39、网络文件服务与用户环境配置全解析-优快云博客

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网络文件服务与用户环境配置全解析

在网络环境中，文件的共享和管理是至关重要的。同时，用户与系统的交互也离不开合适的环境配置。下面将详细介绍网络文件服务的挂载、使用以及用户环境配置相关的内容。

1. 网络文件服务挂载

在网络文件服务中，CIFS 和 NFS 是常用的两种协议。

1.1 CIFS 挂载

要使用 CIFS 协议挂载共享目录，需要使用以下命令：

# mount -t cifs SERWER:nazwa_udziału punkt_montowania -o user=nazwa_użytkownika,pass=hasło

使用此命令前，需要安装 Samba 包中的 CIFS 工具，大多数发行版将其作为单独的包提供。

1.2 NFS 挂载

NFS 是 Unix 系统间共享文件的标准系统，有多种版本适用于不同场景，可通过 TCP 和 UDP 协议提供服务，并支持多种认证和加密技术。使用 NFS 挂载远程目录的基本命令如下：

# mount -t nfs serwer:katalog punkt_montowania

从技术角度看， -t nfs 选项并非必需， mount 命令通常会自动应用该选项。可以通过 nfs(5) 手册页查看相关选项，其中包含使用 sec 选项的多种安全变体。许多小型封闭网络的管理员使用基于主机的访问控制，而更高级的方法（如基于 Kerberos 协议的认证）需要在系统的其他组件中进行额外配置。

当更多地通过网络使用文件系统时，建议配置自动挂载工具，以避免启动时的依赖问题。传统的自动挂载工具是 automount ，其新版本是 amd ，目前大部分功能由 systemd 守护进程通过自动挂载单元类型提供。

下面是网络文件服务挂载的流程：

graph LR
    A[选择挂载协议] --> B{CIFS}
    A --> C{NFS}
    B --> D[安装 CIFS 工具]
    D --> E[执行 CIFS 挂载命令]
    C --> F[查看 NFS 选项]
    F --> G[执行 NFS 挂载命令]
    G --> H[配置自动挂载工具]

2. 网络文件服务的额外限制和选项

配置 NFS 服务器与其他 Linux 计算机共享文件比使用简单的 NFS 客户端更复杂，需要启动服务器守护进程（ mountd 和 nfsd ）并配置 /etc/exports 文件以包含共享目录。不过，很多时候购买 NAS 设备作为存储会更方便，因为许多此类设备基于 Linux 系统，支持 NFS 服务器，并且厂商提供的管理工具可简化 RAID 配置和云备份等任务。

云存储也是一种网络文件服务选项，当自动备份需要额外存储空间且性能下降不是问题时，云存储很有用，特别是在不需要长期使用或不频繁使用该服务的情况下。通常可以像挂载 NFS 存储一样挂载云存储。

虽然 NFS 和其他文件共享系统在偶尔使用时表现良好，但不要期望它们有出色的性能。对于只读的大文件访问（如音频或视频流），性能应该足够，因为数据以大且可预测的块读取，不需要文件服务器和客户端之间的密集双向通信。只要网络足够快且客户端有足够的内存，服务器就能按需提供数据。对于涉及多个小文件的任务（如编译软件包和运行图形环境），本地存储要快得多。当存在大型网络和多个用户使用多台计算机时，需要在操作舒适性、性能和管理便利性之间进行权衡。

以下是不同存储场景的性能对比表格：
| 存储场景 | 大文件只读访问 | 多小文件任务 |
| ---- | ---- | ---- |
| 网络文件服务 | 性能足够 | 性能较差 |
| 本地存储 | 性能一般 | 性能优越 |

3. 用户环境配置

在 Linux 系统中，用户与系统的交互通过启动文件来实现，这些文件为 shell 和其他交互式程序设置默认值，决定用户登录后系统的行为。

3.1 创建启动文件的准则

在设计启动文件时，要始终考虑使用它们的用户。如果是个人使用，不必过于担心错误；但如果作为所有新用户的默认文件，任务就更具责任性。创建启动文件时应追求两个目标：
- 简单性 ：避免不必要地增加启动文件数量，现有文件应尽可能小，以便于修改并保持稳定配置。每个额外添加的元素都会增加系统配置错误的可能性。
- 易读性 ：在启动文件中添加大量注释，让用户清楚了解文件各部分的功能。

