Unix и Linux: руководство системного администратора [5 ed.] 9785907144101

Table of contents :
Содержание
Предисловие
Введение
Часть I. Основы администрирования
Глава 1. С чего начать
Глава 2. Загрузка и системные демоны
Глава 3. Управление доступом и привилегии суперпользователя
Глава 4. Управление процессами
Глава 5. Файловая система
Глава 6. Инсталляция и управление программным обеспечением
Глава 7. Сценарии и командная оболочка
Глава 8. Управление учетными записями пользователей
Глава 9. Облачные вычисления
Глава 10. Журналирование
Глава 11. Драйверы и ядро
Глава 12. Печать
Часть II. Работа в сетях
Глава 13. Сети TCP/IP
Глава 14. Сетевые аппаратные средства
Глава 15. IP-маршрутизация
Глава 16. DNS: система доменных имен
Глава 17. Система единого входа
Глава 18. Электронная почта
Глава 19. Веб-хостинг
Часть III. Хранение данных
Глава 20. Дисковая память
Глава 21. Сетевая файловая система NFS
Глава 22. Файловая система SMB
Часть IV. Эксплуатация
Глава 23. Управление конфигурацией
Глава 24. Виртуализация
Глава 25. Контейнеры
Глава 26. Непрерывная интеграция и доставка
Глава 27. Безопасность
Глава 28. Мониторинг
Глава 29. Анализ производительности
Глава 30. Центры обработки данных
Глава 31. Методология, политика и стратегии
Краткая история системного администрирования
Предметный указатель

Citation preview

UNIX И LINUX РУКОВОДСТВО СИСТЕМНОГО АДМИНИСТРАТОРА 5-е издание

UNIX® AND LINUX® SYSTEM

ADMINISTRATION HANDBOOK

-------

FIFTH EDITION

------

Evi Nemeth Garth Snyder Trent R. Hein Веп Whaley DanMackin

with James Garnett, Fabrizio Branca, and Adrian Mouat

Boston Dubai

•

•

Columbus • lndianapolis

•

New York

•

San Francisco

•

Amsterdam

•

С а р е Town

Madrid • Milan • Munich • Paris • Montreal • Toronto • Delhi • Mexico City Sao Paulo • Sydney • Hong Kong • Seoul • Singapore • Taipei • Tokyo

London

•

UNIXИLINUX РУКОВОДСТВО СИСТЕМНОГО АДМИНИСТРАТОРА

---- 5-еиздание

----

ЭвиНемет, Гарт Снайдер, ТрентХейн, Бэн Уэйли, ДэнМакин при участии Джеймса Гарнетта, Фабрицио Бранка и Адриана Муата

Москва

•

Санкт-Петербург 2020

Б Б К 32.973 .26-0 1 8 . 2 . 75 Н 50 УД К 68 1 . 3 . 07 ООО "Ди ал е кти ка" Зав. редакцией С.Н. Тригуб Перевод с англ ийского и редакция докт. физ.-мат. наукД.А. Клюшина По общим вопросам обращайтесь в издательство "Диалектика" по адресу: [email protected] , http://www. dialektika.com

Немет, Эви, Снайдер, Гарт, ХеАн, Тре нт, УэАли, Бен , Макни, Дэ н

Н 50

.

Uпix и Linux: руководство системною администратора, 5-е изд.: Пер. с ан гл . СПб. : ООО "Диалектика" , 2020. - 1 1 68 с. : ил. П арал . тит. англ.

-

-

ISBN 978-5-907 1 44- 1 0- 1 (рус . )

ББК 32.973.26-018.2.75

Все названия про11Jаммных продуктов являются зарегистрированными торговыми марками со­ ответствующих фирм. Никакая часть настоящего издания ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами , будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, если на это нет письменного разре­ шения и111ательства Addisoп-�sley PuЫishiпg Company, lnc. Copyright © 2020 Ьу Dialektika Computer PuЫishing Ltd.

Authorized Russian translation of the English edition of UNIX and Linux System Administration

Handbook, 5th Edition

(ISBN

978-0-13-427755-4) © 2018 Pearson Education lnc.

T his translation is puЫished and sold Ьу permission of Pearson Education lnc., which owns or contгols all rights to puЫish and sell the same. All rights reserved.

N o ра11 of this book may Ье reproduced or transmitted in any form or Ьу any means,

electronic or mechanical, including photocopying, recording, or Ьу any information storage or retrieval sys­ tem, without the prior written permission of the copyright owner and the PuЫisher.

Научно-популярное издание Эви Немет, Iарт Снайдер, '!Рент ХеАн, Бен Уэйли, Дэн Макни

Unix и Linux: руководство системного администратора 5-е издание Подписано в печать 24.03.2020. Формат 70х100/16 Гарнитура Times Усл. печ. л. 94, 17. Уч.-и111. л. 81,2 Тираж 500 экз. Заказ No 2141

Отпечатано в АО "Первая Образцовая типо11>афия" Филиал "Чеховский Печатный Двор"

142300, Московская область, r. Чехов, ул. Поли11>афистов, д. 1 Сайт: www.chpd.ru, E-mail: [email protected], тел. 8 (499) 270-73-59 ООО "Диалектика", 195027, Санкт-Петербург, Магнитогорская ул" д. 30, лит. А, пом. 848

ISBN 978-5-907144-IO-l (рус.) ISBN 978-0-13-427755-4 (англ.)

© ООО "Диалектика", 2020 © Pearson Education, 1 nc" 2018

Оглавление Предисловие

36

Введение

38

частьl.Основыадминистрирования Глава 1. С чего начать Глава 2. Загрузка и системные демоны Глава 3. Управление доступом и привилегии суперпользователя Глава 4. Управление процессами Глава 5. Файловая система Глава 6. Инсталляция и управление программным обеспечением Глава 7. Сценарии и командная оболочка Глава 8. Управление учетными записями пользователей Глава 9. Облачные вычисления Глава 10. Журналирование Глава 11. Драйверы и ядро Глава 12. Печать

часть 11. Работа в сетях Глава 13. Сети TCP/IP Глава 14. Сетевые аппаратные средства Глава 15. JР-маршрутизация Глава 16. DNS: система доменных имен Глава 17. Система единого входа Глава 18. Электронная почта Глава 19. Веб-хостинг

Часть 111. Хранение данных Глава 20. Дисковая память Глава 21. Сетевая файловая система N FS Глава 22. Файловая система SMB

частьlV.Эксплvатация Глава 23. Управление конфигурацией Глава 24. Виртуализация Глава 25. Контейнеры Глава 26. Непрерывная интеграция и доставка Глава 27. Безопасность Глава 28. Мониторинг Глава 29. Анализ производительности Глава 30. Центры обработки данных Глава 31. Методология, политика и стратегии Краткая история системного администрирования Предметный указатель

41 43 69 103 127 155 187 215 273 299 321 351 383 395 397 477 499 517 595 613 689 729 731 805 833 845 847 909 923 955 985 1043 1071 1093 1107 1139 1149

Содержание О соавторах Об авторах Памяти Эви

33

Предисловие

36 36 37 37

Организация книги Авторы Контактная информация

Введение

34 35

Благодарности От издательства

38 39 40

Часть I. Основы администрирования

41

Глава 1. С чего начать

43 44 44 44 44 44 45 45 45 45 46 46 46 46 46 47 48 49 50 51 52 53 54 54 55 55 56 56 56

1.1. Основные обязанности системного администратора Управление доступом Добавление оборудования Автоматизация задач Управление резервными копиями Установка и обновление программного обеспечения Мониторинг Исправление проблем Ведение локальной документации Бдительный мониторинг безопасности Настройка производительности Разработка правил Работа с поставщиками Тушение пожаров 1.2. Предварительный опыт 1.3. Дистрибутивы Linux 1.4. Примеры систем, используемых в этой книге Примеры дистрибутивов Linux Пример дистрибутива UNIX 1.5. Обозначения и типографские соглашения 1.6. Единицы измерения 1.7. Man-страницы и другая онлайн-документация Организация man-страниц Команда man: чтение страниц интерактивного руководства Хранение страниц интерактивного руководства 1.8. Другая официальная документация Руководства по конкретным системам Документация по конкретным пакетам

Содержание

7

Книги Документы RFC 1.9. Другие источники информации Сохранение актуальности Практические руководства и справочные сайты Конференции 1.10. Способы поиска и установки программного обеспечения Как определить, установлено ли программное обеспечение Добавление нового программного обеспечения Создание программного обеспечения из исходного кода Установка с помощью веб-сценария 1.11. Где разместить программное обеспечение 1.12. Специализация и смежные дисциплины Методология DevOps Инженеры по надежности сайтов Инженеры по безопасности Сетевые администраторы Администраторы баз данных Инженеры центра сетевых операций Технические специалисты центров обработки данных Архитекторы 1.13. Литература Системное администрирование и методология DevOps Важные инструменты

57 57 57 58 58 59 60 60 61 63 64 65 66 66 66 66 66 67 67 67 67 67 68 68

Глава 2. Загрузка и системные демоны

69 69 70 71 72 72 74 74 74 76 76 77 77 78 78 79 79 80 80 81 82 82

2.1. Обзор процесса загрузки 2.2. Системные прошивки BIOS или UEFI Устаревший интерфейс BIOS UEFI 2.3. Загрузчики 2.4. GRUB: универсальный загрузчик Конфигурация GRUB Командная строка GRUB Параметры ядра Linux 2.5. Процесс загрузки FreeBSD Вариант BIOS: boot0 Вариант UEFI Конфигурация загрузчика Команды загрузчика loader 2.6. Демоны управления системой Обязанности демона init Реализации демона init Традиционный стиль init Менеджер systemd против остального мира Аргументы против init

8

Содержание

2.7. Менеджер systemd в деталях Модули и модульные файлы Команда systemctl: управление менеджером systemd Состояние модуля Цели Зависимости между модулями Порядок выполнения Более сложный пример файла Локальные службы и настройки Предостережения об управлении службами и запуском Журнал systemd 2.8. Сценарии инициализации и запуска системы FreeBSD 2.9. Процедуры перезагрузки и выключения Выключение физических систем Выключение облачных систем 2.10. Что делать, если система не грузится? Однопользовательский режим Однопользовательский режим в системе FreeBSD Однопользовательский режим с загрузчиком GRUB Восстановление облачных систем

83 83 84 85 87 88 90 90 91 92 94 95 96 97 97 97 98 99 100 100

Глава 3. Управление доступом и привилегии суперпользователя

103 104 104 105 106 106 107 107 108 108 115 116 117 118 118 119 119 120 120 121 121 122 123 123 125 126

3.1. Стандартное управление доступом в UNIX Контроль доступа к файловой системе Владение процессом Учетная запись суперпользователя root Установка флагов setuid и setgid 3.2. Управление учетной записью root Вход в учетную запись root Команда su: замена идентификатора пользователя Программа sudo: ограниченный вариант команды su Отключение учетной записи root Системные учетные записи, отличные от root 3.3. Расширения стандартной модели контроля доступа Недостатки стандартной модели PAM: подключаемые модули аутентификации Kerberos: сетевая криптографическая аутентификация Списки управления доступом к файловой системе Возможности Linux Пространства имен Linux 3.4. Современный контроль доступа Отдельные экосистемы Обязательный контроль доступа Контроль доступа на основе ролей SELinux: улучшенная безопасность Linux AppArmor 3.5. Литература

Содержание

Глава 4. Управление процессами 4.1. Компоненты процесса Идентификатор процесса PID Идентификатор родительского процесса PPID Идентификатор пользователя UID и текущий идентификатор пользователя EUID Идентификатор группы (GID) и текущий идентификатор группы (EGID) Фактор уступчивости Управляющий терминал 4.2. Жизненный цикл процесса Сигналы Команда kill: отправка сигналов Состояния процессов и потоков 4.3. Команда ps: текущий контроль процессов 4.4. Интерактивный мониторинг процессов с помощью команды top 4.5. Команды nice и renice: изменение приоритета выполнения 4.6. Файловая система /proc 4.7. Команды strace и truss: отслеживание сигналов и системных вызовов 4.8. Процессы, вышедшие из-под контроля 4.9. Периодические процессы Демон cron: команды расписания Системные таймеры Общее использование запланированных задач

Глава 5. Файловая система 5.1. Имена путей 5.2. Монтирование и демонтирование файловой системы 5.3. Структура файлового дерева 5.4. Типы файлов Обычные файлы Каталоги Жесткая ссылка Файлы символьных и блочных устройств Локальные сокеты Именованные каналы Символические ссылки 5.5. Атрибуты файлов Биты режима Биты setuid и setgid Дополнительный бит Команда ls: просмотр атрибутов файла Команда chmod: изменение прав доступа Команды chown и chgrp: смена владельца и группы Команда umask: задание стандартных прав доступа Дополнительные флаги в системе Linux

9 127 127 128 128 129 129 130 130 130 131 133 134 135 137 139 140 141 143 145 145 150 153 155 157 157 160 162 164 164 164 165 166 166 166 167 167 168 169 169 170 172 173 173

10

Содержание

5.6. Списки управления доступом Предупреждение Типы ACL Реализация списков ACL Поддержка ACL в системе Linux Поддержка ACL в системе FreeBSD Обзор POSIX ACL Списки NFSv4 ACL

175 175 176 176 177 177 178 181

Глава 6. Инсталляция и управление программным обеспечением

187 188 188 189

6.1. Инсталляция операционных систем Загрузка по сети на персональном компьютере Настройка PXE Использование Kickstart — автоматизированного инсталлятора Red Hat и CentOS Автоматизированная инсталляция систем Debian и Ubuntu 6.2. Управление пакетами 6.3. Системы управления пакетами для Linux Команда rpm: управление пакетами RPM Команда dpkg: управление пакетами .deb 6.4. Использование высокоуровневых систем управления пакетами в системе Linux Хранилища пакетов APT: усовершенствованное средство управления пакетами Настройка конфигурации хранилища Пример файла /etc/apt/sources.list Создание локального зеркала хранилища Автоматизация работы системы APT Система yum: управление выпусками для RPM 6.5. Управление программным обеспечением в системе FreeBSD Базовая система Менеджер пакетов pkg в системе FreeBSD Коллекция портов 6.6. Локализация и настройка конфигурации программного обеспечения Организация локализации Структурные изменения Ограничение количества выпусков Тестирование 6.7. Литература

Глава 7. Сценарии и командная оболочка 7.1. Основы сценариев Создание микросценариев Хорошо изучите несколько инструментов Автоматизируйте все, что возможно Избегайте преждевременной оптимизации

190 193 196 198 198 199 200 201 203 204 205 206 206 207 208 209 209 210 211 212 212 213 213 214 215 216 216 217 217 218

Содержание

Выберите правильный язык сценариев Следуйте рекомендациям 7.2. Основы работы с оболочками Редактирование команд Каналы и перенаправление потоков Использование переменных и кавычек Переменные окружения Команды фильтрации 7.3. Написание сценариев для оболочки sh Выполнение От команд к сценариям Ввод и вывод данных Пробелы в именах файлов Функции и аргументы командной строки Поток управления Циклы Арифметика 7.4. Регулярные выражения Процесс сопоставления Литеральные символы Специальные символы Примеры использования регулярных выражений Захваты Жадность, леность и катастрофический поиск с возвратом 7.5. Программирование на языке Python Страсти по Python 3 Python 2 или Python 3? Краткое введение в язык Python Объекты, строки, числа, списки, словари, кортежи и файлы Пример проверки ввода Циклы 7.6. Программирование на языке Ruby Инсталляция Краткое введение в язык Ruby Блоки Символы и хеши опций Регулярные выражения в языке Ruby Язык Ruby как фильтр 7.7. Управление библиотекой и средой для Python и Ruby Поиск и установка пакетов Создание воспроизводимых сред Несколько сред 7.8. Контроль версий с помощью системы Git Простой пример Git Ловушки Git Коллективное кодирование с помощью системы Git

11 218 220 222 223 223 225 226 227 230 231 232 234 235 235 237 239 241 241 242 242 242 244 245 246 247 247 248 249 250 252 253 254 255 255 256 258 259 260 260 261 261 262 265 267 269 269

12

Содержание

7.9. Литература Оболочки и сценарии оболочки Регулярные выражения Python Ruby

271 271 271 272 272

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

273 274 274 275 276 278 278 279 279 280 280 282 282 283 284 285 286 287

8.1. Основы управления учетными записями 8.2. Файл /etc/passwd Регистрационное имя Зашифрованные пароли Идентификатор пользователя Идентификатор группы по умолчанию Поле GECOS Домашний каталог Регистрационная оболочка 8.3. Файлы /etc/shadow 8.4. Файлы /etc/master.passwd и /etc/login.conf в системе FreeBSD Файл /etc/master.passwd Файл /etc/login.conf 8.5. Файл /etc/group 8.6. Подключение пользователей вручную: основные действия Редактирование файлов passwd и group Задание пароля Создание домашнего каталога пользователя и инсталляция конфигурационных файлов Установка прав доступа и владения Конфигурирование ролей и административных привилегий Заключительные действия 8.7. Добавление пользователей с помощью сценариев: useradd, adduser и newusers Команда useradd в системе Linux Команда adduser в системах Debian и Ubuntu Команда adduser в системе FreeBSD Команда newusers в системе Linux: добавление пользователей пакетом 8.8. Безопасное удаление учетных записей пользователей и файлов 8.9. Блокирование регистрационных имен пользователей 8.10. Уменьшение риска с помощью модулей PAM 8.11. Централизация управления учетными записями Протокол LDAP и служба Active Directory Системы “единого входа” Системы управления учетными данными

Глава 9. Облачные вычисления 9.1. Облако в контексте 9.2. Выбор облачной платформы Публичные, частные и гибридные облака

287 289 289 290 290 291 292 292 293 294 295 296 296 296 297 297 299 300 301 302

Содержание

13

Amazon Web Services Google Cloud Platform DigitalOcean 9.3. Основы работы с облачными службами Доступ к облаку Регионы и зоны доступности Виртуальные частные серверы Сети Хранилище Идентификация и авторизация Автоматизация 9.4. Облака: быстрый запуск VPS на платформе Веб-службы Amazon Интерфейс aws: управление подсистемами AWS Google Cloud Platform DigitalOcean 9.5. Контроль затрат 9.6. Литература

303 303 304 304 306 306 308 308 309 310 310 311 311 312 315 317 318 320

Глава 10. Журналирование

321 323 325 325 326 327 328 328 329 330 331 331 332 340 343 344 345 345 346 347 347 348 348 349

10.1. Местоположение файлов регистрации Специальные журнальные файлы Как просмотреть записи в журнале systemd 10.2. Журнал systemd Настройка журнала systemd Добавление дополнительных параметров фильтрации для журнала Совместное использование с системой Syslog 10.3. Система Syslog Чтение сообщений системы Syslog Архитектура системы Rsyslog Версии Rsyslog Конфигурация Rsyslog Примеры конфигурационных файлов Отладка системы Syslog 10.4. Журнальная регистрация на уровне ядра и на этапе начальной загрузки 10.5. Управление журнальными файлами и их ротация Утилита logrotate: кросс-платформенное управление журналами Утилита newsyslog: управление журналами в системе FreeBSD 10.6. Управление журналами в крупном масштабе Стек ELK Graylog Журналирование как услуга 10.7. Принципы обработки журнальных файлов

Глава 11. Драйверы и ядро 11.1. Ядра и системное администрирование 11.2. Нумерация версий ядра

351 352 353

14

Содержание

Версии ядер для системы Linux Версии ядер FreeBSD 11.3. Устройства и их драйверы Файлы и номера устройств Проблемы управления файлами устройств Создание файлов устройств Управление современными файловыми системами Управление устройствами в Linux Создание правил и постоянных имен Управление устройствами в системе FreeBSD 11.4. Конфигурирование ядра Linux Конфигурирование параметров ядра linux Сборка ядра Добавление драйвера устройства в Linux 11.5. Конфигурация ядра системы FreeBSD Настройка параметров ядра FreeBSD Сборка ядра FreeBSD 11.6. Загружаемые модули ядра Загружаемые модули ядра в Linux Загружаемые модули ядра в системе FreeBSD 11.7. Загрузка Загрузочные сообщения системы Linux Загрузочные сообщения системы FreeBSD 11.8. Загрузка альтернативных ядер в облаке 11.9. Ошибки ядра Ошибки ядра Linux Паника ядра в системе FreeBSD 11.10. Литература

353 353 354 354 356 356 356 357 359 362 364 364 366 368 368 368 369 370 371 372 373 373 377 378 379 380 382 382

Глава 12. Печать

383 384 384 385 385 386 386 387 388 388 389 389 390 390 391 392 392 392

12.1. Система печати CUPS Интерфейсы для системы печати Очередь на печать Множество принтеров Экземпляры принтеров Сетевая печать Фильтры 12.2. Управление сервером CUPS Настройка сетевого сервера печати Автоматическое конфигурирование принтера Конфигурирование сетевых принтеров Примеры конфигурирования принтеров Отключение принтера Другие связанные с конфигурированием задачи 12.3. Советы по выявлению проблем Повторный запуск демона печати Регистрационные журналы

Содержание

15

Проблемы с прямой печатью Проблемы с печатью в сети 12.4. Литература

393 393 394

Часть II. Работа в сетях

395

Глава 13. Сети TCP/IP

397 397 398 399 400 401 403 404 405 405 406 407 407 408 409 409 410

13.1. Система TCP/IP и Интернет Кто управляет Интернетом Сетевые стандарты и документация 13.2. Основы работы в сети Версии IPv4 и IPv6 Пакеты и их инкапсуляция Стандарты формирования фреймов Ethernet 13.3. Адресация пакетов Аппаратная адресация (MAC) IP-адресация “Адресация” имен машин Порты Типы адресов 13.4. IP-адреса Классы адресов в протоколе IPv4 Подсети IPv4 Трюки и инструменты для арифметических вычислений, связанных с подсетями CIDR: протокол бесклассовой междоменной маршрутизации Выделение адресов Частные адреса и система NAT Адресация в стандарте IPv6 13.5. Маршрутизация Таблицы маршрутизации Директивы переадресации протокола ICMP 13.6. ARP: протокол преобразования адресов в IPv4 и IPv6 13.7. DHCP: протокол динамического конфигурирования хостов Программное обеспечение DHCP Схема работы DHCP Программное обеспечение DHCP, созданное организацией ISC 13.8. Вопросы безопасности Перенаправление IP-пакетов Директивы переадресации протокола ICMP Маршрутизация по адресу отправителя Широковещательные пакеты эхо-запросов и другие виды направленных широковещательных сообщений Подмена IP-адресов Встроенные брандмауэры Виртуальные частные сети 13.9. Основы конфигурирования сети Присвоение сетевых имен и IP-адресов

411 412 413 413 415 419 419 421 422 423 423 424 425 426 426 426 427 427 427 428 429 430 430

16

Содержание

Настройка сетевых интерфейсов и протокола IP Настройка маршрутизации Конфигурирование DNS Сетевое конфигурирование в различных системах 13.10. Сетевое конфигурирование в системе Linux Программа NetworkManager Команда ip: ручное конфигурирование сети Сетевое конфигурирование в системе Ubuntu Сетевое конфигурирование в системе Red Hat и CentOS Настройка сетевого оборудования в системе Linux Опции протокола Linux TCP/IP Переменные ядра, связанные с безопасностью 13.11. Сеть FreeBSD Команда ifconfig: настройка сетевых интерфейсов Конфигурация сетевого оборудования в системе FreeBSD Конфигурирование сети во время загрузки системы FreeBSD Конфигурирование протокола TCP/IP в системе FreeBSD 13.12. Сетевые проблемы Команда ping: проверьте, работает ли хост Команда traceroute: трассировка IP-пакетов Пакетные анализаторы трафика Утилита tcpdump: пакетный анализатор трафика из командной строки 13.13. Мониторинг сети Программа SmokePing: постепенный сбор статистики об эхо-запросах Программа iPerf: отслеживание производительности сети Программа Cacti: сбор и отображение данных 13.14. Брандмауэры и система NAT Утилита iptables в системе Linux: правила, цепочки и таблицы IPFilter для UNIX-систем 13.15. Облачные сети Виртуальное частное облако AWS (VPC) Сеть на платформе Google Cloud Platform Сеть DigitalOcean 13.16. Литература История Классика Протоколы

432 433 435 435 436 436 437 438 438 440 441 443 444 444 445 445 445 446 447 449 452 453 455 455 456 457 458 458 463 465 465 472 473 474 474 474 475

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

477 478 479 479 480 482 483 487 487 488

14.1. Технология Ethernet: сетевая панацея Как работает Ethernet Топология Ethernet Неэкранированная витая пара Оптическое волокно Соединение и расширение сетей Ethernet 14.2. Беспроводные сети: локальная сеть для кочевников Стандарты беспроводных сетей Доступ клиентов к беспроводной сети

Содержание

17

Беспроводные коммутаторы и точки беспроводного доступа Безопасность беспроводных сетей 14.3. SDN: программно-коммутируемые сети 14.4. Тестирование и отладка сетей 14.5. Прокладка кабелей Неэкранированная витая пара Офисные точки подключения Стандарты кабельных систем 14.6. Проектирование сетей Структура сети и архитектура здания Расширение сетей Перегрузка Обслуживание и документирование 14.7. Управление сетью 14.8. Рекомендуемые поставщики Кабели и разъемные соединения Тестовые приборы Маршрутизаторы/коммутаторы 14.9. Литература

488 490 491 491 492 492 492 493 494 494 494 495 495 495 496 496 497 497 497

Глава 15. IP-маршрутизация

499 500 503 503 504 505 505 506 506 507 508 508 508 509 510 511 511 512 512 515

15.1. Подробнее о маршрутизации пакетов 15.2. Демоны и протоколы маршрутизации Дистанционно-векторные протоколы Топологические протоколы Метрика стоимости Внутренние и внешние протоколы 15.3. Основные протоколы маршрутизации Протоколы RIP и RIPng Протокол OSPF Протокол EIGRP BGP: протокол граничного шлюза 15.4. Многоадресатная координация протокола маршрутизации 15.5. Выбор критериев стратегии маршрутизации 15.6. Демоны маршрутизации Демон routed: устаревшая реализация в протоколе RIP Пакет Quagga: основной демон маршрутизации Маршрутизатор XORP 15.7. Маршрутизаторы Cisco 15.8. Литература

Глава 16. DNS: система доменных имен 16.1. Архитектура DNS Запросы и ответы Поставщики услуг DNS 16.2. DNS для поиска resolv.conf: конфигурация клиентского модуля распознавания nsswitch.conf: кого я запрашиваю по имени?

517 518 518 519 519 519 520

18 16.3. Пространство имен DNS Регистрация доменного имени Создание собственных поддоменов 16.4. Как работает система DNS Серверы имен Авторитетные и кеширующие серверы Рекурсивные и нерекурсивные серверы Записи о ресурсах Делегирование Кеширование и эффективность Неоднозначные ответы и балансировка загрузки DNS Отладка с помощью инструментов запросов 16.5. База данных DNS Команды синтаксического анализатора в файлах зон Записи о ресурсах Запись SOA Записи NS Записи A Записи AААА Записи PTR Записи MX Записи CNAME Записи SRV Записи TXT Записи SPF, DKIM и DMARC Записи о ресурсах DNSSEC 16.6. Программное обеспечение BIND Компоненты системы BIND Файлы конфигурации Инструкция include Инструкция options Инструкция acl Инструкция key (TSIG) Инструкция server Инструкция masters Инструкция logging Инструкция statistics-channels Инструкция zone Инструкция controls для команды rndc 16.7. Расщепление DNS и инструкция view 16.8. Примеры конфигурации системы BIND Зона локального хоста Небольшая компания, предоставляющая консалтинговые услуги в области безопасности 16.9. Обновление файла зоны Передача зоны Динамические обновления в системе BIND

Содержание

521 522 522 522 522 523 524 524 525 526 527 527 530 530 531 534 536 537 537 538 539 540 541 542 542 542 543 543 543 545 545 551 552 552 553 553 553 554 557 558 560 560 561 564 565 565

Содержание

16.10. Вопросы безопасности DNS Еще раз о списках управления доступом на сервере BIND Открытые распознаватели Работа в виртуальном окружении chroot Безопасные межсерверные взаимодействия посредством технологий TSIG и TKEY Настройка технологии TSIG для сервера BIND Технология DNSSEC Правила протокола DNSSEC Записи о ресурсах DNSSEC Настройка протокола DNSSEC Генерирование пар ключей Подписание зоны Цепочка доверия в протоколе DNSSEC Смена ключей DNSSEC Инструменты DNSSEC Отладка протокола DNSSEC 16.11. Отладка сервера BIND Журнальная регистрация на сервере BIND Некорректное делегирование 16.12. Литература Книги и другая документация Ресурсы в Интернете Документы RFC

Глава 17. Система единого входа 17.1. Основные элементы системы единого входа 17.2. LDAP: “облегченные” службы каталогов Особенности LDAP Структура данных LDAP OpenLDAP: традиционный LDAP-сервер с открытым исходным кодом 389 Directory Server: альтернативный LDAP‑сервер с открытым исходным кодом Создание LDAP-запросов Преобразования файлов паролей и групп LDAP 17.3. Использование служб каталогов для входа в систему Система Kerberos Демон sssd: служба системной безопасности nsswitch.conf: переключатель службы имен Модули PAM: украшение или чудо аутентификации? 17.4. Альтернативные подходы NIS: сетевая информационная служба Утилита rsync: более безопасная рассылка файлов 17.5. Литература

Глава 18. Электронная почта 18.1. Архитектура почтовой системы Пользовательские агенты

19 568 568 569 570 570 571 573 574 574 575 576 578 580 580 581 583 584 584 591 592 593 593 593 595 596 597 597 598 599 600 601 602 603 603 606 607 607 610 611 611 611 613 613 614

20 Агенты передачи Транспортные агенты Локальные агенты доставки Хранилища сообщений Агенты доступа 18.2. Структура почтового сообщения 18.3. Протокол SMTP Вы прислали мне привет (EHLO) Коды ошибок протокола SMTP Аутентификация SMTP 18.4. Спам и вредоносные программы Подделки Технология SPF и спецификации Sender ID Системы DKIM 18.5. Конфиденциальность и шифрование сообщений 18.6. Почтовые псевдонимы Загрузка псевдонимов из файла Направление почты в файл Направление почты в программу Хешированная база данных псевдонимов 18.7. Конфигурация электронной почты 18.8. Почтовый агент sendmail Файл переключения Запуск программы sendmail Почтовые очереди Препроцессор m4 Фрагменты конфигурации программы sendmail Конфигурационный файл, построенный на основе эталонного файла с расширением .mc Примитивы конфигурации программы sendmail Таблицы и базы данных Обобщенные макросы и функциональные возможности Конфигурация клиентов Параметры конфигурации препроцессора m4 Средства программы sendmail для борьбы со спамом Ретрансляция Безопасность и программа sendmail Владельцы файлов Права доступа Безопасная пересылка почты в файлы и программы Опции безопасности Выполнение программы sendmail в виртуальном каталоге (для настоящих параноиков) Отражение атак типа “отказ от обслуживания” TLS: безопасносный протокол транспортного уровня Тестирование и отладка программы sendmail Журнальная регистрация

Содержание

615 615 616 616 616 617 619 620 621 621 622 623 623 624 624 625 627 628 628 628 629 630 631 631 633 634 635 636 637 637 638 643 644 646 646 649 650 651 651 652 653 654 654 655 656

Содержание

21

18.9. Почтовый агент Exim Инсталляция почтового сервера Exim Загрузка почтового сервера Exim Утилиты почтового сервера Exim Язык конфигурации программы Exim Файл конфигурации программы Exim Глобальные параметры Сканирование содержимого на этапе применения списков управления доступом Аутентификаторы Маршрутизаторы Транспортные механизмы Конфигурация retry Конфигурация перезаписи Функция локального сканирования Регистрация Отладка 18.10. Почтовый агент Postfix Архитектура системы Postfix Безопасность Команды и документация системы Postfix Конфигурация системы Postfix Виртуальные домены Управление доступом Отладка 18.11. Литература Литература по программе sendmail Литература о системе Exim Литература о системе Postfix Документы RFC

657 658 659 660 661 661 662

Глава 19. Веб-хостинг

689 689 690 691 694 695 696 696 697 698 699 701 704 705 707 708 709

19.1. HTTP: протокол передачи гипертекста Унифицированные указатели ресурсов (URL) Структура транзакции протокола HTTP Утилита сurl: инструмент командной строки для работы с HTTP Повторное использование TCP-соединений HTTP на основе протокола TLS Виртуальные хосты 19.2. Основы программного обеспечения для веба Веб-серверы и прокси-сервер протокола HTTP Балансировщики нагрузки Кеши Сети доставки контента Языки веба Интерфейсы прикладного программирования (API) 19.3. Облачный веб-хостинг Сборка или покупка

667 667 668 672 672 673 673 673 674 675 675 677 677 678 682 683 686 687 688 688 688 688

22

Содержание

Платформа как услуга Статический хостинг содержимого Бессерверные веб-приложения 19.4. Веб-сервер Apache httpd Использование веб-сервера httpd Конфигурация логистики веб-сервера httpd Настройка виртуального хоста Базовая аутентификация протокола HTTP Ведение журнала 19.5. Веб-сервер NGINX Установка и запуск NGINX Настройка веб-сервера NGINX Настройка TLS для NGINX Балансировка нагрузки с помощью NGINX 19.6. Программное обеспечение HAProxy Проверки работоспособности Статистика сервера Липкие сессии Прекращение использования TLS 19.7. Литература

709 710 710 711 712 712 714 715 717 718 719 719 722 723 724 725 726 726 727 728

Часть III. Хранение данных

729

Глава 20. Дисковая память

731 732 733 734 735 736 739 742 743 744 744 744 745 746 747 747 748 749 749 750 752 752 753 755

20.1. Добавление диска Рецепт для Linux Рецепт для FreeBSD 20.2. Аппаратное обеспечение для хранения данных Жесткие диски Твердотельные диски Гибридные диски Расширенный формат и блоки по 4 KиБ 20.3. Интерфейсы устройств для хранения данных Интерфейс SATA Интерфейс PCI Express Интерфейс SAS Интерфейс USB 20.4. Подключение и низкоуровневое управление накопителями Проверка инсталляции на уровне аппаратного обеспечения Файлы дисковых устройств Непостоянные имена устройств Форматирование дисков и управление сбойными секторами Безопасное стирание дисков ATA Команды hdparm и camcontrol: параметры диска и интерфейса (Linux) Мониторинг жесткого диска с помощью стандарта SMART 20.5. Программное обеспечение накопителей Отображение устройств в системе Linux

Содержание

20.6. Разбиение диска Традиционное разбиение Разбиение диска по схеме MBR Схема GPT: таблица разделов GUID Разбиение дисков в системе Linux Разбиение дисков в системе FreeBSD 20.7. Управление логическими томами Управление логическими томами в системе Linux Управление логическими томами в FreeBSD 20.8. RAID: избыточные массивы недорогих дисков Программная и аппаратная реализации системы RAID Уровни системы RAID Восстановление диска после сбоя Недостатки конфигурации RAID 5 Команда mdadm: программное обеспечение RAID в системе Linux 20.9. Файловые системы 20.10. Традиционные файловые системы: UFS, ext4 и XFS Терминология файловых систем Полиморфизм файловых систем Форматирование файловых систем Команда fsck: проверка и исправление файловых систем Монтирование файловой системы Настройка автоматического монтирования Монтирование USB-накопителя Включение подкачки 20.11. Файловые системы следующего поколения: ZFS и Btrfs Копирование при записи Обнаружение ошибок Производительность 20.12. Файловая система ZFS: все проблемы решены ZFS в системе Linux Архитектура ZFS Пример: добавление диска Файловые системы и свойства Наследование свойств Один пользователь — одна файловая система Мгновенные копии и клоны Неразмеченные логические тома Управление пулом памяти 20.13. Файловая системы Btrfs: облегченная версия ZFS для Linux Btrfs или ZFS Настройка и преобразование хранилища Тома и подтома Снимки тома Поверхностные копии 20.14. Стратегия резервного копирования данных 20.15. Литература

23 756 758 759 759 760 760 761 761 766 767 767 767 770 771 772 776 777 778 779 779 779 781 781 784 784 785 785 786 786 787 788 788 789 789 791 792 792 794 794 796 797 797 800 800 801 802 803

24

Содержание

Глава 21. Сетевая файловая система NFS 21.1. Введение в протокол NFS Конкуренция Проблемы, связанные с состоянием Проблемы производительности Безопасность 21.2. Основные идеи, лежащие в основе протокола NFS Версии и история протокола Удаленный вызов процедур Транспортные протоколы Состояние Экспорт файловой системы Блокировка файлов Вопросы безопасности Идентифицирующее отображение в версии 4 Учетные записи root и nobody Производительность версии 4 21.3. Серверная часть протокола NFS Файл exports в системе Linux Файл exports в системе FreeBSD Демон nfsd: обслуживание файлов 21.4. Клиентская часть протокола NFS Монтирование файловых систем NFS на этапе начальной загрузки Ограничения экспорта привилегированными портами 21.5. Идентифицирующее отображение в протоколе NFS 4 21.6. Команда nfsstat: отображение статистики NFS 21.7. Специализированные файловые серверы NFS 21.8. Автоматическое монтирование Таблицы косвенных назначений Таблицы прямых назначений Главные таблицы Исполняемые таблицы Видимость программы automount Реплицированные файловые системы и программа automount Автоматическое монтирование (V3; все, кроме Linux) Специфика системы Linux 21.9. Литература

Глава 22. Файловая система SMB 22.1. Samba: сервер SMB для UNIX 22.2. Инсталляция и конфигурации пакета Samba Совместное использование файлов с локальной аутентификацией Совместное использование файлов с помощью учетных записей, прошедших аутентификацию Active Directory Настройка общих ресурсов 22.3. Монтирование общих SMB-ресурсов 22.4. Просмотр файлов на общих SMB-ресурсах

805 805 806 806 807 807 808 808 809 810 810 810 811 812 813 814 815 815 816 819 820 822 824 824 825 825 826 827 828 829 829 830 830 831 831 832 832 833 834 835 836 836 837 839 840

Содержание

25

22.5. Обеспечение безопасности Samba-сервера 22.6. Отладка Samba-сервера Запрос состояния Samba-сервера с помощью команды smbstatus Настройка журнала Samba-сервера Управление наборами символов 22.7. Литература

