NFS 協定處理用戶端與伺服器之間的通訊，確保檔案存取請求得到適當的傳輸和處理。
檔案鎖定
NFS 提供檔案鎖定機制，以確保資料一致性，並在多個用戶端同時存取相同檔案時防止衝突。檔案鎖定允許對檔案進行獨家或共享存取，確保一次只有一個客戶可以修改檔案，以防止資料損壞或不一致。
安全性與存取控制
NFS 支援存取控制機制，以管理共用檔案和目錄的安全性和權限。伺服器可以定義存取規則和權限，以控制哪些用戶端可以存取特定檔案，以及他們可以執行哪些操作。這有助於保護敏感資料，並確保只有經過授權的使用者才能存取和修改檔案。
效能最佳化
NFS 實作通常包含各種優化技術，以改善效能。快取機制可透過在用戶端電腦上本地儲存經常存取的資料來減少網路流量。此外，NFS 支援非同步寫入，用戶端無需等待伺服器的確認即可確認資料寫入，從而增強某些情況下的效能。
錯誤處理與復原
NFS 包括錯誤處理和復原機制，以處理網路中斷、伺服器故障或其他意外事件。該協定定義了用戶端和伺服器應如何處理這些情況，並從故障中恢復，以確保資料完整性和可用性。
總而言之，NFS 資料儲存透過網路啟用檔案和目錄的共享存取來運作。NFS 伺服器託管共享檔案，而用戶端使用 NFS 用戶端軟體連接到伺服器。用戶端安裝 NFS 共享，使其可在本地檔案系統上使用，從而能夠讀取、寫入和執行檔案操作。NFS 提供安全性、存取控制、檔案鎖定、效能最佳化、錯誤處理和復原機制，以確保可靠和高效的檔案共享。
更棒的是：NFS 或 iSCSI？
NFS 和Internet Small Computer System Interface (iSCSI) 之間的選擇取決於各種因素，包括您的特定使用案例、需求和基礎基礎架構。NFS 和 iSCSI 都有自己的優勢和考量事項。讓我們比較一下。
協定與存取方式
雖然 NFS 是允許透過網路進行遠端檔案存取的檔案級協定，但 iSCSI 是允許透過 IP 網路傳輸 SCSI 指令的區塊級協定。它呈現遠端儲存，就像是連接到系統的本機磁碟。iSCSI 資料儲存提供直接區塊級存取儲存裝置，這對於某些工作負載是有利的。
一般
NFS 對讀取密集型工作負載有效，尤其是在使用快取機制時。然而，由於檔案層級的存取和涉及的其他協定層，它可能會帶來一些開銷。
iSCSI 在區塊層級運作時，為需要低延遲和高傳輸量的應用程式提供優異的效能。它允許直接存取儲存裝置，並可以利用進階功能，如 jumbo 框架和網路介面卡 （NIC） 的卸載功能。
彈性與跨平台支援
NFS 以跨平台相容性而聞名，支援各種作業系統，如 Linux、Unix 和 Windows。它簡化了跨不同平台的檔案共用和協作。
iSCSI 以本機磁碟的形式呈現遠端儲存，因此適合需要區塊級存取的環境，例如資料庫系統或虛擬化平台。它通常與平台無關，並可與任何支援 iSCSI 啟動器的作業系統配合使用。
基礎架構需求
NFS 仰賴專屬 NFS 伺服器來託管共享儲存。它需要在伺服器和用戶端之間進行網路連線和正確設定。NFS 部署通常利用現有的乙太網路基礎架構，使其成為符合成本效益的選項。
iSCSI 仰賴為網路提供儲存容量的儲存裝置或 SAN。它需要能夠匯出 iSCSI 目標的專用硬體或儲存設備。iSCSI 部署通常需要獨立的網路基礎架構或專用 VLAN 才能獲得最佳效能。
可擴充性與管理
NFS 設定與管理相對簡單。它在儲存位置方面提供了靈活性，並且可以輕鬆地跨多個系統共享。然而，擴展性可能是大型部署的考量因素，因為 NFS 仰賴 NFS 伺服器的效能和容量。
iSCSI 利用儲存系統或 SAN 的功能提供擴充性。它可以處理大規模部署，並提供進階儲存管理功能，如 RAID 組態、磁碟區快照和儲存資源隨需配置。
安全性
NFS 傳統上具有有限的安全功能，但最新版本 （NFSv4） 引進了改進的安全機制，如 Kerberos 驗證和更強大的存取控制。然而，為了確保資料保護，可能需要額外的配置和安全措施。
iSCSI 可以利用現有的網路安全措施，如 IPsec 或 VLAN 分割，以提供安全的資料傳輸。它允許對傳輸中的資料進行加密，增加一層額外的安全性。
總之，取決於您的特定需求和環境，決定哪種協定更好，NFS 或 iSCSI。NFS 通常因其簡易性、跨平台支援，以及易於使用的檔案分享而受到青睞。另一方面，iSCSI 的效能表現優異，尤其是區塊級存取和嚴苛的工作負載。它提供更低的延遲和更高的傳輸量，使其適合需要直接存取儲存的應用程式。
若要在 NFS 和 iSCSI 之間做出明智的決定，請考慮以下因素：
