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Text File  |  1997-08-27  |  11KB  |  232 lines

  1. Contributor:    Andrew Tridgell <samba-bugs@samba.anu.edu.au>
  2. Date:        April 1995
  3.  
  4. Subject:    Discussion of NetBIOS in a Unix World
  5. ============================================================================
  6.  
  7. This is a short document that describes some of the issues that
  8. confront a SMB implementation on unix, and how Samba copes with
  9. them. They may help people who are looking at unix<->PC
  10. interoperability.
  11.  
  12. It was written to help out a person who was writing a paper on unix to
  13. PC connectivity.
  14.  
  15.  
  16. Usernames
  17. =========
  18.  
  19. The SMB protocol has only a loose username concept. Early SMB
  20. protocols (such as CORE and COREPLUS) have no username concept at
  21. all. Even in later protocols clients often attempt operations
  22. (particularly printer operations) without first validating a username
  23. on the server.
  24.  
  25. Unix security is based around username/password pairs. A unix box
  26. should not allow clients to do any substantive operation without some
  27. sort of validation. 
  28.  
  29. The problem mostly manifests itself when the unix server is in "share
  30. level" security mode. This is the default mode as the alternative
  31. "user level" security mode usually forces a client to connect to the
  32. server as the same user for each connected share, which is
  33. inconvenient in many sites.
  34.  
  35. In "share level" security the client normally gives a username in the
  36. "session setup" protocol, but does not supply an accompanying
  37. password. The client then connects to resources using the "tree
  38. connect" protocol, and supplies a password. The problem is that the
  39. user on the PC types the username and the password in different
  40. contexts, unaware that they need to go together to give access to the
  41. server. The username is normally the one the user typed in when they
  42. "logged onto" the PC (this assumes Windows for Workgroups). The
  43. password is the one they chose when connecting to the disk or printer.
  44.  
  45. The user often chooses a totally different username for their login as
  46. for the drive connection. Often they also want to access different
  47. drives as different usernames. The unix server needs some way of
  48. divining the correct username to combine with each password.
  49.  
  50. Samba tries to avoid this problem using several methods. These succeed
  51. in the vast majority of cases. The methods include username maps, the
  52. service%user syntax, the saving of session setup usernames for later
  53. validation and the derivation of the username from the service name
  54. (either directly or via the user= option).
  55.  
  56. File Ownership
  57. ==============
  58.  
  59. The commonly used SMB protocols have no way of saying "you can't do
  60. that because you don't own the file". They have, in fact, no concept
  61. of file ownership at all.
  62.  
  63. This brings up all sorts of interesting problems. For example, when
  64. you copy a file to a unix drive, and the file is world writeable but
  65. owned by another user the file will transfer correctly but will
  66. receive the wrong date. This is because the utime() call under unix
  67. only succeeds for the owner of the file, or root, even if the file is
  68. world writeable. For security reasons Samba does all file operations
  69. as the validated user, not root, so the utime() fails. This can stuff
  70. up shared development diectories as programs like "make" will not get
  71. file time comparisons right.
  72.  
  73. There are several possible solutions to this problem, including
  74. username mapping, and forcing a specific username for particular
  75. shares.
  76.  
  77. Passwords
  78. =========
  79.  
  80. Many SMB clients uppercase passwords before sending them. I have no
  81. idea why they do this. Interestingly WfWg uppercases the password only
  82. if the server is running a protocol greater than COREPLUS, so
  83. obviously it isn't just the data entry routines that are to blame.
  84.  
  85. Unix passwords are case sensitive. So if users use mixed case
  86. passwords they are in trouble.
  87.  
  88. Samba can try to cope with this by either using the "password level"
  89. option which causes Samba to try the offered password with up to the
  90. specified number of case changes, or by using the "password server"
  91. option which allows Samba to do it's validation via another machine
  92. (typically a WinNT server).
  93.  
  94. Samba supports the password encryption method used by SMB
  95. clients. Note that the use of password encryption in Microsoft
  96. networking leads to password hashes that are "plain text equivalent".
  97. This means that it is *VERY* important to ensure that the Samba
  98. smbpasswd file containing these password hashes is only readable
  99. by the root user. See the documentation ENCRYPTION.txt for more
  100. details.
  101.  
  102.  
  103. Locking
  104. =======
  105.  
  106. The locking calls available under a DOS/Windows environment are much
  107. richer than those available in unix. This means a unix server (like
  108. Samba) choosing to use the standard fcntl() based unix locking calls
  109. to implement SMB locking has to improvise a bit.
  110.  
  111. One major problem is that dos locks can be in a 32 bit (unsigned)
  112. range. Unix locking calls are 32 bits, but are signed, giving only a 31
  113. bit range. Unfortunately OLE2 clients use the top bit to select a
  114. locking range used for OLE semaphores.
  115.  
  116. To work around this problem Samba compresses the 32 bit range into 31
  117. bits by appropriate bit shifting. This seems to work but is not
  118. ideal. In a future version a separate SMB lockd may be added to cope
  119. with the problem.
  120.  
  121. It also doesn't help that many unix lockd daemons are very buggy and
  122. crash at the slightest provocation. They normally go mostly unused in
  123. a unix environment because few unix programs use byte range
  124. locking. The stress of huge numbers of lock requests from dos/windows
  125. clients can kill the daemon on some systems.