3.2 修改启动文件的时机

在修改启动文件之前，要考虑是否真的有必要。以下是一些合适的修改原因：
- 需要更改默认的提示符。
- 需要调整本地安装的关键软件。
- 现有启动文件损坏。

如果 Linux 发行版的一切运行正常，要谨慎操作，因为默认启动文件有时会与 /etc 目录中的其他文件进行交互。

3.3 启动文件的元素

启动文件包含多个重要元素，下面分别介绍：
- 命令搜索路径 ：每个 shell 启动文件的重要元素之一是命令搜索路径，其中应包含普通用户可以使用的应用程序所在的目录。最小版本的列表应按以下顺序包含以下目录：

/usr/local/bin 
/usr/bin 
/bin

这种目录顺序允许用 /usr/local 目录中的程序替换系统标准程序。大多数 Linux 发行版在 /usr/bin 目录中安装几乎所有软件包的可执行文件。偶尔会有差异，如游戏安装在 /usr/games 目录，图形应用程序安装在其他位置，因此首先要检查系统的默认设置，确保系统中的每个通用程序都可以通过上述目录之一访问。不要为了适应新的系统目录而修改搜索路径，可通过在 /usr/local/bin 目录中使用符号链接来包含个人安装目录。许多用户将自己编写的 shell 脚本存储在 $HOME/bin 目录，因此可以在搜索路径开头添加该元素。根据新的约定，二进制文件也可放在 $HOME/.local/bin 目录。如果工作中需要使用系统工具（如 traceroute 、 ping 或 lsmod ），还可以添加以下目录：

/usr/local/sbin 
/usr/sbin 
/sbin

需要注意的是，在搜索路径中添加当前目录符号（ . ）不是一个好主意，因为这可能导致安全问题和系统中的歧义。

man 手册页路径 ：传统上，man 手册页路径由环境变量 MANPATH 定义，但不建议设置该变量，因为这会覆盖 /etc/manpath.config 文件中的系统默认设置。
提示符 ：有经验的用户通常避免使用冗长、复杂且无用的提示符，而许多管理员将所有信息放在默认提示符中。提示符的设计应反映用户的需求，如果有帮助，可以在提示符中包含当前工作目录、主机名和用户名。要避免使用对 shell 有特定含义的字符（如 { } = & < > ），特别是大于号（ > ），因为它会导致命令输出重定向，可能在复制粘贴 shell 窗口内容时创建随机命名的空文件。以下是设置 bash shell 提示符的示例：

PS1='\u\$ '

其中， \u 表示当前登录用户的名称，还可以使用其他标记，如 \h （计算机名称的缩写）、 \! （历史记录编号）、 \w （当前目录）、 \W （当前目录的最后一段）和 \$ （普通用户显示 $ ，超级用户显示 # ）。

别名：别名是现代用户环境中比较特殊的元素，它是 shell 的一个功能，在执行命令前将一个字符串替换为另一个字符串。虽然别名曾经用于创建快捷键以减少输入字符数量，但使用别名存在一些问题，如参数操作困难、容易误导用户、与子 shell 和非交互式 shell 不兼容，且在其他类型的 shell 中不起作用。因此，应尽量避免使用别名，而是创建 shell 函数或全新的 shell 脚本。不过，在尝试更改 shell 环境的部分内容时，别名会很有用，因为在脚本中无法更改环境变量的值，而可以通过定义 shell 函数来实现。
权限掩码 ： umask 是 shell 内置的函数，用于设置创建文件和目录的默认权限。通过在启动文件中调用 umask 命令，可以确保每个程序创建的文件和目录具有指定的权限。常用的两种设置如下：
- 077 ：这是最严格的权限掩码，不允许其他用户访问创建的文件和目录，适用于多用户环境中保护个人文件。但如果将其设置为默认值，当用户想要共享文件时可能会出现问题，因为新手用户可能不知道如何正确设置权限。
- 022 ：允许其他用户读取文件和目录，适用于单用户系统，因为许多守护进程作为伪用户运行，如果使用 077 掩码，它们可能无法访问文件和目录。有些应用程序（特别是邮件程序）不使用 umask 定义的权限，而是应用自己的 077 掩码，认为这些程序使用的文件只应被文件所有者访问。

