Что такое NFS? Network File System. Протокол сетевого доступа к файловым системам

26.06.2019

Сетевая файловая система NFS или Network File System, это популярный протокол сетевой файловой системы, который позволяет пользователям подключать удаленные сетевые каталоги на своей машине и передавать файлы между серверами. Вы можете использовать дисковое пространство на другой машине для своих файлов и работать с файлами, расположенными на других серверах. По сути, это альтернатива общего доступа Windows для Linux, в отличие от Samba реализована на уровне ядра и работает более стабильно.

В этой статье будет рассмотрена установка nfs в Ubuntu 16.04. Мы разберем установку всех необходимых компонентов, настройку общей папки, а также подключение сетевых папок.

Как уже было сказано, NFS, это сетевая файловая система. Для работы необходим сервер, на котором будет размещена общая папка и клиенты, которые могут монтировать сетевую папку как обычный диск в системе. В отличие от других протоколов NFS предоставляет прозрачный доступ к удаленным файлам. Программы будут видеть файлы как в обычной файловой системе и работать с ними как с локальными файлами, nfs возвращает только запрашиваемую часть файла, вместо файла целиком, поэтому эта файловая система будет отлично работать в системах с быстрым интернетом или в локальной сети.

Установка компонентов NFS

Перед тем как мы сможем работать с NFS, нам придется установить несколько программ. На машину, которая будет сервером нужно установить пакет nfs-kernel-server, с помощью которого будет выполнено открытие шары nfs в ubuntu 16.04. Для этого выполните:

sudo apt install nfs-kernel-server

Теперь давайте проверим правильно ли установился сервер. Сервис NFS слушает соединения как для TCP, так и для UDP на порту 2049. Посмотреть действительно ли сейчас используются эти порты можно командой:

rpcinfo -p | grep nfs

Также важно проверить поддерживается ли NFS на уровне ядра:

cat /proc/filesystems | grep nfs

Видим, что работает, но если нет, нужно вручную загрузить модуль ядра nfs:

Давайте еще добавим nfs в автозагрузку:

sudo systemctl enable nfs

На клиентском компьютере вам нужно установить пакет nfs-common, чтобы иметь возможность работать с этой файловой системой. Вам необязательно устанавливать компоненты сервера, достаточно будет только этого пакета:

sudo apt install nfs-common

Настройка сервера NFS в Ubuntu

Мы можем открыть NFS доступ к любой папке, но давайте создадим для этих целей новую:

адрес_папки клиент (опции)

Адрес папки - это та папка, которую нужно сделать доступной по сети. Клиент - ip адрес или адрес сети, из которой могут получить доступ к этой папке. А вот с опциями немного сложнее. Рассмотрим некоторые из них:

rw - разрешить чтение и запись в этой папке
ro - разрешить только чтение
sync - отвечать на следующие запросы только тогда, когда данные будут сохранены на диск (по умолчанию)
async - не блокировать подключения пока данные записываются на диск
secure - использовать для соединения только порты ниже 1024
insecure - использовать любые порты
nohide - не скрывать поддиректории при, открытии доступа к нескольким директориям
root_squash - подменять запросы от root на анонимные
all_squash - превращать все запросы в анонимные
anonuid и anongid - указывает uid и gid для анонимного пользователя.

Например, для нашей папки эта строка может выглядеть вот так:

/var/nfs 127.0.0.1(rw,sync,no_subtree_check)

Когда все было настроено, осталось обновить таблицу экспорта NFS:

sudo exportfs -a

Вот и все, открытие шары nfs в ubuntu 16.04 завершено. Теперь попытаемся настроем клиента и попытаемся ее примонтировать.

Подключение NFS

Мы не будем подробно останавливаться на этом вопросе в сегодняшней статье. Это довольно большая тема, заслуживающая отдельной статьи. Но пару слов я все же скажу.

Чтобы подключить сетевую папку вам не нужен никакой nfs клиент ubuntu, достаточно использовать команду mount:

sudo mount 127.0.0.1:/var/nfs/ /mnt/

Теперь вы можете попытаться создать файл в подключенной директории:

Также мы посмотрите подключенные файловые системы с помощью df:

127.0.0.1:/var/nfs 30G 6,7G 22G 24% /mnt

Чтобы отключить эту файловую систему достаточно использовать стандартный umount:

sudo umount /mnt/

Выводы

В этой статье была рассмотрена настройка nfs ubuntu 16.04, как видите, все делается очень просто и прозрачно. Подключение NFS шары выполняется в несколько кликов, с помощью стандартных команд, а открытие шары nfs в ubuntu 16.04 ненамного сложнее подключения. Если у вас остались вопросы, пишите в комментариях!

Сетевые файловые системы и другие священнодействия

Во многом обмен данными является не более чем копированием информации на большие расстояния. Сетевые протоколы были не единственным средством, благодаря которому стал возможен всеобщий обмен данными. В конце концов, каждая компьютерная система должна преобразовывать датаграммы в что-либо понятное для операционной системы на другом конце. TCP - это очень эффективный протокол передачи, но он не оптимизирован для обеспечения быстрого доступа к файлам или для удаленного управления прикладным программным обеспечением.