840 841 841 842 843 843

Часть IV. Эксплуатация

845

Глава 23. Управление конфигурацией

847 848 848 849 849 851 851 852 852 853 853 854 855 856 856 856 858 859 861 862 863 863 865 866 868 870 870 871 872 874 874 875 875 876 878 879 880 882 884

23.1. Краткое введение в управление конфигурацией 23.2. Опасности управления конфигурацией 23.3. Элементы управления конфигурацией Операции и параметры Переменные Факты Обработчики изменений Привязки Пакеты и репозитории пакетов Среды Учет и регистрация клиентов 23.4. Сравнение популярных систем СМ Терминология Бизнес-модели Архитектурные параметры Параметры языка Варианты управления зависимостями Общие комментарии по поводу систему Chef Общие комментарии по поводу системы Puppet Общие комментарии по поводу систем Ansible и Salt Ода YAML 23.5. Введение в систему Ansible Пример использования системы Ansible Настройка клиента Группы клиентов Присваивание переменных Динамические и вычисляемые группы клиентов Списки задач Параметры состояния Итерация Взаимодействие с Jinja Визуализация шаблона Привязки: сценарии и файлы сценариев Роли Рекомендации по структурированию базы конфигурации Параметры доступа в системе Ansible 23.6. Введение в систему Salt Настройка миньонов

26

Содержание

Привязка значения переменной к миньону Сопоставление миньонов Состояния системы Salt Система Salt и препроцессор Jinja Идентификаторы состояний и зависимости Функции состояния и выполнения Параметры и имена Привязка состояний к миньонам Состояния высокого уровня Формулы Salt Среды Документация 23.7. Сравнение систем Ansible и Salt Гибкость развертывания и масштабируемость Встроенные модули и расширяемость Безопасность Разное 23.8. Рекомендации 23.9. Литература

886 887 888 889 891 892 893 896 896 897 898 902 903 903 903 904 904 905 908

Глава 24. Виртуализация

909 910 910 913 913 913 915 915 916 917

24.1. Виртуальный жаргон Гипервизоры Динамическая миграция Образы виртуальных машин Контейнеризация 24.2. Виртуализация с помощью системы Linux Платформа Xen Инсталляция гостевой операционной системы на платформе Xen Платформа KVM Инсталляция гостевой операционной системы на платформе KVM и ее использование 24.3. Система FreeBSD bhyve 24.4. Компания VMWare 24.5. Гипервизор VirtualBox 24.6. Программа Packer 24.7. Программа Vagrant 24.8. Литература

Глава 25. Контейнеры 25.1. Основные концепции Поддержка ядра Образы Сеть 25.2. Докер: механизм с открытым исходным кодом Базовая архитектура Инсталляция Настройка клиента

918 919 919 919 920 922 922 923 924 924 925 926 926 927 928 929

Содержание

27

Методики работы с контейнерами Тома Контейнеры данных Сети Docker Драйверы хранилищ Изменение параметров настройки демона dockerd Сборка образа Реестры 25.3. Контейнеры на практике Ведение журнала Советы по безопасности Отладка и устранение неполадок 25.4. Создание и управление контейнерными кластерами Краткий обзор программного обеспечения для управления контейнерами Kubernetes Mesos и Marathon Менеджер Docker Swarm Контейнерная служба AWS EC2 25.5. Литература

929 933 934 934 937 938 939 942 944 945 946 948 949

Глава 26. Непрерывная интеграция и доставка

955 957 957 961 961 962 963 965 966 967 967 969 969 970 971 972 973 975 977 980

26.1. Основные концепции Принципы и практика Флаги функций 26.2. Конвейеры Процесс сборки Тестирование Развертывание Методы развертывания с нулевым временем простоя 26.3. Jenkins: сервер автоматизации с открытым исходным кодом Основные концепции сервера Jenkins Распределенные сборки Конвейер как код 26.4. Подход CI/CD на практике Тривиальное веб-приложение UlsahGo Модульное тестирование UlsahGo Знакомство с конвейером Jenkins Pipeline Создание образа DigitalOcean Обеспечение единой системы тестирования Тестирование дроплета Развертывание приложения UlsahGo на паре дроплетов и  балансировщике нагрузки Выводы, сделанные из демонстрационного конвейера 26.5. Контейнеры и упрощение среды CI/CD Контейнеры как среда сборки Контейнерные образы как артефакты сборки 26.6. Литература

951 951 952 953 953 954

980 981 982 983 983 984

28

Содержание

Глава 27. Безопасность 27.1. Элементы безопасности 27.2. Слабые места в системе защиты Социальная инженерия Уязвимости в программах Распределенные атаки типа “отказ в обслуживании” (DDoS) Инсайдерская информация Ошибки конфигурации сети, системы или приложения 27.3. Основные вопросы безопасности Обновления программного обеспечения Ненужные службы Удаленная регистрация событий Резервные копии Вирусы и черви Руткиты Фильтрация пакетов Пароли и многофакторная аутентификация Бдительность Тестирование приложений на проникновение 27.4. Пароли и учетные записи пользователей Изменение пароля Хранилища и депоненты паролей Устаревание паролей Групповые и совместно используемые учетные записи Пользовательские оболочки Привилегированные учетные записи 27.5. Инструментальные средства защиты Команда nmap: сканирование сетевых портов Nessus: сетевой сканер нового поколения Metasploit: программа для выявления попыток проникновения Lynis: встроенный аудит безопасности John the Ripper: средство для выявления слабых паролей Bro: программная система для распознавания вторжения в сеть Snort: популярная программная система для распознавания проникновения в сеть OSSEC: система для распознавания вторжения в сеть на уровне хоста Fail2Ban: система отражения атаки методом перебора 27.6. Основы криптографии Криптография с симметричными ключами Криптография с открытым ключом Инфраструктура с открытым ключом Протокол защиты транспортного уровня TLS Криптографические хеш-функции Генерация случайных чисел Выбор криптографического программного обеспечения Команда openssl Отладка TLS-сеанса с сервером

985 986 987 987 988 989 989 990 990 991 992 992 993 993 994 994 995 995 995 996 997 997 998 999 999 999 1000 1000 1002 1002 1003 1003 1004 1005 1005 1008 1008 1009 1009 1010 1012 1012 1014 1015 1016 1017

Содержание

29

PGP: довольно хорошая конфиденциальность Kerberos: унифицированный подход к сетевой безопасности 27.7. Система SSH Основы OpenSSH Клиент ssh Аутентификация с помощью открытого ключа Демон ssh-agent Псевдонимы хостов в файле ~/.ssh/config Мультиплексирование соединения Проброс портов Демон sshd: сервер OpenSSH Проверка ключа хоста с помощью записи SSHFP Передача файлов Альтернативы для безопасного входа в систему 27.8. Брандмауэры Брандмауэры, фильтрующие пакеты Принципы фильтрации служб Брандмауэры, осуществляющие инспекцию пакетов  с отслеживанием состояния соединений Насколько безопасны брандмауэры 27.9. Виртуальные частные сети (VPN) Туннели IPsec Так ли уж нужны виртуальные частные сети 27.10. Сертификаты и стандарты Сертификаты Стандарты безопасности 27.11. Источники информации по вопросам обеспечения безопасности Сервер SecurityFocus.com и списки рассылки BugTraq и OSS Блог Брюса Шнайера Отчет компании Verizon Data Breach Investigations Институт SANS Информационные ресурсы отдельных дистрибутивов Другие списки рассылки и веб-сайты 27.12. Что нужно делать в случае атаки на сервер 27.13. Литература

1017 1018 1019 1019 1021 1022 1024 1025 1026 1026 1027 1029 1030 1030 1031 1031 1031

Глава 28. Мониторинг

1043 1044 1044 1045 1045 1046 1047 1047 1048 1049 1050 1052

28.1. Обзор мониторинга Инструментарий Типы данных Ввод и обработка Уведомления Контрольные панели и пользовательские интерфейсы 28.2. Культура мониторинга 28.3. Платформы мониторинга Платформы реального времени с открытым исходным кодом Платформы временных рядов с открытым исходным кодом Платформы визуализации данных с открытым исходным кодом

1032 1032 1033 1033 1034 1034 1034 1035 1038 1038 1038 1038 1038 1039 1039 1040 1041

30

Содержание

Коммерческие платформы мониторинга Размещенные платформы мониторинга 28.4. Сбор данных StatsD: протокол передачи общих данных Сбор данных из вывода команды 28.5. Мониторинг сетей 28.6. Мониторинг систем Команды для мониторинга систем Сборщик обобщенных системных данных collectd Утилиты sysdig и dtrace: трассировки выполнения 28.7. Мониторинг приложений Мониторинг системного журнала Supervisor + Munin: простой вариант для некоторых предметных областей Коммерческие средства мониторинга приложений 28.8. Мониторинг безопасности Проверка целостности системы Контроль обнаружения вторжений 28.9. SNMP: простой протокол сетевого управления Организация протокола SNMP Операции протокола SNMP Net-SNMP: средства для серверов 28.10. Советы и рекомендации по мониторингу 28.11. Литература

1052 1053 1054 1054 1056 1057 1058 1059 1059 1060 1061 1061

Глава 29. Анализ производительности

1071 1072 1073 1075 1076 1077 1078 1078 1080 1080 1082 1084 1085 1086

29.1. Принципы настройки производительности 29.2. Способы повышения производительности 29.3. Факторы, влияющие на производительность 29.4. Захваченные циклы центрального процессора 29.5. Как анализировать проблемы производительности 29.6. Проверка производительности системы Инвентаризуйте свое оборудование Сбор данных о производительности Анализ использования центрального процессора Управление памятью в системе Анализ использования памяти Анализ операций обмена с диском Утилита fio: анализ производительности дисковой подсистемы Команда sar: сбор статистических данных и генерирование отчетов по ним Выбор планировщика ввода-вывода в системах Linux Программа perf: универсальный профилировщик системы Linux 29.7. Помогите! Мой сервер тормозит! 29.8. Литература

1062 1062 1063 1063 1065 1065 1066 1067 1067 1069 1070

1087 1088 1089 1090 1092

Содержание

Глава 30. Центры обработки данных 30.1. Стойки 30.2. Электропитание Требования к электроснабжению стоек Измерение Стоимость Удаленное управление 30.3. Охлаждение и окружающая среда Оценка нагрузки на систему охлаждения Теплые и холодные отсеки Влажность Мониторинг окружающей среды 30.4. Уровни надежности центров обработки данных 30.5. Безопасность центров обработки данных Местонахождение Периметр Доступ к объекту Доступ к стойке 30.6. Инструменты 30.7. Литература

Глава 31. Методология, политика и стратегии 31.1. Великая единая теория: DevOps DevOps — это CLAMS Системное администрирование в мире DevOps 31.2. Системы управления билетами и задачами Общие функции билетных систем Владелец билета Восприятие пользователями билетных систем Типовые билетные системы Диспетчеризация билетов 31.3. Поддержка локальной документации Инфраструктура как код Стандарты документации 31.4. Разделение окружающей среды 31.5. Восстановление после аварий Оценка рисков Планирование мероприятий по восстановлению Подбор персонала на случай аварии Проблемы с безопасностью 31.6. Инструкции и процедуры Различие между инструкциями и процедурами Лучшие практики применения инструкций Процедуры 31.7. Соглашения о качестве оказываемых услуг Спектр услуг и их описание

31 1093 1094 1094 1096 1098 1098 1098 1098 1099 1101 1102 1102 1103 1103 1104 1104 1104 1105 1105 1106 1107 1108 1109 1112 1113 1113 1114 1115 1116 1116 1117 1118 1118 1119 1120 1120 1121 1123 1123 1124 1125 1126 1126 1127 1127

32

Содержание

Стратегии управления очередями Показатели соответствия 31.8. Соответствие законам и стандартам 31.9. Правовые вопросы Конфиденциальность Реализация политики безопасности Контроль — это ответственность Лицензии на программное обеспечение 31.10. Организации, конференции и другие ресурсы 31.11. Литература

1128 1129 1129 1133 1133 1134 1135 1135 1136 1137

Краткая история системного администрирования

1139 1139

Рассвет компьютеризации: системные операторы (1952–1960) От узкой специализации к работе в режиме разделения времени (1961–1969) Рождение UNIX (1969–1973) UNIX становится знаменитой (1974–1990) Эра системных администраторов Документация по системному администрированию и обучение UNIX при смерти. Рождение Linux (1991–1995) Мир Windows (1996–1999) Расцвет UNIX и Linux (2000–2009) Системы UNIX и Linux в гипермасштабируемом облаке (2010– настоящее время) Завтрашний день UNIX и Linux Литература

Предметный указатель

1140 1140 1142 1143 1145 1145 1146 1147 1147 1148 1148 1149

О соавторах Джеймс Гарнетт имеет степень доктора компьютерных наук в  Уни­ верситете Колорадо и является старшим инженером-программистом в компании Secure64 Software, Inc., где он разрабатывает технологии перехода с системы DDoS на ядра Linux. Если он не погружен в код ядра, значит, он находится где-то в глубине Каскадных гор в штате Вашингтон. Фабрицио Бранка (@fbrnc) является ведущим разработчиком систем в компании AOE. Он, его жена и их двое детей только что вернулись в Германию после четырех лет жизни в Сан-Франциско. Фабрицио внес свой вклад в несколько проектов с открытым исходным кодом. Он фокусируется на архитектуре, инфраструктуре и высокопроизводи­ тельных приложениях. Кроме того, он разрабатывает процессы непре­ рывной разработки, тестирования и развертывания крупных проектов. Адриан Муат (@adrianmouat) работает с контейнерами с самых пер­ вых дней появления технологии Docker. Он опубликовал книгу Using Docker (amzn.to/2sVAIZt) в издательстве О’Рейли. В настоящее время он является главным научным сотрудником общеевропейской компании Container Solutions, специализирующейся на консалтинге и разработке продуктов для микрослужб и контейнеров.

С общими комментариями и сообщениями об ошибках, пожалуйста, обращайтесь по адресу [email protected]. Мы сожалеем, что не можем ответить на технические вопросы

Об авторах Эви Немет уволилась с факультета вычислительной техники Уни­вер­ ситета штата Колорадо в 2001 г. Многие годы она исследовала просторы Тихого океана на своей 40-футовой яхте “Wonderland” (“Страна чудес”) до ее трагического исчезновения в 2013 г. Четвертое издание этой кни­ ги  — это последнее издание, в котором она принимала активное уча­ стие, но мы изо всех сил старались сохранить ее текст там, где это было возможно. Гарт Снайдер (@GartSnyder) работал в компаниях NeXT и Sun и по­ лучил степень бакалавра электротехники в колледже Суортмор, штат Пенсильвания, а также степени магистра медицины и делового админи­ стрирования в Университете Рочестера.

Трент Р. Хейн(@trenthein) — большой энтузиаст кибербезопасности и автоматизации. Помимо технологий, он любит езду на велосипеде, гор­ ные лыжи, ловлю рыбу нахлыстом, туристические походы, песни в сти­ ле кантри, собак и оксфордскую запятую1. Трент получил степень бака­ лавра вычислительной техники в Университете штата Колорадо.

Бэн Уэйли — основатель компании WhaleTech, занимающейся независи­ мым консалтингом. Он отмечен призом компании Amazon как один из выдающихся энтузиастов Amazon Web Services (AWS Community Heroes). Он получил степень бакалавра компьютерных наук в университете шта­ та Колорадо в Боулдере.

Дэн Макин (@dan_mackin)  получил ученую степень бакалавра элек­ трической и компьютерной инженерии в университете штата Колорадо в Боулдере. Он применяет систему Linux и другие технологии с откры­ тым исходным кодом не только для выполнения своих профессиональ­ ных обязанностей, но и в качестве хобби  — для автоматизации сбора метеорологических данных. Дэн любит горные лыжи, парусный спорт, внутренний туризм, а также проводить время со своей женой и собакой.

Запятая, которая ставится перед союзом and в конце перечисления. — Примеч. ред.

1 

Памяти Эви В каждой области знаний есть авторитет, который ее определяет и  олицетворяет. В системном администрировании таким человеком является Эви Немет. Это пятое издание книги, в  которой Эви является главным автором. Хотя Эви не смогла физически присоединиться к  нам, ее образ всегда был рядом, кроме того, ей принадлежат многие главы и примеры. Мы прилагали огромные усилия для сохранения необычного стиля Эви, для  которого характерна объективность, техническая глубина и внимание к деталям. Профессиональный математик и криптограф, Эви еще недавно работала профессором информатики в Университете Колорадо в Боулдере. То, как возникло системное администрирование, и какое участие Эви в нем приняла, подробно описано в последней главе этой книги “Краткая история системного администрирования”. На протяжении всей своей карьеры Эви с  нетерпением ждала выхода на  пенсию, чтобы отправиться в  кругосветное плавание. В 2001 г. она наконец осуществила свою мечту — купила парусник Wonderland и отправилась в путешествие. Многие годы Эви приводила нас в  восторг рассказами об  удивительных островах, замечательных людях и  парусных приключениях. Работая над  двумя изданиями этой книги, Эви бросала якорь как можно ближе к берегу, чтобы загружать свои наброски через сети Wi-Fi. Никогда не отказываясь от  рискованных приключений, в  июне 2013 г. Эви стала членом экипажа знаменитого парусника Nina и отправилась в плавание по Тасманскому морю. Вскоре после этого шхуна Nina исчезла в сильном шторме, и с тех пор мы ничего не слышали от Эви. Она жила своей мечтой. Эви научила нас гораздо большему, чем системное администрирование. Даже когда ей исполнилось 70 лет, она оставалась лучшей: лучше всех организовывала сети, настраивала серверы, отлаживала ядра, колола дрова, жарила цыплят, пекла пироги и пила вино. Вместе с Эви все было достижимым. Здесь невозможно кратко сформулировать всю мудрость Эви, но некоторые принципы глубоко внедрились в наши головы. • Будьте консервативными по отношению к тому, что вы отправляете, и либеральными — к тому, что вы получаете.1 • Будьте либеральными к тому, кого вы нанимаете, но своевременно их увольняйте. • Избегайте двусмысленности. • Бакалавры — секретное сверхмощное оружие. • Красных чернил не бывает слишком много. • Вы не поймете, что вы делаете, пока не сделаете. • Время для суши есть всегда. • Не бойтесь попробовать что-то дважды. • Всегда используйте программу sudo. Мы уверены, что некоторые читатели спросят нас, что на самом деле означают некоторые из приведенных выше афоризмов. Мы, по  примеру Эви, оставим это в  качестве упражнения. Вы можете даже услышать, как она говорит: “Попробуйте сами. Посмотрите, как это работает”. Счастливого плавания, Эви. Мы скучаем по тебе. Этот принцип также известен как Закон Постела, названный в  честь Джонатана Постела (Jon Postel), который был редактором серии документов RFC с 1969 г. до своей смерти в  1998 г. 1 

Предисловие Современные технологи — мастера в поиске ответов в Google. Если другой системный администратор уже столкнулся с проблемой (и, возможно, решил ее), вы найдете описание решения в  Интернете. Мы приветствуем и  поощряем этот открытый обмен идеями и решениями. Если в Интернете есть так много информации, зачем нужно новое издание данной книги? Мы считаем, что эта книга способствует профессиональному росту системного администратора. • Мы предлагаем принципы, руководство и контекст для надлежащего применения технологии. Важно рассмотреть любое пространство проблем с разных точек зрения. Необходимо владеть основами смежных дисциплин, таких как безопасность, согласованность, методология DevOps, облачные вычисления и жизненные циклы разработки программного обеспечения. • Мы принимаем практический подход. Наша цель — обобщить коллективную точку зрения на  системное администрирование и  рекомендовать подходы, которые выдержали испытание временем. Эта книга содержит описания многочисленных случаев из практики и множество прагматических советов. • Это книга не о том, как запустить операционную систему UNIX или Linux у себя дома, в гараже или на смартфоне. Вместо этого мы описываем управление производственными средами, такими как предприятия, правительственные учреждения и университеты. В этих средах есть требования, которые выходят далеко за пределы возможностей типичного любителя. • Мы учим вас, как быть профессионалом. Эффективное системное администрирование требует как технических, так и программистских навыков. А также чувства юмора.

Организация книги Книга разделена на четыре большие части: основы администрирования, сеть, хранение и эксплуатация. Раздел “Основы администрирования” содержит широкий обзор операционных систем UNIX и Linux, с точки зрения системного администратора. Главы в этом разделе охватывают большинство фактов и методов, необходимых для запуска автономной сис­ темы. Раздел “Сеть” описывает протоколы, используемые в  системах UNIX, и  методы, применяемые для настройки, расширения и поддержки сетей и серверов, работающих в Интернете. Здесь также рассматривается сетевое программное обеспечение высокого уровня. Среди предлагаемых тем — система доменных имен, электронная почта, единый вход и веб-хостинг. В разделе “Хранение” рассматриваются проблемы хранения и управления данными. В этом разделе также рассматриваются подсистемы, которые допускают совместное использование файлов в сети, такие как сетевая файловая система и  протокол SMB, совместимый с Windows. Раздел “Эксплуатация” посвящен ключевым темам, с  которыми сталкивается системный администратор на  ежедневной основе при управлении производственными

Предисловие

37

средами. Эти темы включают в  себя мониторинг, безопасность, производительность, взаимодействие с разработчиками и политику управления группой системного администрирования.

Авторы Мы рады приветствовать Джеймса Гарнетта, Фабрицио Бранку и  Адриана Муата в  качестве соавторов этого издания. Глубокие знания этих ученых в  разных областях значительно обогатили содержание книги.

Контактная информация Пожалуйста, отправляйте предложения, комментарии и  сообщения об  ошибках на адрес [email protected]. Мы отвечаем на письма, но, пожалуйста, будьте терпеливы; иногда может пройти несколько дней до того, как один из нас сможет ответить. Из-за объема электронной почты, которая приходит на этот адрес, мы сожалеем, что не можем ответить на технические вопросы. Чтобы просмотреть текущий список ошибок и другую актуальную информацию, посетите наш веб-сайт admin.com. Надеемся, вам понравится эта книга, и желаем удачи в увлекательном системном администрировании! Гарт Снайдер Трент Р. Хейн Бен Уэйли Дэн Макин Июль 2017 г.

Введение В 1942 г. Уинстон Черчилль описал одну из первых битв Второй мировой войны: “Это еще не конец, это даже не начало конца, но это, возможно, конец начала”. Я вспомнил эти слова, когда мне было предложено написать предисловие к пятому изданию “UNIX и  Linux: руководство системного администратора”. Исчезновение в  море Эви Немет было большой печалью для сообщества UNIX, но я рад видеть ее наследие в виде этой книги и ее многочисленных достижений в области системного администрирования. В основе Интернета изначально лежала система UNIX. В отличие от сложных коммерческих операционных систем своего времени система UNIX была минималистичной, ориентированной на инструменты, переносимой и широко используемой людьми, которые хотели делиться своей работой с  другими. То, что мы сегодня называем программным обеспечением с  открытым исходным кодом, в  первые годы работы UNIX и Интернета было уже широко распространенным, но не имело названия. Технические и академические сообщества открыто публиковали свои результаты, потому что выгоды, очевидно, перевешивали издержки. Подробные истории UNIX, Linux и  Интернета были подробно описаны в  других книгах. Я касаюсь этих очень тонких тем только для того, чтобы напомнить всем нам, что современный мир во многом обязан открытому исходному программному обеспечению и Интернету, а его первоисточником является UNIX. Поскольку ранние UNIX- и интернет-компании стремились нанимать самых ярких людей и  реализовывать самые инновационные функциональные возможности, переносимость программного обеспечения часто приносилась в  жертву. В конце концов, системные администраторы вынуждены были учить немногое о  многом, потому что никакие две операционные системы в  стиле UNIX (тогда и  сейчас) не были абсолютно одинаковыми. Являясь действующим системным администратором UNIX в середине 1980-х и позже, я должен был знать не только сценарии оболочки и конфигурацию Sendmail, но и драйверы устройств ядра. Также важно было знать, как исправить файловую систему с помощью восьмеричного отладчика. Веселые были времена! Именно в  это время появилось первое и  все последующие издания данной книги. В разное время мы называли авторов “Эви и экипаж” или “Эви и ее дети”. Поскольку я работал над программой Cron и сервером BIND, каждый раз, когда выходило очередное издание этой книги, Эви проводила одну-две недели со мной (с моей семьей и  у меня на работе), чтобы убедиться, что книга содержит все, что нужно, в ней нет ошибок, а о каждой из программ сказано что-то уникальное и полезное. Честно говоря, общение с  Эви было изнурительным, особенно когда ее что-то очень интересовало или приближался контрольный срок, или, как в  моем случае, происходило и  то, и  другое. Тем не менее, как уже было сказано, я ужасно скучаю по Эви и ценю каждое воспоминание и каждую ее фотографию. За десятилетия многое изменилось. Удивительно наблюдать, как эта книга развивается вместе с самой системой UNIX. Из каждого нового издания постепенно исчезают устаревшие и неактуальные технологии, чтобы освободить место темам, которые стали важными для администраторов UNIX, по крайней мере по мнению авторов. Трудно поверить, что мы потратили десятки киловатт энергии на  компьютеры размером с грузовик, чьи возможности теперь затмеваются смартфоном Android. В равной степени трудно поверить, что мы использовали сотни или тысячи серверных и настольных компьютеров с уже устаревшими технологиями, такими как rdist. В те годы из-

39

Введение

дания этой книги помогали таким людям, как я (и Эви), справляться с разнообразными, а  иногда и  особенными компьютерами, которые были реальными, а  не виртуальными, и каждый из которых нужно было поддерживать, а не инсталлировать заново (или, как на платформе Docker, собирать заново) каждый раз, когда что-то требовало исправления или обновления. Мы адаптируемся или сходим со сцены. “Дети Эви”, которые продолжают наследие Эви, адаптировались и вернулись в этом пятом издании, чтобы рассказать вам, что необходимо знать о том, как работают современные компьютеры под управлением систем UNIX и  Linux и  как заставить их работать так, как вы хотите. Потеря Эви знаменует собой конец эры, но также поднимает вопрос о  том, сколько аспектов системного администрирования ушло в  историю вместе с  ней. Я знаю десятки умных и  успешных технологов, которые никогда не будут заделывать кабели в задней части стойки оборудования, не услышат тон модема и не увидят кабель RS-232. Это издание предназначено для тех, чьи системы живут в облаке или в виртуализированных центрах обработки данных; тех,  чья административная работа в  значительной степени принимает форму исходного кода автоматизации и конфигурации; тех, кто тесно сотрудничает с разработчиками, сетевыми инженерами, сотрудниками службы контроля и всеми другими рабочими пчелами, которые населяют современный улей. Вы держите в руках новейшее, лучшее издание книги, чье рождение и эволюция точно отслеживали рождение и  эволюцию UNIX и  интернет-сообщества. Эви очень гордилась бы своими детьми, как из-за этой книги, так и  из-за того, кем они оказались. Я ими горжусь. Пол Викси (Paul Vixie) Ла Хонда, Калифорния Июнь 2017 г.

Благодарности Многие люди внесли свой вклад в этот проект — от технических обзоров и конструктивных предложений до  общей моральной поддержки. Следующие лица заслуживают особой благодарности. Джейсон Каролан (Jason Carolan)

Нед Макклейн (Ned McClain)

Дэйв Рот (Dave Roth)

Рэнди Элсе (Randy Else)

Бет Мак-Элрой (Beth McElroy)

Питер Санкаускас (Peter Sankauskas)

Стив Геде (Steve Gaede)

Пол Нельсон (Paul Nelson)

Дипак Сингх (Deepak Singh)

Асиф Хан (Asif Khan)

Тим О’Рейли (Tim O’Reilly)

Пол Викси (Paul Vixie)

Сэм Лезерс (Sam Leathers)

Мадхури Пери (Madhuri Peri)

Наш редактор в издательстве Pearson, Марк Тауб (Mark Taub), заслуживает огромной благодарности за его мудрость, терпеливую поддержку и покровительственное отношение на протяжении работы на книгой. Можно с уверенностью сказать, что это издание не получилось бы реализовать без него.

40

Введение

Мэри Лу Нор (Mary Lou Nohr) уже более 20 лет является нашим безжалостным редактором рукописей. Когда мы начали работу над этим изданием, Мэри Лу уже ушла на заслуженную пенсию. После многочисленных и продолжительных просьб она согласилась присоединиться к нам на бис. (И Мэри Лу Нор, и Эви Немет изображены на обложке. Вы можете найти их?) У нас была фантастическая команда технических рецензентов. Три преданных друга оценили всю книгу: Джонатан Корбет (Jonathan Corbet), Пэт Парсегян (Pat Parseghian) и Дженнин Таунсенд (Jennine Townsend). Мы высоко ценим их упорство и тактичность. Удивительные картинки и обложка этого издания были задуманы и исполнены Лизой Хейни (Lisa Haney). Ее портфолио находится в режиме онлайн на сайте lisahaney.com. И последнее, но не менее важное: спасибо Ласло Немет (Laszlo Nemeth) за его готовность поддержать продолжение этой серии.

От издательства Вы, читатель этой книги, и  есть главный ее критик и  комментатор. Мы ценим ваше мнение и хотим знать, что было сделано нами правильно, что можно было сделать лучше и что еще вы хотели бы увидеть изданным нами. Нам интересно услышать и любые другие замечания, которые вам хотелось бы высказать в наш адрес. Мы ждем ваших комментариев и  надеемся на  них. Вы можете прислать нам электронное письмо, либо просто посетить наш веб-сайт и  оставить свои замечания там. Одним словом, любым удобным для  вас способом дайте нам знать, нравится или нет вам эта книга, а также выскажите свое мнение о том, как сделать наши книги более интересными для вас. Посылая письмо или сообщение, не забудьте указать название книги и ее авторов, а также ваш обратный адрес. Мы внимательно ознакомимся с вашим мнением и обязательно учтем его при отборе и подготовке к изданию последующих книг. Наши электронные адреса: E-mail: [email protected] WWW: http://www.dialektika.com

ЧА СТЬ

1

О сно вы администриро вания

Глава

1

с чеrо на чать

М ы нап исал и эту к н и гу, чтобы зан ять конкретную н и ш у в обш ирной экосистеме mаn-страниц, блогов, журналов, книг и других справочн ы х материалов, которые должны удовлетворять потребности с исте м н ых адми н истраторов UNIX и Linux. Во-перв ы х , это общее руководство . В н е м расс матриваются осн о в н ы е с исте м ы управле н и я , выделяются разн ые части каждой из н и х и объясняется , как он и работают вместе . Во м ногих случаях, когда вы должны выбирать между различн ы м и реализация ­ м и определен ной кон цепции, мы описываем пре и м ущества и недостатки самых попу­ л ярн ы х возможностей . Во- вторых, это краткий спра вочн и к , в котором собрано то, что необходи мо з нать, чтобы в ыпол н ять т и п и ч н ы е задач и н а м ножестве распростране н ны х с истем U N IX и Linux. Например, команда p s , показывающая состоя н и е вы пол н я е м ы х процессов , п оддержи вает более 80 параметров командной строки в с истемах Linux. Однако всего несколько комбинаций этих параметров удовлетворя ют большинство потребностей с и ­ стем ного адми нистратора; м ы приводим их в разделе 4.3. Наконец, в этой кни ге основное внимание уделяется управлению корпоратив н ы м и серверами и сетя м и , т.е. серьезному профессиональному с исте мному адми н истрирова­ нию. Легко настроить одну систему; сложнее сохранить распределенную облачную плат­ форму, работающую без сбоев, несмотря на опасность распростране н и я вирусов, наруше­ ние связности сетей и целенаправленные атаки. Мы описываем методы и эмпирические правила, помогающие восстанавливать системы после сбоев , и предлагаем решения, ко­ торые масштабируются по росту размеров, сложности и неоднородности вашей импери и . М ы не претендуе м н а пол ную объективность, но считае м , что в ыразили с вои предпо­ чтения достаточно ясно. Одной из и нтересных особен н остей с истемного админ истриро-

Часть 1. Основы администрирования

44

ван и я является то, что разум н ые л юди могут и меть соверш е н но разн ы е представления о наиболее подходящем ре ш е н и и . М ы предлагаем наши субъе ктивн ые м н е н ия как и н ­ формацию к разм ышле н и ю. Решайте сами , до какой степени в ы с н им и согласн ы и на­ с колько они соответствуют вашей среде .

1 . 1 . ОСНОВНЫЕ ОБЯЗАННОСТИ СИСТЕМНОГО АДМИНИСТРАТОРА В при веден н ых н иже разделах описан ы основные задачи , которые должны в ыпол ­ нять адми н истраторы . Эти обязан ности н е всегда возлагаются на одного человека, во м ногих орган изациях работа расп ределяется между нескол ьки м и чле н а м и команды . Одн ако по крайней мере оди н человек должен разбираться во всех ком понентах и обе­ спечивать правил ьное ре ш е н ие каждой задачи .

Уп равление доступом Систем н ый администратор создает учетные записи для новых пользователей, удаляет учетн ые записи н еакти вных пользователей и решает все связанные с учетн ы м и запися ­ ми проблемы, которые могут возникнуть ( например, забытые пароли и потеря н н ые пары кл ючей). Процесс добавления и удаления учетных записей обычно автоматизируется с по­ мощью систе м ы управления конфигурацией или централизованной службы каталогов. W Информация о работе с учетными записями пользователей приведена в главах 8,

1 7 и 23.

Добавлен ие оборудова ния Админ истраторы , работающие с физическим оборудован ием ( в отличие от облач ных систем и систе м , размеще н н ых н а виртуальном сервере ) , должны устанавл и вать и на­ страи вать е го так , чтобы операцион ная с истема могла е го распознать. Функции под­ держки оборудования могут варьироваться от простой задачи добавления сетевой и нтер­ фейсной карты до настройки специализированного внешнего масси ва хранения.

А втоматизация задач Использование инструментов для автоматизации повторяющихся и трудоем ких задач повышает эффективность работы , сн ижает вероятность ошибок и повышает вашу спо­ собность быстро реагировать н а изменяющиеся требования. Адми нистраторы стремят­ ся сократить кол ич ество ручного труда, необходимого для бесперебойной работы с истем. Знакомство с языками сценариев и и нструментами автоматизации - важная часть работы. W Информаци ю о сценариях и автоматизаци и см. в главе 7.

Уп равление резервн ыми коп иями Резервное копирование дан н ы х и их восстановл е н ие п р и необходимости я вл я ются важн ы м и ад м и нистративными задачам и . Хотя резерв ное копирование - долгое и скуч ­ ное занятие , ч астота бедствий в реальном м ире просто сл ишком вели ка , чтобы можно было и гнорировать эту работу. W Советы по резервному копированию см. в разделе 20. 1 3 . Существуют операцион н ы е систе м ы и отдел ьные пакеты программ ного обеспече­ н и я , которые заре коме ндовали себя как хорошие и нструменты и методы для облегчения

Глава 1 . с чего начать

45

резервного ко п ирован и я . Резервные ко п ии должны вы п ол н я ться по регул я рному рас ­ п исани ю , а и х восстановление должно п ериодически проверяться , чтобы гарантировать п равил ьную работу.

Уста новка и обновление п рограммного обеспечен ия Про грам м ное обе с п е ч е н и е необходи м о выбират ь , и нст ал л и ровать и на с траивать , п ричем , как п равило , в разн ых о п ерацион ных си стемах . По мере обновления за платок и обновлений безо п асности их необходимо тестироват ь , ан ал изировать и внедрять в ло­ к ал ьную с реду, не ставя п од у грозу стаб ил ьност ь п роизводстве н н ых систе м .

W Информацию об управлении п рограммным обеспечением см. в главе б . Термин поставка программного обеспе чения относ ится к п роцес с у в ы п уска обновл е н ­ н ых верс и й , гла в н ы м образом , собстве н ного програм м ного обе с п ечения . Непрерывн ая поставка п ереносит этот п роцесс на следующий уровен ь , п редус матривая авто м атиче­ с кую регуля рную п оставку п рограм м ного обесп ечения п ол ьзователям п о м ере е го разра­ ботки . Ад м и н истраторы п о м огают внедрять надежн ые п роце с сы п оставки , отвечающие требован и я м п ред п риятия .

W Информацию о развертыва н и и и непрерывной поставке программ ного обеспечения см. в главе 2 6 .

Мониторинг Работа н ад решением п роблемы обычно требует мен ьш е времени , ч е м докуме нтиро­ вание и со здание отчетов , и п ол ь зовател и , работающие в организации , зачас тую сл едуют по п ути наи м е н ьшего соп ротивлени я . В н е ш н ие п ол ьзовател и чаще открыто п убл и куют свои ж ал обы , чем п росят о п о м ощи . Адм и н истраторы могут п редотврати т ь жалобы , об­ нар уж и вая и ус траняя п робл е м ы до их откр ытого п роявл е н и я . К задача м м они тори н га относ ится обес п ечение того , чтобы веб - службы быстро и корре ктно реагиров ал и на со­ бытия , собирал и и ан ал изировал и файл ы журналов и отслежи вал и доступ ность рес урсов сервера , таких как дисковое п ространство. Все это откр ы вает отл и ч н ы е возможности для автомат и зации , а множество с истем м он иторинга (как ком мерчес ких , так и с откры­ ты м исходн ы м кодом ) могут п о м о ч ь си стем н ы м адм и нистраторам ре ш ить эти задачи .

W Информацию о мониторинге см . в главе

28 .

Исправление п роблем Сбои се т евых систем ы п роисходят неожидан но , а иногда п р иводят к тяжел ы м п о­ следстви я м . В об я занности адм инистратора входят фу нкции механика , который диагн о ­ стирует п робл е м ы и п р и необходи м ости прибегает к п омощи экспертов. П оиск и сточ ­ н и ка п робл е м ы часто сложнее , чем ее решение .

W Информацию о сетевых проблемах см. в разделе

1 3. 1 2.

