Convert to GutenPalm or to PalmDoc par Frédéric Raynal L´auteur: Frédéric Raynal prépare une thèse en informatique sur le tatouage d'images à l'INRIA. Il lit un très bon roman policier qui met en scène Th. Roosevelt au début du siècle alors qu'il était préfet de police. L'ambiance est très sombre. Il s'agit d'une enquête d'un groupe de personnes pour retrouver un tueur en série qui s'attaque à des enfants. Ce groupe s'appuie sur des techniques nouvelles (psychologies, empreintes digitales, etc...) pour parvenir à ces fins. Ce roman de de Caleb Carr, L'ange des ténèbres, dresse un portrait surprenant du début du siècle. Sommaire: Le serveur Le client Les précautions Références Discussion sur cet article

NFS - Network File System

Résumé:

Le Network File System (NFS) permet de gérer des fichiers distribués sur plusieurs ordinateurs d'un réseau comme s'ils étaient sur un disque dur local. Ainsi, l'utilisateur n'a plus à se soucier de savoir où sont physiquement ses fichiers pour y accéder.

Introduction

NFS permet très simplement de partager des données entre plusieurs machines. Par exemple, un utilisateur qui se connecte sur un réseau n'aura plus à se logger sur une machine précise : via NFS, son home directory lui sera livré (on dit en fait exporté) sur la machine où il se connecte.

NFS n'est toutefois pas un protocole très performant et n'est pas utilisable de manière confortable au travers une connexion par modem. En revanche, sur un réseau local, son utilisation offre une grande souplesse tant aux utilisateurs qu'aux administrateurs.

Il faut néanmoins prendre quelques précautions par rapport à ce service. En effet, permettre à n'importe qui d'écrire des données sur son réseau n'est pas franchement conseillé ;-) Certaines mesures indispensables limitent les risques.

Cet article commence donc par une très brève introduction sur les systèmes de fichiers. Ensuite, nous verrons le fonctionnement du protocole NFS. La partie suivante, moins théorique, détaillera l'installation d'un serveur et d'un client NFS, ainsi que les précautions minimum à prendre. Enfin, nous illustrerons dans un exemple, comment combiner NFS, NIS et autofs.
 

Présentation générale et non-exhaustive de la notion de système de fichiers

Par exemple, on peut envisager tout support physique de données (un disque dur par exemple) comme un suite de petites cases contenant des informations : on parle de blocs (blocks en Anglais). Chaque système de fichiers gère ces blocs différemment. Par exemple, dans la figure 1 , on cherche à insérer un fichier tenant sur 2 blocs. Dans l'illustration supérieure, le fichier a été placé après le dernier bloc occupé, laissant des espaces vides au début. A l'inverse, dans le schéma inférieur, il a été placé au premier endroit pouvant le contenir. Si le terme "fragmentation" vous évoque quelque chose, vous savez maintenant ce qu'il représente ;-)
 
 

Le système de fichiers le plus commun sous Linux s'appelle ext2fs (extended 2 file system). Chaque fichier y est représenté par un inode¹. Les répertoires contiennent des listes de fichiers, l'accès aux devices se fait par l'intermédiaire d'opérations de lecture/écriture sur des fichiers particuliers.

Le rôle d'un serveur NFS est donc de distribuer à ses clients les inodes des fichiers auxquels ils veulent accéder. Toutefois, le client ne pourrait fonctionner correctement s'il ne recevait que l'inode de ces fichiers! Un serveur NFS offre donc une couche réseau supplémentaire pour permettre à des machines distantes de manipuler ses inodes.
 