4. 启动文件的顺序和示例

了解启动文件应包含的内容后，下面以最流行的 Unix shell（bash 和 tcsh）为例，介绍启动文件的准备。

4.1 bash shell

在 bash shell 中，可以选择以下启动文件： .bash_profile 、 .profile 、 .bash_login 和 .bashrc 。建议准备 .bashrc 文件并创建指向它的符号链接 .bash_profile ，因为 bash shell 有多种实例类型，主要分为交互式 shell 和非交互式 shell，其中非交互式 shell（如运行 shell 脚本）通常不加载启动文件，而交互式 shell 又可分为登录 shell 和非登录 shell。

登录 shell ：传统上，登录 shell 是通过终端程序（如 /bin/login ）首次登录系统时可用的 shell，通过 SSH 远程登录也提供登录 shell。可以通过执行 echo $0 命令检查 shell 是否为登录 shell，如果第一个字符是 - ，则为登录 shell。当 bash shell 作为登录 shell 时，会使用 /etc/profile 文件，然后搜索用户的 .bash_profile 、 .bash_login 和 .profile 文件，并加载第一个找到的文件。也可以通过 -l 或 --login 选项启动非交互式 shell 作为登录 shell，以强制加载启动文件。
非登录 shell ：非登录 shell 是登录后启动的额外 shell，是不提供登录功能的交互式 shell。窗口终端程序（如 GNOME 环境中的 xterm ）通常启动非登录 shell，除非手动请求启动登录 shell。bash shell 作为非登录 shell 启动时，会加载 /etc/bash.bashrc 文件，然后加载用户的 .bashrc 文件。
两种 shell 类型的影响 ：使用两种不同的启动文件集的原因可以追溯到过去，当时用户通过多个传统终端使用登录 shell 登录系统，然后在窗口系统中启动非登录子 shell 或 screen 程序。多次设置用户环境参数和在子 shell 中运行不同程序被认为是资源浪费。因此，登录 shell 用于运行 .bash_profile 文件中存储的复杂启动命令，而别名和其他“轻量级”元素的配置则保留在 .bashrc 文件中。如今，几乎所有人都通过图形显示管理器登录系统，大多数显示管理器以一个非交互式登录 shell 启动，以保留登录功能。否则，必须在 .bashrc 文件中设置整个环境，因为否则在终端窗口中永远看不到配置好的环境。但仍然需要准备 .bash_profile 文件，以防需要远程登录系统，因为此时使用的登录 shell 根本不处理 .bashrc 文件。

以下是一个简单的 .bashrc 文件示例：

# 命令路径
PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/games 
PATH=$HOME/bin:$PATH 
# PS1 是普通的提示符
# 各个标记的含义如下：
# \u 用户名 \h 主机名 \w 当前目录 
# \! 历史记录编号 \s shell 名称 \$ 如果是普通用户显示 $ 
PS1='\u\$ ' 
# EDITOR 和 VISUAL 变量定义了由 less 命令和邮件程序在编辑文件时调用的编辑器程序
EDITOR=vi 
VISUAL=vi 
# PAGER 变量存储负责浏览其他程序生成的数据（如 man 手册）的程序名称
PAGER=less 
# less 程序常用选项
# 另一种风格是 LESS=FRX 
# (F=在末尾结束，R=显示未处理的字符，X=不清除屏幕内容)
LESS=meiX 
# 必须导出环境变量
export PATH EDITOR VISUAL PAGER LESS 
# 默认情况下，允许其他用户读取文件
umask 022