Ведение локал ьной документации Адм и н и страторы выбирают п оста в щ и ков , п и ш у т с ценар и и , развора ч и вают п ро­ грамм ное обес п ечение и п рини м ают м н ожество др у ги х решений , которые могут б ы ть не с разу очевидн ы м и ил и инту итивно п онятн ы м и други м . П ол ная и точная доку м ентация я вл я ется благом дл я членов ком анды , которы е в п рот и вном случае в ы н ужд е н ы б ы л и

Часть 1. Основы администрирования

46

бы ноча м и вы пол нять обратное проектирование систе м ы , чтобы ус тран ить пробл е му. Подробная схема се т и полезнее , че м м ногословн ы й те кст в описа н ии проекта.

m Информацию о локальной документации см. в разделе 3 1

.

3.

Бдител ьный мон иторинг безопасности Ад м и н истраторы - п ервая л и н и я защиты сетевых с и стем . Адм и н истратор должен вы пол н ять правил а безопас ности и вырабаты вать процедуры для предотвращен и я на ­ рушений . В зави си мости от контекста эти функции м огут в кл ючать как нескол ько п ро ­ стых проверок несанкционированного доступа , так и слож ную сеть ловушек и программ аудита. Систем ные ад м ин истраторы осторожн ы по с вое й природе и часто я вляются спе ­ циал истам и по безопасности в техничес ких организациях.

m И нформацию о системах безопасности см. в главе

27.

Настройка п роизводител ьности UN IX и Liпux это оп ерацио н н ы е с исте м ы обще го назнач е н и я , которые хорош о подходят практически для л юбой м ысли м ой вычисл ител ьн ой задач и . Адм и н истраторы м огут адаптировать с исте м ы для достижени я о п тимал ьной п роизводительн ости в соот­ ветствии с потребностя м и пользователей , доступ ной ин фраструктурой и услугам и , п ре ­ доставляе м ы м и систе м а м и . Есл и сервер работает плохо , задача адм и н истратора - п ро ­ а н ал изировать е го работу и определить области , которые нуждаются в улуч ш е н и и . -

W Информацию о вопросах п роизводительности с м . в главе

29 .

Разработка п ра вил П о нор м ативно- правовым прич и нам в бол ьш и нстве орган изаци й необходимо уста­ новить правила , регул ирую щ и е допус т и м ое и с пол ьзова н и е ком п ьюте р н ы х с и сте м , управл е н и е дан н ы м и и и х хранение , кон фиде нциальнос ть и бе зопас нос ть се те й и с и ­ сте м , а также други е вопрос ы , п редставля ющие и нтерес . Систе м н ы е ад м и н истраторы часто помогают орган изация м вырабаты вать разумные правила, которые отвечают букве и духу закона и одновременно способствуют успеху и п роизводительнос ти.

m Информацию о разработке локальных п равил см. в разделе

1 .8.

Работа с поста вщиками Для п редос тавле н и я разнообразных вспомогател ьн ы х услуг и продуктов , с вязан ных с их в ы ч исл ите л ьн о й и н фра с труктурой , бол ьш инство орган изаци й п рибе гае т к п о ­ стор о н н ей п о м ощи . Эту помощь мо гут оказы вать разработч и к и п рограм м н о го обе ­ с пе ч е н и я , поставщи ки облачной и н ф раст руктур ы , продавцы п рогра м м н ых п р одукто в ка к услуг (service-as-a-service - Saa S ) , сотрудн и к и службы поддержки , кон с ультанты , п одр ядчики , эксперты по безопас ности и пос тавщики платформ ил и ин фраструктур . Адм и н и с траторам м ож н о поруч ить выбирать поста в щ и ков , пом огать в пере говорах по контрактам и внедрять реш е ния по сл е заверш е н ия работы над документа ми .

Тушение п ож а ров Хотя помощ ь другим л юдя м с и х разнообразн ым и пробл е мам и редко вкл ючается в опи с ание фун кционал ьн ы х обязанносте й систе м н ого ад м и н истратора, эти задачи за­ ни мают значительную часть бол ьши нства рабочих дней ад м и н истраторов. На систем н ых

Глава 1 . С чего начать

47

администраторов обруш и вается град жалоб , начиная с " О н еще вчера работал , а сегодня нет ! Ч то вы изменил и ? " и заканчивая " Я пролил кофе на клав и атур у! Мо жн о л и вылить на нее воду, чтобы смыть кофе? " В бол ьшинстве случаев ваш и ответы на эти вопросы гораздо больше вл и я ю т на то , наскол ько цен н ы м адми н истраторо м вас будут сч итат ь, чем л юбые техн ические н а вы ки , которы м и вы могл и бы обладать . Вы можете л ибо вы ть от нес п раведливости , л ибо радо­ ватьс я тому, ч то за одну хорошо вы п ол н ен ную п рос ьбу о п о м ощи ва м будет н ач исле но бол ьше баллов , чем за п ять часов ночной работы . Выбор за ва м и !

1 .2 . П РЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ опыт В этой книге м ы предп олагаем , что у вас есть о пределе н н ы й о п ы т рабо т ы с с и с те ­ мам и Linux ил и U N IX. В частности , у вас должно бы ть общее предста влен и е о том , как система выгл ядит и вос п рин имается с точки зрен ия пользовател я , п оскольку мы н е рас ­ сматри вае м этот м атериал . Повысить уровень вашей квалификации п омогу т н ес кол ько хоро ш их книг ; с м . раздел " Рекомендуемое чтение " в к он ц е глав ы . М ы любим хорошо п родуманные графические и нтерфей с ы . К сожал е н и ю , инс тру­ менты графического п ол ьзовательского и нтерфейса для сист ем н ого ад м и н и с трир о в а н ия в системах U N IX и Linux остаются рудиментар н ы м и по сравнению с богатст вом базово­ го п рограммного обес п ечения . В реал ьном м и ре адм и н истраторам должно бы ть удобно испол ьзоват ь командную строку. Для редактирования текста м ы настоятел ьно ре ком е ндуе м и зучить ред а ктор vi ( те ­ п ерь он ч аще все г о рассматри вается в рас ш и ре н но й форм е , vim ) , которы й я вляется стандарт н ы м для всех систем . О н простой , м ощ н ый и эффе ктив н ы й . Ос воен и е редак­ тора vim - это , пожалуй , луч ш и й способ повыш е н и я п роизводител ьности , досту п н ы й для адми н истраторов. Исп ользуйте команду vimtutor для отличн ого инт ерактивного введен ия в эту тему. Существует альтернатива - редактор nano с графически м п ользовател ьск и м и нтер­ фе йсом , п редставл я ю щ ий собо й п росто й и компакт н ы й " р еда ктор для начинающих" с экранн ы м и подсказкам и . Не испол ь зуйте е го откр ы то ; п рофессио н альны м админ и­ страторам зачастую очень не н равится , когда их коллеги используют этот редактор . Хотя адм и н истраторы о б ы ч н о н е сч итаются разработч и ка м и п рограм м ного о бе ­ с п е ч е н и я , отрасл е в ы е те нде н ц и и разм ы вают гра н и ц ы м ежду эт и м и ф у н кц и я м и . Эффекти в н ы е адми н и страторы , как правило, знают м н ого я з ы ко в п рограм мирования и н е прочь освоить новый язык, если возн икнет такая необходимость.

W Введение в сценарии см . в главе 7. Для создан ия новых сценариев мы рекомендуем язы ки Bash (или bash, или sh), Ruby Python. Bash - это командн ая оболочка , принятая по умолчан и ю для больши нства си­

или

стем U N IX и Linux. Bash п римитивен как язык програм мирования , н о являе тс я хорошим средством интеграции инструментов системного администратора. Python - это ум н ый язык с хорошо понятным синтаксисом , широким сообществом разработчико в и библ иотеками , которые облегчают решение многих задач . Разработчи ки , использу ющи е язык Ruby, оп исы­ вают его как " п риятный " и " красивы й " . Языки Ruby и Python во мн огом п охожи , и мы об­ наружили , что они обладают одинаковыми фун кционал ьными возможностя м и д11 я уп равле­ н и я системами . Выбор между ними в ос новн ом за висит от личных предп очте ний. М ы также пред п олагаем , что в ы умеете работать с и н струм е нтом expect, которы й п редставляет собо й н е я з ы к п ро граммирован ия , а и нт ерфейс для за п уска и нтерактивных

Часть 1. Основы администрирования

48

програ м м . Это эффективная технология интеграции, которая может замен ить н екото­ рые сложные сценар и и и проста в ос вое н и и . Самые важн ые факты , которые необходимо знать о сценариях дп я работы с языками Bash, Python и Ruby, обобщаются в главе 7. В н е й также рассматриваются регулярные в ыраже н и я ( шаблоны соответствия текста) и некоторые идиом ы оболоч ки , полезные дпя систе м н ых админ истраторов.

1 .3 . ДистРИ&Утивы L1нux В дистрибутив Linux входит ядро операционной с истемы и пакеты, содержащие все команды, которые можно вы пол нять в с истеме. Все дистрибутивы имеют одну и ту же линейку ядер, но формат, тип и количество пакетов немного отличаются. Дистрибутивы также различаются по направленности, уровню поддержки и популярности. По-прежнему существуют сотни независи м ых дистрибутивов Linux, но м ы считае м , что в ближайшие годы в производствен н ых средах будут преобладать дистрибутивы Deblan и Red Hat . П о бол ьшому счету, различия м ежду дистрибутивам и Linux н е я вля ются очен ь уж больш и м и . Довольно странно, что существует так м ного разн ых дистрибутивов, каждый из которых утверждает, что он отличается "легкой инсталляцией" и " крупной библ и ­ отекой п рограммного обеспечения " . Трудно избежать вывода о том , что л юдям просто нравится создавать новые дистрибутивы Linux. Большинство основных дистрибутивов имеют относительно безболезненную процедуру инсталл я ции, среду рабочего стола и некоторую форму управления пакетами. Вы можете легко их испытать, запустив экземпляр на облаке или на локальной виртуальной машине. П о бол ьшей части незащищенность операционных систем общего назначения я вля ­ ется следствие м и х сложности. Практически все ведущие дистрибутивы забиты м ноже­ ством неиспользуем ых пакетов програм много обеспечения; в резул ьтате часто возн ика­ ют уязвимости в области безопасности и сложности в управл е н и и . В ответ поя вилось относительно новое поколен ие м и н ималистских дистрибутивов. Л идером среди н их яв­ ляется с истема CoreOS, которая предпочитает запус кать все программное обеспечение в контейнерах . Alpine Linux - это легкий дистрибутив, которы й используется в качестве основы дЛ Я м ногих публ ич н ых образов Docker. Учитывая эту редукционистскую тенде н­ цию, мы ожидаем , что в бл ижайшие годы доля дистрибути вов Linux будет сокращаться . Выбрав дистрибутив, вы делаете и нвестиции в какой-то кон кретный способ работы . Вместо того чтобы учитывать только функции инсталлированного программ ного обе­ с печен и я , разумно посмотреть, как ваша организация и кон кретн ы й поставщик будут работать друг с другом. Переч исл им некоторые важные вопросы. •

Будет л и существовать этот дистрибутив через пять лет?

•

Будет ли дистрибутив распространяться поверх последних исправлений уязвимости?

•

И меет ли этот дистрибутив активное сообщество и достаточную документацию?

•

Есл и у меня возникнут п роблемы , будет ли продаве ц говорить со м ной и сколько это будет стоить?

Н екоторые из самы х популярных распространенных дистрибутивов перечисл е н ы в табл. l . l . Наибол ее жизнеспособные дистрибутивы не обязательно являются корпоративн ы ­ м и . Например, м ы ожидаем , что дистрибутив Deblan Linux (ладно-ладно, Deblan G N U/ Linux!) останется жизнеспособным в течение дп ительного времени, несмотря на то, что Deblan не я вляется ком панией, ничего не продает и не предпагает поддержки на уров-

Глава 1 . с чего начать

49

н е предп риятия . П роект Deblan извле кает вы году из существован ия п реданной гру п п ы уч астн и ков и огром ной популярности дистрибути ва Ubuntu, основа н но го на нем . Таблица 1 . 1 . Самые распространенные общедоступ ные дистрибутивы Unux Дистрибутив

В еб-сайт

Комментарии

Arch CeпtOS CoreOS DеЬiап Fedora Kali Liпux Miпt

a r chl i nux . o r g

Для тех, кто не боится командной строки Бесплатный аналог R e d Hat Eпterprise Все в контейнерах Бесплатный, как и большинство дистрибутивов GNUish Испытательный стенд для R e d H a t Liпux Для специалистов по поиску уязвимых мест Ubuпtu для настольных компьютеров Бесплатный аналог SUSE Liпux Eпterprise Liпux для марш рутизаторов и встроенных устройств Версия RH EL, поддерживаемая Oracle 20МиБ, все в контейнерах Надежный, медленно меняющийся, коммерческий Древний, долгоживущий дистрибутив Очень популярный в Европе, мно г оязычный Улучшенная версия Deblaп

centos . org c o r e o s . с от debian . org fedoraproj ect . org kali . org l i nuxтi n t . сот ope n s u s e . o r g

openSUSE openWRT

openwrt . o r g

Oracle Liпux RaпcherOS Red Hat Eпterprise Slackware SUSE Liпux Enterprise Ubuпtu

o r a c l e . с от r a n che r . с от r e d h a t . с от s l a c kw a r e . сот s u s e . с от ubuntu . с от

Пол н ый с п исок дистрибути вов , вкл ючая м ножество неан глоязыч н ых , можно най ти н а сайтах l w n . ne t / D i s t r i but i o n s или d i s t rowa t c h . c om.

W Дополнительную информацию о платформе

Docker и контейнерах см. в главе 25 .

1 .4. П РИМЕРЫ СИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ

В

ЭТОЙ КНИГЕ

В кач естве основных примеров дл я этой кн и г и м ы выбр ал и три п о п ул я р н ы х дис ­ т рибут и ва Linux и оди н вариа нт U N IX: Deblan G N U / Linux, Ubuntu Linux , Red H at Enterprise Linux (и его клон CentOS) и Fre e B S D . Эти систе м ы я вляются ре презе н тати в ­ н ы м и дл я об щ е го рын ка с учетом знач и тел ь н ой ч асти и н стал л я ц ий , испол ь зуе м ы х се ­ годн я на круп н ых объектах. И нформация в этой кн и ге обы ч н о относ ится ко всем рассматри ваем ы м с истемам , если не указано иное. Де тал и , характер н ые для отдел ь ной систе м ы , отм ече н ы логотипом .

Deblan G N U/Linux 9 . 0 " St retch " Ubuntu00 1 7 . 04 " Zesty Zapus"

RHEL

Red H at® Enterprise Linux00 7 . 1 и CentOS00 7 . 1 Fre e B S D® 1 1 .0

Бол ь ш и н ство этих торговых марок п р и надл ежат п роизводи телям , в ы пускающи м со­ от ветствующее п рограммное обес п ече н и е , и испол ьзуются с л юбезного разр е ш е н и я и х владел ьцев . Те м н е менее поставщики н е рецензиров ал и и н е ут верждал и содержание ЭТОЙ К Н И Г И .

Часть 1. Основы администрирования

50

Мы н еодн ократно п ытал ись, н о не с могл и получить разреше ние от Red H at на ис­ пол ьзован ие их логотипа с красной шля пой , поэтому был и вынужден ы испол ьзовать а кро н и м RH EL. Более подробная информация о каждой из илл юстративных систем приводится в н и ­ жеследующих разделах.

При меры дистрибутивов Li nux И нформаци я , характерная для Linux, а н е для какого-либо кон кретного дистрибутива, отмечена логотипом с пингвином Туке , показа н н ы м сле ва. Deblan ( п роизносится как "деб-я н " в ч есть покойн о го ос нователя Я н а Мердока ( lan Merdock) и его жен ы Дебры (Debra)) я вляется одн им и з сам ых старых и наиболее популярных дистрибутивов. Это некоммерческий прое кт с более чем тысячами участн и ков по всему м иру. П роект Deblan поддержи­ вает идеологическую приверже н н ость развити ю сообщества и открытому доступу, поэтому для него никогда не возникает вопросов о том , какие части дистрибутива я вляются свободны м и или распространяе м ы м и . Существуют три выпус ка дистрибутива Deblan, которые поддержи ваются одновре ­ м е н но: стабил ьн ы й , н ацел е н н ы й на промы шл е н н ы е серверы ; нестабил ь н ы й , содержа­ щий пакеты , которые могут и меть ошибки и уязвимости с точ ки зрения безопасност и ; и тестовый, которы й находится где-то посреди не. Дистрибутив Ubuntu основан на проекте Deblan и поддержи вает его привер­ жен ность бесплатному програм мному обеспече н и ю с открытым исход н ы м кодо м . З а с истемой Ubuntu стоит бизнес - ком пания Canonical Ltd. , ос но­ ван ная предпринимателем М арком Ш аттлвортом ( Mark Shuttleworth). Ком пания Canonical предлагает множество выпус ков Ubunt u , предназна­ ч енн ых для облаков, настольных ком пьютеров и серверов без программного обеспече н и я . Существуют даже выпус к и , предназначен н ые дл я телефонов и планшетов. Номера верс и й Ubuntu означают год и меся ц, например вер­ сия 1 6. 1 О появилась в октябре 2016 года. Каждая версия также имеет аллите­ рацион ное кодовое и м я , такое как Vivid Vervet или Wily �rewolf. Ежегодно выпус каются две верс и и Ubuntu: в апреле и октябре . Апрел ьс кие выпуски в четн ые годы представляют собой долгосрочн ые верси и поддержки (long-term support LTS ) , которые обещают пять лет обновлений технического обслуживан ия. Это выпуски , рекомендова н н ые для испол ьзования в производстве.

RHEL

Система Red H at была дом и н ирующей силой в м ире Linux более двух десяти­ лети й , и ее дистрибутивы ш ироко испол ьзуются в Северной Америке и за ее пределам и . По количеству и нсталляций Red H at , l nc . я вляется самой усп е ш ­ н о й в м ире компанией с открытым исходн ым кодом .

С истема R e d H at Enterp rise Linux , часто сокращаемая д о R H E L, ориентирова н а на производствен н ые среды крупных предприяти й , которые требуют поддержки и кон ­ салтинговых услуг дл я бесперебойной работы своих систем . Как н и парадоксально, с и ­ стема R H E L является открытым исходн ы м кодом , но требует лицензии. Если вы не хо ­ тите платить за лицензи ю , вы не и меете права инсталлировать Red H at . Ком пания Red Hat также с понсирует с истему Fedora, коллекти вно разработа н н ы й дистрибутив , служащий и нкубатором для ультрасоврем е нного программного обеспече­ ния, которое н е считается достаточно стабильн ым для R H EL. Fedora испол ьзуется в ка-

Глава 1 . С чего начать

51

честве исходного тестового стенда для программного обеспечен ия и конфигураци й , ко­ торые позже находят свой путь к R H EL. Дистрибутив CeпtOS практически идентичен Red H at Enterprise Linux, но он бесплатный. CentOS Project ( c e n t o s . o rg ) принадлежит Red H at и выпол няет­ ся ее ведущи м и разработчи кам и . Однако они работают отдельно от команды Red H at Enterprise Linux. На дистрибутив CentOS не распространяется торго­ вая марка Red H at и в н е м нет нескол ьких патентованных инструментов, но в других отношен иях они эквивалентн ы . Cent O S отл и ч н ы й выбор для организаций , которые хотят развернуть производ­ стве н н ы й дистрибутив, не выплачивая десяти ну Red H at . Возможен и гибридны й под­ ход: основные серверы могут зап ус кать Red H at Enterprise Linux и пользоваться пре­ восходной поддержкой Red H at , в то время как дл я непроизводстве н н ы х систем может испол ьзоваться с истема CentOS. Это решение уч итывает все важн ы е аспекты с точ ки зрения риска и поддержки, а также минимизирует стоимость и сложность управления. Систем а Cent O S стрем ится к пол ной двоич ной совместимости и совместимости по спе цификац и я м и отклонениям с системой Red H at Enterprise Linux. В место того чтобы постоян но повторять " Red Hat и CentOS " , в этой книге мы обычно упоминаем только одн у из них. Текст зачастую в равной степени относится и к Red H at , и к CentOS, есл и не указано обратное . Другие популярные дистрибутивы также я вляются потом кам и Red Hat . Ком пания O racle продает переименован ную и видоизменен ную верс и ю Cent O S клиентам с воего програм м ного обеспечения для обслуживан ия корпоративных баз дан н ых. Дистрибутив Amazon Linux, доступный для пользователей служб Amazon Web Servises, первоначально был создан на основе систе м ы CentOS и по- прежнему разделяет м ногие ее соглашения. Бол ьш инство адм и н истраторов в какой-то момент своей карьеры обязательно стол­ кнутся с с истемой, подобной Red Hat , и знакомство с ее н юансам и полезно , даже если эта система не установлена в вашей организации. -

Пример дистрибут ива U N IX Популярность U N IX в течение н екоторого времен и постепенно ослабевает, и бол ь­ ши нство устаревших дистрибутиво в U N IX (например, Solaris, H P- UX и AIX) больше не испол ьзуются . Открытый исходн ы й код систе м ы B S D я вляется искл ючением из этой тенденции и продолжает оставаться п редметом культового поклонения, особенно среди экспертов по операцион н ы м системам, приверже н це в открытого програм м ного обеспе­ ч е н ия и систе м н ых адми нистраторов, нацел е н н ых на безопасность. Другим и слова м и , некоторые из ведущих операционных систем в м ире полагаются на различные дистрибу­ тивы B S D . Например, с истема MacOS компан ии Apple использует наследие B S D . Дистрибутив Free B S D , впервые вы пуще н н ы й в кон це 1 99 3 г. , я вляется наи­ более широко испол ьзуе м ы м производн ы м инструментом BSD. В соответ­ стви и со статисти кой ис пол ьзования он зан имает 70% дол и р ы н ка верси й B S D . Среди е го пол ьзователе й встречаются крупн ы е интернет- ком пан и и , такие как WhatsApp, Google и Netflix. В отличие от Linux, Free B S D - это полная операцион ная с истема, а не только ядро. Как программное обеспе­ чение ядра, так и пользовател ьское программное обеспечение лице нзируют­ ся в соответствии с разреш ител ьной л ицензией B S D , что с пособствует раз­ витию и расш ире н и ю бизнес-сообщества.

Часть 1. основы администрирования

52

1 .5. ОБОЗНАЧЕНИЯ И ТИПОГРАФСКИЕ СОГЛАШЕНИЯ И мена файлов, команды и аргументы команд, которые следует набирать на клавиа­ туре без измен е н и й , дан ы полужирным шрифтом. Аргументы , вместо которых следует подставлять кон кретн ые значения, дан ы курсивом. Например, в команде ер фа йл к а та лог

предполагается, что аргумент ф а йл следует заме н ить именем реального файла, а аргу­ мент ка талог именем реал ьного каталога. Фрагме нты сценариев и файлов конфигурации дан ы монош и р и н н ы м ш рифто м . Ком ме нтари и к и нтерактивным сеансам и ногда сопровождаются символом коммента­ рия языка bash и выделяются курсивом , напри мер: -

$ grep ВоЬ /puЬ/phone l i s t

# На й ти номер теле фона Бо ба

555-2834 5 5 5 -2 3 1 1

ВоЬ Knowl e s ВоЬ Smi t h

С и м вол $ обозначает приглашение оболочки ввести дан н ы е , адресован ное обы ч ­ ному, непри вилегированному пол ьзователю. П р и глаш е н и е дл я привилегирова н ного пользователя начинается символом # . Если команда я вляется специфичной для дистри­ бутива ил и семейства дистрибутивов, символ приглашения сопровождается название м дистрибутива. Например: $ sudo su - root # Ста ть привилегиро в а нным поль зова телем # passwd # Изменить пар оль суперполь з о в а теля roo t d e Ь i a n # dpkg - l # Выв е с ти инсталлир ов а нные # па к е ты в

Deb i a n

и

Ub un t u

Это соглашение принято в стандартных оболоч ках U N IX и Linux. За исключением специал ьных случае в мы старал ись избегать испол ьзова н ия особых шрифтов и форматов, чтобы не отвлекать читателей. Например, м ы часто говорим о таких сущностях, как группа daemon , никак не выделяя их с помощью отдел ьного формата. П р и описани и синтаксиса команд м ы , как правило, испол ьзуем те же обознач е н и я , что и в интерактивном руководстве: • текст, заключ е н н ы й в квадратн ые с кобки ( " [ " и ] " ) , я вляется необязательн ы м ; "

• •

текст, после которого стоит м ноготочие (" . . . " ) , можно повторять; фигурные скобки ( { " и " ) ") указывают на то, что необходи мо выбрать оди н из элементов, разделен н ых вертикальной чертой ( 1 ) . "

"

"

Например, спецификации bork [ -х ]

( on l off } имя_ фа йла

соответствует л юбая из следующих команд: bork on / e tc /pas swd bork -х off /etc /pas swd /etc/ smartd . conf bork off /us r / l iЬ / tmac

В выражен иях с шаблонами поиска используются следующие метаси м вол ы : • •

звездочка ( * ) обозначает нуль или более символов; знак вопроса ( ? ) обозначает оди н символ ;

•

тильда ( - ) обозначает н ачальный каталог текущего пользователя ;

•

выражение

-пользов а тель

обозначает начальны й каталог указан ного пользователя .

Глава 1 . с чего начать

53

Например, и ногда м ы обозначаем каталоги , где хранятся сценар ии зап ус ка (eto/ rc* . d, eto/rc* . d и т.д . ) , сокращен н ы м шаблоном etc/rc* . d.

1 .6. Единицы ИЗМЕРЕНИЯ М етрические приставки кило- , м е га- и гига- определя ются показателя м и сте п е н и ч исла 1 0 (например, оди н мегагерц составляет м илл ион герц). Однако дл я ком пьютер­ н ых типов дан н ых испол ьзуются степени числа 2 . Например, один " мегабайт" памяти составляет 220 , ил и 1 048 576 байт. Ассоциация твердотел ьных техн ологий ( Solid State Technology Association) Объедин е н ного инженерного совета по эле ктро н н ы м устрой ­ ствам (Joint Electronic Device Engineering Council - J ED EC) даже превратила эти еди н и ­ ц ы измерения в официальны й стандарт Standard 1 00 8 . 0 1 , которы й признает их степеня­ м и двойки (не без н екоторых натяжек). П ытаясь внести ясность, М еждународная электротехническая ком иссия ( lnternational Elect rotechnical Commission - 1 ЕС) определила ряд ч исловых приставок , основа н н ы х именно н а степенях ч исла 2 : киби- (kibl - ) , меби- ( mebl - ) , гиби- (gibl ) и так далее с аб­ бревиатурам и Ки Б ( Ki ) , М и Б ( Mi ) и Ги Б (Gi) соответствен но. Эти еди н и ц ы измерения искл ючают двус мыслен ность, но их еще тол ько начинают испол ьзовать. П оэтому при ­ выч н ы й набор кило-, м е га- и гига-префиксов все еще в ходу в обоих см ыслах: десятич ­ ном И ДВОИЧНОМ . О предел ить кон кретное значение можно по конте ксту. Объе м оперативной пам я ­ ти всегда измеряется в степенях двойки, а пропус кная способность сети - в степенях ч исла 1 0. Размер дисков их производител и об ычно указы вают в десятичных един и цах, а размер секторов и страниц - в двоичн ых. В этой книге мы используем еди н ицы измере н и я МЭК ( I EC) дл я степеней двойки и м етрические - дл я сте п е н е й числа 1 0 . М етри ческие еди н и ц ы измере н ия м ы при­ меняем также для приблизительных значен и й и в тех случаях, когда точ ное основание сте пе ни неясно, н е зафи ксировано в документах ил и его невозможно определить. В ко­ мандах файлов конфигурации o u t p u t и i n мы оставляем исходн ые значен ия и указа­ тел и еди н и ц измере н и й . Для обозначения бита служит буква Ь, а для байта - буква В. Н е которые примеры и нтерпретации еди н и ц измерения приведе н ы в табл . 1 . 2 . -

Таблица 1 . 2 . П римеры интерпретации единиц измерения П ример

Описание возмо•иого варианта

1

Размер файла, равный 1 ООО байт

Кбайт ( kB )

4 КиБ ( КiВ)

Общий размер страниц твердотельного диска (SSD) 4 0 96 байт

8 Кбайт (КВ)

Размер памяти - не и спользуется в этой книге (см. описание ниже)

1 00

1 00 1 1

Мбайт (МВ) Номинально составляет 1 08 байт (неоднозначность, понимается по контексту)

М байт (МВ) Номинально составляет 1 08 байт, в зависимости от контекста, возможно, 99 999 744 байl"

ГиБ (GiB) Гбит/с (Gb/s)

б Тбайт (ТВ)

1 073 7 41

824 байт памяти

Скорость передачи информации в сети , равная 1 000 000 000 би т в секунду

Объем жесткого диска, равный 6 ООО ООО ООО ООО байт

• Число 1 08 округлено в меньшую сторону до ближайшего целого, кратного размеру 5 1 2-байтового сектора диска.

Буква К в аббревиатуре , как в случае "8 Кбайт ( КВ ) " , не я вляется частью стандар­ та. Это ком пьютерная адаптация метрической аббревиатуры k (обозначение приставки

Часть 1. Основы администрирования

54

кило-), которая означает 1 024 в отличие от 1 ООО. П ос кольку в аббревиатурах для м ногих м етрических приставок уже испол ьзуется прописная буква , стала возникать пута н и ца при новом и исходном использовании буквы К в качестве множителя 1 ООО. В большинстве стран эта проблема не считается важной, например в США метриче­ ские префиксы часто испол ьзуются неоднознач но. В дистрибутиве Ubuntu была п ред­ при нята попытка реал и зовать последовательную политику испол ьзован ия един и ц из­ мере н и й , но ш ирокой поддержк и , даже в самой компа н и и Canonical , она, похоже , н е получ ила (подробнее с м . w i k i . ubuntu . com / U n i t s Po l i c y).

1 .7. МАN-СТРАНИЦЫ И ДРУГАЯ ОНЛАЙН-ДОКУМЕНТАЦИЯ Традиционную онлайн-документацию образуют страницы с правочного руководства, обычно называемые тап-страницами, потому что они считываются с помощью команды man. ( Конеч но, в наши дни вся документация в той или иной форме находится в режиме онл ай н . ) Справочн ы е стран ицы поставляются вместе с новым и пакетами программного обеспечения. Даже в эпоху Google мы продолжаем рассматри вать с правочные страницы как а вторитет н ы й ресурс , потому что они доступны из командной строки и , как пра­ вило, содержат п олную и нформацию о параметрах п рогра м м ы , а также демонстр ируют полезные примеры и связанные с н и м и команды. Справоч н ы е страницы - это краткое описан ие отдел ьн ых команд, драйверов, фор­ матов файлов ил и библ иотеч н ы х процедур. О н и не затрагивают более общие тем ы , та­ кие как " Как установить н овое устройство? " или " Почему эта с истем а так м едл е н н о работает? "

Орга н иза ция mаn- стра ниц Систе м ы Free BS D и Linux разделя ют m а n -стра н и ц ы н а разделы . И х базовая схема показана в табл . 1 . 3 . Другие варианты U N IX иногда определ я ют раздел ы нескол ько иначе. Точ ная структура разделов н е важна для бол ьш инства тем , потому что человек на­ ходит соответствующую страницу там , где она хран ится . Просто учитывайте определе­ ния разделов, если тем а с тем же именем поя вляется в нескольких разделах. Например, pas swd это и команда , и конфигурацион н ы й файл , поэтому существуют соответству­ ющие записи как в разделе 1 , так и в разделе 5 . -

Таблица 1 .3 . Разделы шаn-страниц Раздел 1

Содержание

2

Пользовательские команды и приложе н ия Системные вызовы и коды ошибок ядра

3

Библиотечные вызовы

4

Драйверы устройств и сетевые протоколы

5

Стандартные форматы файлов

6

Игры и демонстрации

7

Различные файлы и документы

8

Команды администрирования систе мы

9

Спецификации ядра и интерфейсы

Глава 1 . с чего начать

55

Команда man: чтение стра ниц интера кти вного руководства Команда ma n з а г ол о в о к форматирует кон кретную стра н и цу и нтерактивного ру­ ководства и вы водит ее на терми нал пользователя с помощью утил ит mo r e , l e s s или другой програ м м ы постран ичной разбивки , которая задана в пер е м е н ной окружения PAGER. Аргумент з а гол о в о к это, как правило, и м я команды, устройства или файла, о которых необходимо получить справочную информацию . Поиск по разделам руковод­ ства осуществляется в порядке возрастан ия номеров, хотя разделы , посвященные описа­ н и ю команд ( 1 и 8), обычно просматриваются в первую очередь. -

W Информаци ю о переменных окружения см. в разделе 7 . 2 . Команда ma n р а з д е л з а гол о в о к вызывает с правоч ную страницу из указан ного раздела. Так, в большинстве систем команда man sync вызы вает сп равоч ную страницу для команды s yn c , а команда man 2 s yn c для систем ного вызова s yn c . Ком анда ma n - k клю ч е в о е_ сл о в о ил и a p r o p o s клю ч ев о е_ сл о в о выводит список справочных страниц, в строке пояснений к которым и меется указан ное кл ючевое слово. -

$ man - k translate obj c o p y ( 1 ) d c ge t t e x t ( 3 ) tr ( 1 ) snmp t r a n s l a t e ( 1 ) tr ( lp ) -

с о р у and t r a n s l a t e ob j e c t f i l e s t ra n s l a t e me s s age t rans late o r delete characte r s t r a n s l a t e SNMP OI D va l u e s i n t o mo r e u s e f u l i n f o rma t i on translate charact ers

База дан н ых кл ючевых слов может устаре вать. П р и добавл е н и и новых справоч н ы х страниц к с исте ме вам , возможно, придется перестроить этот файл с помощью команд ma kewha t i s ( Red Hat и Free BSD) ил и mandb ( Ubuntu) .

Х ранение стра ниц интера ктивного руководства Неформатирован н ая и н формация для справоч н ых стра н и ц ( входные дан н ые ко­ манды n r o f f ) обычно хран ится в подкаталогах каталога / u s r / s h a r e / ma n . В целях экономии м еста на диске систе м ы Linux сжимают страницы с помощью утилиты g z i p . Команда ma n может оче н ь быстро разархивировать их. Команда ma n поддержи вает ке ш отформатирован н ых стра н и ц в каталогах / v a r / c a c h e / ma n ил и / u s r / s h a r e /ma n , если соответствующие каталоги доступн ы дл я запи­ с и , но эти операци и рискован н ы с точки зрения безопасности. В бол ьш и нстве систем предварительное форматирован ие справоч ных стран и ц выполняется однократно во вре­ м я инсталляции (см. команду c a tma n ) или не выпол няется совсем . Команда ma n ищет страницы в ряде каталогов. В Linux-cиcтeмax выясн ить путь по­ ис ка позволяет команда ma npa t h . Результат ее работы (в системе Ubuntu) обычно таков. ubun t u $ manpath / u s r / l o c a l /man : / u s r / l oc a l / s h a re /man : / u s r / s ha r e /man

Эта установка хран ится в пере м е н ной среды МАN РАТ Н , и в случае необходимости ее можно измен ить. $ export МANPATH=/home/ share/ localman : /usr/share/man

Н екоторые с истем ы позволя ют установить общесисте м н ы й параметр пути поис ка для справочных страниц, который может оказаться полезн ы м в случае , есл и вам придет­ ся поддерживать паралл е льное дерево справоч ных страниц, например сгенерирован н ы х кроссплатформе н н ы м менеджером пакетов Open P KG . Если ж е вы хот ите рас простра-

Часть 1. Основы администрирования

56

нять локальную документацию в виде справоч ных страниц, проще всего испол ьзовать стандартный с исте м н ы й механ изм пакетирован ия и выложить с правоч н ы е стран ицы в стандартные с правочные каталоги . Подробнее об этом написано в главе 6 .

1 .8. ДРУГАЯ ОФИЦИАЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ С правоч н ы е стра н и ц ы - это л и ш ь малая ч асть офи ци ал ьн о й докуме нтац и и . Остальная в основном рассеяна в веб-пространстве.

Руководства по конкретн ым системам Одн и п роизводител и систем ведут собстве н н ы е онлайн- проекты по подготовке до­ кументаци и , другие выпускают полезные руководства в виде объем н ых к н и г. В насто­ я щее вре мя н ужное руководство быстрее найти в И н тернете , чем в форме печатного изда н и я . Объем и качество документации бы вают разн ы м и , но бол ьш инство произ­ водителей выпускает по м е н ьшей мере руководство по адм и н истрирова н и ю и инстал­ ляции систе м ы . Где найти документацию по каждому и з наших примеров систе м , по­ казано в табл . 1 . 4. Несмотря на полезность этой документаци и , она н е относится к тем книгам , кото­ рые ч итают перед сном (хотя отдельные поставщики п и ш ут с правоч ные руководства, которые могут усы п ить кого угодно). П режде чем обращаться к докуме нтации постав­ щиков, м ы обычно ищем ответы в системе Google. Таблица 1 .4 . Где найти документацию о т производителей операционных систем Система

UAL

DеЬiап

de Ь i a n . o r g / c om

Справочник для системного администратора, поставляемый вместе с текущей версией системы

UbuЫu

h e l p . u b u n t u . c om

Дружественная к пользователю; версии LTS описаны в разде­ ле "server guide".

RHEL

r e d h a t . c om / d o c s

Исчерпывающая документация для систе мных админист­ раторов

CeпtOS

wiki . ceЬtos . org

Советы , подсказки и ответы на часто задава е мые вопросы

FreeBSD

f r e e b s d . o r g / do c s . html

Описание

Информацию для системного администратора см. в FreeBSD

Handbook

Документация по конкретн ым па кетам Бол ьш ин ство важн е й ш и х програ м м н ых пакетов в м ире U N IX и Linux поддержива­ ют отдельные л и ца или такие сторонние организац и и , как I ntemet Systems Consortium и Apache Software Foundation . Сотрудники этих груп п п ишут собственную документа­ цию, качество которой варьируется от плохого до замечательного. При этом существуют и такие прекрасно выпол н е н н ы е документы, как Pro G it от g i t - s cm . / b o o k , которые вполне оправдывают ожидания. В число допол нительных документов входят: технические отчеты , проектные обосно­ вания и трактовки конкретных тем . Эти дополнительные материал ы зачастую н е ограни­ ч иваются простым описанием команд и могут включать самоучители и другие разделы . М ногие программ н ые пакеты , помимо справочных стран и ц , содержат и статьи п о соот­ ветствующим темам . Например, после вызова справочной страницы для редактора vim

Глава 1 . С чего начать

57

вам будет предложено не только ознакомиться с аргуме нтам и командной строки, но и пе­ рейти к разделу, из которого в ы узнаете, как в действительности отредактировать файл. Для большин ства проектов по разработке програм м ного обеспечения создаются спи­ с ки рассылки дл я пользователей и разработч иков, а также кан ал ы 1 RC дл я и нтернет­ чата. Если у вас возник вопрос о конкретной конфигурации или вы обнаружили ошиб­ ку, советуем в первую очередь обращаться туда.