工作負載需求：評估工作負載的特定需求。如果您主要負責跨不同平台的檔案分享和協作，NFS 可能是更好的選擇。若您需要低延遲存取和高效能儲存，如資料庫或虛擬化等應用程式，iSCSI 可能更合適。
基礎架構與預算：評估您現有的基礎架構和預算限制。NFS 可以更符合成本效益，因為它使用現有的乙太網路，不需要專用儲存硬體。另一方面，iSCSI 可能需要對專用儲存裝置或 SAN 基礎架構進行額外投資。
管理複雜性：考量管理與設定每個協定的複雜性。NFS 通常更容易設定和管理，而 iSCSI 可能因為其區塊級性質和專用儲存系統而涉及更進階的配置和管理。
可擴充性：評估儲存解決方案的可擴充性需求。iSCSI 具備利用進階儲存系統的能力，提供更多可擴充性選項，包括 RAID 組態和儲存資源隨需配置等功能。NFS 擴充性取決於 NFS 伺服器的效能和容量。
安全性：考量您資料的安全性考量。雖然兩種通訊協定都能受到保護，但 iSCSI 可提供更健全的安全選項，例如資料加密和網路級安全通訊協定，如 IPsec。
最終，NFS 和 iSCSI 之間的選擇取決於您的特定需求和優先事項。也值得考慮採用混合式方法，其中 NFS 和 iSCSI 用於您基礎架構的不同部分，以利用它們各自的優勢。
NFS 和 CIFS 有何不同？
NFS 和通用網際網路檔案系統 （CIFS） 都是用於透過網路分享檔案系統的通訊協定。然而，NFS 主要用於 Unix 系統，而 CIFS 則用於 Windows 系統。
CIFS 又稱為伺服器訊息區塊 （SMB），起源於 1980 年代的 IBM，後來被 Microsoft 接受並擴展，成為 Windows 環境中檔案共用的事實標準。
一般
NFS 在速度和效率方面通常優於 CIFS，尤其是在 Unix 式環境中。它利用無狀態協定，從而降低開銷並加快資料傳輸。CIFS 強調 Windows 的相容性和廣泛的功能集，經常有較高的開銷，可能會影響效能，尤其是在高延遲網路中。
安全性
NFS 和 CIFS 皆提供安全功能，但實作方式不同。NFS 最初仰賴基本的安全機制，例如主機式驗證，而這些機制可能容易受到某些攻擊。然而，現代版本如 NFSv4 已引進更強大的安全措施，包括對 Kerberos 驗證和加密的支援。CIFS 與 Windows 作業系統整合後，可受益於 Windows 提供的強大安全機制和存取控制功能，例如 Active Directory 整合和檔案級權限。
平台支援
NFS 擁有更廣泛的平台支援，延伸到類似 Unix 的系統之外。它可以透過第三方軟體在 Windows 系統上實施，使其在異質性環境更具多功能性。CIFS 是 Windows 的原生檔案分享協定，能與 Windows Server 環境無縫整合，並提供 Windows 生態系統專用的進階功能。
總而言之，雖然 NFS 和 CIFS 都用於網路檔案共用，但它們在來源、相容性、效能、安全性和平台支援方面各有不同。在兩者之間進行選擇，取決於您的特定需求、現有基礎架構，以及您在組織內使用的平台。
虛擬化中的 NFS 資料儲存
NFS 資料儲存廣泛用於虛擬化環境，因為它們提供了經濟高效、高可用性的網路檔案儲存選項。NFS 資料儲存使虛擬機器能夠存取共享儲存資源，簡化資料管理並降低儲存空間需求。雖然 NFS 並非 VMware 技術，但也廣泛用於 VMware 。ESXi 是用於虛擬化環境的虛擬機器監視器，支援使用 NFS 資料儲存。ESXi 還提供高可用性和分散式資源排程器等進階功能，可有效使用 NFS 資料儲存。
使用 NFS 資料儲存的優勢與好處
使用 NFS 資料儲存提供多項優勢與效益，包括：
符合成本效益、高可用性的網路檔案儲存
NFS 資料儲存提供符合成本效益、高可用性的網路檔案儲存選項，可降低儲存空間需求，並簡化資料管理。
使用簡易、彈性
NFS 資料儲存易於設定和使用，為企業和網路提供靈活性和易於管理。
使用 NFS 資料儲存系統的缺點
雖然 NFS 資料儲存提供多項優勢，但也有一些缺點需要考慮，包括：
效能與安全性
NFS 資料存放區可能無法提供與其他儲存解決方案如 iSCSI 相同的效能和安全性。
網路檔案儲存延遲與相容性問題
NFS 資料儲存可能受到網路檔案儲存延遲和相容性問題的影響。網路延遲可能導致資料存取延遲，而不同作業系統與網路配置之間則可能出現相容性問題。
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