也可以准备一个单独的 .bash_profile 文件，内容如下：

. $HOME/.bashrc

如果想为登录 shell 和非登录 shell 定义不同的行为，可以在 .bashrc 文件中添加以下测试：

case $- in
 *i*) # 这里是交互式命令
    # 命令内容
    ;;
 *)   # 这里是非交互式命令
    # 命令内容
    ;; 
esac

综上所述，网络文件服务的挂载和使用以及用户环境配置是 Linux 系统中重要的组成部分。合理配置网络文件服务可以提高文件共享和存储的效率，而正确设置用户环境则能提升用户与系统交互的体验和便利性。通过遵循上述的方法和建议，可以更好地管理和使用 Linux 系统。

网络文件服务与用户环境配置全解析

5. tcsh shell 启动文件相关（补充）

虽然前面重点介绍了 bash shell 的启动文件情况，tcsh shell 也有其独特的启动文件体系。在 tcsh 中，常见的启动文件有 .tcshrc 和 .login 等。

当用户登录系统且使用 tcsh shell 作为登录 shell 时，会先读取 /etc/csh.cshrc 文件，然后查找用户主目录下的 .tcshrc 文件并执行。如果登录时使用的是交互式登录，还会读取 .login 文件。对于非登录的交互式 tcsh shell，只会读取 .tcshrc 文件。

以下是一个简单的 .tcshrc 文件示例：

# 设置命令搜索路径
set path = (/usr/local/bin /usr/bin /bin /usr/games $home/bin)
# 设置提示符
set prompt = "%n%% "
# 设置编辑器
setenv EDITOR vi
# 设置分页器
setenv PAGER less
# 设置权限掩码
umask 022

在这个示例中， set path 用于设置命令搜索路径， set prompt 用于设置提示符， setenv 用于设置环境变量， umask 用于设置权限掩码。

下面是 tcsh shell 启动文件加载流程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[启动 tcsh shell] --> B{是否为登录 shell}
    B -->|是| C[读取 /etc/csh.cshrc]
    C --> D[读取用户 .tcshrc]
    D --> E{是否为交互式登录}
    E -->|是| F[读取 .login]
    B -->|否| G[读取用户 .tcshrc]

6. 综合应用与注意事项

在实际的 Linux 系统使用中，网络文件服务和用户环境配置往往需要综合考虑和应用。

6.1 网络文件服务与用户环境的结合

当用户通过网络挂载文件服务后，其用户环境配置可能会影响对挂载文件的使用。例如，命令搜索路径的设置可能会影响到能否直接调用挂载文件系统中的程序。如果挂载的文件系统中有特定的工具程序，需要确保其所在目录被包含在命令搜索路径中。

另外，权限掩码的设置也会影响到在挂载文件系统中创建文件和目录的权限。如果使用严格的权限掩码（如 umask 077 ），可能会导致在共享的网络文件系统中创建的文件其他用户无法访问，从而影响文件的共享和协作。

6.2 注意事项

网络文件服务方面
- 在挂载网络文件系统时，要确保网络连接稳定，否则可能会出现挂载失败或文件访问异常的情况。
- 对于 NFS 服务器的配置，要注意安全设置，避免未授权的访问。可以使用基于主机的访问控制或更高级的认证技术（如 Kerberos）来增强安全性。
- 云存储虽然方便，但要考虑数据的安全性和隐私性，选择可靠的云存储服务提供商。
用户环境配置方面
- 在修改启动文件时，要做好备份，以防修改错误导致系统无法正常使用。可以先在测试环境中进行修改和测试，确认无误后再应用到正式环境。
- 对于别名和函数的使用，要谨慎设计，避免出现命名冲突或逻辑错误。尽量保持启动文件的简洁和易读，方便后续的维护和管理。

以下是网络文件服务与用户环境配置综合应用的注意事项表格：
| 方面 | 注意事项 |
| ---- | ---- |
| 网络文件服务 | 确保网络稳定、注意 NFS 服务器安全设置、选择可靠云存储提供商 |
| 用户环境配置 | 修改前备份、谨慎设计别名和函数、保持启动文件简洁易读 |