Кн и ги К самы м луч ш и м источн и кам информации дл я с истемных адми нистраторов в книж­ ном м ире можно отнести серию к н и г издательства O ' Reill y. Начало этой сер и и было положено книгой UNIX in а Nutshell. Теперь же практически всем важны м подсистемам и командам U N IX и Linux посвящен ы ее отдельные тома. Издательство O ' Reilly п убли­ кует также к н и ги о сетевых п ротоколах, операционной с истем е Microsoft Wi ndows и дру­ гим темам , не связа н н ым с U N IX. Все эти книги имеют при е млемую цену, с воеврем е н ­ н ы и ориентированы н а конкретную аудиторию. М ногие читатели и здательства O ' Reilly используют и нтернет- магазин Safari Books Online - службу подписки , предлагающую доступ к электро н н ы м к н и гам , видео и дру­ гим учебны м материалам. Н аряду с кн и га м и издательства O' Reilly в этом магазине мож­ но найти многочисленные к ниги других издателей.

Документы RFC Документы и з сери и R FC ( Re quest for Comments - запрос н а комм ентар и и ) о п и ­ с ы вают п ротоколы и процедуры , испол ьзуемые в И нтернете . Бол ьш и н ство и з этих до­ куме нтов достаточн о детализированы и специализи рованы , но н екоторы е написаны в в иде обзоров . И н формаци и , которую о н и содержат, впол н е можно доверять, но н е ­ которые из н и х я вл я ются всего л и ш ь обзорам и . Фраза " этал он н ая реализац и я " озна­ чает, что програм м а " разработан а надежны м источн и ком в соответствии со специфи­ кац и я м и R FC " . Авторитет R F C незыблем , а н екоторых из документов этой серии достаточно полез­ н ые для систе м н ых администраторов. Подробное описа н ие этих документов приведен о в разделе 1 3 . 1 . М ы будем часто ц итировать их в н а ш е й к ниге.

1 .9. ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ Источники, рассмотрен н ые в предыдущем разделе , изучены экспертами и написаны авторитетн ы м и специалиста м и , но вряд ли это последнее слово в области управл е н и я с истемами U N IX и Linux. В И нтернете доступн ы бесчисленные блоги, дискуссионн ы е форумы и н овостные ленты. Однако, что ни говорите , но Google - луч ш и й друг систем ного адми нистратора. Если в ы и щ ите детали определен ной команды или формата файла, Googl e либо экви­ валентная поисковая система должны быть первым ресурсом, которы й вы запрашиваете для л юбого вопроса систем ного адми н истратора. Сделайте это привычкой ; так вы избе­ жите задержек и униже н и й , когда на ваши вопросы в интерактивном форуме отвечают с помощью ссылки на Google . 1 Если вы столкнулись со сложным вопросом, ищите ответ в Интернете. 1

Или, что еще хуже, указывают ссыпку на Google через сайт lmgt f y . сот.

Часть 1. Основы администрирования

58

Сох ра нение а кт уал ь ност и О перацион ные систе м ы , и нструменты и методы их поддержки быстро м е н я ются . Советуем вам ежедневно прос матривать сайты , перечисл е н н ые в табл . 1 . 5 , чтобы быть в курсе тенденций, наблюдае мых в отрасл и . Табпица 1 . 5 . Актуальные ресурсы Веб-сайт

Оnисание

d a r k re ading . c om

Новости о средствах безопасности , тенденции и обсуждение

devop s r e a c t i on s . t um Ы r . com

Юмор системных администраторов в анимированном виде

l i nux . c om

Сайт консорциума Liпux Fouпdatioп; форум полезен для новых пользователей

l i n u x f ounda t i on . o r g

Некоммерческий проект компании OSS, работодателя Линуса Торвальдса ( Uпus Torvalds)

l wn . n e t

Высококачественные, своевременные статьи о Liпux и OSS

l x e r . com

Новости о Liпux

s e c u r i t y f o c u s . c om

Отчеты об уязвимостях и списки рассылки, связанные с безопас­ ностью

@ Swi f t O n S e c u r i t y

Размышления о т имени Тейлор Свифт (Taylor Swift) о безопасно­ сти информации ( пародия )

@ nixcra f t

Твиты о системном администрировании UNIX и Liпux

eve r y t h i n g s y s a dmi n . с от

Благ Томаса Лимончелли (Tomas Limonchelli), авторитетного си­ стемного администратора•

s y s a dvent . Ы o g s p o t . с от

Благ для системных администраторов, публикующий статьи каж­ д ый декабрь

o r e i l l y . coт/ t o p i c s

Учебные ресурсы издательства O' Reilly п о многим темам

s chne i e r . сот

Благ Брюса Шнайера ( Bruce Schneier), эксперта по криптографии и безопасности

• см. также сборник Томаса Лимон челли April Fools 's RFC на сайте r f c - humo r . сот

Социальные сети также полезн ы. Twitter и Reddit , в частности, имеют с ильные со­ общества с бол ьш и м количеством предложе н и й , хотя отношение сигнал - шум в этих се­ тях и ногда может быть довольно плохим . Н а сайте Reddit присоедин яйтесь к разделам основного форума s y s adm i n , l i nu x , l i nuxadmi n и n e t s e c .

П ра кти ческие руко в одства и сп равочные сайты Сайты , перечисле н н ы е в табл . 1 .6 , содержат руководства, учебники и статьи о том , как выпол нять определенные задач и в U N IX и Linux. Таблица 1 . 6 . Сnециапьные форумы и справочные сайты Веб·саiт

w i k i . a r c h l inux . o r g a s kubun t и . с от d i g i t a l o c e a n . сот

О n иоа им е

Статьи и руководства п о Arch Liпux; многие и з них носят более общий характер Вопросы и ответы для пользователей и разработчиков Ubuntu Уче б ники по многим темам OSS, разработки и системного администрирования•

Глава 1 . с чего начать

59

Окончнаие табл. 1 . 6

Веб-сайт

Описание

kernel . org

Официальный сайт ядра Liпux

s e rve r f a u l t . c om

Совместно отредактированная база данных вопросов системного адми­ нистрированияб

s е rve r s f or hac ke rs com •

Высококачественные видеоролики, форумы и статьи о системном адми­ нистрировании

' C м . D i g i t a l o c e a n . com / c ommun i t y / t ut o r i a l s б

Также с м . аналогичный сайт s t a c kove r f low . c om, посвященный программированию, но полезны й и ных администраторов

для систем­

Сайты Stack Overflow и Server Fault , указанные в табл . 1 . 6 (оба входят в группу сай­ тов Stack Exchange) , требуют более пристального взгляда. Если у вас возникла проблема, скорее всего, кто-то с ней уже сталкивался и попросил о помощи на одном из этих сай­ тов. Авторитетны й формат вопросов и ответов, испол ьзуе м ы й сайта м и Stack Exchange , хорошо подходит для тех п робл е м , с которы м и сталк иваются систе м н ые адми н и стра­ торы и программисты . Рекомендуем создать учетную запись и присоедин иться к этому бол ьшому сообществу.

Конференции Отраслевые конферен ц и и - отл и ч н ы й с пособ н аладить связь с другим и п рофесси ­ оналами , следить з а технологически м и тенде нциями , п роходить учебные курсы , полу­ чать сертификаты и узнавать о последних услугах и продуктах. В п оследние годы рез­ ко возросло коли чество конферен ц и й , связанных с с исте м н ы м адм и н истрированием . Некоторые из наиболее известны х конференций предстаме н ы в табл . 1 .7 . Таблица 1 . 7 . Конференции п о систем ному администрированию Конференция

Место

В рем•

Описание

LISA

Переменное

4 кв.

Управление инсталляцией крупных систем

Moпitorama

Портленд

Июнь

Инструменты и методы мониторинга

OSCON

Переменное (США/ЕС)

2 или з кв.

Долгосрочная конференция O' Reilly OSS

SCALE

Пасадена

Я нварь

Southerп California Liпux Ехро

DefCoп

Лас- Вегас

Июль

Самый старый и самый большой съезд хакеров

Velocity

По всему миру

Переменное

Конференция O' Reilly по веб-операциям

BSDCaп

Оттава

Май-июнь

Все о BSD для новичков и гуру

re: lпveпt

Лас-Вегас

4 кв.

АWS-конференция по облачным вычислениям в Лас-Вегасе

VMWorld

Переменное (США/ЕС)

з

LiпuxCoп

По всему миру

Переменное

RSA

Сан-Франциско

1

DevOpsDays

По всему миру

Переменное

Ряд тем для преодоления разрыва между командами разработки и групп по эксплуатации

QСоп

По всему миру

Переменное

Конференция для разработчиков программного обеспечения

или 4 кв.

Виртуализация и облачные вычисления Будущее Liпux

кв. или 2 кв. Промышленная криптография и безопасность информации

Часть 1. Основы администрирования

60

M eetups (me e t u p . c om) это е ще оди н с пособ обще н ия с едином ы шле н н и кам и . В большинстве городов С ША, как и во всем мире, есть групп ы пользователей Linux ил и DevOps, спонсирующие ораторов, дискусси и и хакерские сем инары. -

1 . 1 О. Спосо&ы поискА и УСТАновки ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Подгоrовка к работе программного обеспечения подробно рассматривается в главе 6. Но для самых нетерпеливых мы прямо :щесь расскажем о том , как выяснить, чrо уже установле­ но в вашей системе, и как получить новое программное обеспечение и инсталлировать его. В совреме н н ых операцион н ых системах програ м м ное обес печение разделено на па­ кеты , которые можно инсталлировать независимо друг от друга. П р и стандартной уста­ новке с исте м ы используется группа "стартовых" пакетов, которую можно при н еобхо­ димости расш ирить. Добавоч н ые п рограм м н ые продукты зачастую предоставляются также в виде пред­ варительно ском п илирова н н ых пакетов, но дале ко не во всех с истемах. Большая часть программного обеспечения создается независи м ы м и группами разработчи ков, выпуска­ ющим и программ ы в виде исходных кодов. Репозитории пакетов затем берут исходн ые коды , комп ил ируют их в соответствии с особенностя м и кон кретной систе м ы и вкл ю ­ чают в пакеты получ е н н ые би нарные файл ы . Как правило, нам ного проще инсталл и­ ровать бинарную верси ю пакета, п редназнач е н н ую для дан ной систе м ы , чем искать и компилировать исходн ы й код. Одн ако нужно учитывать, что и ногда создател и п акетов на оди н-два выпус ка отстают от текущей верси и систе м ы . Если в двух системах используется один и тот же формат обработки пакетов, 10 это еще не означает, чrо пакеты обеих систем будут взаи мозаменяемыми. Например, в системах Red Hat и S US E применяется формат RPM , однако структура их файловых систем неодинакова. Рекомендуется всегда пользоваться пакетами, со:щанными для конкретной системы. В рассматриваемых нами дистрибутивах предусмотрен ы отлажен н ые систем ы управ­ л е н и я пакета м и , которы е вкл ючают средства доступа к репозитори я м п ро гра м м н ы х продуктов и поиска их в И нтернете . Дистрибьюторы активно поддерживают эти репо­ зитори и от и м е н и сообщества , которое они представляют, чтобы облегч ить процесс ис­ правления и обновления систе м . Другим и словами , жизнь прекрасна! Адми нистраторы без доступа к предварительно скомпонован н ы м бинарным версиям пакеrов должны инсталлировать системы по-старому, т.е. загружать архив исходного кода tar, а затем вручную конфигурировать, компилировать и инсталлировать систему. Иногда этот процесс проходит гладко, а иногда может превратиться в кош мар: все зависит от ис­ пользуемого программ ного обеспечен ия и конкретной операцион ной системы . В этой книге м ы п редполагаем , что дополн ительное программ ное обеспечение уже установлено, и не собирае мся м уч ить вас ш аблон н ы м и и нструкци я м и по и нсталля ­ ц и и каждого пакета. П р и необходимости м ы будем указывать точ ные названия пакетов для выполнения кон кретного проекта. Однако большей частью мы не будем повторять инструкции по и нсталляции, поскольку они практически идентичны для всех пакетов.

К а к оп редел ить, установлено ли п рограм м ное обеспечение П о целому ряду причин может быть сложно определ ить, какой пакет содержит про­ грам м ное обеспечение , которое вам действител ьно нужно. В место того чтобы начинать с уровня пакета, проще испол ьзовать команду оболочки и выясн ить, находится ли со-

Глава 1 . С чего начать

61

ответствующий бинар н ы й файл в ваш е м пути поиска. Например, следующая команда показывает, что компилятор G N U С уже установлен на этом комп ьютере: ubu n t u $ which gcc / u s r /Ь i n / gc c

Если в ы не можете найти нужную команду, попробуйте выпол н ить команду whereis; она и щет более ш ирокий набор систе м н ых каталогов и н е зависит от п ути поиска вашей оболочки. Другой ал ьтернативой я вл яется н евероятно полезная команда l o c a t e , которая справляется с предварител ьно скомп ил ирова н н ы м и ндексом файловой систе м ы , чтобы найти и м е на файлов , которые соответствуют определ е н ному шаблону. Система Free B S D реализует ком анду l ocate как часть базовой систе м ы . В с истем е Linux текущая реал и зация команды locate н аходится в пакете mlocate. В с истемах Red Hat и CentOS установите пакет mlocate с помощью ком анды yum; см. раздел 6.4. Ком а нда locate может найти л юбой тип файла, но это н е относится к командам ил и п а кета м . Напр и м е р , есл и в ы н е были увере н ы , где н айти подключае м ы й файл signal . h , вы м ожете попробовать выпол нить следующую команду. f r e e b s d $ locate s ignal . h /u s r / i n c l ude /mac h i n e / s i gn a l . h / u s r / i n c l ude / s i gn a l . h / u s r / i n c l u de / s y s / s i gn a l . h

База да н н ы х команды locate периодически обновляется командой updatedЬ ( в систем t Fre e B S D - командой locate . updatedЬ ) , которая запускается из программы cron. Поэтому результаты поиска не всегда отражают недавние изменения файловой си­ стемы. Зная имя пакета, которы й ищете, вы также можете испол ьзовать утилиты для упаков­ ки систе м ы , чтобы н апрям ую проверить наличие пакета. Например, в с истеме Red H at следующая команда проверяет наличие (и установленную версию) и нтерпретатора Python: r e dha t $ rpm -q python p y t h o n - 2 . 7 . 5 - 1 8 . e l 7 _1 . l . x 8 6_ 6 4

W Дополнительную и нформаци ю о б управле нии пакетами см. в главе

6.

Вы также можете узнать, к какому пакету принадлежит определен н ы й файл : redha t $ rpm -qf /etc/httpd HTT P D - 2 . 4 . 6 - 3 1 . e l 7 . c e n t o s . x 8 6 6 4 f r e e b s d $ pkg which /usr/ local / sbin/httpd / u s r / l o c a l / s Ь i n / h t tpd w a s i n s t a l l e d Ьу p a c k a g e a p a c he 2 4 - 2 . 4 . 1 2 ubun t u $ dpkg-query -S /etc/apache2 apach e 2 : / e t c / ap a c h e 2

Доб а вление нового п рограммного обеспечения Если в а м необходимо установить допол нительное программное обеспечен и е , сначала следует определить каноническое имя соответствующего пакета программ ного обеспе­ чения. Например, вам нужно будет перевести фразу Я хочу установить locate " в " Мне нужно установить п акет ml ocate " или перевести " М н е н ужен с правоч н и к named" в " М не нужно установить B I N D " . В этом м ожет помочь цел ы й ряд с исте м н ых и ндек"

Часть 1. Основы администрирования

62

сов в И нтерн ете , но Google , как правило, так же эффективен . Например, поиск " locate command" приводит вас непосредственно к нескольким соответствующим обсуждениям. В следующих примерах показана инсталл я ция команды tcpdwap для каждой и з наших иллюстративных систем. Команда tcpdump это и нструмент для захвата пакетов, позво­ ляющий просматривать исходные пакеты, отправляемые в систему и из системы в сети. -

В с истемах Deblan и Ubuntu и с пол ьзуется програм м а АРТ Advanced Package Tool.

-

Deblan

ubun t u # sudo apt-qet install tcpdump Re ading pac kage l i s t s . . . Done Building dependency t r e e Re ading s t a t e i n f o rmat i o n . . . Done The f o l l owing NEW p a c kages wi l l Ье i n s t a l led : tcpdump О upgraded, 1 newl y i n s t a l l e d , О to remove and 8 1 not upgraded . Need to g e t О В / 3 6 0 kB o f archive s . A f t e r t h i s ope r a t i o n , 1 , 1 7 9 kB o f add i t i onal di s k space w i l l Ье u s e d . S e l e c t ing previous l y uns e l ected package tcpdump . ( Reading databa s e . . . 6 3 8 4 6 f i l e s and d i r e c t o ri e s cu r re n t l y i n s t a l l e d . ) Preparing t o unpack . . . / tcpdump_4 . 6 . 2 - 4 ubuntul_amd 6 4 . deb Unpacking tcpdump ( 4 . 6 . 2 - 4 ubuntu l ) . . . Proce s s ing t r i gg e r s for man-db ( 2 . 7 . 0 . 2 - 5 ) S e t t i ng u p t cpdump ( 4 . 6 . 2 - 4 uЬunt u l ) . . .

RHEL

В с истемах Red Hat и CentOS аналогичная версия выглядит следующ и м образом. r e dha t # sudo yum install tcpdump Loaded p l u g i n s : f a s t e s tmi r r o r De t e rmi n i n g f a s t e s t mi r r o r s * b a s e : mi r r o r s . xmi s s i o n . com * e p e l : l i nu x . mi r r o r s . e s . ne t * e x t r a s : c e n t o s . a r v i x e . c om * updat e s : r e p o s . l a x . qu a d r a n e t . com Re s ol v i n g Dependenci e s - - > Runn i n g t ra n s a c t i on che c k - - - > P a c kage t c pdump . x 8 6_ 6 4 1 4 : 4 . 5 . 1 - 2 . е 1 7 wi l l Ь е i n s t a l l e d - - > F i n i s h e d Dependency Re s o l u t i on t cp dump - 4 . 5 . 1 - 2 . e l 7 . x 8 6_ 6 4 . rpm 1 3 8 7 kB 0 0 : 0 0 Run n i n g t r a n s a c t i o n c he c k Run n i n g t ra n s a c t i o n t e s t T r a n s a c t i o n t e s t s uc c e e d e d Run n i n g t r a n s a c t i on I n s t a l l i n g : 1 4 : t c pdump - 4 . 5 . l - 2 . e l 7 . x 8 6_ 6 4 1 / 1 Ve r i f y i n g : 1 4 : t cpdump - 4 . 5 . 1 - 2 . e l 7 . x 8 6_ 6 4 1 / 1 Installed : t c pdump . x 8 6_ 6 4 1 4 : 4 . 5 . 1 - 2 . е 1 7 Comp l e t e !

Менеджер пакетов в системе Free B S D называется pkg. f re e b s d # sudo pkq install -у tcpdump Upda t i n g F r e e B S D repos i t o r y catal ogue . . . Fetching me t a . tx z : 100% 944 В

0 . 9kB/s

00 : 01

Глава 1 . С чего начать

63

Fetching package s i t e . tx z : 100% 5 MiB 5 . 5 MB / s 00 : 01 Proce s s ing e n t r i e s : 1 0 0 % F r e e B S D repo s i t o r y upda t e comp l e t e d . 2 4 6 3 2 packages p r o ce s s e d . Al l repo s i t o r i e s a r e up - t o -da t e . The f o l l owing 2 pac kage ( s ) w i l l Ье a f f e c t e d ( o f О checked ) : New package s to Ье I N S TALL E D : tcpdump : 4 . 7 . 4 l i b smi : 0 . 4 . 8 1 The proce s s wi l l r e qui r e 1 7 M i B mo re space . 2 M i B to Ье downl oaded . Fetching t cpdump - 4 . 7 . 4 . tx z : 100% 3 0 1 KiB Fetching l i b smi - 0 . 4 . 8_ 1 . tx z : 100% 2 MiB Checking i n t e g r i t y . . . done ( 0 con f l i ct i n g ) ( 1 / 2 ] I n s t a l l ing l ibsmi - 0 . 4 . 8_ 1 . . . ( 1 / 2 ] E x t r a c t i n g l ibsmi - 0 . 4 . 8_ 1 : 1 0 0 % [ 2 / 2 ] I n s t a l l ing t cpdump - 4 . 7 . 4 . . . [ 2 / 2 ] E x t r a c t i n g tcpdump- 4 . 7 . 4 : 1 0 0 %

3 0 7 . 7 kB / s 2 . 0MB / s

00 : 01 00 : 01

Созда ние п рограммного обеспечения из и с ходного к од а В качестве иллюстраци и рассмотрим процесс создан ия версии tcpdump из исходного кода. Первая задача - найти сам код. Сторонн и ки програм м ного обеспе ч ения иногда хра­ нят индекс выпусков на веб-сайте проекта, которые можно загрузить в виде архивов. Для проектов с открытым исходным кодом вы, скорее всего, найдете код в репозитори и Git. Источн и к tcpdum.p хранится в репозитори и GitHub. Выпол н ите клонирование ре­ позитори я в каталоге / tmp, создайте ветку с тега м и , котору ю в ы хотите создать, затем распакуйте , настройте , создайте и установите : redh a t $ cd / tmp redha t $ qi t clone https : / /qi thuЬ . com/ the - tcpdump-qroup/ tcpdump . qit < s t a t u s me s s a g e s a s r e po s i t o r y i s c l on e d > redha t $ cd tcpdump redha t $ qi t checkout taqs/ tcpdump- 4 . 7 . 4 -Ь tcpdump- 4 . 7 . 4 Swi t c h e d t o а new b r anch ' t cp dump - 4 . 7 . 4 ' redh a t $ . / confiqure che c k i n g b u i l d s y s t em t yp e . . . x 8 6_6 4 - un known - l i n ux - gn u che c k i n g h o s t s y s t em t yp e . . . x 8 6_ 6 4 - u n known - l i n u x - gnu che c k i n g for gcc . . . g c c che c k i ng wh e t h e r t h e С c omp i l e r wo r k s . . . ye s redha t $ make < s eve r a l p a g e s o f comp i l a t i on outpu t > redh a t $ sudo make ins tal l < f i l e s a r e moved i n t o p l a c e >

Эта последовательность configure /m.ake /m.ake устанавли вается для бол ьш инства програм м , написанн ых на языке С, и работает во всех системах U N IX и Linux. Всегда полезно проверить файл INSTALL или READМE пакета для уто ч нения. Должна быть уста­ новлена среда разработки и любые необходимые для пакета требования. ( В случае паке­ та tcpdump необходимой предпосылкой я вл яется уста н овк а библ иотеки l ibpcap и со­ путствующих библиотек.)

Часть 1. Основы администрирования

64

Зачастую воз н икает необходимость настроить конфигурацию сборк и , поэтому ис­ пользуйте команду / configure - -help, чтобы просмотреть параметр ы , доступные дл я каждого конкретного пакета. Други м полез н ы м параметром команды configure является -prefix directory, которы й позволяет с комп илировать программ ное обе­ спечение дл я установки где-то, кроме /usr/ local , которое обычно я вляется значением по умолчан ию. .

=

Установ к а с по м ощью веб- сценария Кросс- платформ е н н ые пакеты програм м ного обеспечен ия все чаще предлага ют ускоре н н ы й процесс установки , которы й управляется сце нарием оболочки , загружае­ мым из И нтернета с помощью команд curl , fetch или wget.2 Например, чтобы настро­ ить маш ину как клиент Salt , вы можете выпол н ить следующие команды: $ curl о / tшp/ s al tЬoot -sL https : / /bootstrap . saltstack . com $ sudo sh / tшp/ saltЬoot -

Сценарий boo t s t rap исследует локал ьную среду, затем загружает, и нсталл и рует и настраивает соответствующую версию программного обеспечен и я . Этот тип и нстал ­ ляции особенно распространен в тех случаях , когда сам процесс сложен , но поставщик оче н ь мотивирован , чтобы облегчить пол ьзователя м работу. ( Еще оди н хороший при ­ мер RVM , с м . ра�ел 7 . 7 . ) -

III Дальнейшую информаци ю о б инсталляции пакетов см . в главе 6 . Этот метод установки отл ич но работает, но о н подни мает нескол ько п робл е м , ко­ торы е стоит упомя нуть. Во-первых, о н н е оставляет должной запи с и об и нсталля­ ц и и для будущих ссылок. Есл и ваша операцион н ая с исте ма предлагает пакетную верси ю п рограм много обеспече н и я , обыч н о луч ш е установить пакет вместо запус ка веб - и нсталлятора. П акеты легко отслеживаются , обновляются и удал я ются . (С другой сторо н ы , бол ьш инство пакетов на уровне операцион ных систем устарели . Вероятно, вы не получ ите самую последнюю верси ю програм много обес печения.) III Более подробную информацию о цепочке доверия НТТРS см. в разделе 27. 6 . Будьте оче н ь подозрител ьны м и , если U RL-aдpec загрузочного сценария небезопасен (т.е. он н е начинается с префикса https : ) . Незащищенный НТГР я вляется легкоуязви­ мым дл я захвата, а U RL-aдpeca и нсталляции представляют особый и нтерес для хакеров, потому что они знают, что вы, с корее всего , будете работать в качестве привилегиро­ ванного пользователя , независимо от того, какой код возвращается. В отличие от этого, протокол НТГРS проверяет подл и нность сервера с помощью криптографической це­ почки доверия . Это н е вполне, но достаточно надежны й способ. Некоторые продавцы публикуют U RL-aдpec и нсталл я ции по протоколу НТТР. кото­ рый автоматически перенаправляет пользователя на НТГРS-версию. Это глупо и на самом деле не более безопасно, чем прямой адрес НlТР. Н и что не мешает перехвату исходного НlТР-обмена, поэтому вы, возможно, никогда не достигнете перенаправления поставщика. Однако наличие таких переадресаций означает, что стоит попробовать собственную замену https для http в небезопасных U RL-aдpecax. Чаще всего это работает отлично. Оболоч ка принимает текст сценария как свой стандартн ы й вход, и эта функция по­ зволяет испол ьзовать процедуры инсталляции в режиме онлайн , например: $ curl -L https : / /badvendor . com 1 sudo sh

2Эrо все простые НТТР-клиенты, загружающие содержим ое U RL-aдpeca в локал ьн ы й файл или (необязательно) распечатывающие содержимое в виде результата своей работы.

Глава 1 . С чего начать

65

Тем н е менее существует потенциал ьная проблема, связанная с этой конструкци­ ей, - корневая оболочка все е ще работает, даже есл и команда cur l выводит частич ­ н ы й сценар и й , а затем терп ит неудачу - с каже м , из-за кратковре м е н ного сбоя сети. Конечный результат непредсказуем и потен циально не очен ь хорош. Нам неизвестны какие-либо докуме нтированные случаи проблем , связан н ых с этой причиной. Тем не менее это правдоподобн ы й режим отказа. Более того, направление результатов работы команды curl в оболочку в среде с исте м н ы х адми н истраторов рас­ сматри вается как тип и ч н ы й промах новичков, поэтому, есл и вы это сделаете , н и кому об этом не говорите. Исправить ситуаци ю легко: просто сохраните сценарий во времен ном файле, а затем запустите сценарий на отдел ьном этапе после успеш ного завершения загрузки.

1 . 1 1 . ГДЕ РАЗМЕСТИТЬ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Операцион н ы е систе м ы и програм м ное обеспечение могут размещаться в частных центрах обработки данн ых, на объектах совместного размещения, на облачной платфор­ ме ил и в некоторой их комбинации . Наиболее быстро растущие начи нающие компани и выбирают облако. У сол идных предприятий, вероятно, есть центры обработки данных, поэтому они могут организовать частное облако внутри организации. Самы й практичный выбор и наша рекомендация для новых прое ктов - это публич­ н ые облачные провайдеры. О н и предоставляют множество преимуществ по сравнен и ю с центра м и обработки дан н ых. •

Отсутствие капитальных затрат и н изкие начальн ые эксплуатационн ые расходы.

•

Отсутствие необходимости устанавливать, защи щать и управлять оборудование м .

•

•

•

Ре гул и ровка е м кост и , пропускной способности и выч исл ител ьной мощности по требованию. Готовые решения для общих вспомогательных потребностей , таких как базы дан ­ н ы х , балансировки нагрузки, очереди , мониторинг и т.д. Более дешевая и простая реализация высокодоступных или избыточ ных с исте м .

Ранн и е облачные с исте м ы и м ел и репутацию слабо защище н н ых и н изкопроизводи­ тельных, но это уже не я вляется серьезной проблемой. В наши дни большая часть адм и ­ н истративной работы выпол няется в облаке (см. главу 9 для общего введения в тему) . Наша предпочтител ьная облачная платформа я вляется л идером в своей области : Amazon Web Seivices (AWS). Gartner, ведущая исследовательская фирма п о технологиям , обнаружила, что AWS в десять раз превосходит всех кон курентов. AWS быстро внедряет и н новации и п редлагает гораздо более ш ирокий спектр услуг, чем л юбой другой постав­ щик. Она также имеет отличную репутацию по обслуживани ю клие нтов и поддерживает большое сообщество. На первых порах AWS предлагает бесплатный уровен ь обслужива­ н и я , включая использование в течение года маломощного облачного сервера. Облач ная платформ а Google ( G C P) активно соверше нствует и продает свои про­ дукты. Н екоторые утверждают, что эта технология не и меет себе равных по сравне н и ю с другим и поставщикам и. Рост G C P был медлен н ы м , отчасти благодаря репутаци и ком ­ пан и и Google, отказавшейся поддерживать несколько популярных служб. Те м не менее е го удобн ы е дл я клие нта условия ценообразован ия и у н и кал ьные фун кции я вляются привлекательн ы м и характеристиками . Digita\Ocean - это более простая служба, целью которой я вляется высокая произ­ водительность. Она ориентирована на разработч иков, которы м Digita\Ocean предла-

Часть 1. Основы администрирования

66

гает я с н ы й и нтерфейс прикладного программ и рован и я , н изкую цену и чрезвычайно быструю загрузку. Разработчики DigitalOcean - ярые сторо н н и ки программного обеспе­ чения с открытым исходным кодом , а их учебники и руководства по популярны м и нтер­ нет-технологиям я вляются одни м и из луч ш их.

1 . 1 2. СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ И СМЕЖНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ Систе м н ые адм и н истраторы работают н е в вакууме ; создавать и поддержи вать слож­ ную сеть должна команда экспертов. В этом разделе описываются некоторые рол и , ко­ торые системные адми нистраторы могут выполнять в соответствии со с воим и навыками и возможностям и . Н е которы е адми н истраторы предпоч итают специализироваться в од­ ной ил и нескол ьких из этих областей . В а ш а цел ь к а к систе м ного адми н истратора или к а к п рофессионала, работающего в любой из этих смежных областей , - достижение целей организации. Не позволя йте пол итике или иерархии мешать прогрессу. Луч ш ие адм и н истраторы решают п роблем ы и с вободно обме н и ва ются и нформацией с другим и .

М етодология DevOps Ш Дополнительную информаци ю о методологии

DevOps см. в главе 3 1 .

DevOps - это н е стол ько специфическая методология , сколько культура или фило­ софия работы . Ее цел ь - повы шение эффективности создания и поставки програм м ­ ного обеспече н и я , особенно в крупных организациях, в которых существует множество взаимосвязанных служб и команд. Организации, внедрившие методику DevOps, стиму­ лируют инте грацию м ежду и нжен ер н ы м и командами и могут не делать разл ич ия м ежду разработкой и эксплуатаци е й ил и н е придавать и м значения. Эксперты, работающие в этой области , и щут неэффективные процессы и заменяют их небол ьш и м и сценария м и оболочки или больш и м и и громоздким и репозиториями Chef.

И нженеры по надежности сайтов И н женеры по надежности сайтов ставят н а первое место время безотказной и пра­ вильной работы. Мониторинг сети , разверты вание программ ного обеспечения на про­ изводстве , координация работ, план ировани е будуще го расширения и аварий н ы е от­ кл ючен и я - все это лежит в основе эти х крестоносцев доступност и . Головной бол ью инженеров по надежности сайта я вляется единствен ная точка отказа.

И нженеры по безопасности Инженеры по безопасности сосредоrочены на практической, повседневной стороне ин­ формационной безопасности. Эrи люди устанавливают и используют инструменты дЛЯ по­ иска уязвимых мест и мониторинга дЛЯ предотвращения сетевых атак. Они также участвуют в имитации атак, чтобы оценить эффективность методов их профилактики и обнаружения.

Сетевые администраторы Сетевые адм ин истраторы проектируют, устанавл ивают, настраивают и управляют се­ Организаци и , в которых фун кционируют центры обработки дан н ых, скорее всего, будут использовать сетевых адм и нистраторов; это объясняется тем , что такие объе кты

п1 м �1 .

Глава 1 . С чего начать

67

и м е ют множество физических переключателей, маршрутизаторов , брандмауэров и дру­ гих устройств, которы м требуется управление. Облачн ы е платформ ы также предлагают м н ожество сетевых опци й , но обычно они не требуют специал ьного адм и н истратора, поскольку бол ьшая часть работы вы пол няется поставщиком.

Адм и н и стратор ы б аз д а н н ы х Адм и н истраторы баз дан ных являются экс пертам и по установке и управлению про­ грам мным обеспечением баз дан н ых. Они управляют схемами базы дан н ых, выполняют установки и обновления , настраивают кластеризацию, выбирают параметры для оптимал ь­ ной производительности и помогают пользователям формулировать эффе ктивные запросы. Адм ин истраторы баз данных обычно владеют одним или н ескольким и языкам и запросов и имеют опыт работы с реляцион ными и нереляционными (NoSQL) базами данн ых.

И нженеры центра с етевы х опер а ци й И нже неры центра сете вых операций контрол и руют состоя н и е крупн ых объе ктов в режи ме реального времени и отслеживают инциденты и сбои. О н и при н и м ают запро­ сы на устран е н ие ошибок от пользователе й , выполняют обычные обновления и коорди­ н ируют действия других команд. И х чаще все го можно найти набл юдающи м и за пане­ л ью мон иторов, н а которых демонстрирутся графики и измерения.

Тех н ичес кие с пеци а л и с ты центров обработки д ан н ы х Технические специал исты центров обработки дан н ых испол ьзуют аппаратн ые сред­ ства. О н и получают новое оборудован и е , ведут и н вентарный учет, следят за жизн е н н ы м циклом оборудования, устанавливают серверы в стойки, управляют кабелям и , поддер­ живают энергопитан ие и кондицион ирование воздуха, а также выпол н я ют ежедне вные операции по эксплуатации центра обработки дан н ых. С исте м ному администратору же­ лательно дружить с технически ми специалистами центров обработки дан н ых , подпаи вая их кофе , энергетически м и нап итками и алкоголем .

А рх ите ктор ы Систе м н ые архите ктор ы обладают глубокими знани я м и в более ч е м одной обла­ сти. О н и испол ьзуют свой опыт для разработки распределен н ых систе м . Их должност­ ные инструкции могут предусматривать определ е н ие зон безопас ности и сегме нтацию, устранен ие отдельных точе к отказа, план ирование будущего роста, обеспечение взаи мо­ действия между несколькими сетя м и и третьи ми сторонам и , а также принятие реш е н и й , касающихся всей организации. Хорошие архитекторы технически ком п етентн ы и обыч­ но п редпоч итают внедрять и тестировать свои собствен н ы е прое кты .

1 . 1 3 . Л ИТЕРАТУРА •

А ввотт, МлRП N L. , AN D М 1 с н л н Т. F 1 s H E R . The Art of Scalabllity: Sса!аЬ/е Web Architecture, Processes, and Organizations for the Modern Enterprise (2nd Edition) . Addison-Wesley Professional, 20 1 5 .

•

GлNcлRZ, М 1 кЕ . Linux and the Unix Philosophy. Boston: D igital Press, 2003.

•

L1моNСЕШ , Тномлs А. , AN D РЕТЕR Sлшs. The Comp/ete April Fools ' Day RFCs.

Часть 1. Основы администрирования

68 •

Peer-to- Peer Communications LLC. 2007. Юмор инженеров. Эту коллекцию истори й можно свободно прочитать на сайте r f c - humo r . c om.

•

RAvмoND, E R J c S. The Cathedral & The Bazaar: Musings оп Linux and Ореп Source Ьу ап Accidental Revolutionary. Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 200 1 .

•

SAшs, РЕТЕR Н . The Daemon , the G N U & the Pengui n : How Free and Ореп Software is Changing the World. Reed Media Services, 2008. Это увлекательная история борьбы за открытый исходный код, написанная самым известны м историком U N IX , так­ же доступна на сайте g ro k l a w . com под л ицензией Cгeative Commons. Адрес U RL для самой книги довольно дл и н н ы й ; н айдите текущую ссылку на сайте g r o k l aw . com или попробуйте этот сжатый эквивалент: t i n yu r l . com/ d бu 7 j ) .

•

S I EVER, ELLE N , STEPH E N FюG J N S , RoвERT LovE , AN D ARNOLD Roвв1Ns. Linux in а Nutshell (бth Edition). Sebastopol, СА: O ' Reil\y Media, 2009.

Систе мное а дмин истрирова ние и методол огия DevOps S PA FF O R D . The Phoenix Project: А Novel about Win. Portland, OR: 1Т Revolution Pгess, 20 1 4. создания современ ной IТ-организаци и , на­ Н епреходящая классика.

•

К 1 м , G EN E , KEVI N B E H R , AND G F.ORG E /Т, DevOps, and Helping Your Business Введение в философию и принципы писанная в повествовательном стиле.