Распределенные вычисления против сетевых

Традиционные сетевые протоколы не много могут предложить для организации вычислений, распределенных между компьютерами и, тем более, между сетями. Только безрассудные программисты полагались бы на протокол передачи данных и оптические кабели для организации параллельных вычислений. Обычно мы полагаемся на последовательную модель, в которой после установления соединения начинают работать протоколы канального уровня, выполняющие довольно сложную процедуру приветствия между сетевыми картами. Параллельные вычисления и распределенные файловые системы больше не зависят от IP или Ethernet. В настоящее время мы можем их просто не принимать во внимание, говоря о производительности. Однако проблемы защиты - это другое дело.

Одним из звеньев головоломки является способ организации доступа к файлам в компьютерной системе. Сейчас для системы, осуществляющей доступ к файлам, является несущественным, доступны ли необходимые файлы на одном компьютере, или они расположены по каким-либо причинам на нескольких компьютерах. В настоящее время семантика файловой системы и структуры данных файловой системы являются двумя очень разными темами. Семантика файловой системы Plan 9 или распределенной файловой системы AFS-стиля (Andrew File System) скрывает способ организации файлов или способ отображения файловой системы на аппаратное и сетевое обеспечение. NFS не обязательно скрывает способ хранения файлов и каталогов на удаленных файловых системах, но она также не раскрывает действительный аппаратный способ хранения файловых систем, каталогов и файлов.

NFS: Решение UNIX-проблемы

Доступ к распределенной файловой системе, тем не менее, требует несколько больше пары команд, разрешающих пользователям монтировать каталог, который расположен на другом компьютере в сети. Sun Microsystems столкнулась с этой проблемой несколько лет назад, когда начинала распространять нечто, названное Remote Procedure Calls (RPCs), и NFS.

Основной проблемой, которую пытались решить в Sun, был способ подключения нескольких UNIX-компьютеров для организации единой распределенной рабочей среды без необходимости переписывать семантику файловой системы UNIX и добавлять слишком большое количество структур данных, специфичных для распределенных файловых систем - целостность каждой системы должна была быть сохранена, одновременно предоставляя пользователям возможность работы с каталогом на другом компьютере без возникновения нежелательных задержек или ограничений в их рабочем процессе.

Конечно же, NFS делает больше, чем предоставление доступа к текстовым файлам. Вы можете также распределять по NFS "запускаемые" приложения. Процедуры системы защиты служат для предохранения сети от вредоносного вмешательства исполняемых файлов. Но как именно это происходит?

NFS - это RPC

NFS традиционно определяется как RPC-приложение, требующее наличия TCP для NFS-сервера, а также либо TCP, либо другого не перегружающего сеть протокола для NFS-клиента. Организация Internet Engineering Task Force (IETF) опубликовала Request for Comments (RFC) для RPC в RFC 1832. Другой жизненно важный для функционирования NFS-реализации стандарт описывает форматы данных, используемые NFS; он был опубликован в RFC 1831 как документ "External Data Representation" (XDR).

Другие RFC имеют дело с защитой и алгоритмами шифрования, используемыми при обмене информацией для аутентификации во время NFS-сессий, но мы сначала остановимся на базовых механизмах. Одним из протоколов, которые нас интересуют, является протокол Mount , описанный в Приложении 1 RFC 1813.

Этот RFC описывает, какие протоколы обеспечивают функционирование NFS, но в нем не описывается, как NFS функционирует в настоящее время . Вы уже узнали кое-что важное, а именно - NFS-протоколы задокументированы в виде IETF-стандартов. После того, как последняя версия NFS застряла на цифре 3, RPC-протоколы не развивались дальше информационной фазы RFC и воспринимались, в основном, как не выходящие за пределы интересов (предположительно) огромной инженерной рабочей группы Sun Microsystems и патентованных разновидностей UNIX. С 1985 года Sun выпустила несколько версий NFS, на несколько лет предвосхитившей большинство современных разновидностей файловых систем. Sun Microsystems передала контроль над NFS организации IETF в 1998 году, и большая часть работы над NSF версии 4 (NFSv4) проводилась под эгидой IETF.

То есть, работая сегодня с RPC и NFS, вы работаете с версией, которая отражает интересы компаний и групп, не имеющих отношения к Sun. Однако многие инженеры Sun сохраняют глубокий интерес к разработке NFS.

NFS версии 3

NFS в своем воплощении в виде версии 3 (NFSv3) не сохраняет свое состояние (не является stateful), а NFSv4 сохраняет. Это фундаментальное выражение сегодня едва ли кого-то удивляет, хотя мир TCP/IP, на котором построена NFS, по большей части не сохраняет своего состояния (stateless) - факт, который помогает компаниям, производящим программное обеспечение для анализа трафика и системы защиты, чувствовать себя довольно хорошо.

