EDV:OpenAFS

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Allgemeines

Hier im KIP gibt es ein OpenAFS als zentrales Dateisystem.


Was ist (Open)AFS?

AFS ist ein sicheres, verteiltes Dateisystem, welches an der Carnegie Mellon Universität entwickelt wurde. Danach wurde es von der Transarc Corporation, die mittlerweile von IBM übernommen wurde, vermarktet.

IBM ermöglichte dann eine parallele Weiterentwicklung als w:de:Open Source (http://www.openafs.org).


Vorteile von AFS

Quelle für die meisten Punkte (demnach auch genauer): http://www.angelfire.com/hi/plutonic/afs-faq.html

  • Es erfolgt ein Caching der Daten auf dem Client.
  • Anders als bei NFS sind die Daten lokaltionsunabhänig (und nicht fest).
  • AFS ist daher sehr skalierbar und deshalb für große Umgebungen geeignet.
  • AFS unterstützt einige Sicherheits-Funktionen wie Kerberos Authentisierung und feinere Rechtevergabe (ACLs).
  • Die Sicht auf das AFS ist von jedem Client aus gleich (Single System Image (SSI)).
  • Die Daten können transparent über mehrerer Server verteilt werden.
  • Demnach ist auch der Ausfall eines Servers leichter zu verkraften, bzw. u.U. sogar 'egal'.
  • Der Zugriff ist mit einem Client von überall aus möglich.
  • Es gibt eine breite Unterstützung an Client Systemen (z.B. Windows, Linux, HP-UX, AIX, Solaris, ...).
  • w:de:Disk Quotas sind elementare Bestandteile von AFS.

Vergleich von AFS und NFS

AFS NFS
File Access Common name space from all workstations Different file names from differnt workstations
File Location Automatic tracking by Mountpoints to files set by
Tracking file system processes and databases administrators and users
Performance Client caching to reduce network load; callbacks to maintain cache consistency No local disk caching; limited cache consistency
Andrew Benchmark Average time of 210 (5 phases, 8 clients) seconds/client Average time of 280 seconds/client
Scaling capabilities Maintains performance in small and very large installations

Excellent performance on wide-area configuration

Best in small to mid-size installations

Best in local-area configurations

Security Kerberos mutual authentication

Access control lists on directories for user and group access

Security based on unecrypted user ID's

No access control lists

Availability Replicates read-mostly data and AFS system information No replication
Backup Operation No system downtime with specially developed AFS Backup System Standard UNIX backup system
Reconfiguration By volumes (groups of files)

No user impact; files remain accessible during moves, and file names do not change

Per-file movement

Users lose access to files and filenames change (mountpoints need to be reset)

System Management Most tasks performed from any workstation Frequently involves telnet to other workstations
Autonomous Autonomous administrative File servers and clients
Architecture units called cells, in addition to file servers and clients

No trust required between cells

No security distinctions between sites

Other points:

  • Some vendors offer more secure versions of NFS but implementations vary. Many NFS ports have no extra security features (such as Kerberos).
  • The AFS Cache Manager can be configured to work with a RAM (memory) based cache. This offers signifigant performance benefits over a disk based cache.
    NFS has no such feature. Imagine how much faster it is to access files cached into RAM!
  • The Andrew benchmark demonstrates that AFS has better performance than over NFS as the number of clients increases. A graph of this (taken from Andrew benchmark report) is available in: http://www.angelfire.com/hi/plutonic/images/andrew1.jpg

Quelle: http://www.angelfire.com/hi/plutonic/afs-faq.html

Quelle: ftp://ftp.transarc.com/pub/afsps/doc/afs-nfs.comparison

Unterschied von AFS zu Unix-Dateisystem

Vom Nutzerstandpunkt gibt es wenige Unterschiede zu einem 'normalen' Unix-Dateisystem.