Le protocole NFS

Les 4 services permettant à NFS de fonctionner sont :
 
 

Protocole	Description	Démon
nfs	Ce protocole est la base qui permet la création de fichier, leur recherche, leur lecture ou leur écriture. Ce protocole gère donc également l'authentification  et les statistiques sur les fichiers.	nfsd
mountd	Celui-ci s'occupe du montage des systèmes exportés auxquels on accédera par nfs. Il envoie donc des requêtes de type mount et umount au serveur, qui doit donc conserver des informations sur les systèmes de fichiers exportés (voir section sur XXX).	mountd
nsm (Network Status Monitor)	Il sert à monitorer les noeuds du réseau pour connaître l'état d'une machine (cliente ou serveur) pour signaler, par exemple, qu'elle redémarre.	statd
nlm (Network Lock Manager)	Pour éviter que des données soient altérées par plusieurs clients en même temps, ce protocole gère un système de locks (serrure ou fermeture en Anglais) qui permettent de signaler les systèmes de fichiers utilisés. Ainsi, à l'aide du protocole nsm qui sait quand un client redémarre, il libère tous les locks du client avant de les lui restituer si une nouvelle requête est émise.	lockd

Le démon knfsd, disponible avec les dernières versions du noyau, supporte directement les protocoles nfs et nlm. En revanche, mountd et nsm ne le sont pas encore. Une fois le serveur NFS installé et démarré, on peut vérifier que tout fonctionne ainsi :
 

>> ps auxwww | egrep "nfs|mount|lock|stat"
root      1370  0.0  0.2  1176  580 ?        S    22:28   0:00 rpc.mountd --no-nfs-version 3
root      1379  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1380  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1381  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1382  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1383  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1384  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1385  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1386  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [nfsd]
root      1399  0.0  0.0     0    0 pts/0    SW   22:28   0:00 [lockd]
root      1409  0.0  0.2  1156  560 ?        S    22:28   0:00 rpc.statd
root      1652  0.0  0.1  1228  484 pts/3    S    22:49   0:00 egrep nfs|mount|lock|stat

L'objet au centre de toutes les préoccupations de NFS s'appelle un file handle. Il s'agit d'une suite de bits relativement ésotérique permettant de désigner de manière unique chacun des objets du systèmes de fichiers (donc un fichier entre autre, mais pas uniquement). Il contient par exemple, l'inode du fichier, mais également un fichier représentant le device où se trouve ce fichier. On peut donc voir NFS comme un système de fichiers qui en encapsule un autre.

Installation

Le serveur

root >>/usr/sbin/rpcinfo -p
rpcinfo: can't contact portmapper: RPC: Remote system error - Connection refused
root >>/sbin/portmap
root >>/usr/sbin/rpcinfo -p
   program vers proto   port
    100000    2   tcp    111  portmapper
    100000    2   udp    111  portmapper

Avant de démarrer NFS proprement dit, il faut le configurer. Le seul fichier de configuration s'appelle /etc/exports. Chaque ligne contient l'emplacement à exporter suivi d'une liste de clients autorisés à y accéder . Il est possible, voire indispensable, de rajouter des options à la suite de chaque nom de client. La page man exports décrit clairement les syntaxes valides pour les noms de clients et les options.

Les formulations acceptées pour les noms des clients sont :

• un nom de machine ;
• des wildcards sur un nom de domaine (ex : linux-*.mondomaine.fr) ;
• un netgroup, sous la forme @group, si NIS est utilisé et en défini ;
• une adresse IP ...

• rw (read write) : le client peut lire et écrire sur le système exporté ;
• ro  (read only) : le client peut seulement lire sur le système exporté ;
• root_squash : il est préférable que l'utilisateur root d'un client ne puisse pas être assimilé au root du serveur. Pour éviter ceci, l'UID/GID 0 (i.e. celui de root) devient celui de l'utilisateur nobody. Cette option est active par défaut mais peut être annulée par no_root_squash ;
• all_squash : tous les clients accédant au système exporté utilisent l'UID/GID de nobody ;
• anonuid, anongid : l'utilisateur nobody dispose maintenant de l'UID/GID transmis par ces options.