Протокол NFSv3 должен был полагаться на несколько дополнительных протоколов для прозрачного монтирования каталогов на удаленных компьютерах, чтобы не зависеть от используемых на них механизмов файловых систем. NFS не всегда преуспевала в этом. Хороший пример - протокол Mount вызывал начальный идентификатор файла, в то время как протокол Network Lock Manager занимался блокировкой файла. Обе операции нуждались в текущем состоянии, которое протокол NFSv3 не предоставлял. Следовательно, имели место сложные взаимодействия между уровнями протоколов, которые не отражали аналогичные механизмы потоков данных. Кроме того, если добавить тот факт, что создание файла и каталога в Microsoft® Windows® осуществляется совершенно не так, как в UNIX, ситуация еще более усложнится.

Протокол NFSv3 должен был использовать порты для предоставления некоторых из его вспомогательных протоколов; при этом получается довольно сложная картина портов, уровней протоколов и сопутствующих всему этому вопросов безопасности. Сегодня от такой модели функционирования отказались, и все операции, которые ранее выполняли реализации вспомогательных протоколов через индивидуальные порты, управляются протоколом NFSv4 через один хорошо известный порт.

Протокол NFSv3 был также готов для работы с файловыми системами, поддерживающими Unicode - преимущество, которое до конца 1990-х годов оставалось в некоторой степени чисто теоретическим. Он хорошо соответствовал семантике файловой системы UNIX и явился причиной создания конкурирующих реализаций файловых систем, таких как AFS и Samba. Не удивительно, что Windows-поддержка была бедной, но файловые серверы Samba обеспечивали общий доступ к файлам для систем UNIX и Windows.

NFS версии 4

Протокол NFSv4 является, как мы отметили, протоколом, сохраняющим свое состояние. Такое поведение сделали возможным несколько радикальных изменений. Мы уже упоминали, что должны вызываться вспомогательные протоколы, так как процессы пользовательского уровня были устранены. Вместо них все операции по открытию файла и довольно много RPC-вызовов были реализованы в виде операций файловой системы уровня ядра.

Все NFS-версии определяли каждую единицу работы в понятиях операций RPC-клиента и сервера. Каждый NFSv3-запрос требовал довольно значительного количества RPC-вызовов и вызовов операций открытия портов для выдачи результата. Версия 4 упростила это, введя понятие так называемой составной (compound) операции, к которой относится большое количество операций над объектами файловой системы. Прямым эффектом, разумеется, стало значительно меньшее количество RPC-вызовов и меньший объем данных, которые нужно передавать по сети, даже при том, что каждый RPC-вызов нес, по сути, больше данных, выполняя значительно больший объем работы. Было приблизительно подсчитано, что RPC-вызовы в NFSv3 требовали в пять раз большее количество клиент-серверных взаимодействий по сравнению с составными RPC-процедурами.

RPC, на самом деле, больше не имеет такой важности и, по существу, служит оболочкой (wrapper) над несколькими операциями, инкапсулированными в NFSv4-стеке. Также это изменение сделало стек протокола намного менее зависимым от семантики используемой файловой системы. Но это не означает, что операции файловой системы других операционных систем были проигнорированы: например, для совместного использования Windows-ресурсов требуется сохранение состояния при вызовах открытия ресурса. Сохранение состояния не только облегчает анализ трафика, но при реализации на уровне семантики файловой системы делает операции файловой системы значительно более доступными для контроля. Вызовы открытия ресурсов с сохранением состояния позволяют клиентам кэшировать файловые данные и состояние - то, что в противном случае происходило бы на сервере. В реальной жизни (в которой Windows-клиенты распространены повсеместно) организация прозрачной и унифицированной работы NFS-серверов с разделяемыми Windows-ресурсами стоит потраченного вами времени на настройку NFS-конфигурации.

Использование NFS

Установка NFS, в общем, аналогична установке Samba. На стороне сервера вы определяете файловые системы или каталоги для экспорта или совместного использования ; клиентская сторона монтирует эти каталоги. После монтирования удаленным клиентом NFS-каталога этот каталог становится доступен так же, как любой другой каталог локальной файловой системы. Настройка NFS на сервере - это простой процесс. Как минимум, вы должны создать или отредактировать файл /etc/exports и запустить NFS-демон. Для настройки более защищенной NFS-службы вы должны также отредактировать файлы /etc/hosts.allow и /etc/hosts.deny. NFS-клиент требует выполнения только команды mount . Дополнительная информация и параметры описаны в оперативной документации по Linux® (man page).