  126.  
  127. The second major problem is the "opportunistic locking" requested by
  128. some clients. If a client requests opportunistic locking then it is
  129. asking the server to notify it if anyone else tries to do something on
  130. the same file, at which time the client will say if it is willing to
  131. give up it's lock. Unix has no simple way of implementing
  132. opportunistic locking, and currently Samba has no support for it.
  133.  
  134. Deny Modes
  135. ==========
  136.  
  137. When a SMB client opens a file it asks for a particular "deny mode" to
  138. be placed on the file. These modes (DENY_NONE, DENY_READ, DENY_WRITE,
  139. DENY_ALL, DENY_FCB and DENY_DOS) specify what actions should be
  140. allowed by anyone else who tries to use the file at the same time. If
  141. DENY_READ is placed on the file, for example, then any attempt to open
  142. the file for reading should fail.
  143.  
  144. Unix has no equivalent notion. To implement this Samba uses either lock
  145. files based on the files inode and placed in a separate lock
  146. directory or a shared memory implementation. The lock file method 
  147. is clumsy and consumes processing and file resources,
  148. the shared memory implementation is vastly prefered and is turned on
  149. by default for those systems that support it.
  150.  
  151. Trapdoor UIDs
  152. =============
  153.  
  154. A SMB session can run with several uids on the one socket. This
  155. happens when a user connects to two shares with different
  156. usernames. To cope with this the unix server needs to switch uids
  157. within the one process. On some unixes (such as SCO) this is not
  158. possible. This means that on those unixes the client is restricted to
  159. a single uid.
  160.  
  161. Note that you can also get the "trapdoor uid" message for other
  162. reasons. Please see the FAQ for details.
  163.  
  164. Port numbers
  165. ============
  166.  
  167. There is a convention that clients on sockets use high "unprivilaged"
  168. port numbers (>1000) and connect to servers on low "privilaged" port
  169. numbers. This is enforced in Unix as non-root users can't open a
  170. socket for listening on port numbers less than 1000.
  171.  
  172. Most PC based SMB clients (such as WfWg and WinNT) don't follow this
  173. convention completely. The main culprit is the netbios nameserving on
  174. udp port 137. Name query requests come from a source port of 137. This
  175. is a problem when you combine it with the common firewalling technique
  176. of not allowing incoming packets on low port numbers. This means that
  177. these clients can't query a netbios nameserver on the other side of a
  178. low port based firewall.
  179.  
  180. The problem is more severe with netbios node status queries. I've
  181. found that WfWg, Win95 and WinNT3.5 all respond to netbios node status
  182. queries on port 137 no matter what the source port was in the
  183. request. This works between machines that are both using port 137, but
  184. it means it's not possible for a unix user to do a node status request
  185. to any of these OSes unless they are running as root. The answer comes
  186. back, but it goes to port 137 which the unix user can't listen
  187. on. Interestingly WinNT3.1 got this right - it sends node status
  188. responses back to the source port in the request.
  189.  
  190.  
  191. Protocol Complexity
  192. ===================
  193.  
  194. There are many "protocol levels" in the SMB protocol. It seems that
  195. each time new functionality was added to a Microsoft operating system,
  196. they added the equivalent functions in a new protocol level of the SMB
  197. protocol to "externalise" the new capabilities.
  198.  
  199. This means the protocol is very "rich", offering many ways of doing
  200. each file operation. This means SMB servers need to be complex and
  201. large. It also means it is very difficult to make them bug free. It is
  202. not just Samba that suffers from this problem, other servers such as
  203. WinNT don't support every variation of every call and it has almost
  204. certainly been a headache for MS developers to support the myriad of
  205. SMB calls that are available.
  206.  
  207. There are about 65 "top level" operations in the SMB protocol (things
  208. like SMBread and SMBwrite). Some of these include hundreds of
  209. sub-functions (SMBtrans has at least 120 sub-functions, like
  210. DosPrintQAdd and NetSessionEnum). All of them take several options
  211. that can change the way they work. Many take dozens of possible
  212. "information levels" that change the structures that need to be
  213. returned. Samba supports all but 2 of the "top level" functions. It
  214. supports only 8 (so far) of the SMBtrans sub-functions. Even NT
  215. doesn't support them all.
  216.  
  217. Samba currently supports up to the "NT LM 0.12" protocol, which is the
  218. one preferred by Win95 and WinNT3.5. Luckily this protocol level has a
  219. "capabilities" field which specifies which super-duper new-fangled
  220. options the server suports. This helps to make the implementation of
  221. this protocol level much easier.
  222.  
  223. There is also a problem with the SMB specications. SMB is a X/Open
  224. spec, but the X/Open book is far from ideal, and fails to cover many
  225. important issues, leaving much to the imagination. Microsoft recently
  226. renamed the SMB protocol CIFS (Common Internet File System) and have 
  227. published new specifications. These are far superior to the old 
  228. X/Open documents but there are still undocumented calls and features. 
  229. This specification is actively being worked on by a CIFS developers 
  230. mailing list hosted by Microsft.
  231.  
  232.