  • Authentisierung:
Bevor ein Nutzer auf AFS-Dateien zugreifen kann, muss er sich mit einem Kerberos-Login authentisieren (kinit, aklog). (Dies sollte beim Login schon geschehen.) Ein unauthorisierter Nutzer und hat im AFS nur die Rechte von system:anyuser.
  • Datei-(Zugriffs)-Rechte:
Die Unix-mode-bits für 'group' und 'other' werden ignoriert und die von 'owner' werden anders ausgewertet. Die Nutzer sollten ihre Dateien mit den ACLs (des Verzeichnisses) schützen.
  • Protection groups:
Nutzer können ihre eigenen Gruppen in AFS erzeugen und verwalten.
  • Hard links:
Im AFS sind 'hard links' nur bei Verzeichnissen möglich. Symbolische Links arbeiten wie gewohnt.
  • Verändern der Zugriffsrechte beim verschieben:
Ein verschieben einer Datei in ein anderes Verzeichnis, ändert die Zugriffsrechte, da eine Datei die ACLs des Verzeichnisses annimmt.
  • chown und chgrp:
Nur Mitglieder der AFS-Gruppe 'system:administrators' kann diese Kommandos auf Dateien im /afs verwenden.
  • Save on close: (für Programmierer)
Der AFS Cache Manager sendet die Dateiänderungen nicht zu dem Server, bis ein 'close()' oder 'fsync()' system call aufgerufen wird. Ein 'write()' system call ändert nur die lokale Kopie des Clients.
Der Unterschiedbeim schreiben einer Datei:
local unix file: 'sofortiges' schreiben der Datei
AFS file: 'sofortiges' schreiben der Datei im lokalem Cache, aber der Server erhält die Kopie nur bei einem 'close()' oder 'fsync()'
Es ist wichtig zu verstehen, dass die meisten Anwendungen (z.B.: vi, emacs, frame, interleaf, wingz, dogz, ...) den 'close()' system call senden, wenn der Nutzer die Datei speichert. Nutzer müssen daher nicht die Anwendung verlassen, um die Änderungen an den Server zu senden!
  • byte-range file locking: (für Programmierer)
AFS erlaubt kein 'byte-range locking' in einer Datei. Der Aufruf von 'lockf()' und 'fcntl()' ergibt (success) obwohl er keinen Einfluss hat (wird ignoriert)!
  • whole file locking: (für Programmierer)
AFS erlaubt das locken einer gesammten Datei mit 'flock(). Die Prozesse auf dem gleichen Client, die diese Datei locken wollen, folgend dann den 'korrekten' locking-Semantiken. Prozesses auf anderen Clients erhalten bei einem lock-Request ein 'EWOULDBLOCK'.
  • character and block special files: (für SysAdmins)
AFS unterstützt keine character oder block spezial Dateien. Das mknod-Kommando kann keine solche speziellen Dateien im /afs erzeugen.
  • AFS version of fsck: (für Sysadmins)
AUf einem AFS-File-Server sind die Partitionen (für AFS '/vicepXX') kein Unix Dateisystem und das standard 'fsck'-Kommando darf dort nicht verwendet werden, sondern das von AFS selbst.

Quelle: http://www.angelfire.com/hi/plutonic/afs-faq.html

Verwendung

Authentisieren

Um mit AFS arbeiten zu können, muss man sich erst authentisieren (w:de:Authentisierung), da man sonst nur die Reche der Gruppe system:anyuser (also Anonymous) hat.

AFS arbeitet dabei mit Kerberos4-Token (w:de:Kerberos (Informatik)).


Arbeiten mit AFS-Kommandos

Die folgenden Kommondos sind alle bei (Open)AFS dabei und können ohne zusätzliches Kerberos verwendet werden.

Mit dem tokens-Kommando kann überprüft werden, ob ein solches Token existiert und wie lange es gültig ist: 

userX@pcY:~$ tokens

Tokens held by the Cache Manager:

User's (AFS ID 1000) tokens for afs@kip.uni-heidelberg.de [Expires Feb 27 18:15]
   --End of list--

Zum Erhalten oder Erneuern eines Tokens, wird klog verwendet: 

userX@pcY:~$ klog userX

Die Gültigkeit eines solchen Tokens bezieht sich standardmäßig auf einen Nutzer auf einem Rechner, in allen Shells (w:de:Betriebssystem-Shell, w:de:Unix-Shell). Um diese Gültikeit nur auf eine Shell zu beziehen, muss man diese mit kpagsh kapseln und danach erst das Token holen: 

userX@pcY:~$ pagsh
userX@pcY:~$ klog userX

Zum Zerstören des Tokens vor dem Ende seiner Laufzeit gibt es unlog: 

userX@pcY:~$ unlog
userX@pcY:~$ tokens

Tokens held by the Cache Manager:

   --End of list--

Arbeiten mit Kerberos-Kommandos

Da wir Heimdal-Kerberos für die Authentisierung von AFS verwenden, können auch die Heimdal-Clients zur Authentisierung verwendet werden. Wenn OpenAFS gestartet ist, wird dann neben dem Kerberos-Ticket auch automatisch ein AFS-Token geholt.