NFS-сервер

Записи в файле /etc/exports имеют понятный формат. Для организации совместного доступа к файловой системе измените файл /etc/exports и опишите файловую систему (с параметрами) в следующем общем формате:

каталог (или файловая система) client1 (option1, option2) client2 (option1, option2)

Общие параметры

Для настройки вашей NFS-реализации доступно несколько общих параметров. К ним относятся:

secure: Этот параметр (по умолчанию) использует для NFS-соединения доступный порт TCP/IP, меньший 1024. Указание insecure запрещает это.
rw: Этот параметр разрешает NFS-клиентам доступ для чтения/записи. Доступ по умолчанию - только для чтения.
async: Этот параметр может повысить производительность, но он может также вызвать потерю данных при перезапуске NFS-сервера без предварительной процедуры остановки NFS-демона. Настройка по умолчанию - sync .
no_wdelay: Этот параметр отключает задержку при записи. Если установлен режим async , NFS игнорирует этот параметр.
nohide: Если вы монтируете один каталог поверх другого, старый каталог обычно скрывается или выглядит пустым. Для запрета такого поведения разрешите параметр hide .
no_subtree_check: Этот параметр отключает контроль подкаталогов, выполняющийся для некоторых проверок системой защиты, которые вы, возможно, не хотите игнорировать. Параметр по умолчанию - разрешить контроль подкаталогов.
no_auth_nlm: Этот параметр при значении insecure_locks указывает NFS-демону не проводить аутентификацию во время запросов на блокировку. Параметр по умолчанию - auth_nlm или secure_locks .
mp (mountpoint=path) : При явном объявлении этого параметра NSF требует монтирования экспортируемого каталога.
fsid=num: Этот параметр обычно используется при организации системы восстановления после сбоя NFS. Если вы хотите реализовать восстановление после сбоя для NFS, обратитесь к документации по NFS.

Отображение пользователей

Через отображение пользователей в NFS вы можете отождествить псевдопользователя или реального пользователя и группы с пользователем, работающим с NFS-томом. NFS-пользователь имеет права пользователя или группы, которые позволяет отображение. Использование единого (generic) пользователя и группы для NFS-томов обеспечивает уровень защиты и гибкость без значительных усилий по администрированию.

При использовании файлов на NFS-монтированной файловой системе пользовательский доступ обычно "подавляется" (squashed). Это означает, что пользователь обращается к файлам как анонимный пользователь, который имеет доступ к этим файлам только по чтению. Это поведение особенно важно для пользователя root. Однако, существуют ситуации, когда вы хотите, чтобы пользователь обращался к файлам на удаленной системе как root или какой-либо другой определенный пользователь. NFS позволяет указать пользователя (по идентификационному номеру пользователя (UID) и идентификационному номеру группы (GID)) для доступа к удаленным файлам, и вы можете запретить нормальное поведение "подавления" по умолчанию.

К параметрам отображения пользователей относятся:

root_squash: Этот параметр не позволяет пользователю root обращаться к смонтированному NFS-тому.
no_root_squash: Этот параметр позволяет пользователю root обращаться к смонтированному NFS-тому.
all_squash: Этот параметр, полезный для NFS-томов с открытым доступом, подавляет все UID и GID и использует только учетную запись анонимного пользователя. Установка по умолчанию - no_all_squash .
anonuid и anongid: Эти параметры меняют UID и GID анонимного пользователя на указанную учетную запись.

В листинге 1 приведены примеры записей /etc/exports.

Листинг 1. Примеры записей /etc/exports

/opt/files 192.168.0.* /opt/files 192.168.0.120 /opt/files 192.168.0.125(rw, all_squash, anonuid=210, anongid=100) /opt/files *(ro, insecure, all_squash)

Первая запись экспортирует каталог /opt/files для всех хостов сети 192.168.0. Следующая запись экспортирует /opt/files для одного хоста: 192.168.0.120. Третья запись указывает хост 192.168.0.125 и предоставляет доступ по чтению/записи к файлам с правами пользователя, имеющего user id=210 и group id=100 . Последняя запись используется для общедоступного каталога и разрешает доступ только по чтению и только под учетной записью анонимного пользователя.

NFS-клиент

Предостережения

После использования NFS для монтирования удаленной файловой системы, она тоже будет частью любой операции создания общей резервной копии системы, которую вы выполняете на клиентском компьютере. Это поведение может привести к потенциально пагубным результатам, если вы не исключите смонтированные каталоги при резервировании.

Для использования NFS в роли клиента на клиентском компьютере должен выполняться rpc.statd и portmap. Вы можете выполнить команду ps -ef для проверки присутствия двух этих демонов. Если они работают (как и должны), вы можете монтировать экспортируемый сервером каталог при помощи следующей общей команды:

mount server:directory local mount point

Вообще говоря, при монтировании файловой системы вы должны работать как пользователь root. На удаленном компьютере вы можете использовать следующую команду (в предположении, что NFS-сервер имеет IP-адрес 192.168.0.100):

mount 192.168.0.100:/opt/files /mnt

Ваш дистрибутив системы может потребовать указания типа файловой системы при ее монтировании. Если это так, используйте команду:

mount -t nfs 192.168.0.100:/opt/files /mnt

Удаленный каталог должен монтироваться безо всяких проблем, если вы корректно настроили сервер. Теперь выполните команду cd для перехода в каталог /mnt, затем команду ls для просмотра файлов. Для того чтобы сделать такое монтирование постоянным, вы должны изменить файл /etc/fstab и создать запись, аналогичную следующей:

192.168.0.100:/opt/files /mnt nfs rw 0 0

Примечание: Дополнительная информация по записям /etc/fstab приведена в оперативной справке по fstab.