•

К1 м , G E N E , J EZ Н u м вL Е , PATRICK D E вo 1 s , A N D J o н N W1 LL1s. The DevOps Handbook: Ноw to Create World-Class Agility, Reliabllity, and Security iп Technology Organizations. Portland, OR: 1Т Revolution Press, 20 1 6.

•

L1 мoNCELLI , ТномАs А. , CHRISТ I NA J . H oGAN , AND S т RATA R . СнАШР. The Practice о/ System and Network Administration (2nd Edition). Reading, МА: Addison-Wesley, 2008 . Это хорошая книга, в которой очен ь подробно описа н ы организационн ы е и про­ цедурн ы е аспекты системного адми н истрирования Авторы ведут блог, пос вя ще н ­ н ы й системному адми нистрированию: eve r yt h i n g s y s a dmi n . c om.

•

L1 м oNCELL I , ТномАs А. , C н R I SТI NA J. HoGAN , AND S тRАтА R . СнАШ Р. The Practice о/ Cloud System Administration. Reading, МА: Addison-Wesley, 20 1 4. Книга предыдущих авторов, посвящен ная распределе н н ы м систе мам и облачн ы м вычислениям.

Ва жн ые инструменты B R ESNAHAN .

•

B L u м , R 1cнAR D, AND Снюsп N Е ВiЫе (Зrd Edition). Wiley, 20 1 5 .

•

Dou a н E RТY, DALE, AND ARNOLD Roв 1 N s . Sed & A wk (2nd Edition) . Sebastopol , СА: O' Reilly M edia, 1 997. Классическая книга издательства O ' Reilly о мощных и ш и ­ роко распространенных текстовых процессорах sed и awk.

•

Кl м , РЕТЕR. The H acker Playbook 2: Practical Guide То Penetration Testing. CreateSpace l ndependent PuЫ ishing Platform , 20 1 5 .

•

N ш., D REW. Practical Vim: Edit Text at the Speed о/ Тhought. Pragmatic Вookshelf, 20 1 2.

•

S 1ютrs , WILLIAM Е. The Linux Command Line: А Complete lntroduction. San Francisco, СА: No Starch Press , 20 1 2 .

•

S w E I G ART А1 . Automate the Boring Stuff with Python: Practica/ Programming for Total Beginners. San Francisco, СА: No Starch Pгess, 20 1 5. ,

.

Linux Command Line and She/l Scripting

Глава

2

Загрузка и системные д е м оны

" Загрузка" (booti ng) - это стандартн ы й терми н , означающий запус к компьютера. Он представляет собой сокращенную форму слова "самозагрузка" (bootstrapping) , которое подразум евает, что ком пьютер должен " привести себя в рабочее состоян и е с помощью собствен н ых программ начальной загрузки (bootstraps) " . Процесс загрузки состоит из н ескольких задач , определенных в ш и роком смысле. •

Поиск, ввод в память и запуск кода начальной загрузки.

•

Поиск, ввод в память и запус к ядра операционной систем ы .

•

Активирование сценариев запуска и системных демонов.

•

П оддержа н и е порядка управл е н и е переходам и систе м ы из одного состо я н и я в другое .

Действи я , указа н н ые в последнем пункте , продолжаются до тех пор, пока система остается в рабочем состоя н и и , поэтому грани ца между загрузкой и нормальной работой по своей сути нем ного размыта.

2 . 1 . ОБЗОР ПРОЦЕССА ЗАГРУЗКИ П роцедуры запуска в последн ие годы с ил ьно измен ились. Появление современ н ых B I O S с поддержкой U E F I ( U nified Ext ensiЫe Firmware l nterface - унифицированн ый и нтерфейс рас ш иряемой прош и в ки ) упростило ран н и е этапы загрузки , по край н е й м е р е с кон цептуальной точк и зрения. На более поздн их этапах больш инство дистрибу-

Часть 1. Основы администрирования

70

тивов Linux теперь испол ьзуют демон систе м ного менеджера под название м sys temd вм есто тради цион ного де мона U N IX init. Пом и мо всего прочего, менеджер systemd упрощает процесс загрузки путе м добавления управл е н и я зависимостя м и , поддержки одноврем е н н ы х процессов запуска и ком плексного подхода к протокол и рованию. Управл е н и е загрузкой также изме нялос ь по м ере того, как с исте м ы м и грировал и в облако. Дрейф в сторон у виртуал изации, облач ных экзем пляров и контейнеризации уме н ьш ил потребность в том , чтобы адм и нистраторы касались физического оборудова­ ния. Вместо этого у нас теперь есть управление изображе н и я м и , интерфе йсы A P I и па­ нел и управления. Во врем я н ачал ьной загрузки ядро загружается в память и нач и н ает выполн яться. П р и этом выпол н яется множество задач и н и циал изации , и затем с истема становится доступной для пол ьзователей. Общий обзор этого процесса показан на рис. 2 . 1 .

Загрузить ядро

Создать структуры данных ядра

Загрузить BIOS/UEFI из NVRAM

Определить, какое ядро загрузить

Запустить init/ systemd как PID 1

Собрать сведения об аппаратуре

Загрузить загрузчик (например, GRUB)

Выполнить сценарии запуска

Выбрать устройство для запуска (диск, сеть, ...)

Идентифицировать системный раздел EFI

Запустить систему

Включить

Рис. 2. 1. Процессы загрузки Unux и Unix

Адм и н истратор ы не и м е ют средств дл я прямого интеракти вного управления боль­ шинством действий, необходи мых для загрузки систе м ы . Вместо этого адм инистраторы могут изменять конфигурации загрузч иков, редактируя файлы конфи гурации для сцена­ риев запуска системы или изменяя аргументы , которые загрузч ик передает ядру. Прежде ч е м система будет пол ностью загруже на, должны быть проверен ы и смон­ тирова н ы файловые систе м ы и запуще н ы систе м н ые де мон ы . Эти м и п роцедура м и управляет набор сценариев оболоч ки ( и ногда называе м ы х " с це нария м и ini t " ) л ибо файл ы , которые запус каются последовател ьно с помощью де мона i n i t ил и анал и ­ зируются м е н еджером sys temd. Точная ком поновка сценариев запус ка и способ и х выпол н е н и я зависит от операционной систе м ы . Подробн ости изложе н ы в этой главе ниже.

2.2. СИСТЕМНЫЕ ПРОШИВКИ При вкл юче н и и ком п ьютера процессор вы пол н яет загрузоч н ы й код, хранящи йся в постоян ном запоминающем устройстве . В виртуал ьных системах это постоян ное запо­ м и нающее устройство может быть виртуал ьн ы м , но концепция остается прежней.

глава 2. загрузка и системные демоны

71

Пр ош и вка с исте м ы , как правило, знает обо всех устрой ствах , которы е подкл ю­ чен ы к м атеринской плате , таких как контроллеры SATA, сетевые интерфейсы , U S В­ контроллеры и датч ики для п итания и тем пературы 1 • Поми мо возможности аппаратной настройки эти х устройств, прошивка позволяет вам либо сообщить о н и х операционной системе, либо отключить и скрыть их. На физическом ( в отл и чи е от в иртуального) оборудован и и бол ь ш и н ство прош и ­ вок п редлагает пол ьзовател ьски й и н терфейс. Те м н е менее оно, как правило, сл и ш ­ ком п ростое и неудобное. Для работы с н и м н еобходимо и м еть доступ к ком пьютеру и консол и , а также сразу же нажать на конкретную клавишу после включен и я систе м ы . Ксожалению, "золотой ключик" у каждого производителя свой; проверьте , сможете ли вы разобраться в загадочной строке инструкций в тот момент, когда с истема включ ится впервые2• Если не с можете , попробуйте клави ш и < Delet e > , < Ctrl > , < F6 > , < F8 > , < F l O > или < F l 1 > . Для увеличения ш ансов на успех косн итесь кл ав и ш и несколько раз, зате м удерживайте ее нажатой. Во врем я обычной начальной загрузки система прошивки проверяет аппаратное обе­ спечение и диски, запускает простой набор проверок работоспособн ости , а затем ищет следующ и й этап кода начал ьной загрузки. Пользовательский интерфейс прошивки по­ зволяет н азначить загрузоч ное устройство, как правило, путем определения приоритетов списка доступных параметров (например, " попробуйте загрузить с DVD-привода, затем с U S В -диска, а затем с жесткого диска " ) . В большинстве случаев системные диски входят в список вторичн ых приоритетов. Для загрузки с определенного диска необходимо смонтировать его как диск с самы м высоким приоритетом и убедиться, что в качестве загрузочного носителя включен " жесткий диск" .

BIOS ил и U E F I В прошлом обычная про ш ивка для персонального ком пьютера назы валась B I O S ( Basic l nput/Output System) . Однако з а последнее десятилетие тер м и н B I O S был вытес­ нен более формал изова н н ы м и современ н ы м стандартом - U E F I . Часто можно встре­ тить тер м и н " U EF I B I O S " , но для ясности в этой главе мы зарезервируем термин B IOS дл я устаревшего стандарта. Бол ьш инство систе м , реализующих U E F I , могут вернуться к устаревшей реализации B IOS, если операционная с истема, которую они загружают, н е поддерживает U E F I . U E F I - это текущая верси я предыдущего стандарта E F I . Ссьmк и на и м я E F I сохра­ няются в некоторых старых докуме нтах и даже в н е которых стандартн ы х терминах, та­ ких как "систе м н ы й раздел E F I " . Во всех, кроме самых очевидных ситуаци й , эти терми­ н ы можно рассм атривать как эквивалентные. В наши дни поддержка UEFI довольно тип ич н а для новых персональных комп ью­ теров, но в м ире существует очен ь м ного с истем BIOS. Более того, в иртуал ьн ы е среды часто используют B I O S в качестве основного механизма загрузки, поэтому м и р B I O S е щ е не находится под угрозой исчезновения. Поскольку м ы предпочли бы и гнорировать BIOS и говорить только об UEFI, вполне вероятно, что вы столкнетесь с обоими типами систем еще в течен и е довольно долгого вре м е н и . U E F I также и нтегрирует в себя н екоторые функции B I O S , поэтому рабоч ие знания BIOS могут быть весьма полезн ы для расшифровки документаци и U E F I .

1 Виртуальные системы и митируют, что имеют такой ж е набор устройств. 2 Возможно, вам будет полезно временно отключить функции управления п итанием монитора.

Часть 1. Основы администрирования

72

Уста ревший интерфейс BIOS Традицион н ы й B IOS предполагает, что загрузочное устройство начинается с записи (сектора) , называемой M B R (Master Boot Record). MBR содержит первич ный загрузчи к ( " bootЬ\ock") и простую табли цу разделов диска. Объем свободного места для загрузчи ­ к а настол ько мал ( менее 5 1 2 байт) , что он не может вы пол н ять ничего, кроме загрузки и запуска вторичного загрузчика. Из-за ограниченности размера ни загрузочный сектор, ни B I O S не могут обрабаты ­ вать записи любой стандартной файловой системы, поэтому вторичный загрузчик должен храниться там , где е го легко найти. В одном типичном сценарии загрузочн ы й сектор счи­ тывает информацию о разбиении диска из M B R и идентифицирует раздел диска, поме­ ченный как "активны й " . Затем он считывает и выполняет вторичный загрузчик с самого начала этого раздела. Эта схема называется загрузочной записью тома (volume Ьооt record). 11) Разб и е н и е диска

-

ЭТО способ разделе н и я физич еского диска. Детал и

СМ. В

разде­

ле 20 . 5 .

В качестве альтернати вы вторич н ы й загрузч ик может находитьс я в " мертвой зоне " , которая расположена м ежду M B R и н ачалом первого раздела диска. П о историческим причинам первый раздел не начи нается до 64-го сектора диска, поэтому эта зона обыч ­ но содержит м и ни мум 32 Кбайт памяти : все еще не м ного, но достаточно для хране­ ния драйвера файловой систе м ы . Эта схе ма хранения обычно используется загрузчиком G RU B (см . раздел 2.4). Для успещной загрузки все компоненты загрузоч ной цепочки должны быть правиль­ но установл е н ы и совместим ы друг с другом . Загрузочн ы й сектор M B R н ичего не знает об операционной системе, но, поскол ьку он предполагает определ е нное местоположе ­ ние для второго этапа, может быть установлено несколько версий. Вторич н ы й загруз­ чик, как правило, хорошо ос ведомлен об операционн ы х системах и файловых системах (он может поддерживать нес кол ько из н их) и обычно и м еет собстве н н ые параметры конфи гурации.

UEFI Спецификация U E F I включает в себя современную схему разделения диска, извест­ ную как G PT (табли ца разделов G U I D, где G U I D (global\y unique identifier) обознача­ ет " глобал ьно уникальный идентификатор" ) . U EF I также понимает файловую систему FAT ( File Allocation ТаЬ\е), простую, но функциональную схему, впервые примене нную в MS DOS. Эти функции объединяются для определения концепции системного раздела E F I ( ES P - E F I System Partition ) . Во вре мя загрузки м и кропрограмма обращается к та­ блице разделов G РТ для идентификации E S P. Затем она считывает н астроен ное целевое приложение непосредственно из файла в E S P и выпол няет е го. W Дополнительную и нформаци ю о разделах G PT см. в разделе 20.б. Поскольку E S P представляет собой общую файловую систему FАТ, ее можно смон ­ тировать, проч итать, записать и поддерживать в л юбой операцион ной системе. Н и какие с крытые загрузочные се ктора на диске не требуются . 3 1 П о п равде говор я , для обле гче н и я вза и м одействия с систе м а м и B I OS с п е ц и ф и кация U E F I п редусматри вает М В R-совмести мую зап ись в начале каждого диска . Систе м ы B I OS н е могут видеть пол н ую табл и цу разделов в стиле G РТ, но о н и , по край ней мере, распознают диск как отфор матирова н н ы й . Будьте осторож н ы , не запускайте оп ределе н н ые адм и н и страт и в н ы е инструменты для M B R на дисках G P'I Он и могут неправильно и нтерпретировать структуру диска.

Глава 2. Загрузка и системные демоны

73

Фактически н и какой загрузчи к вообще не требуется. Целью загрузки U EFI может быть ядро U N IX или Linux, которое настроено дл я прямой загрузки U EFI , что приводит к загрузке без загрузчи ка. На практике, однако, большинство систем по-прежнему ис­ пользуют загрузчик, отчасти потому, что он упрощает поддержку совместимости с уста­ ревш и м и B IOS. И нтерфе йс U E F I сохран я ет имя пути для загрузки из ESP в качестве параметра конфигураци и . Если этот параметр не зада н , испол ьзуется стандартн ы й п уть, в со­ врем е н н ы х системах lntel обы ч н о это п уть /efi /boot/bootx 6 4 . ef i . Более типич­ ный путь в с исте м е с заданной кон ф и гурац и е й (для Ubuntu и загрузчика G RU B ) / e f i / ubun tu / grubx 6 4 . efi . Другие дистрибутивы п р идерживаются аналогичного соглаше н и я . И нтерфейс U E F I определяет стандартные и нтерфейсы API для доступа к аппарат­ н ы м средствам с исте м ы . В этом отнош е н и и он представляет собой нечто вроде м и ­ н и атюрной операционной систе м ы . О н даже обеспе чивает н ал и ч и е допол нительных драйверов устройств на уровне UEFI, которые записываются на языке, н е зависящем от процессора, и сохраняются в ESP. Операционные систе м ы могут испол ьзовать интер­ фейс U E F I или напрямую управлять оборудованием. П ос кольку U E F I и меет формальный и нтерфейс API , переменные UEFI можно про­ верять и изме нять ( включая зап ис и загрузочного меню) уже в загруженной с истеме. Например, команда efibootmgr -v показывает следующую с водку конфигурации за­ грузки: $ efiЬootmgr -v BootCurrent : 0 0 0 4 B o o t O r de r : 0 0 0 0 , 0 0 0 1 , 0 0 0 2 , 0 0 0 4 , 0 0 0 3 B o o t O O O O * E F I DVD / CDROM P c i Root ( O x 0 ) / Pc i ( O x l f , O x 2 ) / S a t a ( l , 0 , 0 ) B o o t O O O l * E F I H a r d D r i v e P c i Ro o t ( O x 0 ) / P c i ( O x l f , O x 2 ) / S a t a ( 0 , 0 , 0 ) B o ot 0 0 0 2 * E F I N e t wo r k P c i Ro o t ( O x 0 ) / P ci ( O x 5 , 0 x 0 ) /МAC ( 0 0 l c 4 2 fb 5 ba f , 0 ) В о оt О О О З * E F I I nt e rn a l S he l l Memo r yMapp ed ( l l , O x 7 e d 5 d 0 0 0 , 0 x 7 f 0 dc f f f ) / FvF i l e ( c 5 7 ad б b7 - 0 5 1 5 - 4 0 a 8 - 9 d2 1 - 5 5 1 6 5 2 8 5 4 e 3 7 ) B o o t 0 0 0 4 * ubun t u H D ( l , G PT , 0 2 0 c 8 d 3 e - f d 8 c - 4 8 8 0 - 9b 6 1 e f 4 c f f c 3 d7 6 c , O x 8 0 0 , 0 x l 0 0 0 0 0 ) / Fi l e ( \ E F I \ubun t u \ s h imx 6 4 . e f i

Команда efibootmgr позволяет измен ить порядок загрузки , в ыбрать следующ и й н астроен н ы й параметр загрузки или даже создать и уничтожить загрузочные запи с и . Например, установить порядок загрузки так , чтобы сначала обращаться к с исте мному диску, а потом - к сети , и гнорируя другие парам етры загрузки , можно с помощью ко­ манды $ sudo efibootmgr - о 0 0 0 4 , 0 0 0 2

Здесь м ы указываем параметры Boot 0 0 0 4 и Boot 0 0 0 2 из выведенных в ы ш е дан ных. Возможность изменять конфигурацию UEFI из пользовательского п ростран ства оз­ начает, что и нформация о конфигурации прошивки может как читаться , так и записы­ ваться - это и благословение, и проклятие. В системах, разрешающих доступ на запись по умолчанию ( как правило, с помощью менеджера systemd) , команды rm -rf / мо­ жет быть достаточно, чтобы навсегда уничтожить систему на уровне прошивки; в допол­ нение к удалению файлов команда rm также удаляет переменные и другую информацию U E F I , доступ ную через / sys4• Не п ытайтесь повторить это дома!

4Для получения дополнительной и нформации см. g o o . g 1 / QMS i SG (ссьmка на статью Phoroпix) .

Часть l. Основы администрирования

74

2.3. ЗАГРУЗЧИКИ Большинство процедур начальной загрузки вкл ючают в себя выпол нение загрузчика, к ото ры й отл ичается от кода B IO S/ U E FI и ядра операцион ной систе м ы . Он также отде­ лен от начал ьного загрузочного сектора в B I O S , если вы считаете этапы. Основное задание загрузч и ка определить и загрузить соответствующее ядро опера­ ционной с исте м ы . Большинство загрузчи ков также могут предоставлять пол ьзовател ь­ ский и н терф е й с загрузки , которы й позволяет выбирать, какое из нескольких возмож­ н ых ядер или операционн ых систем вызвать. Другая задача загрузчи ка - это маршал и н г (marshaling) аргум ентов конфигураци и дл я ядра. Ядро н е и меет командной строки к а к таковой, но обработка е го параметров зап ус ка может показаться довол ьно похожей на работу с оболочкой . Например, аргу­ мент s ingle или -s обычно указы вает ядру войти в однопол ьзовател ьский режим , а не выпол н ять нормал ьны й п роцесс загрузки. Такие параметры могут быть жестко при вязаны к конфи гурации загрузчи ка, если вы хотите , чтобы они испол ьзовались при каждой загрузке , или предоставляться " на лету" через п ол ьзо вател ьс кий и н терфе й с загрузчика. В следующих нескольких разделах м ы обсудим G R U B (ос новной загрузчи к операци­ о н н о й с исте м ы Linux) и загрузч и к и , используемые с системой Free B S D . -

2 .4. G RU B: У НИВЕРСАЛЬНЫЙ ЗАГРУЗЧИК G RU B ( G Rand U nified Boot) , разработанный G N U Project , я вляется загруз­

ч иком по умолчан и ю для больши нства дистрибутивов Li nux. Л иния G R U B и м е ет два основных направл е н и я : ори гинал ь н ы й G R U В , теперь н азывае ­ м ы й G RU B Legacy, и новый G RU B 2 , который я вляется текущи м стандар­ том. Убедитесь, что вы знаете , с каким вариантом загрузчи ка G R U B вы име­ ете дело, поскол ьку эти две верс и и совершенно разные. G RU B 2 был загрузоч н ы м менеджером по умолчан и ю для систе м ы Ubuntu, нач и ­ ная с верси и 9. 1 О, и недавно стал загрузоч н ы м менеджером п о умолчан ию дл я систе м ы R H E L 7 . Все наш и примеры дистрибутивов Linux испол ьзуют его по умолчан ию. В этой кн и ге м ы обсуЖДаем только G RU B 2 и называем е го просто G RU B. У с исте м ы Fre e B S D есть собстве н н ы й загрузчи к (более подробно с м . раздел 2 . 5 ) . Однако G R U B отл ичн о с п ра вл яется с загрузкой Free B S D . Это может оказаться удоб­ н ы м , если вы план ируете загружать несколько операционн ых систем на одном компью­ тере. В п роти в н ом случае загрузч и ка Free B S D более чем достаточно.

Кон ф игураци я G R U B G RU B позвол яет указать такие параметры, как загрузочное ядро (указанное в каче­ стве записи меню G RUB) и режим работы для загрузки. П оскол ьку эта информация о конфигураци и н еобходима во вре м я загрузки , можно подумать, что она будет хран иться где-то в необычном месте , например в энергонеза­ виси мой с истем ной пам яти NVRA M или в секторах диска, зарезервированных для за­ грузчика. На самом деле G RU B понимает большинство используемых файловых с исте м и обычно может самостоятел ьно найти корневую файловую систему. Это позволяет за­ грузчи ку G RU B читать с вою конфигураци ю из обыч ного текстового файла.

Глава 2. Загрузка и системные демоны

75

Конфигурационный файл называется gruЬ . cfg, и е го обычно хранят в каталоге /boot/ gruЬ ( /boot/gruЬ2 в системах Red Hat и CentOS) вместе с выбором других ресурсов и мо­ дулей кода, которые G RU В может потребовать для доступа во время загрузки. 5 Изменение конфигурации загрузки - это простой вопрос об обновлении файла gruЬ . cfg. Хотя можно создать файл grub . cfg самостоятельно, чаще всего е го проще гене­ р ировать с помощью утил иты grub-mkconfig, которая называется grub2 -mkconfig в с истем ах Red H at и CentOS и update-gruЬ в системах Deblan и Ubuntu. Фактич ески большинство дистрибути вов предполагают, что файл gruЬ . cfg может быть регенериро­ ван по желанию, и они делают это автоматически после обновлений. Если вы не пред­ примете н и каких шагов, чтобы предотвратить это, ваш файл grub . cfg будет испорчен. Как обыч но в системе Linux, дистрибутивы задают конфигураци ю утилиты grub­ mkconfig различными способами . Чаще всего конфигураци я задается в каталоге /etc/ default/gruЬ в виде присваивания переменных sh. В табл . 2. 1 показаны н екоторые из часто изменяемых опций. Табли ца 2 . 1 . Общие параметры конфиrурации GRUB в файле / etc/ defaul t/ gruЬ Обозначение переменной оболочки

Содержимое или функция

GRUB BACKGROUN D

Фоновое изображение•

GRUB _ CMDL I N E _ L I NUX

Параметры ядра для добавления в записи меню для Li nux6

GRU B D E FAULT

Номер или название элемента меню по умолчанию

GRUB D I SABLE RECOVERY

Предотвращает создание записей режима восстановления

GRUB_ PRELOAD_MODULES

Список модулей GRUB, загружаемых как можно раньше

GRUB T I МEOUT

Секунды для отображения меню загрузки перед автозагрузкой

• Фоновое изображение должно иметь формат

.

pnq, . tqa, jpq или . jpeq. •

68 табл. 2.3 в разделе 3.4 перечислены некоторые из доступных опци й .

Ш Подробнее о режимах работы см . раздел 2.7. После редактирован ия каталога /etc/defau l t /grub запустите утилиты update ­ gruЬ ил и gruЬ2 -mkconfig, чтобы перевести вашу конфигурацию в правил ьн ы й файл gruЬ . cfg. В рамках процесса построения конфигурац и и эти команды п роверяют загру­ зочные ядра с исте м ы , поэтому он и могут быть полезны для запуска после внесения из­ менений ядра, даже если вы явно н е изменили конфигураци ю G RU B . Возможно, вам потребуется отредактировать файл /etc/gruЬ . d/ 4 0_cus tom, чтобы и зм е н ить порядок, в котором ядра указаны в меню загрузки (например, после созда­ н ия настраивае мого ядра) , установить пароль для загрузки или изменить имена пунктов м е н ю загрузки. Как обычно, после внесения изменений запустите утилиты update ­ gruЬ или gruЬ2 -mkconfig. Например, вот как в ыглядит файл 4 0_cus tom, которы й вызывает пользовательское ядро в системе Ubuntu.

' Есл и вы з накомы с соглаш ен и я м и файловой системы U N IX (см . главу 5 ) , то можете з адаться вопросом, почему каталог /boot/qruЬ не н а з ван как-то более стандартно, например /var/ lib/ qruЬ и л и /usr/ local /etc/gruЬ. Причина в том , что драй веры файловой с и стемы, используемые во время загрузки , несколько у проще н ы . Загрузч ики не могут обрабатывать доп ол н ительные функци и , такие как точки монтирова ния , когда они обходят файловую с и стему. Все в каталоге /boot должно быть простым файлом или каталогом .

Часть 1. Основы администрирования

76

# ! /Ь i n / s h ехес tail -n +3 $ 0 Jt T h i s f i l e p r ovi de s a n e a s y way t o add cus t om menu e n t r i e s . Ju s t t ype Jt t h e menu e n t r i e s you want t o a d d a f t e r t h i s comme n t . В е c a r e ful n o t to Jt change t h e ' ех е с t a i l ' line above .

menu e n t r y ' М у Awe s ome K e r ne l ' s e t r o o t = ' ( hd O , msdo s l ) ' / a we s ome_k e r n e l r o o t = U U I D=XXX -XXX - XXX r o qu i e t l i nux i n i t rd / i n i t rd . img- a we s ome_k e r n e l

W Для получ е н и я доп олнител ьной и н формации о монтирова н и и файловых систем с м . раздел 5 . 1 .

В этом примере G R U B загружает ядро из каталога /awesome_kerne l . П ути к ядру я вл яются относител ьн ы м и и связа н ы с загрузоч н ы м разделом котор ы й исторически монтировался как /boot, но с поя влением U E F I теперь, с корее все го, он я вляется де­ монтирова н н ы м систе м н ы м разделом EFI. Для проверки вашего диска и определения состоян ия загрузочного раздела испол ьзуйте команды gpart show и mount .

К ома ндная строка GRUB G RU B поддержи вает и нтерфейс командной строки для редактирования записей в файле конфигурац ии " на лету" во время загрузки. Ч тобы войти в режи м командной строки , введите команду с на экране загрузки G RU B. В командной строке можно загружать операцион н ые с исте м ы , которые не указаны в файле grub . cfg, отображать системную информаци ю и выпол н ять рудиментарное тестирован ие файловой с исте м ы . Все , что можно сделать через файл grub . cfg, также можно выполн ить с помощью командной строки. Н ажм ите клавишу , чтобы просмотреть список возможных команд. Некоторые наиболее полезные команды показаны в табл. 2 . 2 . Таблица 2 . 2 . Команды GRUB Команда

Функци•

boot

Загружает систему из указанного образа ядра Получает интерактивную помощь для команды Загружает ядро Linux Перезагружает систему Поиск устройств по файлу, метке файловой системы или UUID П роверка поддержки USB

help l inux reЬoot search usb

Для получения подробной информации о G RU B и параметрах командной строки об­ ратитесь к офи циал ьному руководству по адресу gnu . o rg / s o f t w a r e / g ru Ь / ma n u a l .

Параметры ядра Li nux П араметры запуска ядра обычно изменяют знач е н и я параметров ядра, инструкт и ­ руют ядро проверять определ е н н ы е устройства, указы вать п уть к процессу ini t ил и systemd л ибо назначать определенное корневое устройство. В табл . 2 . 3 приведено не­ сколько примеров.

Глава 2. Загрузка и системные демоны

77

Таблица 2 . 3 . Примеры параметров времени загр узки ядра Опция

·

Значение

debug

Включает отладку ядра

init=/Ьin/bash

Запускает только оболочку bash; полезна для аварийно го восстановления

r o ot = / dev / f o o

Инструктирует ядро использовать /dev/ foo в качестве корневого устройства

s in g l e

Загрузка в однопольэовательском режиме

Если параметры ядра задаются во врем я загрузки, они не я вляются постоя н н ы м и . Для того чтобы сделать изменение постоян н ы м при перезагрузке, отредактируйте соот­ ветствующую строку ядра в файле /etc/gruЬ . d/ 4 0-custom или /etc/defaults/gruЬ (переменная с именем GRUB CMD L I NE L I NUX) . В ядро Linux постоян но добавляются заплатки безопасности , исправления ош ибок и новые функции. Однако в отл и ч ие от других пакетов программного обеспеч е н ия но­ вые верс и и ядра обычно не заменяют старые. В место этого новые ядра устанавливаются наряду с предыдущи м и версиями , так что в случае возникновения проблем можно вер­ нуться к старом у ядру. Это соглашение помогает адми н истраторам отказаться от обновления, есл и заплатка ядра разрушает их с истему, хотя это также означает, что загрузочное меню и меет тенден­ цию сохранять старые верс и и ядра. Попробуйте выбрать другое ядро, если ваша система н е будет загружаться после обновления. Подробнее о параметрах ядра см. в главе 1 1 . _

_

2.5. П РОЦЕСС ЗАГРУЗКИ FREEBSD Система загрузки FreeBSD во многом похожа на G RU B , поскольку загрузчик конечной стадии ( под и менем loader) использует файл конфигураци и на ос­ нове файловой систе м ы , поддержи вает меню и предлагает интерактивн ы й режим командной строки. Загрузчик loader - это последнее пересечение вариантов загрузки B I OS и UEFI.

Вариант BIOS: boo tO Как и в случае с и нтерфейсом G RU B , полн ая среда загрузчика loader сли ш ком ве­ л и ка для размещения в загрузочном секторе M B R, поэтому в B IOS постепенно загружа­ ется и запус кается цепочка более сложных предварительных загрузчиков. Интерфейс G R U B объединяет все эти ком поненты под общим названием " G R U B" , но в с истеме FreeB S D ранние загрузчики я вляются частью отдельной систем ы под на­ зва н и е м bootO , которая используется только в системах B IOS. Система bootO и м еет свои собствен н ые опци и , главны м образом потому, что она хранит более поздние этапы цепочки загрузки в загрузочной записи тома (см. раздел " Устаревший и нтерфейс B IOS" в разделе 2 . 2 ) , а не перед первым дисковым разделом. П о этой причине для загрузочной записи M B R нужен указатель н а раздел, которы й необходимо испол ьзовать дл я продолжения процесса загрузки. Как правило, все это ав­ том атически настраивается как часть процесса установки FreeBSD, но если вам когда­ л ибо понадобится н астроить конфигурацию, это можно сделать с помощью команды bootOcfg.

часть 1. Основы администрирования

78

Вариант UEFI О перацион ная система Free B S D , использующая и нтерфейс U E F I , создает с истем ­ н ы й раздел E F I и устанавливает там заrрузоч н ы й код в файле /Ьооt/Ьооtхб4 . ef"i. 6 Это путь по умолчани ю , которы й проверяют систе м ы U E F I во врем я заrрузки (по крайней мере на совре м е н н ых платформах персональных ком пьютеров) , поэтому никакой кон­ фиrураци и прошивки не требуется , за исключением правил ьно установленных приори­ тетов заrрузки устройств. По умолчан и ю с истема Free B S D н е сохраняет смонтирован н ы м с исте м н ы й раздел E F I после заrрузки. Таблицу разделов можно идентифицировать с помощью команды gpart. $ gpart shov

=>

40 40 1640 1 2 7 92 63 0 4 1 3 4 2 1 7 68 7

134217648 1600 127924664 62 9 1 3 8 3 1

adaO 1 2 3

GPT ( 64G) efi ( 800К) f r e eb s d - u f s ( 6 1 G ) f r e e b s d - swap ( 3 . 0 G ) - free ( 5 128) -

Хотя существует возможность подключить систе м н ы й раздел ESP, чтобы узнать, что в нем содержится ( используя команду mount -t msdo s ) , вся файловая система - это всеrо л и ш ь копия образа, найден ного в файле /Ьoot/bootl . ef"if"at на корневом дис­ ке. Внутри нет деталей , которые пользовател ь мог бы измен ить. W Для п олуч е н и я допол н и тел ьной информации о монти рован и и файловых систе м с м . раздел 5 . 1 .

Если раздел ESP поврежден или удален , ero можно повторно создать, настрои в раз­ дел с помощью команды gpart, а затем скопировав образ файловой систе м ы с помо­ щью команды dd: $ sudo dd if=/boot/bootl . efifat of=/dev/ adaOpl

Как только начальн ы й заrрузчик первого этапа U E F I находит раздел типа f re e b s d ­ u f s 7 , он заrружает UЕFl-версию проrраммы loader из файла /Ьoot/ loader . ef"i . С это­ го момента загрузка в ыполняется точно так же , как под управлением B I O S : заrрузчи к loader определяет, какое ядро следует заrрузить, устанавливает параметры ядра и т.д.

Конфигурация загрузчика Заrрузчи к loader на самом деле является средой сценариев на языке Forth.8 Внутри каталога /boot хран ится код на языке Forth, управляющий операциями заrрузчика, но он вполне самодостаточн ы й - вам не нужно изучать Forth. Чтобы пол уч ить значения переменных конфиrураци и , сценарии на языке Forth счи­ тывают файл /boot/loader . conf", поэтому задавать их следует именно здесь. Н е путай­ те этот файл с файлом /boot/def"aults / l oader . conf", которы й содержит настройки по умолчанию и не предназначен для изменения. К счастью, присваиван ия пере м е н н ых 6 Н е пуrайте каталог /boot в с истемном разделе E F I с каталогом /boot в корневой файловой систем е Fre e B S D . Они отделен ы друг от друга и служат разл и ч н ы м uеля м , хотя , конечно, оба связаны с начальной загрузкой . 7 Н ач и н ая с верс и и Free B S D 1 0 . 1 , в качест ве корне вого раздела в с и ст е м е U E F J можно использовать Z FS . "Э то замечательны й и интересны й языков программирования.

факт, имеющи й значение лишь для люде й , интересующихся историей

Глава 2. Загрузка и системные демоны

79

в файле loader . conf с интаксически похожи на ста ндарт н ы е операци и присваивания в оболочке sh. С правоч н ы е mа n -страницы о загрузчи ке loader и файле loader . aonf содержат и н формацию обо всех параметрах загрузч и ка и перем е н н ы х к о нфигур а ц и и которые их контрол и руют. Не которые из наиболее и нтересных вариа нтов защищают меню за­ грузки паролем , м е н я ют экран заставки , отображаем ы й п р и загрузке , и передают па­ раметры ядра. ,

Кома нды за грузч ика loader Загрузчи к понимает разл и ч н ые и нтерактивные команды. Напр и мер, чтоб ы найти и загрузить альтернативное ядро, необходимо испол ьзо вать п оследовательность следу­ ющих команд: Т ур е ' ? ' f o r а l i s t of c ommand s , ок ls 1 d . s nap d dev

' help '

for more de t a i l e d h e l p .

d r e s cu e 1 h ome ок unload ОК load /boot/kernel/ kernel . old / b o o t / ke rn e l / ke r ne l . o l d t e x t = O x f 8 f 8 9 8 d a t a= O x l 2 4 ОК boot

.

.

.

Ь0 7 7 )

Здесь мы в ы вели содержи м ое корневой файловой с исте м ы (по умолчани ю ) , в ы ­ грузил и ядро по умолчани ю {/boot/ kerne l / kerne l ) , за г руз ил и более старое ядро {/boot/kernel/kernel . old) и продолжили процесс загрузки . Для получе н ия полной документации о доступных командах выпол ните команду man loader.

2.6. Д ЕМОНЫ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ П осле загрузки и заверш е н ия процесса и н и циализации ядро создает спон та н н ы е процессы в пользовательском п ространстве. О н и н аз ы ва ю тся спонтанным и , п отом у что ядро запус кает их автономно - при нормал ьном ход е событий новые процессы созда­ ются тол ько по воле существующих процессов. Большинство спонтанных процессов действительно я вляютс я частью реализации ядра. Они не обязательно соответствуют программам в файл о вой системе. Они не настраивают­ ся и не требуют внимания со стороны системного администратора. Их можно распознать в списках ps (см. раздел 4.3) по низким значениям параметра PI D и скобкам вокруг их и м ен (например, [ pa gedaemon ] в системе Free BS D или [ kdump ] в системе Linux). И с кл ю ч е н и е м из этого ш аблона я вляется демон у п равл е н и я си стемой. Он и м е е т идентификатор процесса, рав н ы й 1 , и обычно работает под и м ен е м ini t. Систем а дает демону ini t несколько специальных привилегий , но по большей части это п росто про­ грам ма на уровне пользователя , как любой другой демон . "

"

Часть 1. Основы администрирования

80

О бязанности демона ini t Демон ini t и меет несколько фун кций , но его главной целью я вляется обеспечение того, чтобы система запускала правильные комплекты служб и демонов в л юбой момент времени. Для достижен ия этой цели ini t поддерживает понятие режима, в котором с истема должна работать. Н иже перечислены некоторые общепринятые режи м ы9• •

Однопользовательский режи м , в котором монтируется тол ько м и н и м ал ьн ы й на­ бор файловых систе м , н и одна из служб не запущена, а на консоли запущена кор­ невая оболоч ка.

•

М ногопол ьзовательский режи м , в котором монтируются все обыч ные файловые с исте м ы и запуще н ы все настроенные сетевые службы , а также око н ная система и графический менедЖер входа в консоль.

•

Режим сервера, аналогичный режиму м ногопользовательского режи ма, но без ис­ пользо вания графического пользовательс кого интерфейса на консол и .