Lorsqu'on modifie le fichier de configuration /etc/exports, il faut signaler aux démons concernés que des changements se sont produits. La commande exportfs transmet ces informations aux serveurs. L'option -r synchronise le fichier /etc/mtab²  avec le fichier /etc/exports. L'option -v permet de connaître les systèmes de fichiers exportés avec leurs options.

Une fois que tout est en place, certains fichiers contiennent des informations importantes :

• /var/lib/nfs/rmtab : chaque ligne contient le nom d'un client et le système de fichiers qu'il importe de ce serveur ;
• /var/lib/nfs/etab : le fichier /etc/exports ne contient qu'une liste de voeux. Il est crée par exportfs qui y retranscrit sur chaque ligne toutes les informations liées à l'exportation vers un unique client (et donc également les options par défaut). C'est le fichier de référence dont se sert rpc.mountd lors de son initialisation ;
• /proc/fs/nfs/exports fournit la liste des clients reconnus par le noyau ;
• /var/lib/nfs/xtab : il sert à la même chose que le précédent. Plus précisément, alors que etab contient indifféremment des noms de clients et des groupes de machines (via les wildcards ou les netgroups), ce fichier ne contient que des noms de machines explicites.

Le client

La commande mount permet d'accéder à différents systèmes de fichiers. Elle signale au noyau qu'un nouveau système de fichier est utilisable en indiquant son type, son device et un point de montage. L'option -t  permet de préciser le système auquel un client veut accéder. Seuls les modules évoqués ci-dessus sont reconnus par le noyau. Pour un système NFS, l'argument s'écrit donc : -t nfs.

mount dispose d'options propres à NFS. Par exemple, les options rsize et wsize permettent de modifier les tailles des blocs en lecture et en écriture. On peut combiner les options spécifiques à NFS avec des options plus générales, comme intr, noexec ou nosuid. La page man de mount contient toutes ces options.

Supposons que la machine charly dispose d'un serveur NFS et exporte son répertoire /usr/local. Nous souhaitons y accéder de la machine jill, il suffit alors de monter le répertoire exporté de charly sur jill :

root@jill >> mount -t nfs -o nosuid,hard,intr charly:/usr/local /usr/local

#    device           point de     système de    options          dump  fsckorder
#                     montage      fichiers
charly:/usr/local    /usr/local       nfs       nosuid,hard,intr    0      0

Les précautions

Un client ne peut croire aveuglément un serveur, il faut donc préciser des options contraignantes lors de l'utilisation de la commande mount. Nous avons déjà vu la première : nosuid. Elle annule l'effet des bits SUID et SGID. Ainsi, une personne root sur le serveur doit se connecter d'abord en tant qu'utilisateur quelconque sur le client pour ensuite seulement redevenir root. Une autre option, plus contraignante, est noexec. Elle interdit l'exécution des programmes contenus sur le système exporté. Cette option n'est utilisable que pour les systèmes contenant uniquement des données.

Du côté du serveur NFS, on peut également spécifier qu'on ne fait pas confiance au compte root des clients. On doit alors préciser dans le /etc/exports l'option root_squash. Ainsi, si un utilisateur avec l'UID 0 (celui de root) sur le client accède au système exporté par le serveur,  il se voit attribuer l'UID de nobody pour effectuer les requêtes sur les fichiers. Cette option est active par défaut sous Linux mais s'annule par l'option no_root_squash. Notons qu'on peut préciser une plage d'UID pour lesquels l'option s'applique. Rappelons également que les options anonuid et anongid permettent de changer l'UID/GID de l'utilisateur nobody en celui souhaité.

Certaines mesures sont d'un ordre plus général et concernent plutôt le portmapper. Par exemple, on interdit l'accès à ce service à toutes les machines par la ligne suivante dans le fichier /etc/hosts.deny :
 

# hosts.deny : interdiction absolue pour tout le monde de
#              se servir du portmap
portmap: ALL

Ensuite, dans le /etc/hosts.allow, on contrebalance cette interdiction drastique en autorisant l'accès à toutes les machines souhaitées.