Критика NFS

Критика способствует улучшению

Критика, связанная с защищенностью NFS, была причиной многих улучшений в NSFv4. Создатели новой версии провели реальные мероприятия по усилению защищенности клиент-серверных взаимодействий. Фактически, они решили реализовать абсолютно новую модель системы защиты.

Для понимания модели системы защиты вы должны ознакомиться с интерфейсом прикладного программирования Generic Security Services (GSS-API) версии 2, редакции 1. GSS-API полностью описан в RFC 2743, который, к сожалению, является одним из наиболее сложных для понимания RFC-документов.

По нашему опыту работы с NFSv4 мы знаем, что не очень легко сделать сетевую файловую систему независимой от операционной системы. Но еще более трудно сделать независимыми от операционной системы и сетевых протоколов все области системы защиты. Нам нужно и то, и другое, поскольку NFS должна быть способна обрабатывать довольно большое количество пользовательских операций и делать это без связи со спецификой взаимодействия по сетевому протоколу.

Соединения между NFS-клиентами и серверами защищаются посредством так называемой (довольно поверхностно) системы защиты strong RPC. NFSv4 использует стандарт Open Network Computing Remote Procedure Call (ONCRPC), определенный в RFC 1831. Система защиты должна была быть усилена, поэтому вместо простой аутентификации (известной как AUTH_SYS ) как обязательная часть протокола NFSv4 была определена и реализована разновидность основанной на GSS-API системы защиты, известная под названием RPCSEC_GSS . К наиболее важным доступным в NFSv4 механизмам защиты относятся Kerberos версии 5 и LIPKEY.

Если Kerberos имеет ограничения при использовании в Интернет, то у LIPKEY есть приятное преимущество - работая как Secure Sockets Layer (SSL), он запрашивает у пользователей их имена и пароли, избегая, в то же время, TCP-зависимости от SSL - зависимости, которую NFSv4 не разделяет. Вы можете настроить NFS на реализацию разновидностей системы защиты, если RPCSEC_GSS не требуется. Предыдущие версии NFS не имели такой возможности и, следовательно, не могли обеспечить качественную защиту, целостность данных, требования по аутентификации или типы шифрования.

Протокол NFSv3 подвергся существенной критике в области защищенности. Если NFSv3-серверы работали по TCP, было абсолютно реально запускать NFSv3-сети по Интернет. К сожалению, нужно было также открывать несколько портов, что приводило к появлению нескольких хорошо разрекламированных дыр в системе защиты. Сделав порт 2049 обязательным для NFS, стало возможным использование NFSv4 с брандмауэрами (firewall) без необходимости уделять слишком большое внимание тому, какие порты прослушивали другие протоколы, например, протокол Mount. Таким образом, исключение протокола Mount имело несколько положительных эффектов:

Обязательные механизмы строгой аутентификации: NFSv4 сделал механизмы строгой аутентификации обязательными. Разновидности Kerberos довольно распространены. Также должен поддерживаться Lower Infrastructure Public Key Mechanism (LIPKEY). NFSv3 никогда не поддерживал что-то большее, чем стандартное UNIX-шифрование для аутентификации доступа - это порождало основные проблемы защиты в больших сетях.
Обязательные схемы списков контроля доступа (access control list - ACL) в стиле Microsoft Windows NT : Хотя NFSv3 позволял реализовать строгое шифрование для аутентификации, он не использовал схемы ACL-доступа в стиле Windows NT. Списки ACL в стиле Portable Operating System Interface (POSIX) иногда реализовывались, но никогда не были общепринятыми. NFSv4 сделал ACL-схемы в стиле Windows NT обязательными.
Договорные механизмы и стили аутентификации : NFSv4 предоставил возможность договариваться о механизмах и стилях аутентификации. В NSFv3 было невозможно сделать что-то большее, чем ручное определение используемого стиля шифрования. Системный администратор должен был затем согласовывать протоколы шифрования и защиты.

До сих пор ли NFS вне конкуренции?

NFSv4 заменяет NFSv3 на большинстве систем UNIX и Linux. Как сетевая файловая система NSFv4 имеет мало конкурентов. Жизнеспособным конкурентом могла бы считаться Common Internet File System (CIFS)/Server Message Block (SMB), исходя из того, что она присутствует во всех разновидностях Windows и (в настоящее время) в Linux. AFS никогда не имела большого коммерческого влияния; в ней придавалось особое значение элементам распределенных файловых систем, которые облегчали миграцию и репликацию данных.

Готовые к использованию Linux-версии NFS были выпущены после достижения ядром версии 2.2, но одной из наиболее общих неудач версий ядра Linux было то, что Linux принял NFSv3 довольно поздно. Фактически, прошло много времени до того, когда Linux стал полностью поддерживать NSFv3. С появлением NSFv4 этот недостаток был быстро устранен и полную поддержку NSFv4 реализовали не только в Solaris, AIX и FreeBSD.