Кажды й режим с вязан с определенным комплектом систе м н ых служб, а демон и н и ­ циал изации запус кает или останавл ивает службы п о мере необходимости , чтобы при­ вести фактическое состоян и е с исте м ы в соответствие с текущим акти вным режи мом . Режим ы могут также и меть связанные с н и м и контрол ьные задач и , которые запускают­ ся всякий раз, когда режим начинается или заканчивается. Например, демон ini t обычно выполняет м ногие задач и , с вя занн ые с запуском , в качестве побоч ного эффекта перехода от начал ьной загрузки к м ногопользовательско­ му режиму. К н и м могут относиться следующие задачи . •

Установка и м е н и ком пьютера.

•

Установка часового пояса.

•

П роверка дисков с помощью команды fsck.

•

Монтирование файловых систем .

•

Удаление старых файлов и з каталога / tJnp .

•

Н астрой ка сетевых и нтерфейсов.

•

Н астрой ка фил ьтров пакетов.

•

Запуск других демонов и сете вых служб.

У демона init очен ь мало встроенных знаний об этих задачах. Он просто запускает набор команд или сценариев, которые были назначены для выполнения в этом кон крет­ ном контексте .

Реа л изации демона ini t В настоящее время широко используются три совершенно разных стиля в процессах системного управления. •

Стиль init, принятый в системе System V U N IX компании АТ&Т, которы й м ы называем "традиционн ы м стилем init" . Этот стиль был преобладающим в систе­ м ах Linux до поя вл е н ия менедЖера systemd.

'' Н е при н и йте эти и е н а или описан я режимов сли ш ком буквально ; это всего л и ш ь примеры ма м и общих ре жи м ов ра боты , которые больш и нство систем о п ределяют т а к ил и и н аче.

Глава 2. загрузка и системные демоны

81

•

Вариант i n i t, которы й происходит от с истем ы B S D UN IX и испол ьзуется в больш и нстве В S D - с исте м , вкл ючая Free BSD, Ope n B S D и N et BS D . Он так же проверен временем, как и стиль SysV ini t , и и меет столько же прав называть­ ся "традицион н ы м " , но для ясности мы называем ero " B S D init" . Этот вариант довольно прост по сравнению с и н ициал изацией стиля SysV. Мы обсудим e ro от­ дельно в разделе 2 . 8 .

•

Относительно недавно у демона ini t появился конкурент - менеджер sys temd, целью которого является полное решение всех пробл е м , связа н н ы х с демонами и состоян и е м с истемы . Как следствие, менеджер sys temd захватил знач ительно большую территорию, чем л юбая традиционная версия демона ini t. Это несколь­ ко противоречивая с итуация, о которой мы поrовори м н иже . Те м не м е н ее все наши примеры дистрибутивов Linux теперь содержат менеджер systemd.

Хотя эти реали заци и являются преобладающ и м и в данн ы й м о м е н т, о н и дал е к и о т того, чтобы б ыть еди н ствен н ы м варианто м . Например, в операционн о й систе м е macOS компании Apple используется с истема и н ициализации с именем launchd. П ока в системе UЬuntu не бьm реализован менеджер systemd, в ней испол ьзовался друrой со­ временный вариант демона ini t под названи е м U pstart. В с истемах Linux теоретически можно заменить и нициализацию по умолча­ нию в зависимости от того, какой вариант вы предпочитаете . Но на прак­ тике демон ini t н астолько важен для работы с исте м ы , что м ногое до­ пол нительное програ м мное обеспечение может в ы йти из строя . Если вы не желаете испол ьзовать менеджер sys temd, примите в качества стандарта дистрибутив, которы й его не использует.

Традицион н ый стил ь ini t В традиционном мире и н и ц иализации системные режим ы (например, однопол ъзо­ вательские или мноrополъзовательские) называются уровнями выполнения. Бол ьш инство уровней выполнения обозначаются одной буквой или цифрой. Традиционн ы й стиль init появился в начал е 80-х гг. Е го сторонники (т. е . против­ н ики применения менеджера sys temd) часто ссьmаются на принцип: " Не сломалось не чини " . Тем не менее традиционн ы й стиль ini t имеет ряд зам етных недостатков. Начнем с тоrо, что традиционный демон init сам по себе не настолько силен, чтобы справляться с потребностям и современных операционн ых систем. Бол ьш инство систе м , которые ero испол ьзуют, на самом деле имеют стандартную и фикс ированную конфигу­ рацию ini t, которая никогда не изменяется. Эта конфигурация ссылается на второй уро­ вень сценариев оболочки, которые выполняют фактическую работу по изменению уров­ ней выполнения и позволяют администраторам вносить изменения в конфигурацию. Второй уровень сценариев поддерживает еще и третий уровен ь сценариев, связанных с де моном и с истемой, которые привяза н ы к каталогам определенного уровня, указы­ вающ и м , какие службы должны работать и на каком уровне запуска. Все это нем ного запутанно и неизящно. Говоря кон кретно, эта с истем а не и меет общей модели зависимосте й между служ­ бам и , поэтому требуется, чтобы все запуски и демонстрации выполнялись в порядке , заданном адм и нистратором . Более поздн ие действия не могут выполняться до тех пор, пока не будут закончены все предыдущие , поэтому выполнять и х параллел ьно невоз­ можно, и система тратит много времени, чтобы изменить состояние.

82

Часть 1. Основы администрирования

М енеджер sys temd п ротив остал ьного мира Л и ш ь нем ногие пробл е м ы в области Linux обсуждал ись более горячо, чем переход от традицион ного де мона init к менеджеру sys temd. По большей части , жалобы со­ средоточиваются на постоянно растущих масштабах систе м ы . Менеджер sys temd осуществляет все фун кции i n i t , ранее реал и зова н н ые с помо­ щью хитроумных уловок и приемов, и формал изует их в еди ное целое, позволяя настра­ и вать, получать доступ и управлять службам и . В качестве с исте м ы управлен и я пакетами менеджер sys temd определяет надежную модель зависимосте й не тол ько среди служб, но и среди " целе й " . Этот терм и н испол ь­ зуется в контексте sys temd для описания режимов работы, которые в контексте тради­ цион ного демона init называл ись уровнями выполнения. Менеджер systemd не толь­ ко управляет п роцессам и параллельно, но также управляет сете в ы м и подкл ючениями (networkd) , зап ися м и журнала ядра ( j ournald) и авторизацией (logind) . П ротивники использования менеджера sys temd утверждают, что философия U N IX закл ючается в том , чтобы систе м н ые ком поненты были небол ьш и м и , простым и и мо­ дульн ы м и . Говорят, что такой фундаментал ь н ы й ком понент, как ini t н е должен иметь монолитного контроля над м ноги м и другим и подсистемами операцион ной систе м ы . Менеджер systemd не тол ько порождает сложность, но и создает поте н циальные н е ­ достатк и в области безопасн ости и препятствует разграничению между платформой опе­ рац ион ной с исте м ы и служба м и , которые работают н а ее ос нове . Ш Дополнител ьную информацию об уп равлени и пакетами см. в главе 6 . Менеджер systemd также критикуют з а введен ие новых стандартов и обязанностей в ядро Linux, качество кода, предполагаемую н е вос п р и и м ч и вость е го разработч и ков к сообщениям об ошибках, дизайн его основных фун кций и неле пый вид. М ы не можем справедли во реш ить эти проблемы в этой книге , но читатели могут ознакомиться с аргу­ ментами в разделе Arguments against systemd по адресу w i t ho u t - s ys t emd . o r g , на основ­ ном сайте противн и ков sys temd.

А ргументы против ini t Архитектурн ы е возражен ия против менеджера sys temd, изложе н ные выше, я вл я ­ ются вполне разу м н ы м и . Он действител ьно имеет большинство тип и ч н ых недостатков надстрое нного п рогра м много проекта. Н а практике , однако, м ногие адми нистраторы оч е н ь л юбят испол ьзовать sys temd, и мы относимся к этому лагерю. Оставьте на время полем ику и предоставьте менеджеру systemd шанс завоевать ваше признание. Как только вы привы кнете к нему, вы, с корее всего . оцен ите е го м ногочисле н н ые преимущества. По крайней мере , имейте в виду, что традиционн ы й демон init, который вытесняет­ ся менеджером sys temd, не был идеальным. Помимо всего прочего, менеджер sys temd просто устраняет нескол ько ненужных разл ичий между дистрибутивами Linux. Дебаты действител ьно н е и м е ют значе н и я , потому что соре внован и е завершено. Аргументы против испол ьзования sys temd потеряли силу, когда на него переключились системы Red Hat , Deblan и Ubuntu. М ногие другие дистрибутивы Linux теперь принима­ ют systemd л ибо вольно, л ибо невольно. Традиционн ы й де мон ini t по- прежнему и грает определенную роль, есл и дистрибу­ тив л ибо нацелен на небольшой размер и нсталляци и , либо н е нуждается в расшире н н ых фун кциях управлен ия процессом sys temd. Также существует знач ительное количество

глава 2 . Загрузка и системные демоны

83

реван ш истов, которые презирают систему из принципа, поэтому н екоторые дистрибу­ тивы Li nux обязател ьно будут поддерживать тради цион ную и н ициал изацию в теч е н ие неопределе н ного срока в качестве формы протеста. Тем не менее м ы не считаем , что тради цио н н ы й демон ini t и меет будущее , чтобы заслужить подробное обсуждение в этой книге . Для систе м ы Linux мы в основном огра­ ничиваемся менеджером systellld . М ы также обсудим оче н ь простую систему инициализации, испол ьзуемую Free B S D , в разделе 2 . 8 .

2.7. МЕНЕДЖЕР

SYSTEМD

в ДЕТАЛЯХ

Конфигурация и управление систе м н ы м и службами - это область, в которой дис­ трибутивы Linux традиционно отличаются друг от друга. М е н еджер sys temd нацелен на стандартизацию этого аспекта систе м ного адми нистрировани я , и в этой области он достиг бол ьших успехов, чем л юбая предыдущая альтернатива. Систе м н ы й м е неджер sys temd это не отдельный демон , а набор п рограм м , де­ монов, библ иотек, технологий и ком понентов ядра. Как отмечается в сообще н и и , опу­ бл икованном в блоге , посвященном systemd на странице O p o i n t e r . de / Ь l og , полная сборка проекта генерирует 69 разн ых двоичных файлов. Подумайте об этом как о конди­ терской , в которой вы обязаны съесть все конфеты . Поскольку менеджер systemd с ил ьно зависит о т особенностей ядра Linux, это пред­ ложение предназначено тол ько дпя Linux. В ы не увидите е го в системе B S D ил и любом другом варианте U N IX в течен ие следующих пяти лет. -

М одул и и модульные файл ы Сущность, которой управляет менеджер sys temd, называется модулем (unit) 10• Более кон кретно, модулем может быть "служба, сокет, устройство, точка монтирования , точка автоматического монтирования , файл или раздел подкачки, цель запуска, просматри ва­ емый файловый путь, таймер, управляемый systemd, часть ресурса управлен и я , группа со:щанных извне процессов или портал в альтернативную вселенную" . 1 1 Хорошо, мы даже захватили часть ал ьтернативной вселен ной, но она все еще занимает м ного территории. Внутри менеджера systellld поведение каждого модуля определяется и настраи вается модульным файлом. Например, в случае службы файл модуля указы вает м естоположе ­ ние исполняемого файла дпя демона, сообщает systemd, как запускать и останавли вать службу, а также идентифицирует л юбые другие модули , от которых зависит служба. Вскоре м ы рассмотри м синтаксис модульных файлов, а пока приведем простой при ­ мер и з систе м ы Ubuntu. Этот файл устройства rsync . service; он обрабатывает запус к демона rsync, который отображает файловые систе м ы . [ Uni t ] De s c r i p t i on= f a s t rerno t e f i l e сор у p rograrn d a ernon Condi t i on P a t h Ex i s t s = / e t c / r s yncd . c on f [ S e rvi c e ] ExecS t a r t = / u s r /bi n / r s ync - - d a ernon - - n o - d e t a c h

111 Н а жаргоне п рограммистов

их

часто называют юн итами .

-

1 1 В осн овном , цитируется по mаn-стра н и це sys temd . uni t.

Примеч. ред.

часть 1. основы администрирования

84 [ I nstal l ] W a n t e dB y=mul t i - u s e r . t a r g e t

Если вам показалось, что это напоминает файл в формате . ini, испол ьзуемом в сис­ темах M S - D O S , знач ит, вы хорошо понимаете почему к sys temd так плохо относятся. Модульные файл ы могут находитьс я в нескол ьких местах. Основное место , где паке­ ты сохраняют свои модульные файл ы во время и нсталляции - / u s r / l iЬ / sys temd/ sys tem; в некоторых с истемах для этого испол ьзуется каталог / l ib / systemd/ sys tem. Содержимое этого каталога сч итается ресурсом , поэтому вы не должн ы изменять е го. Файлы локал ьных файлов и настройки могут выполняться в каталоге /etc / sys temd/ sys tem. В каталоге /run/ sys temd/system есть также каталог модулей, который я вл я ­ ется рабочей областью для переходных модулей. М е неджер sys temd поддерживает телескопическое представление всех этих катало­ гов, поэтому они в значител ьной степени эквивалентн ы . Если возникает конфл икт, то файл ы в каталоге /etc имеют наивысш и й приоритет. W Для получения дополнительной информации о демоне rsync с м . раздел 1 7.4. П о соглашению, модульные файлы именуются суффиксом , который зависит от ти па настраиваемого устройства. Например, служебны е модули имеют суффикс . servi ce , а тай меры используют суффикс . timer. Внутри модул ьного файла н е которые разде­ л ы (например, [ U n i t ] ) относятся в общем случае ко всем типам м одул е й , но другие (например, [ S e rv i c e ] ) могут отображаться тол ько в контексте определ е н н ого типа устройства.

Команда sys temctl: упра вление менеджером sys temd Команда sys temctl - это универсал ьная команда для изучен и я состоян ия менед­ жера sys temd и внесения изм е н е н и й в е го конфигурацию. Как и в случае с системой G it и нескольки м и другим и слож н ы м и пакетами программ ного обеспече ния , первый аргумент команды sys temctl обычно представляет собой подкоманду, которая задает общую последовательность действий , а посл едующие аргументы я вл я ются специфиче­ с ки м и для этой кон кретной подкоманды. Подкоманды могут быть отдельн ы м и коман ­ дам и верхнего уровня , но для согласован ности и ясности они объедин е н ы в команду systemctl. W Для получения дополн ител ьной информации о системе Git см . раздел 7 . 8 . Выпол не н и е команды sys temctl без каких-л ибо аргументов по умолчани ю вы­ зывает подкоманду l i s t-unit s , в которой отображаются все загружен н ые и активные службы , сокеты, цел и , смонтированные диски и устройства. Для того чтобы показывать только загружен н ые и активные службы, используйте кл юч - type service: =

$ systemctl lis t-uni ts - - type=service

UN I T a c c o un t s - daemon . s e rv i c e

L OAD l oa d e d

ACT I VE a c t ive

SUB runni n g

wpa_suppl i c a n t . s e rv i c e

l o aded

a c t ive

runn i n g

DESCRI P T I ON Account s S e rv i c e W PA supp l i c a n t

Также и ногда полезно видеть все инсталл ированные модульные файл ы , независимо от того, акти вны они ил и нет: $ sys temctl list-uni t-fi les - - type=service UN I T F I L E S TATE

c r o n . s e rv i c e

enaЫed

Глава 2. Загрузка и системные демоны

c r yp t d i s ks - e a r l y . s e rvi c e c r yp t d i s ks . s e rv i c e cup s - b rows e d . s e rv i c e cups . s e rv i c e

mas ked ma s ke d enaЫed d i s aЫ e d

wp a_s uppl i c a n t . s e rv i c e x l l - c ommon . s e rv i c e

d i s aЫ e d ma s ke d

85

1 8 8 unit f i l e s l i s ted .

Для подкоманд, действующих на определ е н н ы й модул ь ( н а п р и м е р , sys temc t l s tatus) , команда systemctl обычно может при н имать и м я модуля без суффикса, ука­ зывающего тип модуля ( например, cups вместо cups . servi ce) . Тем не менее тип моду­ ля по умолчан ию, с которы м объединены простые имена, зависит от подкоманды . В табл . 2 . 4 показа н ы наиболее востребова н н ы е и полезные подкоманды команды systemctl (для получения полного списка с м . тап-страницу systemctl) . Таблица 2 . 4 . Наиболее распространенные подкоманды команды sys temctl Подкоманда l i s t-uni t-files

Функци• [ша блон}

Показывает установленные модули; существует возможность сравнения по ша блону

еnаЫе модуль

Вкл ючает модуль для активации при загрузке

di s aЫe модуль

Запрещает запуск модуля при загрузке

isolate ц ель

Изменяет режим работы на целе в о й

s tart модуль

Немедленно активирует модуль

s top модуль

Немедленно деактивирует модуль

res tart модуль

Немедленно перезагружает (или запускает, если не работает) модуль

s tatus модуль

Показывает состояние модуля и последние зап иси журнала

kill ша блон

Отправляет сигнал в модуль , соответствующий шаблону

reЬoot

Перезагрузка компьютера

daemon-reload

Переза г ружает файлы модулей и конфигураци ю sys temd

Состоян ие модул я В вы воде команды systemctl l i s t-uni t - f i l e s , приведе нном в ы ш е , м ы в идим , что модул ь cups . service отключе н . Дл я получения более подробной и нформации м ы можем испол ьзовать команду sys temctl status. $ sudo sys temctl s tatus - 1 cups cups . s e rv i c e - C U P S S chedul e r L o a d e d : l o aded ( / l i Ь / s y s t e md / s y s t e m / cup s . s e rv i c e ; d i s a Ы e d ; vendor p r e s e t : e n aЫ e d ) Ac t i ve : i n a c t i ve ( de a d ) s i nc e S a t 2 0 1 6 - 1 2 - 1 2 0 0 : 5 1 : 4 0 MST ; 4 s a g o D o c s : man : cup s d ( 8 ) Ma i n P I D : 1 0 0 8 1 ( code=e x i t e d , s t a t u s = O / S U C C E S S ) Dec 1 2 0 0 : 4 4 : 3 9 u l s a h s y s t emd [ l ] : S t a r t e d C U P S Schedu l e r . D e c 1 2 0 0 : 4 4 : 4 5 u l s ah s y s t emd [ l ) : S t a r t e d C U P S S c h e du l e r . D e c 1 2 0 0 : 5 1 : 4 0 ul s ah s y s t emd [ l ) : S t opp i n g C U P S Schedul e r . . . Dec 1 2 0 0 : 5 1 : 4 0 u l s a h s y s t emd [ l ] : S t opped C U P S S c h e du l e r .

Часть 1. Основы администрирования

86

Здесь команда sys temctl показы вает, что служба в настоя щее врем я неактивна (de a d ) , и сообщает, когда процесс был прекраще н . (Для этого примера м ы откл юч ил и его всего несколько секунд назад.) Он также показывает ( в разделе с надписью Loaded), что служба по умолчанию была включена при запуске , но теперь она отключена. П оследние ч етыре строки - это последние записи журнала. П о умолчан и ю зап и ­ си журнала конденсируются так , что каждая зап ись зан имает только одн у строку. Это сжатие часто делает записи нечитае м ы м и , поэтому мы включили оп цию -1 для запроса пол н ых записей. В этом случае нет н и какой разн ицы, но это полезная привычка. В табл . 2.5 отображаются состоя н и я , с которы м и вы чаще все го столкнетесь при про­ верке модулей. Табли ца 2 . 5 . Состояние модульных файлов СостОАние

Описание

Ьаd

У менеджера sys temd возникла какая-то проблема; обычно это связано с о сбоем модульного файла

d i s aЫ e d

Присутствует, но не настроен для автономного запуска

enaЫed

Инсталлирован и запущен; стартует автономно

indi rect

Отключен , но имеет одинаковые значения в разделах Al s o , которые могут быть включены

l i n ked

Модульный файл , доступный через символическую ссылку

mas ke d

Нежелательный статус с логической точки зрения

s tаtiс

Зависит от другого устройства; не требует установки

Состоя ния e n a Ы e d и d i s aЫ e d применяются только к модул ьн ы м файлам , которые находятся в одном из систе м н ых каталогов systemd (т.е. они не связа н ы символической сс ыл кой) и и м е ют раздел [ I n s t a l l J в своих модульных файлах. Включенные модул и , по- видимому, действител ьно должн ы сч итаться " и нсталл ирован н ы м и " , что означает, что директи вы в разделе [ I n s t a l l ] был и выпол н е н ы и что устройство подкл ючен о к его обычн ы м активацион н ы м три ггерам . В большинстве случаев это состояние застав­ ляет модуль автоматически активироваться после загрузки системы. Аналогично, состояние d i s aЫ e d я вляется чем-то неправильным , потому что един ­ стве н ное, что фактически откл ючено, - это нормальный путь активаци и . Можно вруч ­ ную активиро вать устройство, которое было откл ючено, запустив команду sys temctl ; менеджер systemd не будет возражать. У м ногих устройств нет процедуры инсталляции, поэтому нел ьзя с казать, что о н и вкл ючен ы или откл юче н ы ; о н и просто доступ н ы . Статус таких эле м ентов указан как s t a t i c . Они активируются только вручн ую (systemctl start) или указываются в ка­ честве зависимостей от других активных модулей. Файл ы , имеющие состояние l i n k e d , был и создан ы с помощью команды systemctl l ink. Эта команда создает с и м волическую ссылку из одного из каталогов sys tem ме­ н еджера sys temd на модульный файл , который находится в другом месте в файловой систе м е . Такие модул ь н ы е файлы могут обрабаты ваться команда м и или указы вать­ ся в качестве зависимосте й , но они не я вля ются полноправными элементами систе м ы и имеют некоторые заметные отклонения. Например, применение команды sys temctl di s aЬle к модульному файлу в состоя н и и l i n ke d приводит к удалению связи и всех ссылок на него. К сожалению, точ ное поведен ие модул ьных файлов в состоянии l i n ked недостаточ­ но хорошо докуме нтировано. Хотя идея хранить локальные модульные файлы в отдель-

Глава 2. Загрузка и системные демоны

87

ном репозитори и и связывать их с менеджером systemd имеет определенную привлека­ тельность, вероятно, это н е луч ш и й подход на данн ы й момент. П росто сделайте коп и и . Состоя н и е ma s ke d означает " заблокирован адм и н и стратором " . Менеджер sys temd знает о модул е , но е м у запре ще но активировать е го ил и де йствовать по л юбой из ero конфигурацион н ых директив с помощью команды systemctl mask. В этом случае сле­ дует откл ючить модул и , находящиеся в состоян и и enaЫed или l i n ke d , с помощью ко­ манды sys temctl di saЫe и зарезервировать команду sys temctl m.ask дл я модул ей в состоя н и и s t a t i c . Возвращаясь к нашему исследованию службы cups, м ы могл и б ы испол ьзовать сл е­ дующие команды для ее повторного вкл ючения и запуска. $ sudo sys temctl еnаЫе cups S ynch r o n i z i n g s t a t e o f cup s . s e rv i c e w i t h S y sV i n i t w i t h / l iЬ / s y s t emd / s y s t emd- s y s v- i n s t a l l . . . Execu t i n g / l i Ь / s y s temd / s y s temd- s y s v- i n s t a l l е n а Ы е c u p s i n s s e rv : w a r n i n g : c u r r e n t s t a r t r u n l e ve l ( s ) ( emp t y ) o f s c r i p t c u p s ove r r i d e s L S B de f au l t s ( 2 З 4 5 ) . i n s s e rv : w a r n i n g : c u r r e n t s t op run l e v e l ( s ) ( 1 2 З 4 5 ) o f s c r i p t ' c up s ove r r i d e s L S B de f a u l t s ( 1 ) . C r e a t e d s yml i n k f r om / e t c / s y s t e md / s y s tem/ s o c ke t s . t a r g e t . wa n t s / cup s . s o c k e t t o / l i b / s y s temd / s y s t e m / c u p s . s o c ke t . C r e a t e d s yml i n k f r om / e t c / s y s temd / s y s t em/mu l t i - u s e r . t a r g e t . wa n t s / c up s . p a t h t o / l i b / s y s t emd / s y s t em / c u p s . p a t h . $ sudo sys temctl s tart cups ·

Цел и Модул ь н ы е файл ы могут объя влять свои отно ш е н ия с други м и модулями разл и ч ­ ными способа м и . Так, в при мере , приведен ном в начале раздела " Модули и модульные файл ы " , спе цифи катор W a n t e d B y означает, что , есл и систе м а и м еет модул ь mul t i ­ user . target, то дан н ы й модуль должен зависеть от него (rsync . service } , когда тот находится в состоян и и e n a Ы e d . П ос кол ьку модули н е посредств е н н о поддержи вают управл е н и е зав и с и мостя м и , дл я реал изаци и экви вале нта уровней выпол н е н ия i n i t не требуется н и каких допол ­ н ител ьн ы х механизмов. Дл я ясности менеджер sys temd определяет отдел ь н ы й класс модулей (типа . target), чтоб ы испол ьзовать их как маркеры общих режимов работ ы . Однако цел и не и м е ют особой с ил ы , з а исключ е н ием управл е н и я завис и м остя м и . до­ ступного для л юбого другого модуля. Тради цио н н ы й де мон init оп ределяет как м и н и мум се м ь уровн е й выпол н е н и я , но многие из них на самом деле не используются . Стремясь к ложно понятой исторической преемстве н ности , менеджер sys temd определяет цел и как прям ы е а налоги уровней за­ пуска демона ini t (runleve l O . target и т.д. ) . Он также определяет м н емонические цел и для повседневного ис пользова н и я , такие как poweroff . target и graphical . target. В табл . 2.6 показано сопоставление между уровнями выполнения ini t и целя­ ми systemd. Единстве н н ы м и целями , которые действител ьно необходимо знать, являются mul ti ­ user . targe t и graphical . target дл я повседневного испол ьзован ия и res cue . target для доступа к однопол ьзовател ьскому режи му. Для того чтобы измен ить теку­ щий режим работы систе м ы , используйте команду systemctl i solate: $ sudo sys temctl isolate mul ti-user . tarqet

Часть 1. Основы администрирования

88

Таблица 2 . 6 . Сопоставление между уровня ми запуска ini t и системными целями

Уровень выполнения

Цепь

Описание

О

poweroff . target

Остановка системы

emergency

emergency . target

Простейшая оболочка для восстановления системы

1,

re scue . target

Однопользовательский режим

mul ti-user . target•

Многопользовательский режим ( командная строка)

s, single

2 3

mul ti -user . target•

Многопользовательский сетевой режим

4

mul ti-user . target•

Обычно не используется ini t

5

graphical . target

Многопользовательский сетевой режим с графическим интерфейсом

6

reЬoot . target

Перезагрузка системы

" По умолчанию цель 11ul ti -user . targe t соответствует runlevelЗ . target, многопользовательскому сете­ вому режиму.

П одкоманда i s o l ate н азывается так , потому что она активирует указанную цел ь и е е зависимости , но деактивирует все остальные модул и . В традиционном демоне i n i t для изменения уровней запуска после загрузки с и ­ сте м ы испол ьзуется команда te l i n i t . Некоторые дистрибутивы теперь определя ют telini t как символическую ссылку на команду systemctl. Для того чтобы увидеть цель, к которой система загружается по умолчанию, запусти­ те подкоманду get-defaul t: $ sys temctl ge t-default g r a ph i ca l . t a r g e t

Большинство дистрибути вов Linux загружаются п о умолчанию в модуль graphical . что не подходит для серверов, которы м не н ужен графический и нтерфейс. Но это легко изменить: targe t ,

$ sudo sys temctl set-default mul ti-user . target

Чтобы увидеть все доступные цели с истемы , запустите с исте м н ые списки: $ sys temctl l i s t-units - - type = target

За висимости между модулями П акеты п рогра м м ного обеспечения Linux обычно поставля ются со своим и соб­ стве н н ы м и модул ьн ы м и файлам и , поэтому с истемные адм и нистраторы не н уждаются в подробном знани и всего языка конфигурации . Тем н е менее и м н еобходим ы рабочи е знания с исте м ы зависимостей sys tem.d для диагностики и устранения пробле м с зави­ симостями. Во-первых, не все зависимости являются явными. Менеджер sys temd берет на себя функции старого демона inetd, а также расширяет эту идею в домене межпроцессной системы связи D - Bus. Другим и словами , менеджер sys temd знает, какие сетевые порты или I РС-соединения указывают, где будет размещаться указанная служба, и может про­ слуши вать запросы по этим каналам , не запуская службу. Если клиент выпол няет м ате­ риализацию, с истема просто запускает фактическое обслуживание и отключает соедине­ н ие. Служба запускается , есл и она фактически используется, и остается бездействующей в противном случае.

глава 2. загрузка и системные демоны

89

Во-вторых. менеджер sys temd делает некоторые предположен ия о нормальном по­ ведении бол ьш и нства видов единиц. Точные предположения варьируются в зависи мости от типа еди н ицы. Например, менеджер systemd предполагает, что среднестатистическая служба является надстройкой , которая не должна запускаться на ранних этапах и н и циа­ лизации системы. Отдельные блоки могут отключать эти допущен ия с помощью строки De f a u l t De p e n de n c i e s ; f a l s e

в разделе [ Un i t ] и х модульного файла; п о умолчан и ю значение равно t ru e . Чтобы уви­ деть точ ные предположен и я , которые применяются к каждому типу модул я , см. спра­ воч ную стран и цу дпя типа sys temd . uni t, ( например. man systemd . service). Третий класс зависимостей - те , которые я вно объявлены в разделе [ Un i t ] модуль­ н ы х файлов. Доступные параметры показа н ы в табл. 2 . 7 . Таблица 2 . 7 . Явные зависимости в разделе [ Unit] модульного файла Параметр

Значение

Wan t s

Модул и , которые должны быть активированы одновременно, если это возможно, н о н е обязательно

Requi re s

Строгие зависимости ; отказ от каких-либо предварительных условий прекращает работу этой службы

Requi s i t e

Аналогично Requi r e s , но модуль должен быть активным

Bindsтo

Аналогично R e qu i r e s , но модуль должен быть связан еще более тесно

PartOf

Аналогично R e q u i r e s , н о вли яет только на запуск и остановку

С on f 1 i с t s

Отрицательные зависимости ; не может взаимодействовать с этими единицами

За искл ючением параметра Co n f l i c t s , все параметры в табл. 2 . 7 выражают основ­ ную идею о том , что настраиваем ы й модуль зависит от некоторого набора других моду­ лей. Точ н ые различия между эти м и параметрами явл яются незнач ительны м и и в первую очередь и нтересн ы разработч икам служб. Когда это возможно, предпочтение следует от­ давать наименее ограничительному варианту, W a n t s . М ожно рас ш ирить груп пу W a n t s или R e qu i r e s , создав файл модул ь ный - ф а йл . wants ил и модуль ный - ф а йл . requires в каталоге /etc/systemd/ sys tem и добавив туда с и м волические ссылки на другие модул ьн ы е файл ы . Еще луч ш е , просто дайте ко­ манде sys temctl сделать это за вас. Например , команда $ sudo sys teшctl аdd-хочет шul ti-user . target my . local . s ervice

добавляет зависимость от модуля my . local . service к стандартной многопол ьзова­ тел ьской цел и , гарантируя , что служба будет запускаться каждый раз, когда система пе­ реходит в м ногопол ьзовател ьски й режим . В большинстве случаев такие специальные зависи мости устанавл иваются автомати­ чески на основе раздела [ I n s t a l l J в модульных файлах. Эгот раздел содержит опции W a n t e d B y и Re q u i r e d B y , которые ч итаются , только если модуль включен с помощью команды systemctl еnаЫе или отключен с помощью команды systemctl disaЫe. При включен и и они заставляют команду sys temctl выполнять эквивалент add-wants для каждой опции W a n t edBy или add-require для каждой опции R e q u i redBy. Раздел ы [ I n s t a l l J сам и по себе н е вл ияют на нормал ьную работу, поэтому, если модуль не запускается , убедитесь, что он правильно подключен и свя за н с сим воличе­ ской ссылкой .

90

часть 1. Основы администрирования

Порядок вы пол нен ия Разумно предположить, что есл и модуль А требует ( R e q u e r e s ) наличия модуля В, то модуль В будет запуще н ил и н астрое н до модуля А. Но на самом деле это н е так . В менеджере sys temd порядок, в котором блоки активируются ( ил и деактивируются), я вляется совершенно отдельным вопросом . Когда система переходит в но1юе состояние, менеджер systemd сначала отслежива­ ет различн ые источ н и ки инфор мации о зависимости , изложен н ые в предыдущем раз­ деле, чтобы определить задействованные модул и . Затем он испол ьзует разделы Be f o r e и A f t e r из модульных файлов, чтобы упорядоч ить с писок зада н и й . Есл и модул и н е имеют разделов Be f o r e или Af t e r , они м о гут быть скорректированы параллел ьно. Это удивительная , но достой ная внимания функция дизайна. Одной из основных целей проектирования менеджера syst8111d было облегчение параллелизма, поэтому логично, что модули не получают зависимостей сериализации, если они явно не запрашивают их. На практике раздел A f t e r испол ьзуется чаще , чем Wa n t s или Requ i r e s . Определе­ н ия цел е й ( и , в ч астност и , обратных зависимосте й , закодирова н н ы х в предложениях W a n t edBy и Requ i redBy) устанамивают общие контуры служб, работающих в каждом рабочем режи м е , а отдельные пакеты беспокоятся тол ько о своих непосредствен н ых и пря м ых зависимостях.

Б ол ее сл ож н ый п ри м ер ф ай л а Теперь внимател ьно рассмотр и м несколько директив, испол ьзуе м ы х в модульных файлах. Вот модул ьн ы й файл дл я веб-сервера NG I N X, nginx . service. [ Un i t ] De s c r i p t i on=The n g i n x Н Т Т Р and r e ve r s e p r o x y s e rv e r A f t e r = n e t wo r k . t a r g e t r emo t e - f s . t a r g e t n s s - l o o kup . t a r g e t [ S e rvi c e ] T ype= f o r k i n g P I DF i l e = / r u n / n g i n x . p i d Exe c S t a r t P re = / u s r /b i n / rm - f / r u n / ng i n x . p i d Exe c S t a r t P r e = / us r / s b i n / n g i nx - t E x e c S t a r t = / u s r / sb i n / ng i n x E x e c Re l oa d= / b i n / k i l l - s H U P $ МAI N P I D K i l lMode= p r o c e s s K i l l S i gn a l = S I GQU I T T ime ou t S t op S e c = S P r i v a t e Tmp= t rue [ Install ] Wante dBy=mul t i - u s e r . t a rge t

Эта служба имеет тип fo r k i n g , что означает, что команда запуска должна завершить­ ся , даже если демон продолжает работать в фоновом режиме. Так как менеджер systemd н е будет не посредственно запускать демона, тот записывает с вой идентификатор P I D ( идентификатор процесса) в указанном P I D Fi l e , чтобы systemd мог определить, какой процесс является ос новным экзе м пл яром демона. Строки Е х е с - это команды для запуска в разл и ч н ы х обстоятел ьствах. Ком а нды E xe c S t a rt P re запускаются до фактического запуска службы ; показанные здесь коман­ ды подтверждают синтаксис конфигурационного файла NG I NX и гарантируют удале ­ н ие л юбого существующе го РI D-файла. Exe c S t a r t - это команда, которая фактически

Глава 2. загрузка и системные демоны

91

запускает службу. Ком анда E x e cRe l o a d сообщает менеджеру sys tem.d, как заставить службу перечитать ее файл конфигурации . (Менеджер system.d автоматически устанав­ ливает переменную среды МAI N P I D в соответствующее значение.) m Дополнительную и нформаци ю о сигналах см. в разделе 4 . 2 . Завершение этой службы обрабатывается через параметры K i l lMode и Ki l l S i gna l , которые сообщают sys tem.d, что демон службы и нтерпретирует с игнал QU I T как и н ­ струкци ю мя очистки и выхода. Строка Exe c S t op = / bi n / k i l l - s H U P $ МA I N P I D

будет и м еть по существу тот ж е результат. Если работа демона не закончится з а коли­ чество секунд, заданных параметром T imeou t S t op S e c , менеджер sys tem.d заставит его прекратить работу с помощью сигнала ТЕRМ, а затем неперехватываем оrо с игнала K I LL. Параметр P r i va t e Tmp попытка повысить безопасность. О н помещает каталог службы / tmp в место, отличающееся от фактического каталога / tm.p, которы й использу­ ется всем и процессами и пользователя м и системы. -

Л окальные службы и настрой ки Как показано в предыдущих п р и мерах, довольно п росто создать модул ь н ы й файл мя домашней службы . Просмотрите примеры в каталоге /usr / l ib/ system.d/ system и адаптируйте их к своим потребностям . Для получ е н и я пол н о го с п и с ка парам е ­ тров конфигураци и служб обратитесь к справочной странице мя sys tem.d . service. Параметр ы , общ и е для всех типов устройств, о писан ы н а с правоч н ой стра н и це sys tem.d . uni t. Поместите свой новы й файл в каталог /etc/ sy s tem.d/ sys tem.. Затем можно запу­ стить команду $ sudo sys temctl еnаЫе custoш . service

мя активации зависимосте й , перечислен н ых в разделе [ I n s t a l l J в служебном файле. Как правило, н е следует редактировать модул ь н ы й файл , написан н ы й не вам и . Вместо этого создайте каталог конфигураци и в каталоге /etc/ system.d/ system./unit­ file . d и добавьте один или несколько файлов конфигураци и , которы е называются ххх . conf. Часть ххх не и меет значен и я ; п росто убедитесь, что файл и меет суффикс . conf и находится в нужном м есте. Имя override . conf я вляется стандартным. Файл ы с рас ш ирени е м . conf имеют тот же формат, что и м одульные файл ы , и на самом деле менеджер sys tem.d с глаживает и х все в месте с исходны м файлом. Однако, если оба источн и ка поп ытаются установить значение одного итого же параметра, пере­ определенные файлы имеют приоритет над исходны м и модул ьн ы м и файлами . Следует иметь в виду, что м ногие параметры менеджера system.d могут отображаться в модул ьном файле более одного раза. В этих случаях множествен н ы е значен и я обра­ зуют список и остаются акти в н ы м и одноврем е н но. Если вы задаете значение в файле override . conf, оно присоединяется к списку, но не заменяет существующие записи. Это может быть н е тем , что вы хотите. Чтобы удалить существующие зап ис и из с писка, просто присвойте параметру пустое знач е н ие , а затем добавьте свой . Рассмотри м пример. Предположим , что ваша организация хранит файл конфигу­ раци и N G I NX в нестандартном месте, напри мер /usr/ l ocal /www / nginx . conf. Вам нужно запустить демон nginx с параметром - с /usr/ local /www / nginx . conf, чтобы он мог найти нужный файл конфигурации .