Des règles de firewalling adéquates contribuent également à une meilleure protection. Il faut prendre garde aux ports employés par les divers services ainsi qu'aux protocoles utilisés :
 

Application : NIS, NFS et autofs

Voyons d'abord la configuration sur notre serveur charly. Nous commençons par définir quelques maps NIS qui contiendront toutes les informations dont nous avons besoin.

Le fichier /etc/netgroup contient des groupes de machines ayant des caractéristiques communes (une même architecture par exemple). Il s'agit d'une map de NIS très pratique à utiliser pour NFS. Il suffit juste de rassembler dans un groupe toutes les machines pouvant accéder à un même système de fichiers exporté. Ce groupe sert ensuite dans le /etc/exports plutôt que de préciser tous les client un à un :

# /etc/netgroup
charlysangels (sabrina,,) (jill,,) (kelly)

# /etc/exports
/usr/local    @charlysangels(ro)

# /etc/auto.map
charly          charly:/usr/local

#A ajouter dans le Makefile des Yellow Pages

AUTO_MAP    = $(YPSRCDIR)/auto.map
# ...
#...
auto.map: $(AUTO_MAP) $(YPDIR)/Makefile

            @echo "Updating $@..."
            -@sed -e "/^#/d" -e s/#.*$$// $(AUTO_MAP) | $(DBLOAD) \
            -i $(AUTO_MAP) -o $(YPMAPDIR)/$@ - $@
            -@$(NOPUSH) || $(YPPUSH) -d $(DOMAIN) $@

Il ne reste plus qu'à exécuter un make dans le répertoire /var/yp.

Au tour de nos trois clients sabrina, jill et kelly. Là, il n'y a presque rien à faire :) Nous devons préciser à autofs qu'il doit gérer une nouvelle map qui lui sera fournie via les YPs. Dans chacun des /etc/auto.master des clients, la ligne suivante permet de signaler la présence d'une map auto.map qui sera obtenue via les services des YPs.

#/etc/auto.master
/usr/local    yp auto.map    --intr,nosuid,nodev

Ainsi, il existe un unique répertoire /usr/local physiquement sur charly. Du coup, pour installer des programmes très spécifiques, en les disposant sur charly, toutes nos machines pourront également en profiter.

Cet exemple peut aller beaucoup plus loin en n'installant qu'un seul système /usr, /usr/doc ou d'autres, mais la pratique montre que ce n'est pas très raisonnable. Les installations nécessitent souvent de modifier des fichiers dans le répertoire /etc ou autres. Il faudrait donc aller faire des retouches sur toutes les machines pour mettre à jour les fichiers non-exportés, ce qui devient vite très fastidueux.
   

Références

• Filesystems-HOWTO :  www.linuxdoc.org
• Design and Implementation of the Second Extended Filesystem : un excellent article de Rémy Card, Théodore Ts'o et Stephen Tweedie, les créateurs du ext2fs : http://khg.redhat.com/HyperNews/get/fs/ext2intro.html

NFS

• NFS-HOWTO :  www.linuxdoc.org
• The Linux kernel NFSD implementation : pour aller (beaucoup) plus loin, une bonne et complète description de la programmation et du fonctionnement de NFS pour Linux : http://www.cse.unsw.edu.au/~neilb/oss/linux-commentary/nfsd.html

Footnotes

... inode¹

Il s'agit d'un descripteur (une suite de bits) contenant, entre autre, les droits d'accès au fichier, son propriétaire, les adresses des blocs physiques contenant les données, etc ...

... /etc/mtab²

Ce fichier contient la liste de tous les systèmes de fichiers qui sont montés par le noyau, que ce soit "en dur" (par un mount, comme c'est le cas avec les systèmes décrits dans la fstab), ou par des moyens moins permanents (via autofs/automount).

Discussion sur cet article

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