NFS считается в настоящее время зрелой технологией, которая имеет довольно большое преимущество: она защищенная и удобная - большинство пользователей сочли удобным использовать одну защищенную регистрацию для доступа в сеть и для использования ее возможностей, даже когда файлы и приложения расположены на различных системах. Хотя это может выглядеть как недостаток по сравнению с распределенными файловыми системами, скрывающими структуры систем от пользователей, не забывайте о том, что многие приложения используют файлы, находящиеся на разных операционных системах и, следовательно, на разных компьютерах. NFS облегчает работу с различными операционными системами без необходимости слишком беспокоиться о семантике файловых систем и характеристиках их производительности.

NFS позволяет предоставить общий доступ к каталогам Unix-машины. Небезопасность NFS, и в частности NIS, связана с RPC - по количеству всевозможных эксплоитов RPC представляется негласным лидером (если не считать Sendmail). Так как эти протоколы предназначены для внутренних сетей, защищать их придется от «своих» пользователей. Хотя перед их применением нужно решить, действительно ли они нужны.

В домашней сети они могут быть достаточно полезными, но в корпоративной сети из соображений безопасности лучше найти им более безопасную альтернативу.

Файловая система NFS .

Сетевая файловая система (Network File System, NFS) была разработана компанией Sun как средство доступа к файлам, размещенным на прочих Unix-машинах в пределах локальной сети. При разработке NFS безопасность вообще не учитывалась, что с годами стало причиной многих уязвимостей.

NFS может работать по протоколу TCP или UDP, она использует систему RPC, а это означает, что должны быть запущены следующие часто уязвимые приложения: portmapper, nfs, nlockmgr (lockd), rquotad, statd и mountd.

Не надо запускать NFS - нужно найти альтернативное решение. Если же NFS все-таки нужна, здесь будет рассказано о том, как нужно минимизировать риск ее использования.

/etc/exports

Первый шаг заключается в выборе машин, которые будут экспортировать свои файловые системы. Потом можно определить, каким машинам допускается подключаться к NFS-серверам (или серверу, если он один) сети. Не надо использовать NFS на машинах, непосредственно (напрямую) подключенных к Интернету. После того, как будут выбраны машины, надо выбрать каталоги на этих машинах, которые будут экспортированы.

Каталоги «на экспорт» определяются в файле /etc/exports. Формат каждой записи прост: имя каталога, список пользователей, которым разрешен доступ и режим доступа. К примеру:

Полный доступ (чтение/запись) к каталогу /home/user разрешен машине с IP-адресом 10.0.0.6. Самое лучшее - это не давать полный доступ, а ограничиться доступом «только чтение» (rо). Кроме данного, можно также указать следующие опции:

Secure - запрос на монтирование (mount) должен исходить из привилегированного порта (с номером до 1024). Это означает, что команду на монтирование ввел пользователь с привилегиями root.
Root_squash - запрос пользователя root будет расцениваться как запрос анонимного пользователя. Это позволяет причинить наименьший вред системе. Эта опция должна быть включена.
All_squash - все запросы (не только от пользователя root) будут расцениваться как исходящие от анонимного пользователя. Полезно применять для публично экспортируемых каталогов.

Если крекер с правами root получит доступ к машине, которой дан rw-доступ к каталогу, указанному в /etc/exports, он получит полный контроль над файловой системой, поэтому нельзя экспортировать корневой каталог (/), и системно-важные каталоги, к примеру /usr, /bin, /sbin, /lib, /opt и /etc. Хорошо для экспорта подходят домашние каталоги пользователей.

Со стороны клиента монтирование общей файловой системы нужно выполнять указанием опции -о nosuid:

# mount -t nfs -о nosuid 10.0.0.3:/home/user/files /mnt/home/frank

Это не даст крекеру, получившему доступ к NFS-серверу, получить root-доступ к клиентам.

Ограничение доступа .

Независимо от сервиса для ограничения доступа к машине нужно применять IPTables. В случае с NFS-сервером это особенно важно. При применении IPTables надо помнить, что NFS-демон использует порт 2049/TCP/UDP.

Некоторые RPC-сервисы, к примеру portmapper и NFS, используют постоянные порты (113 и 2049/tcp/udp соответственно), но у остальных RPC-сервисов порты не постоянны, что затрудняет фильтрацию пакетов с помощью IPTables. Единственное, что известно, - это то, что RPC используют порты в диапазоне 32768-65535.

Если используется ядро 2.4.13 или более новое, то с помощью опции -р <порт> можно точно указать порт для каждого RPC-сервиса.