Zur Abfrage der Tickets wird klist verwendet. Mit der Option '-T' wird auch gleich das AFS-Token angezeigt, falls vorhanden: 

userX@pcY:~$ klist -T
Credentials cache: FILE:/tmp/krb5cc_1000
        Principal: userX@KIP.UNI-HEIDELBERG.DE

  Issued           Expires          Principal
Feb 27 16:25:00  Feb 28 02:24:59  krbtgt/KIP.UNI-HEIDELBERG.DE@KIP.UNI-HEIDELBERG.DE
Feb 27 16:25:00  Feb 28 02:24:59  afs@KIP.UNI-HEIDELBERG.DE

Feb 27 16:25:00  Feb 28 02:24:59  User's (AFS ID 1000) tokens for kip.uni-heidelberg.de

Um ein Ticket zu erhalten, gibt es kinit. Das Token wird automatisch mit erzeugt: 

userX@pcY:~$ kinit userX

Innerhalb der Güligkeit kann das Kerberos-Ticket auch verlängert werden, ohne das Passwort nochmal neu eingeben zu müssen: 

userX@pcY:~$ kinit -R

Um die eigene Shell zu kapseln, gibt es dann kpagsh: 

userX@pcY:~$ kpagsh

Zum Zerstören aller Tickets (und des Tokens) dient kdestroy: 

userX@pcY:~$ kdestroy
userX@pcY:~$ klist -T
klist: No ticket file: /tmp/krb5cc_1000

Access Control Lists (ACLs)

Achtung: Von den Unix/Linux-Protection-Bits für User, Group und Others werden nur die von User verwendet. Dies erfolgt, nachdem die ACL ausgewertet wurde.


Unterschied der AFS-ACLs zu Unix-Dateirechten

Im typischen Unix-/Linux-Dateisystem existieren nur die drei Klassen Eigentümer, Gruppe, Alle. Eine Datei hat dann genau einen Eigentümer und genau eine Gruppe. Nun können jeder dieser Klassen für jede Datei bestimmte Rechte gegeben werden. Zum Beispiel (Ausgabe von ls -l): 

-rw-r--r-- 1 floh users 396811 2006-11-10 17:12 Neuenheimer_Feld_Plan.jpg

Es ist eine feinere Rechteaufteilung implementiert (siehe Punkt EDV:OpenAFS#Rechte im AFS) und vor allem können bis zu 20 Gruppen und Personen in einer ACL vorkommen. Zum Beispiel (Ausgabe von fs listacl): 

Access list for /afs/kip/user/sesselm is
Normal rights:
  s3 rl
  system:administrators rlidwka
  system:authuser l
  sesselm rlidwka
Leider können solche ACLs nur auf Verzeichnisse angewendet werden.

Besondere Gruppen im AFS

Gruppe Wer gehört zu dieser Gruppe
system:anyusers Jeder (Anonym)
system:authusers Alle Nutzer, die sich (erfolgreich gegenüber dem AFS) authentisiert haben.
system:administrators Gruppe der Administratoren

Rechte im AFS

Es existieren sieben Zugriffsrechte im AFS:

Recht Langform Bedeutung
l Lookup Auflisten des Inhaltes des Verzeichnisses und Anzeige der ACL
i Insert Einfügen/Anlegen von Dateien/Verzeichnissen in dem Verzeichnis
d Delete Löschen von Dateien/Verzeichnissen in dem Verzeichnis
a Administer Ändern der ACL des Verzeichnisses
r Read Lesen von Dateien
w Write Schreiben/Ändern von Dateien (Achtung.svg nicht neue Dateien anlegen)
k Lock Sperren von Dateien mit flock

Damit man diese Rechte nicht immer alle einzeln angeben muss, gibt es folgende kurzen Aliase:

Alias Ausführlich Bedeutung
write rlidwk Schreiben (alle außer Administer)
read rl Lesen und Lookup
all rlidwka Alle Rechte (auch a)
none Kein Recht, dient zum Entfernen von Rechten

Rechte lesen und setzen

Mit fs listacl [Eintrag]+ erhält man die gültige ACL des Eintrages (Datei/Verzeichnis): 

fs listacl *

Mit fs setacl kann eine ACL geändert werden (oder gleich mehrere): 

fs setacl -dir ./mydirectory -acl system:anyuser read
fs setacl -dir ./mydirectory ./mydir2 -acl system:anyuser none userX read groupY l

Um sich mit den Befehlen vertraut zu machen, kann fs help verwendet werden: 

fs help
fs help listacl
fs help setacl
Achtung.svg Es gibt auch negative Rechte (verbieten).

