# 第 49 章实验：NFS 设计要点的小型模拟

NFS 需要真正的服务器和挂载权限，不适合在课堂上随手做。这里用一个**单进程、输出确定**的 C 程序
`nfs_sim.c` 模拟 NFSv2 服务器的关键行为，帮助你把书上的四个论点"跑一遍"。

## 编译与运行

```bash
cd labs/49-nfs
make
./nfs_sim        # 运行全部 4 个实验
./nfs_sim 2      # 只运行第 2 个
```

## 四个实验与该观察到什么

1. **无状态协议 vs 有状态协议**（对应原书 Figure 49.5 与 49.4 节）
   客户端的打开文件表保存 `fd -> (文件句柄, 当前偏移)`，每个 `READ` 都带着句柄和偏移。
   服务器在第一次 `READ` 之后崩溃重启，后续 `READ` 照常成功——服务器根本不需要记得任何东西。
   对比假想的有状态协议（`OPEN` 返回服务器端描述符 `sfd`），崩溃后服务器不认识 `sfd=7`，读取失败。
2. **幂等性**（Figure 49.6 的第 3 种情况：回复丢失）
   同一请求被服务器执行两次：
   - `WRITE(fh, offset=2, ...)`：结果与执行一次完全相同 → 幂等，重试安全；
   - 假想的 `APPEND`：数据被追加两次 → 不幂等（这正是 NFS 协议里没有"追加"而是让客户端给出绝对偏移的原因）；
   - `MKDIR`：第一次成功，重试返回 `EEXIST`，客户端被告知"失败"，而操作其实成功了（原书的例子）；
   - `REMOVE`：同理，重试得到 `ENOENT`。
3. **文件句柄中的世代号（generation number）**
   客户端 A 缓存了 `foo` 的句柄；B 删除 `foo` 并创建新文件，重用了同一个 inode 号。
   服务器检查世代号时，A 用旧句柄读取得到 `ESTALE`；不检查时，A 读到了别人的文件内容。
4. **服务器端写缓冲的陷阱**（49.11 节）
   "先回复、后落盘"时，第二个块在服务器崩溃中丢失，但客户端已被告知成功，最终文件是
   `aaaa / yyyy / cccc`（`<--- oops`）。"先落盘、再回复"时，崩溃导致没有回复，客户端超时重试，最终 `aaaa / bbbb / cccc`。

## 为什么

- NFSv2 的首要目标是**简单快速的服务器崩溃恢复**。无状态 + 幂等操作让客户端能用一种统一的办法——
  **超时后重试**——同时处理请求丢失、服务器宕机、回复丢失三种情况。
- 服务器必须在回复 `WRITE` 成功前把数据提交到稳定存储，否则"客户端重试"这一恢复手段就失效了。
  NetApp 等厂商用带电池的内存（battery-backed memory）和专门的文件系统布局来让这件事变快。