Часть 1. Основы администрирования

92

Вы н е можете просто добавить эту опцию в файл / u s r / l ib / sys temd / sy s tem/ nginx . service , потому что он будет замен яться каждый раз, когда пакет N G I NX об­ новляется или модифицируется . Вместо этого можно использовать следующую последовател ьность команд. $ sudo mkdir /etc/sys temd/ sys tem/nginx . service . d $ sudo cat > ! $ / override . conf1 2 [ S e rv i c e ] Exe c S t a r t = Ex e c S t a r t = / u s r / s b i n / n g i n x - с / u s r / l oc a l / www / n g i n x . c on f < Ct r l + D> $ sudo sys temctl daemon-reload $ sudo sys temctl res tart nginx . service

Первый параметр E xe c S t a rt= удаляет текущую запись, а второй устанавл и вает ал ь­ тернативную команду запус ка. Ком анда sys temctl daemon-reload осуществляет по­ вторн ы й синтаксический разбор модульн ых файлов. Тем н е менее она не перезапускает демоны автоматически , поэтому вам придется по­ вторно выполн ить команду systemctl , чтобы изменения вступил и в силу немедленно. Эта последовател ьность команд представляет собой настол ько расп ространенную идиому, что менеджер systemctl теперь реализует ее непосредствен но: $ sudo sys temctl edi t nginx . service

$ sudo sys temctl res tart nginx . service

Как уж было сказано, вам все равно придется перезапустить менеджер вруч ную. П оследнее, что нужно знать о переопределяемых файлах, закл ючается в том , что он и не могут изменить раздел [ I n s t a l l ] модул ьного файла. Л юбые сделан н ые вам и изме­ нения молча и гнорируются. Просто добавьте зависимости напрямую с помощью команд systemctl add-needs или systemctl add-require.

Предостережения об уп равлен и и службами и запус ком П р и м е н е н ие м е н еджера sys temd имеет много архитектурн ых последстви й , и е го адаптация - не простая задача для разработчи ков дистрибути вов Linux. Текущие в ы ­ пуски - это в основном систе м ы Франке н штейна, которые используют большую часть с истем ы , но также сохраняют несколько ссылок на прошлые верс и и . И ногда старые верси и просто еще не полностью преобразованы . В других случаях для обл е гчения со­ вместимости был и оставлены различные форм ы устаревшего кода. Хотя менеджер sys temctl можно и нужно испол ьзовать для управления службам и и демонам и , н е уди вительно, если вы д о с их пор запус каете традицион н ы е сценарии ini t или связан ные с ними вспомогательные команды. Если в ы попытаетесь использо­ вать менеджер systemctl Д/I Я откл ючен ия сети в системе CentOS или Red Hat , напри­ мер, вы получите следующий вывод. $ sudo sys temctl di s aЫe network n e t w o r k . s e rv i c e i s n o t а n a t ive s e rvi c e , Exe c u t i ng / s b i n / ch k c on f i g n e t wo r k o f f

r e d i r e c t i n g to / s b i n / ch k c on f i g .

1 2 С и мвол ы > и ! $ это метасим волы обол очки . С и м вол > переадресовы вает вывод в файл , а дей ствие с и мволов ! $ рас п ространяется до последнего компонента п редыдущей команд н ой строки , так что вам не нужно его повторно вводить. Все обол очки понимают эти обозначени я . Информацию о некоторых других удобн ых функциях см . в раздел е 7 . 2 . -

Глава 2. Загрузка и системные демоны

93

W Дополнительную информацию о службе Apache см. в разделе 1 9 . 3 . Традиционные сценар и и и н ициализации часто продолжают функционировать в с и ­ сте ме sys temd. Н а п р и м е р , сценар и й инициализации / e t c / r c . d/ in i t . d/my - o l d ­ s e rv i c e м ожет б ыть автоматически сопоставл е н с модул ь н ы м файлом , так и м как my -old- service . servi ce , во врем я и н и циализации с истем ы или при выполнении команды systemctl daemon-reload. Примером я вляется служба Apache 2 н а Ubuntu 1 7.04: попытка откл ючить apache2 . service приводит к следующему выводу. $ sudo sys temctl di saЫe apache2 S y n c h r on i z i n g s t a t e o f a p a c he 2 . s e rvi c e w i t h S ys V s e rv i c e s c r i p t wi t h / l iЬ / s y s t emd / s y s t emd - s y s v - i n s t a l l . E x e c u t i n g : / l i Ь / s ys t emd/ s y s t emd- s y s v - i n s t a l l di s aЫ e a p a ch e 2

Конечный результат соответствует тому, что вы хотели , н о процесс проходит доволь­ но окольным путем . В системах Red Hat и CentOS все еще запус кается сценарий /etc/rc . d/ rc . l o c a l во вре м я загруз к и , есл и в ы настроите е го на в ы п ол н е н и е . 1 3 Теоретически можно испол ьзовать этот сценарий для взлома уязвимостей сайта или загрузки задач , если это необходимо. (На данн ы й момент, однако, вам нужно проигнорировать хакерские возможности и сделать что-то полез­ ное в системе, создав соответствующий набор файлов модулей.)

RHEL

Н екоторые задачи загрузки систем Red Hat и CentOS продолжают использовать кон­ фигурационн ы е файл ы , найденные в каталоге /etc/ sysconfig. Эти данные приведен ы в табл . 2 . 8 . Таблица 2 . 8 . Файлы и подкаталоги каталога Red

Hat

/etc/ sysconfig

Файл или каталоr

Содержимое

console/

Каталог, который исторически допускал настраиваемое сопоставление клавиш

crond

Аргументы для п ерехода к демону crond

ini t

Конфи гурация дл я обработки сообщений из сценариев запуска

iptaЫe s - config

Загружает дополнительные модул и ip taЫ e s , такие как NАТ- помощники

ne twork - s crip ts/ Сценарии аксессуаров и сетевые файлы конфи гураци и nfs

Необязател ьные аргументы RPC и N FS

ntpd

Параметры командной строки ntpd

s e linux

Символ ическая ссылка на каталог / etc/ sel inux/ config"

• устанавливает аргументы для системы SELinux или позволяет полностью отключить ее; см. раздел 3.4.

Пара пунктов табл . 2 . 8 заслуживают допол нительного комментария. •

•

Каталог сетевых сценариев содержит допол н ительные м атери ал ы , относящиеся к сетевой конфигурации . Единственное, что вам может понадобиться измен ить здесь, - файлы с именем ifcfg-interface. Например, файл network-scripts/ i fcfg-ethO содержит параметры конфигурации для интерфейса eth O . Он уста­ навливает I Р-адрес и сетевые параметр ы интерфейса. Дополнительная информа­ ция о настройке сетевых интерфейсов приведена в разделе 1 3 . 1 О. Файл iptaЫ e s - config фактически н е позволяет изменять правила iptaЬles (брандмауэра) . Это просто с пособ загрузки допол н ительных модул е й , таких как

1 1 Быстрая команда sudo chmod +х /etc/rc . d/rc . local гарантирует, что файл будет исполняться.

Часть 1. основы администрирования

94

трансляция сетевых адресов ( NAT) , есл и вы собираетесь пересылать пакеты или испол ьзовать с истему в качестве маршрутизатора. Допол н ител ьная и нформация о настройке iptaЫes содержится в разделе 1 3. 1 4.

Жу рнал sys temd Фиксация сообщен и й в журнале, созданных ядром , всегда был сложной задачей. Она стала е ще более важной с появлен и е м виртуальных и облач ных систе м , поскольку не­ возможно просто стоять перед консолям и этих систем и следить за тем , что происходит. Часто важнейшая диагностическая информация терялась в эфире. Менеджер systemd устраняет эту проблему с помощью универсальной структуры ве­ дения журнала, которая включает все сообщения ядра и службы от начал ьной загрузки до окончательного завершения. Этот объект, называем ы й журналом , управляется демо­ ном j ournald. Систе м н ые сообщен и я , зап иса н н ы е журналом , хран ятся в каталоге / run . Демон rsyslog может обрабаты вать эти сообщения и хранить их в традиционн ых файлах жур­ налов или пересыл ать их на удал е н н ы й сервер syslog. Можно также напрямую обра­ щаться к журналам с помощью команды j ournalctl. Без аргументов команда j ournalctl выводит все записи журнала (начиная с сам ых старых) . $ j ournalctl -- L o g s b e g i n at F r i 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 UTC , e n d at F r i 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 1 5 : 0 5 : 1 6 uтс . - F e b 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 ubun t u s y s temd - j o u r n a l [ 2 8 5 ] : Run t ime j ou rn a l i s u s i n g 4 . 6М ( ma x a l l owed 3 7 . ом, t Feb 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 ubunt u s y s t emd- j ou r na l [ 2 8 5 ] : Run t ime j ou r n a l i s u s i n g 4 . 6М ( ma x a l l owed 3 7 . ОМ , t Feb 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 ubun t u k e r ne l : I n i t i a l i z i n g c g roup s ub s y s cpu s e t F e b 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 ubuntu k e r ne l : I n i t i a l i z i n g c g roup s u b s y s cpu Feb 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 u b u n t u k e r n e l : L i nux ve r s i on 3 . 1 9 . 0 - 4 3 - g e n e r i c ( bu i l d d @ l c y O l - 0 2 ) ( gc c ve r s i o n 4 . Feb 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 ubuntu k e r n e l : C ommand l in e : BOOT_ I МAGE= / b o o t /vml i n u z 3 . 1 9 . 0 - 4 3 -gene ric root=UUI Feb 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 u b u n t u k e r ne l : KERNEL s u pp o r t e d cpus : F e b 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 ubun t u k e r ne l : I nt e l Genui n e i n t e l

Можно настроить демон j ournald для сохранения сообщен и й из предыдущих загру­ зок. Для этого отредактируйте файл /etc/ systemd/ j ournald . conf и н астройте атри ­ бут S t o r a g e : [ Journa l ] St orage=pe r s i s tent

Изменив конфигурацию демона j ournald, вы получите список приоритетных загрузок. $ j ournalctl --lis t-boots

- 1 a 7 3 4 1 5 f a de 0 e 4 e 7 f 4 b e a 6 0 9 1 3 8 8 3 d l 8 0dc F r i 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 1 5 : 0 1 : 2 5 UTC F r i 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 1 5 : 0 5 : 1 6 UTC О O c 5 6 3 f a 3 8 3 0 0 4 7 e c a a 2 d 2 b 0 5 3 d4 e 6 6 l d F r i 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 1 5 : 1 1 : 0 3 UTC Fri 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 1 5 : 1 2 : 2 8 uтс

Зате м можно получать доступ к сообщен и я м из предыдущей загрузки , ссылаясь на свой и ндекс или длинный идентификатор.

Глава 2. Загрузка и системные демоны

95

$ j ournalctl -Ь -1 $ j ournalctl -Ь a7 3 4 1 5fade0 e4e7f 4bea6 0 9 1 3 8 8 3d1 8 0 dc

Для того чтобы ограничиться кон кретны м модулем , используйте флаг -u. $ j ournalctl -u ntp - - L o g s b e g i n at F r i 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 1 5 : 1 1 1 5 : 2 6 : 0 7 uтс . - F e b 2 6 1 5 : 1 1 : 0 7 ub - t e s t - 1 s y s t ernd [ l ] : Feb 2 6 1 5 : 1 1 : 0 8 ub - t e s t - 1 s y s t e rnd [ l ] : Feb 2 6 1 5 : 1 1 : 0 8 ub - t e s t - 1 n t p [ 7 6 1 ] : *

: 0 3 UTC , e n d a t F r i 2 0 1 6 - 0 2 - 2 6 S t opped L S B : S t a r t N Т Р d a emon . S t a r t i n g L S B : S t a r t N Т Р d a emon S t a r t i n g N T P s e rve r n t p d

.

.

.

Ведение журнала sys temd более подробно описано в главе 1 О.

2 .8. СЦЕНАРИИ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ и З А ПУС К А СИСТЕМЫ FREEBSD Система Free B S D использует и н ициал изацию в стиле B S D , который н е поддержи­ вает концепцию уровней выполнения. Чтобы привести систему в пол ностью загружен ­ н о е состояни е , и н ициал изация Free BSD запускает программу /etc/rc. Эта программа является сценарием оболоч к и , но ее нельзя изменять напрямую. Вместо этого система rc реал изует несколько стандартных с пособов расш ирения систе м ы запус ка и измене­ ния конфигураци и , доступных для систе м н ы х адми н истраторов и пакетов п рогра м м ­ ного обеспечения. Ш И нформацию о сценариях оболочки см . в главе

7.

Прежде всего , /etc/rc - это оболочка, которая за пус кает другие сценарии , боль­ ш инство из которых н аходятся в каталогах /u s r / l o ca l / e t c / rc . d . и / e tc / rc . d. Однако, прежде чем запускать любой из этих сценариев, с истема ro выпол няет три фай­ ла, которые содержат информацию о конфигурации мя системы. •

/etc/defaults/config

•

/ etc/ rc . conf

•

/etc/rc . conf . local

Эти файлы сами я вляются сценариям и , но обычно они содержат тол ько определения значений переме н н ых оболочки. Затем сценар и и запуска проверяют эти пере м е н н ые , чтобы определить, как вести себя дальше. ( Программа /etc/rc использует некоторые средства оболочки, чтобы гарантировать, что переменные, определен ные в этих файлах, будут видны повсюду. ) Ш Дополн ительную информацию о сценариях оболоч ки см . в глав е 7 . В файле /etc/defaul t s / rc . conf перечислены все параметры конфигурации и их настройки по умолчанию. Н икогда не редактируйте этот файл , чтобы сценарий и ници­ ализации не перезаписал ваш и изменения при следующем обновлен и и с истемы. В место этого просто переопределите значен и я по умолчан и ю , установив их с нова в файлах /etc / rc . conf или /etc/rc . conf . local . На справоч ной странице rc . conf и меется обширный список переменных, которые можно задать . Теоретически файлы rc . conf могут также содержать имена других каталогов, в ко­ торых для запуска сценариев м ожно установить значение переменной local s tartup. _

Часть 1 . основы администрирования

96

Значение по умолчан и ю /usr/local/etc/rc . d, и м ы рекоме ндуем оставить е го не­ изме н н ы м . 1 4 Загл я нув в файл / e t c / r c . d, м ожно увидеть , что существует м н ожество разл и ч ­ н ы х сценариев запуска, в стандартной установке их более 1 50 . Файл / e t c / r c запу­ с кает эти сце нар и и в порядке , определе нном командой rcorder, которая считывает сценар и и и и щет информацию о зависимостях, которая была закодирована стандарт­ н ы м образо м . Сценарии запуска Free B S D для разнообразных служб довольно просты . Например, верхняя часть сценария запуска s shd выглядит следующим образом : -

# # # #

! / Ьi n / s h PROVI D E : s s hd REQU I RE : LOG I N F I L E S Y S T EMS KEYWORD : s h u t d own /etc/rc . subr name= " s s hd " r c v a r = " s s h d е n аЫ е " c omma nd= " / u s r / s Ь i n / $ { n ame } "

П еремен ная r cvar содержит и м я пере м е н ной , которая должна быть определ е н а в одном из сценариев rc . conf', в данном случае s shd enaЬle. Если вы хотите , что­ бы для автоматического запуска во время загрузки использовался демон s shd ( реаль­ ный демон, а н е с ценарий запуска, хотя оба называются sshd) , поместите в файл /etc/ rc . conf' строку: _

s s hd е n а Ы е = " Y E S "

Если эта переменная и меет значение "NO" или закомментирована, сценарий s shd не за­ пускает демон или не проверяет, следует л и его останавливать при выключении системы . Команда servioe обеспечивает интерфейс реального времени в с истеме rc . d опера­ ционной систе м ы Free B S D . ' 5 Н апример, чтобы остановить службу sshd вруч ную, можно запустить команду $ sudo service s shd s top

Обратите внимание: этот метод работает тол ько в том случае , есл и служба указана в файлах /etc/rc . conf'. Если это не так, используйте подкоманды onestop, onestart или onerestart, в зависимости от того, что вы хотите сделать. ( Команда service , как правило, напомнит вам об этом, есл и это необходимо.)

2 .9. ПРОЦЕДУРЫ ПЕРЕЗАГРУЗКИ И ВЫКЛЮЧЕНИЯ И сторически сложилось так, что маши н ы U N IX и Linux очень строго регламе нтиро­ вал и процесс выкл ючения. Современные с исте м ы стали менее чувствител ьн ы м и , осо­ бенно если испол ьзуется надежная файловая система, но всегда полезно выключ ить ма­ шину, когда это возможно.

1 4Для л окал ьны х настроек можно л и бо создать стандартные сценари и в стиле rc . d, которые находятся в каталоге /usr/local/etc/rc . d, либо редактировать общедоступный сценари й /etc/ rc . local . Первый вариант предпочтител ьнее. 1 5 Версия с л ужбы , которую и с п ользует с и стема Free B S D , осн овы вается на команде s e rvi ce в системе Liпux, которая управляет тради ционн ы м и службам и ini t .

Глава 2. Загрузка и системные демоны

97

Операционные системы прошл ых лет приучали многих систе м н ы х адми нистраторов перезагружать систему как первый шаг при решен и и л юбой пробл е м ы . Тогда это была адаптивная привычка, но в наши дни она чаще приводит к ненужн ы м затратам времени и преры ванию обслуживания. Сосредоточ ьтесь н а выявлен и и основной при ч и н ы про­ бле м , и вы, вероятно, обнаружите , что nерезагружаетес ь реже. Тем не менее после изменения сценария запуска или внесения значительных измене­ ний в конфигурацию рекомендуется выпол нить перезагрузку. Эта проверка гарантирует успешную загрузку с исте м ы . Есл и вы обнаружили проблему, но не решал и ее в течение нескольких недель, то вряд л и вспомните детали последних изменен и й .

Выкл ючение физических систем Основные обязанности, необходимые для закрытия с исте м ы , вы пол няет команда hal t. Она регистрирует выкл ючение , прекрашает несуществен н ые процесс ы , сбрасыва­ ет кеш ирова н н ые блоки файловой с исте м ы н а диск и останавливает ядро. В большин­ стве с истем команда hal t -р начинает процесс выключения с истемы. Команда reboot по существу идентична команде hal t , но она заставляет маш и н у перезагружаться , а не останавл иваться. Команда shutdown - это надстройка над команда м и hal t и reboot, которая обе­ спечи вает заплан ирован ные выключения и выдачу тревожн ых предупрежден и й для за­ регистрированных пользователей. Она восходит к эпохе систем разделения времен и и в настоящее время в значительной степен и устарела. Команда shutdown не делает ничего важного, кроме выпол н е н ия команд hal t или reboot, поэтому ее можно не испол ьзо­ вать, если у вас нет м ногопол ьзовательских систе м .

Выключение облачных систем Можно остановить или перезапустить облачную систему л ибо с сервера (с помощью команды halt ил и reboot, как описано в предыдущем разделе ) , либо с помощью веб­ консоли поставшика облачных выч ислен и й ( ил и эквивале нтного и нтерфейса A P I ) . Вообще говоря , отключение систе м ы с помошью облачной веб-консоли сродн и от­ ключению питания. Л уч ш е , есл и виртуальный сервер будет управлять собствен н ы м вы­ ключе н и е м , но если он перестает отвечать н а запрос ы , все что вам остается - откл ю­ ч ить е го с помошью веб-консол и . Что еще можно сделать? В любом случае убедитесь, что вы понимаете , что означает выключение с точ ки зре­ ния поставщика облака. Б ыло бы очень обидно уничтожить ваш у систему, когда вы хо­ тели всего л и ш ь перезагрузить ее. В среде AWS операции S top и ReЬoot делают именно то, что вы ожидаете. Команда Terminate деактивирует экзем пляр и удаляет его из памяти . Есл и для базового устрой­ ства хранения установлено значение d e l e t e o n t e rm i n a t i o n (удалить при заверше­ нии) , будет ун ичтожен не тол ько ваш экзем пляр, но и дан ные на корневом диске . Все хорошо, если вы хотели сделать именно это. Если же вы считаете , что это плохо, можно включить параметр t e rm i n a t i o n p r o t e c t i o n (защита завершения) .

2.1 о. Что ДЕЛАТЬ, ЕСЛИ СИСТЕМА НЕ ГРУЗИТСЯ? М ножество п робл е м может помешать загрузке систе м ы , нач и н ая от неисправн ых устройств и заканч и вая обновле н и я м и ядра . Сушествует три основных подхода к этой ситуаци и, перечисленные здесь в порядке нежелател ьности.

Часть 1. Основы администрирования

98 • •

•

Не отлаживать; просто верн ите систему в хорошо известное состоя н ие. Довести с истему до уровня , достаточного для запус ка оболочки и отладки в и нте ­ рактивном режиме. Загрузить отдел ьн ы й с исте м н ы й образ , смонтировать файловые систе м ы неис­ правной с истемы и исследовать е го.

Первый вариант наиболее часто используется в облаке , но он может быть полезе н и на физических серверах, если у вас есть доступ к последнему образу всего загрузочного дис­ ка. Если ваша организация делает резервные копи и файловой систе м ы , восстановление все й систе м ы может создать больше проблем , чем хотелось бы. М ы обсуждаем вариант восстановлен ия все й системы в режиме восстановлен ия облачных систем немного ниже. В оставшихся двух подходах ос новное внимание уделяется предоставлению вам до­ ступа к с исте м е , определ е н и ю основной пробл е м ы и исправл е н и ю любых пробл е м . Загрузка неисправной систе м ы в оболочку на сегодн я ш н и й де н ь я вляется предпочти ­ тел ьным вариантом , но проблем ы , которые происходят на ранн и х этапах загрузки , мо­ гут привести к н арушению этого подхода. Режим " загрузка в оболочку" известен как однопол ьзовател ьский режим или режи м с пасения ( rescue mode) . Систе м ы , которые используют менеджер sys temd, имеют еще более примитивный вариант, доступный в форме аварий ного режима (emergency mode) ; он концептуально похож на однопол ьзовательский режи м , но делает абсол ютн ый мини­ м ум работы перед запуском оболочки. П оскол ьку однопол ьзовател ьский режи м , режи м спасе н ия и авар и й н ы й режи м не настраивают сеть и не запус кают связанн ые с сетью службы , обычно, чтобы их исполь­ зовать, н еобходим физический доступ к консол и . В результате одн опользовательский режим обычно н едоступен для облачных с исте м . Мы рассмотрим н екоторые варианты восстановления испорче н н ых облач н ых образов чуть н иже.

Однопользовател ьский режим В однопользовательс ком режиме , также известном как rescue . target, для систе м , использующих менеджер sys temd, запускается только м и н и мал ьн ы й набор процессов, де монов и служб. Корневая файловая система смонтирована ( как правило, / u s r ) , но сеть остается неини циал и зированной. Во врем я заrрузки вы запраши ваете однопол ьзовател ьский реж и м , передавая аргу­ мент ядру, обычно s ingle или - s . Это можно сделать с помощью интерфейса команд­ ной строки загрузчика. В некоторых случаях он может быть настроен автоматически в качестве опции м е н ю загрузки. Если с истема уже запущена, ее можно перевести в однопол ьзовател ьский р е ­ жим с помощью команды shutdown ( Free B S D ) , tel ini t (традицион н ы й ini t) ил и systemctl ( systemd). Ш Дополнительную информацию об учетной записи root см. в главе 3 . Системы Sane перед запуском однопользовательской корневой оболочки запрашива­ ют корневой парол ь. К сожалению, это означает, что сбросить забыты й корневой пароль в однопол ьзовательском режиме практически невозможно. Если вам нужно сбросить па­ роль, придется получить доступ к диску с помощью отдельного загрузочного носителя. Ш Допол нительную информацию о файловых системах и монитори н ге см. в главе 5. де

И з однопользовательс кой оболоч ки можно выпол нять команды так же , как при вхо­ систему с полной загрузкой . Однако и ногда монтируется только корневой раздел ;

в

Глава 2. Загрузка и системные демоны

99

чтобы испол ьзовать программ ы , которые не находятся в каталогах /Ьin, / sЬin или /etc, н еобходимо смонтировать другие файловые с исте м ы вручную. Ч асто можно н айти указател и на доступные файловые с исте м ы , просмотрев ка­ талог /etc/ f s tab . В с исте м е Linux можно выпол нить команду fdi s k -1 (буква L в н ижнем регистре) , чтобы п росм отреть с писок разделов диска локальной с исте м ы . Аналогичная процедура для с истемы Free B S D заключается в том , чтобы выпол н ить ко­ манду camcontrol devlist для идентификации дисковых устройств, а затем - коман­ ду fdi sk -s устройств о для каждого диска. Во м ногих однопол ьзовательских средах корневой каталог файловой систе м ы начи­ нает монтироваться в состоян и и " только дл я чте н ия " . Е сли каталог /etc является ча­ стью корневой файловой с исте м ы (обы ч н ы й случай ) , то будет невозможно редактиро­ вать многие важные файлы конфигурации . Чтобы устранить эту проблему, необходимо начать сеанс в одн опользовательс ком режиме, перемонтировав каталог в режиме чтения и записи. В системе Linux этот трюк обычно в ыпол няет команда # mount -о rw , remount /

В системах FreeB S D возможность повторного подключен и я я вляется неявной , когда вы повторяете монтирование, но н еобходимо явно указать исходное устройство. Например, # mount - о rw /dev/qpt/rootfs /

RHEL

Однопользовательский режим в системах Red Hat и CentOS нем ного более агресс и ве н , чем обычно. К моменту достижения командной строки эти си­ сте м ы уже п ытались п одключить все локальные файловые систе м ы . Хотя это умолчание обыч н о полезно, при несnравной файл овой системе могут возникнуть проблемы . В этом случае можно загрузиться в аварийном режи­ ме, добавив команду systemd . uni t=emergency . target к аргуме нтам ядра из загрузчи ка {обычно G RU B) . В этом режиме локальные файловые с исте­ мы н е монтируются и запускается всего несколько основных служб.

m Для получения дополнительной информаци и о файловых системах и их монтировании см. главу 5.

Команда fsck запускается во время обычной загрузки для проверки и восстановле­ н и я файловых с исте м . В зависимости от того, какую файловую с истему вы используе­ те для корневого каталога, вам может потребоваться запустить fsck вручную, когда вы подключаете с истему в однопол ьзовательском или аварийном режим е . Для получ е н ия более подробной и нформации о команде fsck обратитесь к разделу 20. 1 0. Однопользовательский режим - это просто точка на обычном пути загрузки , поэтому можно выйти из однопользовательской оболочки, введя команду exi t или нажав клави­ ш и < Ct rl + D > , чтобы продолжить загрузку. Вы также можете н ажать клавиши < Ct rl + D > в момент запроса пароля, чтобы полностью обойти однопользовательский режим.

Однополь зовател ь ск и й режим в с истеме FreeBSD Система Free B S D включает одноnользовател ьский вариант в меню загрузки. 1 2 3 4

. . . .

B o o t Mul t i U s e r [ En t e r ) Boot S ingle U s e r E s c a p e t o l o a d e r p r omp t Reboot

Часть 1. Основы администрирования

1 00 Op t i on s 5 . K e r n e l : d e f a ul t / ke rn e l ( 1 o f 2 ) 6 . C o n f i g u r e B o o t Op t i o n s . . .

Одна приятная особен н ость однопользовател ьскоrо режима в Free BS D заключается в том , что он спрашивает, какую проrрам му ис пользовать в качестве оболочки. П росто нажм ите < Enter> для оболоч ки /bin/ sh. Выбрав вариант 3, вы переЙдете в среду командной строки заrрузоч ного уровн я , реа­ лизованную финал ьн ы м загрузчи ком Free B S D loader.

Однополь зов ательски й режим с з а г ру зч и ком G R U B В системах, испол ьзующих менеджер systemd, можно заrрузиться в режиме восстановле н и я , добавив команду systemd . uni t=rescue . target в коне ц существующей строки ядра Linux. Чтобы измен ить параметры заrрузки, вы­ дел ите нужное ядро на заставке G R U B и нажмите клавишу . Аналогично для загрузки в авари йном режи м е испол ьзуйте команду sys temd . uni t= emergency . target. Вот пример ти пич ной конфигурации: l i nux l 6 /vml i nu z - 3 . 1 0 . 0 - 2 2 9 . e l 7 . x 8 6_ 6 4 r o o t = / dev /mapp e r / rhel_rhe l - r o o t r o c r a s h ke rn e l = a u t o rd . lvm . l v= r h e l _ r he l / swap rd . lvm . lv= rhel_rh e l / r o o t r h g b qu i e t LANG= en_U S . UT F - 8 s y s t e md . uni t = r e s cue . t a rg e t

Для того чтобы запустить систему после внесения изменен и й , нажм ите .

В ос становл е ние облачн ых си стем И з-за п р ироды облач н ы х с исте м н е возможно под кл юч ить м о н итор ил и U S В­ накопитель при возникнове н и и проблем с загрузкой . Облач ные провайдеры делают все возможное , чтобы облегчить решение проблем, но основные ограничения остаются . W Дл я более ши рокого ознакомления с облач ными вычислениями см . главу 9 . Резервные коп и и важны для всех систе м , н о для облач н ы х серверов сделать такую копи ю очень просто. П ровайдеры взимают допол нительную плату за резервные копии, но они н едороги. Чаще создавайте образы (snapshot) и вы всегда будете и меть разум н ы й систе м н ы й образ, чтобы вернуться к н е м у в короткие сроки. С философской точк и зрения вы, вероятно, ошибаетесь, есл и ваш им облачн ы м сер­ верам требуется отладка при загрузке . Н е исправные физические серверы можно срав­ н ить с домаш н и м и животн ы м и , которых лечат, есл и они заболели , но больной круп ­ н ы й рогатый скот не лечат, а просто заби вают. Ваш и облачн ые серверы - это крупн ы й рогат ы й с кот; есл и о н и плохо работают, зам е н ите и х заведомо рабоч и м и коп и я м и . Испол ьзование этого подхода помогает не только избежать критических сбоев, н о и об­ легчает масштабирование и м и rрацию системы. Тем не м е н ее вам н еизбежно придется попытаться восстановить облачн ы е систе м ы ил и диски, поэтому м ы кратко обсудим этот процесс н иже. В рамках AWS однопользовател ьские и аварийные режим ы недоступны. Однако файловые системы ЕС2 могут быть подключен ы к другим виртуальным серверам , если они поддержи­ ваются устройствами Elastic Block Storage ( EAS). Эrо значение по умолчани ю установлено для большинства экзем пляров ЕС2, поэтому вполне вероятно, что при необходимости вы

Глава 2. Загрузка и системные демоны

1 01

сможете использовать этот метод. Понятно, что это похоже на загрузку с U S В-накопителя, так что можно сориентироваться на загрузочном диске физической системы. Вот что надо сделать. 1 . Запустите новый экзем пляр в области видимости экзем пляра, с которым возник­ л и п роблемы. В идеале этот экзе м пляр восстановления должен запускаться с од­ ного и того же базового образа и использовать тот же тип экзе м пляра, что и неис­ правная система.

2 . Остановите проблематичный экзе м пляр. ( Но будьте осторож н ы , чтобы не вы пол ­ н ить операцию t e rтi n a t e , потому что она удаляет образ загрузочного диска.) 3 . С помощью веб- консол и AWS или CLI отсоедин ите том от проблемной систем ы и присоедин ите его к системе восстановления . 4 . Войдите в систему восстановления. Создайте точ ку монтирования и смонтируйте том , а затем сделайте все , что необходимо для устране н и я пробл е м ы . Затем от­ ключите том . (Не выходит? Убедитесь, что вы не н аходитесь в одном из каталогов этого тома.)

5 . В консол и AWS отсоедин ите том от экзе м пляра восстановл е н и я и подкл юч ите его к п роблемати чному экземпляру. Запустите п робле матич н ы й экзе м пляр и на­ дейтесь на лучшее. Дроплеты компании DigitalOcean предлагают консоль с поддержкой VN C , к которой можно получить доступ через И нтернет, хотя использовать неб-приложения в некоторых браузерах довольно неудобно. Компания DigitalOcean н е предоставляет возможности от­ соединить устройства хране ния и перенести их в систему восстановле ния, как это делает Amazon . В место этого большинство систем н ых образов позволяют загружаться с ал ьтер­ нативного ядра восстановления. Чтобы получ ить доступ к ядру восстановления, сначала откл юч ите дроплеты , а затем смонтируйте ядро восстановления и перезагрузитесь. Если все пойдет хорошо, виртуаль­ ный терминал предоставит вам доступ к однопользовател ьс кому режиму. Более подроб­ н ы е инструкции для этого процесса доступны на сайте d i g i t a l o c e a n . сот. П робл е м ы с загрузкой в экземпляре Google Compute Engi ne сначала должны быть исследованы путем изучения и нформации о последовательном порте экзе м пл яра: $ gcloud compute instances get- serial -port-output экземпляр

Такую же информацию можно получить через веб-консоль G C P. П роцесс перемеще н ия диска, аналоги ч н ы й описанному в ы ш е дл я облака Amazon, также доступен в Google Compute Engine. В ы используете CLI для удал е н и я диска из н еработающего экзем пляра и загрузки нового экзе м пляра, которы й монтирует диск в качестве дополн ительной файловой системы. Затем можно запускать проверки файло­ вой систе м ы , изменять параметры загрузки и при необходимости выбирать новое ядро. Этот процесс подробно описан в докуме нтации Google по адресу c l o u d . g o o g l e . сот/ c oтpu t e / do c s / t r o uЬ l e s h o o t i n g .

Глава

3

Управление д ос т уп ом и привилегии суперпользователя

Эта глава посвящена контролю доступа, под которым , в отличие от кон цепции без­ опасности , мы подразумеваем механ изм принятия реш е н и й , связанных с безопасно­ стью, реализуемый ядром и его делегатами. В главе 27 , посвященной безопасности , рас­ сматривается более общий вопрос о том , как настроить систему или сеть, чтобы свести к м и нимуму вероятность нежелательного доступа злоум ы шленников. Контроль доступа - это область активных исследований, которая уже давно я вляется одной из главных проблем разработки операционных с исте м . За последнее десятилетие мир U N I X и Liпux пережил кембрийск и й взр ы в новых возможностей в этой области . П ервич н ы м драйвером этого всплеска стало появление АРl - интерфейсов ядра, которые позволяют сторонни м модулям увеличивать или заменять традиционную систему управ­ ления доступом U N IX. Этот модульный подход создает м ножество новых возможностей ; контрол ь доступа теперь так ж е открыт для изменений и экспериментов, как и любой другой аспект U N IX. Тем не менее традицион ная система остается стандартом U N IX и Liпux, и она подхо­ дит для большинства установок. Даже системные адм и нистраторы , которые хотят вы йти на новые рубежи , должны овладеть основами .

Часть 1. Основы администрирования

1 04

3 . 1 . СТАНДА РТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДОСТУПОМ в U N IX Стандартная модел ь контроля доступа в системе U N IX в течение десятилети й прак­ тически не измен илась. С н екоторы м и усовершенствованиями она по-прежнему я вля­ ется стандартной дл я распространенных дистрибутивов операционн ы х с исте м . Схема соответствует таким основны м правилам . •

Решения по управлению доступом зависят от того, какой пользователь п ытается в ы пол н ить операцию или в не которых случаях от членства этого пол ьзователя в группе U N IX.

•

Объекты (например, файл ы и процессы) имеют владельце в. Владельцы имеют ши­ роки й (но не обязательно неогран ичен н ый) контроль над своим и объектами.

•

Вы являетес ь владельцам и создаваем ых вами объектов.

•

Специал ьная учетная запись пользователя под названием root может действовать как владелец л юбого объекта.

•

Тол ько пол ьзовател ь root может выпол н ять особо важн ые адм и н истративные операции. 1

Некоторые систе м н ы е вызовы ( например, settimeofday) ограничен ы при вилегия­ м и пользователя root; реал изация просто проверяет подл и н ность те кущего пол ьзова­ теля и отклоняет операцию, есл и пользователь не является привилегированным (root) . Другие систе м н ы е вызовы ( например, k i l l ) реализуют различные выч ислен и я , кото­ рые включают как сравнение прав собственности , так и проверку специальных услови й для пол ьзователя root. Н аконец, файловые систе м ы и меют свои собственные системы управл е н и я доступом , которы е они реал изуют в сотрудничестве с уровнем ядра VFS . О н и , к а к правило, более слож н ы , чем эл е ме нты управления доступом в других местах ядра. Например, файловые системы гораздо чаще используют групп ы U N IX для контро­ ля доступа. Усложнение этой картины состоит в том , что ядро и файловая с истема тесно пере­ плетаются. Например, вы управляете и общаетесь с большинством устройств через фай­ л ы , которые п редставляют и х в каталоге /dev. П оскол ьку файл ы устройств я вляются объектами файловой с исте м ы , они подчиняются семантике управления доступом к фай ­ ловой системе. Ядро испол ьзует этот факт в качестве основной формы контроля доступа для устройств. m Дополнительную и нформацию о файлах устройств см. в разделе 5.4.

Ко нтр ол ь д о сту па к ф а й л о в о й с и сте ме В стандартной модели каждый файл имеет как владельца, так и группу, иногда назы­ ваемую " групповым владельцем " . Владелец может устанавливать разрешения для файла. В частности, владелец может установить их настолько о граничительно, что н и кто другой не сможет получить к нему доступ. М ы бол ьше говори м о разрешениях файлов в главе 5 (см. раздел 5 . 5 ) .

1 И мейте в виду, что м ы здесь описываем оригинальный диза й н с истемы контр оля доступа. В наши дни не все эти утвержден и я остаются истинными в буквальном смысле. Напри мер, процесс Liпux, который имеет соответствующие возможности (см . раздел 3 . 3 ) , теперь может вы полнять н екоторые опера ц и и , которые ранее были огра н и чены только компетенцией пользователя root.