Diese haben Vorrang vor normalen Rechten und sollten nur mit äußerster Vorsicht verwendet werden (daher auch hier nur am Rande erwähnt)! 

fs setacl -dir ./mydir -acl userY rl -negative

Nützliche Kommandos

Die Hilfeseiten der Kommandos sind meist schon sehr selbsterklärend und sollten deshalb auch verwendet werden: 

fs help
fs help listquota
fs help listacl
pts help
pts help listentries

Auflisten der ACLs: 

fs listacl /afs/kip/temp

Ändern der ACL: 

fs setacl /afs/kip/temp system:administrator all

Auflisten der Quota: 

fs quota /afs/kip/temp
fs listquota /afs/kip/temp

Herausfinden des Volumes zum Mountpoint: 

fs lsmount /afs/kip/temp

Löschen des Eintrags im Cache des AFS-Clients: 

fs flush /afs/kip/temp

Auflisten aller Nutzer im AFS: 

pts listentries

Auflisten aller Gruppen im AFS: 

pts listentries -groups

Auflisten der Nutzer in einer AFS-Gruppe: 

pts members users

Client-Installation (Zugang zum AFS)

General

Achtung.svg Wichtig für AFS sind synchrone Zeiten der Systemuhren, deshalb sollte auf jedem Client die Uhrzeit auch stimmen (siehe NTP).

Allgemeine OpenAFS Dokumentation

Die Dokumentation von Openafs ist hier zu finden: 

file:///afs/kip/afsdoc/html/QuickStartUnix/auqbg007.htm#HDRWQ133
http://www.openafs.org/pages/doc/QuickStartUnix/auqbg007.htm#HDRWQ133

CellServDB und ThisCell

Unsere Zelle (Cell) im KIP ist natürlich kip.uni-heidelberg.de, daher sieht die ThisCell-Datei so aus: 

kip.uni-heidelberg.de

In der CellServDB sollte für die KIP-Zelle folgender Eintrag stehen: 

>kip.uni-heidelberg.de
129.206.176.40          # ldap.kip.uni-heidelberg.de
129.206.176.149         # ldap2.kip.uni-heidelberg.de
Achtung der 2. Teil ist nicht nur ein Kommentar, dort muss der vollständige Name des Servers stehen (für aklog)!

Diese Dateien ist auch unter /afs/kip/common/etc/ zu finden.

http://kip1.kip.uni-heidelberg.de/CellServDB

CellAlias (nur für -dynroot)

Wenn /afs dynamisch generiert wird, sollte die CellAlias-Datei folgendes beinhalten: 

kip.uni-heidelberg.de   kip
alihlt.cern.ch          alihlt
urz.uni-heidelberg.de   urz

Diese Datei muss gegebenenfalls im Konfigurationsverzeichnis des Clients erzeugt werden ('/etc/openafs/CellAlias' oder '/usr/vice/etc').

Natürlich ist dieses Beispiel auch im AFS: 

cp /afs/kip.uni-heidelberg.de/common/etc/CellAlias /etc/openafs

Damit diese Datei neu eingelesen wird muss der AFS-Client neugestartet werden. Wenn das nicht geht können diese Aliase auch Temporär manuell erzeugt werden: 

fs newalias kip kip.uni-heidelberg.de
fs newalias alihlt alihlt.cern.ch
fs newalias urz urz.uni-heidelberg.de
fs listalias

Linux-Client

EDV:OpenAFS/Install_i386_linux24

EDV:OpenAFS/Install_i386_linux26

Solaris

EDV:OpenAFS/Install_sun4x_59

EDV:OpenAFS/Install_sun4x_510

HP-UX

EDV:OpenAFS/Install_hp_ux110

Windows

Installation des Clients im KIP: EDV:OpenAFS/Install_winxp

Dokumentation von OpenAFS.org: http://www.openafs.org/pages/doc/QuickStartWindows/awqbg002.htm#ToC

FAQ

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