Рассмотрим функцию start() из файла /etc/rc.d/init.d/nfslock, используемую для запуска nsflock:

start () {

#. Start daemons .

if [ "$USERLAND_LOCKD" ]; then

echo -n $"Starting NFS locking: "

daemon rpc.lockd

echo -n $"Starting NFS statd: "

daemon rpc.statd

echo [ $RETVAL -eq 0 ] && touch /var/touch/lock/subsys/nfslock

return $RETVAL }

Для того, чтобы заставить демон statd употреблять конкретный порт, можно употреблять опцию -р, к примеру daemon rpc.statd -p 32800 (или какой угодно другой - какой больше нравится). Точно так же нужно установить порт для mountd, nfsd, rquotad - все они запускаются из сценария /etc/rc.d/init.d/nfs:

start () {

# Start daemons.

action -n $"Starting NFS services: " /usr/sbin/exportfs -r

if t _x /usr/sbin/rpc.quotad ] ; then echo -n $"Starting NFS quotas: " daemon rpc.rquotad echo

fi echo -n $"Starting NFS mountd: "

daemon rpc.mountd 3RPCMOUNTDOPTS

echo -n $"Starting NFS daemon: " daemon rpc.nfsd $RPCNFSDOPTS echo touch /var/lock/subsys/nfs

Технология изменения порта для lockd (nlockmgr) отличается от вышеприведенной (не надо пытаться изменить файл /etc/rc.d/init.d/nfslock - ничего не выйдет).

Lockd исполнен или как модуль ядра, или вкомпилирован в ядро статически. Для изменения номера порта надо открыть файл /etc/modules и найти опции, передаваемые модулю:

options lockd nlm_udpport=33000 nlm_tcpport=33000

Теперь, когда RPC-сервисы используют статические порты, которые известны, надо применять IPTables. В следующем наборе правил предполагается, что NFS - единственный запущенный на машине сервер, доступ к которому разрешен только машинам, перечисленным в файле /usr/local/etc/nfsexports.hosts:

IPX = "/usr/sbin/iptables"

# Очищаем все цепочки

$IPT --flush

$IPT -t nat --flush $IPT -t mangle --flush $IPT -X

# Разрешаем loopback-трафик $IPT -A INPUT -i lo -j ACCEPT $IPT -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT

# Правила по умолчанию $IPT -P INPUT DROP $IPT -P OUTPUT DROP $IPT -P FORWARD DROP

$IPT -A INPUT -m state -state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT $IPT -A OUTPUT -m state -state NEW,ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

# Разрешаем доступ каждому компьютеру,

# указанному в /usr/local/etc/nfsexports.hosts

for host in "cat /usr/local/etc/nfsexports.hosts"; do $IPT -I INPUT -s $host -p tcp -dport 111 -j ACCEPT

$IPT -I INPUT -s $host -p udp -dport 111 -j ACCEPT

$IPT -I INPUT -s $host -p udp -dport 2049 -j ACCEPT

$IPT -I INPUT -s $host -p tcp --dport 32800 -j ACCEPT

$IPT -I INPUT -s $host -p tcp --dport 32900 -j ACCEPT

$IPT -I INPUT -s $host -p tcp -dport 33000 -j ACCEPT

$IPT -I INPUT -s $host -p tcp --dport 33100 -j ACCEPT

Конечно, это только скелет, нужно будет добавить еще много правил: хотя бы разрешить применение SSH и установить некоторые параметры ядра с помощью /prос.

Туннелирование NFS через SSH .

Аббревиатура NFS иногда расшифровывается как «No File Security» - данные три слова говорят сами за себя. Поэтому очень важно обеспечить защиту NFS-трафика. Это легко сделать с помощью ssh.

Начально можно изменить файл /etc/exports на NFS-сервере так, чтобы файловые системы экспортировались локальному узлу:

Затем надо применять SSH для форвардинга портов NFS и mountd. NFS использует порт 2049/udp, a mountd, как было указано, порт с номером 33000:

# ssh [email protected] -L 200: localhost:2049 -f sleep 120m

# ssh [email protected] -L 200: localhost:33000 -f sleep 120m

Данные две команды предоставляют пользователю интерактивную оболочку, но, так как она не нужна, SSH выполняет команду sleep 120: возвращаемся обратно в командную строку, но форвардинг портов будет длиться еще 2 часа.

Монтирование файловой системы со стороны клиента выглядит очень необычно:

mount -t nfs -о nosuid port=200 mountport=210 nfsserver.test.net:/home/user /mnt/another

Если трюки с ssh-тунпелированием слишком сложны, можно применять проект SHFS (Shell Filesystem) (http: //shfs.sourceforge.net/ ), который дает возможность автоматизировать всю эту процедуру.

После установки получить доступ к SHFS надо или с помощью команды mount -t shfs, или с помощью новой команду shfsmount. Синтаксис данной команды похож на предыдущий:

shfsmount [email protected]:/home/user /mnt/user

CFS и TCFS

Криптографическая файловая система (Cryptographic File System) использует прозрачное кодирование и дешифрование NFS-трафика с помощью алгоритма DES. Кроме данного, она поддерживает автоматическое управление ключами, что делает процесс максимально «прозрачным» для пользователя.

Хотя CFS разработана для SunOS и BSD, она порядком интересна, потому что представляется первой попыткой «прозрачного» кодирования общих файлов. Прозрачная криптографическая файловая система (Transparent Cryptographic File System, TCFS) предоставляет еще более прозрачный способ кодирования NFS-трафика.

Кроме кодирования данных, данная файловая система поддерживает проверку целостности данных.

