Client/Server-Protokoll und Netzwerkdateisystem Was ist das Network File System (NFS)?

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Das Network File System ist ein ursprünglich von Sun Microsystems für Unix/Linux-Umgebungen entwickeltes Client/Server-Protokoll für den Zugriff auf Dateien über ein Netzwerk. Mithilfe von NFS lassen sich verteilte Dateisysteme realisieren, bei denen die Benutzer mit Dateien auf Remote-Rechnern ähnlich umgehen können, als wären sie auf dem lokalen Rechner. Die aktuelle Version des Netzwerkdateisystems ist NFSv4.

Das Network File System, abgekürzt NFS, ist ein von Sun Microsystems bereits in den 1980er-Jahren für Unix-basierte Systeme entwickeltes Client/Server-Protokoll für den Zugriff auf Dateien über ein Netzwerk. Mit dem NFS lassen sich Dateien auf entfernten Computern anzeigen, speichern, aktualisieren, freigeben und gemeinsam nutzen, als wären sie lokal. Das Network File System wurde über die Jahre mehrfach überarbeitet und um neue Funktionen ergänzt. Die aktuelle Version ist die NFS-Version 4 (NFSv4), die gegenüber den Vorgängerversionen eine Neuimplementierung von NFS darstellt. Zu NFSv4 gibt es Unterversionen wie 4.1 und 4.2 sowie Ergänzungen ohne eigene Versionsnummer. Spezifiziert sind die verschiedenen Versionen des NFS-Protokolls in diversen RFCs der Internet Engineering Task Force (IETF). Zu den maßgeblichen RFCs gehören zum Beispiel RFC 1094, RFC 1813, RFC 3530, RFC 7530 und weitere.

NFS ist ideal für Unix- und Linux-Umgebungen geeignet und dort nach wie vor verbreitet. Das Netzwerkdateisystem ermöglicht die rechnerübergreifende Zusammenarbeit in verteilten IT-Umgebungen und eine zentralisierte Datenverwaltung. Die Entsprechung des Network File System in Windows-Umgebungen heißt Server Message Block (SMB). NFS ist aber auch für Windows-Server- und Windows-Client-Betriebssysteme verfügbar und ermöglicht so nahtlose Integrationen und übergreifende Dateifreigaben zwischen Windows- und Nicht-Windows-Systemen. Meist wird in solchen gemischten Umgebungen allerdings SMB mit Samba genutzt.

Prinzipielle Funktionsweise des Network File System

NFS basiert auf dem Client-Server-Modell. Server geben Verzeichnisse mit Dateien frei, die die Clients einbinden können. Für die NFS-Clients erscheinen die Dateien auf einem NFS-Server, als lägen sie auf dem lokalen Rechner. Zur Datenübertragung kommen TCP/IP-Netzwerke zum Einsatz. Die ersten NFS-Versionen nutzten zur Datenübertragung das verbindungslose User Datagram Protocol (UDP). Später wurde die Unterstützung des verbindungsorientierten Transportprotokolls TCP (Transmission Control Protocol) hinzugefügt. Ab der Version NFSv4 arbeitet NFS ausschließlich mit TCP und verwendet nur noch einen Port, den Port 2049, wodurch es wesentlich Firewall-freundlicher ist.

Da NFS ursprünglich für zentral verwaltete, geschlossene Unix-Netze vorgesehen war und das Sicherheitskonzept in der RPC-Schicht implementiert werden sollte, fehlten den ersten Versionen des Protokolls viele Sicherheitsfunktionen, die für die heute üblichen nicht zentral administrierten, offenen Rechnernetze notwendig sind. Mittlerweile sind Verschlüsselung und Authentifizierung Teil der Spezifikation. Weitere Ergänzungen und Optimierungen des Network File System sind die Möglichkeit paralleler Zugriffe auf über mehrere Server verteilten Speicher, Effizienzverbesserung für den Einsatz in Weitverkehrsnetzen (WANs), serverseitiges Kopieren, NFS-Client-Cache-Funktionen, Dateisperren bei gleichzeitigen Schreibversuchen und einiges mehr.

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