NFS (Network File System) — сетевой протокол доступа к доступ к файлам и файловой системе NFS-сервера, популярный в семейства ОС Linux/ UNIX, а также различных системах хранения. Microsoft также, не желая отставать от конкурентов, внедрила базовый функционал NFS сервера еще в Windows Server 2003 R2. В последующих версиях серверных платформ Microsoft возможности встроенного NFS Windows сервера расширялись, появлялся новый функционал и средства управления. NFS сервер в Windows Server 2012 – очередная веха в развитии данной технологии.

Что же нового предлагают нам разработчики Microsoft в данном продукте? Новые возможности NFS сервера в Windows Server 2012:

Поддержка стандарта NFS v4.1 . Поддержка последней версии NFS 4.1 – одно из основных новшеств Windows Server 2012. По сравнению с NFS v3 этот протокол обеспечивает повышенную безопасность, производительность и совместимость, полностью реализуя все аспекты RFC 5661.
Производительность «из коробки». Благодаря использованию новой транспортной инфраструктуры RPC-XDR, оптимальная производительность NFS сервера может быть достигнута сразу «из коробки» без необходимости тонкой настройки параметров системы. Оптимальная производительность достигается за счет автоматически настраивающегося кэша, разделения рабочих процессов на пулы и динамическое управление пулами, основанное на их нагрузке.
Упрощенное развертывание и управление . Данный факт достигнут за счет:
- — более 40 командлетов PowerShell для настройки сервера NFS и управления общими папками
- — простого графического интерфейса управления, позволяющего одновременно управлять как SMB, так и NFS шарами, а также настройками скрининга файлов и .
- — фиксации RPC порта (порт 2049) для простоты настройки файерволов
- — нового провайдера WMI v2
- — упрощенной идентификации за счет плоского файла мапинга
Улучшения в NFSv3 . За счет быстрой отправки клиентам уведомлений о сбоях монитором NSM (Network Status Monitor), старые NFS клиенты лучше и быстрее обрабатывают процедуру failover, что означает меньшее время простоя.

Итак, NFS сервер в Windows Server 2012 значительно улучшен с точки зрения простоты развертывания, масштабируемость, стабильность, доступность, надежность, безопасности и совместимости. Общие папки могут быть одновременно доступны по протоколам SMB и NFS, что означает возможность использования Windows Server 2012 в качестве хранилища в гетерогенных сетях.

NFS сервер в Windows Server 2012 можно установить с помощью GUI и Powershell. Чтобы установить NFS сервер с помощью графического интерфейса, откройте и внутри роли файлового сервера (File and Storage Services) отметьте компонент Server for NFS .

После окончания установки компонента NFS, сервер необходимо перезагрузить.

Установка этой же роли с помощью Powershell также не вызывает затруднений, просто выполните команду:

Add-WindowsFeature "FS-NFS-Service"

Настройка общей папки NFS в Windows Server 2012

Далее мы покажем, как с помощью установленной нами роли создать NFS шару (общую папку) на сервере Windows. Создать NFS шару можно опять несколькими способами: с помощью графического интерфейса или Powershell.

Создание общего каталога NFS с помощью консоли Server Manager

Откройте консоль Server Manager , перейдите в раздел Share management (находится внутри роли File and Storage Services ).
В контекстном меню запустите мастер создания нового общего каталога- New Share…

Выберите тип шары NFS Share — Quick

Затем необходимо задать тип аутентификации NFS клиентов: возможно, задействовать как Kerberos- аутентификацию, так и анонимную.

Предположим, в качестве потребителя создаваемого NFS ресурса будет выступать сервер виртуализации ESXi, в котором возможность аутентифицировать NFS соединения отсутствует (ESXi не поддерживает NFSv4). Поэтому тип аутентификации будет No Server Authentication , отметим также опции Enable unmapped user access и Allow unmapped user access by UID/GID .

Чтобы немного обезопасить создаваемую NFS шару от доступа сторонних лиц, ограничим доступ к NFS ресурсу по IP адресу клиента.

Host: 192.168.1.100
Language Encoding : BIG5
Share Permissions : Read/Write
Allow root access : Yes

Далее осталось проверить, что на уровне NTFS пользователь, в которого мапится подключающийся юзер, имеет доступ на чтение/запись (если решено задействовать анонимный доступ, придется для пользователя Everyone дать полные r/w права на уровне NTFS).

Как создать NFS шару с помощью Powershell

Создадим новую NFS шару:

New-NfsShare -Name "NFS " -Path "d:\shares\nfr" -AllowRootAccess $true -Permission Readwrite -Authentication sys

Разрешим доступ к шаре для IP адреса 192.168.1.100 и зададим кодировку BIG5 (возможность просмотра содержимого NFS шары для клиента ESXi).

Grant-NfsSharePermission -Name “NFS” -ClientName 192.168.1.100 -ClientType host -LanguageEncoding BIG5

Созданную NFS шару можно использовать, например, как NFS-datastore в среде виртуализации , или для доступа к данным с других Unix-like клиентов. Как смонтировать NFS шару в Windows — клиентах описано в статье.