Глава 3. Управление доступом и привилегии суперпользователя

1 05

Хотя владельцем файла все гда я вляется оди н человек , многие могуr быть владел ьца­ ми файлов, если они все являются частью одной групп ы . Группы традиционно опреде­ ля ются в файле /etc/group, но в настоящее время и нформация о группе часто сохра­ н яется в системе сетевых баз данных, такой как LDAP; для получения допол нительной и нформации см. главу 1 7 . m Для получения дополнительной и нформации о группах см. раздел 8 . 5 . Владелец файла определяет, что могут сделать с н им чле н ы групп. Эта схема позволя­ ет дел иться файлами между членами одного и того же проекта. Владел ьца файла можно определить с помощью команды l s - 1 : $ l s - 1 �qarth/ todo

- rw- r - - - - - 1 g a r t h s t a f f 1 2 5 9 Мау 2 9 1 9 : 5 5 / U s e r s / g a r t h / todo

Дан н ы й файл п р инадлежит пользовател ю garth и группе s taf'f'. Буквы и тире в первом столбце с и мволизируют разрешения на файл ; дл я получ е н и я подробной и н ­ формации о том , как декодировать эту и нформацию, обратитесь к разделу 5 . 5 . В данном случае коды означают, что пользователь garth может ч итать или записывать файл и что чле н ы групп ы s taf'f' могут его прочитать. m Дополнительную и нформацию о файлах passwd и qroup см. в главе 8 . И ядро, и файловая с истема отслеживают владельцев и груп п ы как ч исла, а не как те кстовые и мена. В подавляющем больши нстве случаев идентификацион н ые номера пол ьзователе й ( короткие идентификаторы U I D) сопоставляются с именами пользовате­ лей в файле /etc/passwd, а идентификацион ные номера груп п ( G I D ) сопоставляются с и менами групп в файле /etc/ group. (Для пол учения и нформации о более сложных ВОЗМ ОЖН ОСТЯХ с м . главу 1 7. ) Текстовые и м е н а , соответствующие иде нтификаторам U I D и G I D , о пределяются только для удобства пол ьзователей систе м ы . Когда команды , такие как l s , должны ото­ бражать и нформацию о владел ьце в удобочитаемом формате, они и щуr каждое имя в со­ ответствующем файле ил и базе дан ных.

Вл а ден ие п р оц есс о м Владелец процесса может отправлять сигналы процесса (см. раздел 4.2), а также мо­ жет пон изить (повысить) приоритет план и рования процесса. П роцессы н а самом деле имеют нескол ько идентификаторов, связан н ых с н и м и : реал ьн ы й , текущи й и сохранен­ н ы й U I D ; реальн ы й , текущий и сохране н н ы й G I D; а в системе Linux - " идентифи катор файловой систем ы " , которы й испол ьзуется тол ько для определения разрешений доступа к файлам . Вообще говоря , реальные номера используются для учета (и в настоящее вре­ мя в знач ительной степени я вляются рудим ентар н ы м и ) , а текущие номера - для опре­ дел е н ия разрешений доступа. Реальные и текущие номера, как правило, оди наковы. Сохраненные U I D и G I D - это парковочн ы е м еста для идентификаторов, которые в настоя щее врем я не испол ьзуются , но остаются доступн ы м и для вызова из п роцесса. Сохране н н ые идентификаторы позволяют программе повторно входить в привилегиро­ ван н ы й режим работы и выходить из него ; эта предосторожность умен ьшает риск не­ преднамеренного неправильного поведения. Иде нтификатор U I D файловой систе м ы обычно описывается как деталь реал иза­ ции сетевой файловой систе м ы N FS. Обычно он совпадает с текущим идентификато­ ром U I D .

Часть 1. Основы администрирования

1 06

Учет ная з а п ис ь супе рп ол ьзователя root Учетная зап и с ь root

это за п и с ь все м о гуще го адм и н истративного пользователя

-

U N IX. Она также назы вается учетной зап и с ь ю суперпол ьзователя , хотя фактичес кое имя пол ьзователя

-

root ( коре н ь) .

Определ я ю щ е й характеристи кой учетной зап и с и

root я вляется е е иде нтифи катор

U I D , равн ы й О. Н и что не ме шает вам изменять и м я пол ьзователя в этой учетной зап и с и ил и создавать допол н ител ьные учетные записи , идентифи каторы U I D которы х рав н ы О ;

однако это плохие иде и . 2 Такие и з м е не н и я обы ч н о создают н епреднамерен н ы е наруше ­ н ия безопасн ости с исте м ы . О н и также создают путаницу, когда други м л юдя м приходит­ ся и меть дело со стран н ы м с п особом настройки вашей систе м ы .

W Подробнее о системе N FS см . в главе 2 1 . Традиционная с и сте ма U N I X позволяет суперпол ьзовател ю (т. е . л юбому процессу, для которого текущи й иде нтификатор U I D равен О) выпол н ять л юбую допустимую опе­ рацию для л юбого файла или процесса.3 П еречислим н е которые п р и м еры привил е гирова н н ы х операц и й . •

Создание файлов устройстn.

•

Установка с исте м н ы х часо в .

•

Повыш е н и е л и м итов испол ьзования ресурсов и приоритетов процессов.

•

И з ме н е н и е и м е н и хоста систе м ы .

•

Настрой ка сете вых и нтерфе йсов.

•

Открытие при вилегирован н ых сетевых портов (с номера м и м е н ьш е

•

Выключение систем ы .

1 024) .

П ри м ером п ол н омоч и й супе рпол ьзовател я я вляется с пособн ость п р и н адлежащего е м у процесса изме нять свои иде нтификаторы U I D и G I D . П р и м ером может служить програ м м а входа в с исте м у

loqin и ее эквивале нты в в иде графического пол ьзовател ь­

с кого и нтерфейса ; процесс , котор ы й запра ш и вает ваш парол ь при входе в с исте му, из­ начально запускается с правами пользователя

root. Есл и введе н н ы й вами пароль и имя

пол ьзователя я вл я ются закон н ы м и , то программа входа в с истем у l ogin изменяет свои U I D и G I D на ваш и

U I D и G I D и запус кает среду оболочки ил и графический пол ь­ root и з м е н ит с воего владел ьца и станет

зовател ьск и й и нтерфей с . Как тол ько процесс

обычн ы м пользовател ьским процессом , он не с может восстановить п режн ее при вил е ги­ рован н ое состоя н и е .

Установка ф ла гов setuid и setgid Традицион н ы й контрол ь доступа U N IХ дополняется системой подстановки идентифи­ каторов, которая реализована ядром и файловой с истемой, взаимодействующи м и между собо й . Эта схе ма позволяет запускать специал ьно выдел е н н ые испол няемые файлы с по­ выше н н ы м и разрешения м и , обычно с правами пользователя

root. Это дает возможность

разработч икам и ад м и н истраторам создавать структурирова н н ы е способ ы , с помощью которых непривилегированные пол ьзовател и могут выпол нять привиле гирова н н ы е опе­ раци и .

2Дже н н и н Таунсенд, одна из наш и х рецензентов, прокомментировала это так : " Настолько плохие иде и , что я боюсь даже упоминать их, чтобы кого-нибудь не спровоцировать" . 3 3десь кл юче вое слово - "доп устимая " . Не которые операци и (например, выпол н е н и е файла, для которого не устаноw�ен бит разрешения выпол нения) запрещены даже суперпол ьзователю.

Глава 3 . Управление доступом и привилегии суперпользователя

1 07

Когда ядро запус кает и с п ол н я е м ы й файл с установл е н н ы м и бита м и разреш е н и я

s e t u i d или s e t g i d , о н о изменяет текущий идентифи катор U I D ил и G I D результиру­ ющего п роцесса на U I D или G I D файла, содержащего образ програм м ы , а н е на U I D и G I D пол ьзователя , который в вел ком анду. Так и м образо м , привилег и и пол ьзователя рас п ростран я ются только на выпол н е н и е этой конкретной команды . Например, пол ьзователи должн ы и м еть возможность изменять с вои парол и . Однако, поскольку парол и (традицион но) хранятся в защищенном файле /etc/ma s ter . pas swd ил и / e t c / shadow , пол ьзователя м н ужна команда pas swd, чтобы обесп е ч ить досту п . Команда pas swd проверяет, кто ее запус кает, и соответстве н но н астраи вает с вое пове ­ де н и е : пол ьзовател и могут изм е н ять только собствен н ые парол и , но пол ьзователь roo t может изменять л юбой парол ь. П рограмм ы , запус каем ы е с флагом s e t u i d , особен н о для пользователя root, могут создавать пробл е м ы безопасн ости . Команды с установл е н н ы м флагом s e t u i d , постав­ ляемые с системой , теоретически защище н ы ; однако в прошлом уже были обнаружен ы бре ш и в с исте ме безопасности и , н есомнен но, н екоторые будут обнаружен ы в будуще м .

проблем , с в я за н н ых с фла ­ программ , запус кае м ы х с эти м флаго м .

С а м ы й в е р н ы й с п особ м и н и м и з ировать кол и чество гом s e t u i d ,

-

м и н и м и зировать кол и чество

П одумайте дважд ы , прежде чем испол ьзовать програ м м н ое обес пече н и е , которое долж­ но устанавл и вать флаг s e t u i d , и избегайте п р и м е н е н и я фл ага s e t u i d в ваш е м соб­ стве н ном домаш н е м програм м ном обеспеч е н и и . Н и когда н е испол ьзуйте фла г s e t u i d в п рограммах, которые не бьm и написаны специально дл я этого. Вы можете откл юч ить установку флаго в s e t u i d и s e t g i d в отдель н ы х файловых с истемах, указав параметр n o s u i d при их монтирован и и . Рекомендуется испол ьзовать этот параметр в файловых с истемах, которые содержат дома ш н ие каталоги пол ьзовате­ лей или монтируются из менее надежн ых адми нистративных доменов.

W До полн ител ьную и нформаци ю о возм ожностях м онти рования файловой с и сте м ы см. в разделе 20 . 1 0 .

3.2. УПРАВЛЕНИЕ У ЧЕТНОЙ ЗАПИС Ь Ю ROOT Доступ к уч етной записи root н еобходим для ад м и н истрирова н и я систе м ы . Кро ме того, он представляет собой точ ку опоры дл я с исте м ы безопас ности . Правил ьное ис­ пол ьзование этой учетной записи является решающ и м навыком .

В ход в учетную з а пись root П оскольку root - это просто еще один пол ьзовател ь, бол ьшинство с истем позволя­ ют вам напрямую входить в учетную запись root. Однако это оказы вается плохой иде ­ е й , поэтому в с истеме

UЬuntu такие действия запрещен ы по умолчани ю .

Во- первых, учетн ые записи root н е содержат и нформации о том , какие операции вы­ пол нялись с правами root. Это плохо, когда вы пон имаете , что вчера испортили что-то в 3:00 утра и не можете вспом н ить, что именно вы и зм е н ил и ; это еще хуже , если доступ бьт несанкцион ирова н н ы м , и вы п ытаетесь выяснить, что нарушитель сделал с вашей си­ сте мой . Другим недостатком является то, что с ценарий входа в систе м у не содержит запи ­ сей о том , кто на самом деле выполняет данную работу. Если у нескольких пользователей есть доступ к учетной записи root, вы не сможете определить, кто ее использовал и когда. По этим прич и н ам бол ьш и нство с истем позволяют откл ючать вход в учетн ые записи roo t на терм и н алах, через окон н ы е с исте м ы и по всей сети - везде , кроме с исте м н о й

1 08

Часть 1. Основы администрирования

консол и . М ы преддагаем вам испол ьзовать эти возможности . Ч тобы узнать, как реал и ­ зовать эту пол итику в вашей кон кретной системе, с м . раздел 1 7 . 3 . Есл и у пол ьзователя r o o t есть парол ь (т. е . учетная зап ись r o o t не откл ючена, с м . н иже ) , этот парол ь должен быть очень сложны м . Для получе ния допол нител ьных комментариев относительно выбора пароля см. раздел 27.3.

Кома нда su: замен а идентификатора п ол ьзовател я Л уч ш е получать доступ к учетной записи root с помощью команды su. При вызове без аргументов она в ыдает приглашение на ввод пароля пользователя root, а затем за­ пус кает оболочку с при вилегированн ы м и правами. Эти права будут сохраняться , пока в ы не заверш ите работу (нажав комбинацию клавиш < Ct rl + D > ил и выпол н и в команду exi t). Команда su не фиксирует действия , производимые привиле гирова н н ы м пол ьзо­ вателем, но добавляет запись в журнал ьн ы й файл с указан ием , кто и когда вош ел в си­ стему под именем root. Команда su способна также подставлять вместо имени root имена других пол ьзова­ телей. И ногда единстве н н ый способ помочь пол ьзователю в решен и и пробл е м ы - во­ йти с помощью команды su в е го среду и воспроизвести ситуацию. З ная чей-л ибо пароль, можно непосредственно зарегистрироваться в системе под е го именем, введя команду su - имя_ поль з о в а т ел я. В ответ будет выдан запрос на ввод пароля. При использован и и в качестве кл юча команды su дефиса ( - ) оболочка перейдет в режим регистрации . Точная реализация этого режима зависит о т конкретной оболочки , но обычно в этом режиме меняются количество и имена файлов запуска, сч итываемых интерпретатором . Например, в режиме регистрации оболочка bash считывает файл "/ . bashyrofile, а вне этого режима - файл " / . bashrc. При диагностике проблем конкретного пользователя ре­ жим регистрации позволяет максимально точно воспроизвести среду, в которой он работал. В одних с истемах парол ь root позволяет регистрироваться с помощью команд su или login под любым именем. В других нужно сначала стать пользователем root, при­ менив в явном виде команду su, а затем с помощью этой же команды перейти в другую учетную запись. В таком случае вводить пароль не потребуется. Рекомендуем сделать правилом при вводе команды указывать пол ное имя , например /Ьin/ su или /usr/Ьin/ su, а не просто su. Это послужит определен ной защитой от тех програ м м с и м е н е м su, которые преднамеренно был и измене н ы злоум ышле н н и ко м , планировавшим собрать хорош и й " урожай " паролей4• В не которых с исте мах, чтобы испол ьзовать команду su, н еобходимо быть членом груп п ы whee\. Команду su в знач ител ьной степени может замен ить програм ма sudo (см. следую­ щий раздел) , саму же команду su лучше всего оставить ддя авари йных ситуаций.

П рограмма sudo: огра ниченный ва риа нт кома нды su Без одной из усовершенствован ных систем управления доступом, описанных в раз­ деле 3.4, трудно разреш ить кому-то выполн ять какую-то задачу (например, резервн ые 4По аналогичной причи н е настоятельно рекомендуем не вкл ючать зап ись " . " (текущий каталог) в пере м е нную p a th ( которую можно увидеть, н абрав команду echo $ РАТ И ) . Несмотря на очевидное удобство, подобная конфи гурация п р и водит к тому, что можно н е п реднамере н н о зап устить "специал ьную" верси ю какой - н и будь систе м ной команды, которую з.лоумы ш ле н н и к оставил в качестве приманки . Пользователю root следует бьrrь бдительн ы м вдвой не.

Глава 3. Уп равление доступом и привилегии суперпользователя

1 09

коп и и ) , не предоставляя этому пользователю права свободно запускать с истему. И если учетная запись root используется нескольки м и адми нистраторам и , на самом деле у вас будет только смутное представление о том , кто ее использует или что они сделали. Н аибол е е ш ироко ис пол ьзуе м ы м ре ш е н ие м этих пробл е м я вл я ется программа под названием sudo , которая в н астоящее врем я поддерживается Тоддом М иллером (Todd M iller) . Эта программа работает на всех наших иллюстративных с истемах и также доступна в форм е исходного кода на сайте s u do . w s . М ы рекомендуем использовать ее в качестве основного метода доступа к учетной записи root. П рограмма sudo принимает в качестве аргуме нта командную строку, выполняемую с правами root (или правами любого другого ограниченного пользователя). П рограм ма sudo проверяет файл /etc/ sudoers (/usr/ local /etc/sudoers в системе FreeBSD), в ко­ тором перечислены люди, имеющие разрешение использовать программу sudo и команды, которые и м можно запускать на каждом хосте. Если предЛагаемая команда разрешена, про­ грамма sudo запрашивает собственный пароль пользователя и выполняет команду. В течение пяти минут после запуска программа sudo позволяет выполнять команды без обязательного введения пароля (продолжительность этого периода можно менять) , после чего программа sudo перейдет в режим ожидания. Этот тайм-аут служит скромной защитой от пользователей с привилегиям и sudo, которые оставляют терминалы без присмотра. Программ а sudo ведет журнал выполненных команд н ых строк, регистрирует хосты, на которых они выполнялись, людей , которые их выполнял и , каталоги , из которых они был и выпол н е н ы , и вре м я , в которое о н и были в ы пол н е н ы . Эта и н формация м ожет быть зарегистрирована в систе мном журнале или помещена в файл по вашему выбору. Мы рекомендуем испол ьзовать м еханизм Syslog дЛЯ пересылки записей журнала на без­ опасный центральны й сервер. Запись журнала для выпол н ен ия команды sudo /Ьin/cat /etc/ sudoers пользо­ вателя randy может выглядеть так: D e c 7 1 0 : 5 7 : 1 9 t i g g e r sudo : randy : T T Y= t t yp O ; PWD= / t i g g e r / u s e r s / r andy ; U S E R= r o o t ; COММAN D= /bi n / c a t / e t c / sudoe r s

Прим ер конфигурации Файл sudo e r s разработан так и м образо м , что одн а версия м ожет испол ьзоваться сразу на нескольких разных хостах. Вот типичный пример . # D e f i n e a l i a s e s f o r ma chi n e s i n C S & P h y s i c s dep a r tmen t s H o s t_Al i a s C S = t i gg e r , a n ch o r , p i pe r , moe t , s i g i H o s t Al i a s P H Y S I C S = e p r i n c e , p p r i n c e , i c a r u s # D e f i n e c o l l e c t i o n s o f commands Cmnd_Al i a s DUMP = / s b i n / dump , / s Ь i n / r e s t o r e Cmnd Al i a s WATCHDOG = / u s r / l oc a l / Ь i n /watchdog Cmnd Al i a s S H E L L S = / Ь i n / s h , / Ь i n / da s h , / Ь i n / b a s h # P e rmi s s i o n s ma r k , ed PHYS I C S = ALL C S = / u s r / sЬ i n / t cpdump : PHYS I C S = ( op e r a t o r ) he rb ALL = ( AL L ) ALL , ! SH E L L S l ynda % wh e e l ALL , ! P HYS I C S = NOPAS S W D : WATC H DOG

DUMP

Первые два н абора строк определяют группы хостов и команды , которы е упоми­ наются в дальнейших спецификациях разре ш е н и й , включен ных в файл . Списки могут быть включены буквально в с пецификации , но псевдонимы облегчают чте н ие и пони ­ ман ие файла sudoer s ; они также упрощают обновление файла в будуще м . Также воз-

Часть 1. Основы администрирования

110

можно определить псевдонимы для пользователей и групп пол ьзователе й , для которых могут выпол няться команды . m Дополнительную информацию о файле sysloq см. в главе 1 0 . Каждая строка спецификации разрешений содержит следующую и нформацию. •

П ользователи , к которым относится запись.

•

Хосты , на которые распространяется эта запись.

•

Команды, которые могут выпол няться указа н н ы м и пользователя м и .

•

Пользователи , которы м разрешается выпол н ять команды.

Пе рвая строка разре ш е н и й применяется к пол ьзователям ma r k и e d на маш и н ах в группе P H Y S I C S ( e p r i n c e , pp r i n c e и i c a r u s ) . Встроен н ы й ком андны й псевдоним ALL позволяет и м в ыпол н ять л юбую команду. Поскол ьку в круглых с кобках н е указан сп исок пользователе й , программа sudo будет запускать команды с правами root. Вторая строка разрешений позволяет пользователю h e r b запускать утилиту tcpdump на машинах группы c s и команды вывода дампа н а машинах групп ы PHYS I C S . Однако команды в ывода дампа могут выпол няться только с правами пол ьзователя o p e r a t o r , а н е суперпользовател я . Реал ьная командная строка, которую должен был б ы ввести пользователь h e r b , выглядела бы так: ubun t u $ sudo -u operator /usr / sbin/ dWDp Ou /dev/ sdal

Пол ьзователь l yn d a может запускать команды как л юбой пол ьзовател ь н а л юбой машине, за исключ е н ие м того, что она не может запускать нескол ько общих оболочек. Означает л и это, что пол ьзовател ь l yn d a действител ьно не имеет доступа к корневой оболочке? Конечно, н ет: ubun t u $ ер -р /bin/sh/tmp/ sh ubunt u $ sudo / tmp/ sh

Вообще говоря, любая попытка разреш ить " все команды, кроме . . . " обречена на про­ вал , по крайней мере в тех н ическом с м ысл е . Те м не менее может о казаться целесоо­ бразным настроить файл sudoers таким образом, чтобы напомн ить о том , что вызывать оболочку с правами root крайн е нежелател ьно. Последняя строка позволяет пользователя м групп ы whe e l выполнять локальную ко­ манду watchdog с правами root на всех машинах, кроме e p r i n c e , p p r i n c e и i c a r u s . Кроме того, для выполнения этой команды не требуется пароль. Обратите в н и ма н ие на то, что команды в файле sudoers указа н ы с пол н ы м и име­ нами путе й , чтобы л юди не могл и выполнять с вои собствен н ые програм мы и сценарии с правами root. Хотя в вышеприведе нном примере это не показано, можно указать ар­ гументы, допустимые для каждой команды . Ч тобы вручную изменить файл sudoers , используйте команду vi sudo, которая про­ веряет, что никто другой не редактирует файл, вызывает для него редактор (vi или любой редактор, указанный вами в перемен ной среды E D I TOR) , а затем проверяет синтаксис от­ редактирован ного файла перед его установкой. Этот последний шаг особенно важен , по­ тому что н еправильный файл sudoers может помешать вам снова исправить ошибку.

Преимущества и недостатки программы sudo Использование программы sudo и меет следующие преимущества. •

Благодаря ведению журнала команд значительно улучшается учет.

•

П ол ьзователи могут выпол н ять определ е н н ые задачи , не имея неогран иче н н ых прав roo t.

Глава 3. Управление доступом и привилегии суперпользователя

111

•

Реальны й пароль root может быть известен тольк о одному или двум людя м . 5

•

Использование программ ы sudo быстрее, чем вызов su или вход в систему с пра­ вами root.

•

П ривилегии можно отменить без н еобходимости изменения пароля пользователя root.

•

Поддерживается канонический список всех пользователей с правами root.

•

Умен ьшается вероятность того, что корневая оболо ч к а останется без присмотра.

•

Один файл может управлять доступом ко всей сети.

У программы sudo есть и несколько недостатков. Хуже всего то, что любое н аруше­ ние безопасности личной учетной записи sudoer мож ет быть эквивалентно нарушению самой учетной записи roo t. В ы не можете сделать м ногого, чтобы п ротивостоять этой угрозе , кроме как предостеречь пользователей, переч исленн ых в файле sudoers , чтобы он и защитил и свои учетн ые записи , поскольку они будут иметь учетную запись root. В ы также можете регулярно запускать взломщик паролей Дll Я п ол ьзователей, пер е ч и сле н ­ н ых в sudoers , чтобы убедиться, что они выбрали пра в ил ь ны е пароли . Все комментар ии п о выбору пароля с м . в разделе 2 7 . 3 . Регистрацию команд в программе sudo можно ле г ко обойти с помощью таких трю­ ков, как временный выход в оболочку из разрешенной программ ы , или к оман д ы sudo sh и sudo su. (Такие команды отображаются в журналах, поэтому вы по крайней мере узнаете , что они бьu ш запуще н ы . )

Программа sudo и расширенный контроль доступа П ро грамме sudo как способ разделения привилегий корневой учетной записи пре­ восходит многие из систем управления доступом , оп и с а н н ы х в разделе 3.4. •

Вы точно определяете , как будут разделены при ви л е ги и Ваше подразделение мо­ жет быть более грубы м или более тонким, чем привилеги и , определенн ые ДllЯ вас с помощью готовой системы.

•

•

П ростые конфигурации - самые распространенные - п росты в настро йке, обслу­ живани и и пониман ии. П рограмм а sudo работает на всех с истемах U N lX и Linux. Вам н е нужн о беспо ко иться об управлен и и различными решениями на разных платформах. В ы можете использовать оди н файл конфигурации во всей орган изации .

•

Вы бесплатно получаете качественные протокол ы .

•

.

-

Поскольку система уязви ма для катастрофическо й ком промета ци и , есл и корневая учетная запись будет взломана, основны м недостатком контроля доступа на основе про­ грамм ы sudo я вляется то, что потенциал ьная поверх н о ст ь атаки расш иряется и распр о ­ страняется на учетные записи всех адми н истраторов. П рограмма sudo хорошо работает как инструмент благонамере н н ых администрато­ ров, которым необходим общий доступ к привилегиям roo t. Она также отлично под­ ходит для того, чтобы остальные пользователи могли в ыпол н ить н ес кол ько конкретных операци й . Несмотря на синтаксис конфигурации, кото р ы й предполагает иное, програм­ ма sudo, к сожалению, не является безопасным спосо бом определить ограниченные об­ ласти автономи и или вынести определенные операции за пределы безопасной области. W Для получения дополнительной информации о взломе пароля см. раздел 27. 5 . 1 Или даже н икому, если у вас есть правильная с и стема хране н ия паролей .

Часть 1. Основы администрирования

112

Даже не п ытайтесь испол ьзовать эти конфигурации. Если вам нужна эта фун кцио­ нальная возможность, луч ш е всего подкл юч ить одну из с истем управления доступом , описан ных в разделе 3 . 4.

Типи чная настройка За м ногие годы система конфигурации sudo накопила м ного фун кци й . Она была модифи ц ирована , чтобы учесть м н ожество необыч н ых ситуаци й и край н их случаев. В резул ьтате текущая документация создает впечатление сложности , которое не обяза ­ тельно оправданно. Поскольку важно, чтобы программа sudo была надежным и безопасным и нструмен­ том , естественно задаться вопросом , можете л и вы подвергать свои систе м ы допол н и ­ тельному риску, если н е испол ьзуете е е рас ш иренные фун кции и не устанавливаете пра­ вильные значения дпя всех параметров. Ответ: нет. 90% содержимого файла sudoers выглядит примерно так: U s e r Al i a s ADM I N S

ADM I N S = a l i ce , ЬоЬ , cha r l e s AL L = ( AL L ) ALL

Это совершенно респектабельная конфигурация , и во м ногих случаях нет необходи­ мости ее усложнять. М ы упом и нали несколько допол н ительных функци й , которые вы можете испол ьзовать в следующих разделах, но все они являются и нструментами дпя ре­ ш е н и я пробл е м , которые полезны дпя конкретн ых с итуаций . Для общей надежности больше н ичего н е требуется .

Управл ение окружением Многие команды проверяют значения перемен н ых окружения и изменяют свое пове­ дение в зависимости от того, что они находят. В случае, если команды выполняются с пра­ вами root. этот механизм может быть полезным и многообещающи м способом атаки. Например, допустим, что несколько команд запускают программу, указан ную в пере­ менной окружения E D I TOR, дпя редактирования текстового файла. Если эта переменная указывает на вредоносную программу хакера вместо текстового редактора, вполне веро­ ятно, что в конечном итоге вы запустите эту программу с правами root.6 Чтобы минимизировать этот риск, поведение программ ы sudo по умолчанию закл ю­ чается в передаче только м и н имал ьного, дезинфицированного множества пере м е н н ых окружен ия дпя команд, которые она запускает. Если вам нужны дополн ител ьные пере­ менные окружения , которые нужно передать, вы можете их перечисл ить, добавив в спи­ сок env_ keep файла sudoers . Например, строки Defaul t s De f a u l t s

env_ k e e p += " S SH_AUT H_S OC K " e n v_ k e e p += " D I S P LAY XAUTHOR I ZAT I ON XAUTHOR I T Y "

сохраняют несколько переменных окружения, используе м ых Х Wi ndows и м еханизмом пересылки ключей S S H . Для разных пользователей или групп можно настроить разные списки e n v_ k e e p , н о конфигурация быстро усложн ится. М ы предпагаем придерживаться единого универсаль­ ного списка и быть относ ител ьно консервативным с исключениями. которые вы закре­ пляете в файле sudoer s . 1' Пояс н и м , что сценарий в этом случае закл ючается в том , что ваша учетная за п и с ь была скомпрометирована, но злоум ышленни к не знает ваш фактически й пароль и поэтому не может напрямую запускать п рограмму sudo. К сожалению, это обычная ситуация, все, что требуется , это терми нальное окно, оставленное на м гновение без присмотра.

Глава 3. Уп равление доступом и привилегии супер п ользователя

113

Есл и н е обходимо сохр а н ить п е р е м е н ную среды , которая н е указа н а в файле sudoers , ее можно явно установить в командной строке sudo. Н апример, команда $ sudo ED ITOR=emacs vipw

редактирует файл с истем ного парол я с помощью редактора ema c s . Эта функция и меет н екоторые поте нциальные огра н ичен и я, но они н е распространяются на пользователей , которые могут запускать все команды.

Программа sudo без паролей Часто можно с сожален ием в идеть, что программа sudo н астроена н а в ы пол н е н ие команды с правам и roo t без необходимости вводить п ароль. Для справки, эта конфи­ гурация задается с помощью кл ючевого слова N O PAS SWD в файле sudoers . Например: ansiЫe

ALL

=

( AL L ) NOPAS SWD : ALL

# Н е д е л а й т е э то г о

И ногда это делается из-за лен и , но, как правило, основная причи н а - желание вы­ пол нить какие-то операции без санкции программы sudo . Наиболее распростране н н ы ­ м и случаям и я вляются удаленная настройка с помощью такой систе м ы , как AnsiЫe , или запус к команд из планировщика cron. W Дополнительную информацию о системе AnsiЫe см . в главе 23. Излишне говорить, что эта конфигурация опасна, поэтому избегайте ее, если може­ те . По крайн е й мере о граничьте выпол н е н ие небезопасного доступ а к определен ному набору команд, если сможете. Другим вариантом , которы й хорошо работает в контексте удале нного выпол н ения , я вл яется заме н а введе н н ых вручную п аролей аутентификации с помощью программы s sh - agent и перенаправленных S S Н - кл ючей. В ы можете настроить этот метод аутен ­ тификации с помощью модуля РАМ н а сервере , где будет выполн яться программа sudo . Бол ьш инство с истем не в ключают модуль РАМ , которы й по умолчани ю испол ьзует аутентификацию на основе S S H , но он легко доступе н . Найдите пакет pam_ s s h_ a g e n t _ auth. Пересылка ключей S S H и меет собстве н н ы й н абор проблем безопасности , н о это , безусловно , луч ш е , чем пол ное отсутствие аутентификации.

Приорит ет Вызов программ ы sudo потен циал ьно может быть рассмотрен нескол ькими запися­ м и в файле sudoers . Например , рассмотрим следующую конфигурацию: U s e r Al i a s U s e r Al i a s

ADM I N S a l i c e , ЬоЬ , cha r l e s a l i c e , ЬоЬ MYS QL_ADMI N S

% wh e e l MYSQL_ADM I N S ADM I N S

ALL ALL ALL

=

=

( ALL ) ALL ( my s q l ) N O PAS SWD : ALL ( ALL ) NOPA S SW D : / u s r / s b i n / l o g r o t a t e

W Дополнительную информацию о конф и гураци и РАМ см. в разделе 1 7. 3 . Здесь адм и н истраторы могут запус кать команду logrotate как обыч н ы й пользова­ тель без предоставления пароля. Адм инистраторы MySQ L могут выпол нять л юбую ко­ манду от имени пользователя mysql без пароля. Любой человек в группе whe e l может выпол н ять л юбую команду под любым идентификатором U I D , но сначала он должен пройти ауте нтификацию с помощью пароля.

Часть 1. Основы администрирования

114

Есл и пол ьзовател ь находится в гру п п е wh e e l , она потен циал ьно охваты вается каж­ дой из последних трех строк. Откуда вы знаете , какая из н их будет оп ределять п оведен и е sudo? П равило закл ючается в том , что sudo все гда подч и н яется последне й соответству­ ющей строке , п р и ч е м совпаде н и е определяется все м и четырьмя параметрам и : и м е н е м пол ьзователя , хостом , и ме н е м целевого пол ьзовател я и командой . Каждый и з этих эле ­ ментов долже н соответствовать строке конфи гурац и и , ил и строка просто и гнорируется . П оэтому искл юч е н ия NOPAS S W D должн ы соответствовать их более общ и м анал о гам , как по казано в ы ш е . Есл и бы порядок п осл едн и х трех строк был отм е н е н , то бед н о й Ал и с е 7 п р ишлось бы вводить парол ь независимо о т того , какую команду sudo о н а п ыта­ лась бы запустить.

Пр огр амма sudo без терминала управления П ом и м о п робл е м ы аутентифика ц и и без парол я , авто матическое в ы пол н е н ие про­ гра м м ы sudo (напри м е р , и з пла н и ровщика cron) часто происходит без обычного тер­ м и н ал а управле н и я . В этом н ет н и ч е го неправил ьного , н о это стран ная ситуация , кото ­ рую п рогра м м а sudo может обнаружить и отклон ить, есл и в файле sudoers вкл ючена опция r e qu i r e t t y . Этот параметр н е задается п о умолчани ю с точ к и зрен и я п ро гра м м ы sudo , н о н е ко­ торые дистрибутивы операцион н ых с истем вкл ючают е го в файл ы sudoers по умолча­ н и ю, поэтому его стоит п роверить и удал ить. Н айдите строку, и ме ющую вид De f a u l t s

r e qu i r e t t y

и пом е н яйте в н е й значен и е н а п роти воположное: De f a u l t s

! requi r e t t y

О п ция r e qu i r e t t y предлагает небольшую с и м вол ическую защиту от определ е н н ых с ценариев атаки . Те м не менее ее ле гко обойт и , та к и м образом , она дает мало реал ьных п р е и м уществ в плане безопасности. П о нашему м н е н и ю , опцию r e qu i re t t y н еобходи­ мо откл ючить, потому что это общи й источ н и к п робл е м .

Конфигурация sudo на уровне сайта П ос кольку файл sudoers вкл ючает текущ и й хост в качестве подходя щего критерия для строк конфи гура ц и и , вы можете испол ьзовать оди н главн ы й файл sudoers в адми­ н и страти вном дом е н е (т. е . в области , где гарантируется эквивалентность имен хостов и у•1етн ы х записей пол ьзовател е й ) . Этот подход н е м н ого усложняет исходные настройки sudoers , но это отл и чная идея по н ес кол ьким при ч и нам . Вам следует это попробовать. Осно вное п р е и мущество этого подхода закл ючается в том , что нет н и какой тайн ы в том , кто и какие и меет разре ш е н и я и дл я каких хостов. Все зап и сано в одном авто­ ритетн о м файле . Н а п р и м е р , когда ад м и н истратор покидает ваш у орга н и заци ю , нет н е ­ обходимости отслежи вать в с е хосты , на которых у этого пол ьзователя могл и б ы т ь пра­ ва sudo . Когда необход и м ы и з м е н е н ия , вы просто и зм е няете главн ы й файл sudoers и расс ылаете е го заново. Естествен н ы м следстви е м этого подхода я вляется то , что разре ш е н ия sudo м о гут б ыть луч ш е выраже н ы в тер м инах учетных зап и с е й пол ьзовател е й , а не гру п п Н а п р и м е р , зап и с ь % wh e e l

ALL = A L L

7Тради ц ион н ы й п е р с онаж в о п и сан и я х к р и п то гр аф и ч е с к их п рото к олов .

-

Прим еч . ред.

U N IX.

Глава 3. Управление доступом и привилегии суперпользователя

115

и меет некоторую и нтуитивную привлекательность, но она отменяет перечисление при­ вилегированных пользователей на каждой локальной машине. Вы не можете взглянуть на эту строку и определить, к кому она относится, не подходя к рассматриваемой маши­ не. П оскольку идея состоит в том , чтобы сохран ить всю соответствующую информацию в одном м есте, лучше избегать такого типа группировки при совместном испол ьзовани и файла sudoers в сети. Конечно, есл и членство в ваше й группе тесн о координируется по всей организации , группы можно использовать без проблем. Распределение файла sudoer s лучше всего достигается с помощью более ш ирокой систе м ы управл е н ия конфигурацией , как описано в главе 2 3 . Одна ко есл и вы еще не достигл и такого уровня, вы можете легко разослать его самостоятельно. Однако будьте осторожны : установка поддельного файла sudoer s это быстр ы й путь к катастрофе . Это также удобн ы й файл для испол ьзования в системе монитори н га целостности фай­ лов; см. раздел 2 8 . 8 . В случае отсутствия систе м ы управления конфигурацией лучше всего испол ьзовать сценарий извлечения информации, которы й заканчивается планировщиком cron на каж­ дом хосте. Используйте команду s cp для копирования текущего файла sudoer s из из­ вестного центрального репозитория , а затем проверьте его с помощью команды vi sudo -с -f n e ws udo ers перед установкой, чтобы убедиться , что формат является приемле­ мым для локальной программы sudo. Команда scp проверяет ключ хоста удаленного сер­ вера, гарантируя, что файл sudoers поступает с вашего хоста, а не с поддельного сервера. При совместном использован ии файла sudoers спецификация и м е н и хоста может б ыть н е много сложной. По умолчанию програм ма s udo испол ьзует вывод команды hos tname в качестве текста, который нужно сравнить. В зависи мости от согла ш е н и й , используемых в вашей организации, это имя может включать или не включать часть до­ мена ( например , a n c h o r или a n c ho r . c s . c o l o r a d o . e d u ) . В л юбом случае имена хо­ стов, указанные в файле sudoer s , должны совпадать с именам и , которые возвращают все хосты . (Вы можете включить опцию fqdn в файле sudoers , чтобы попытаться пре­ образовать локальные имена хостов в их полные формы . ) Совпадение и м е н хостов сложнее проверяется в облаке , где имена экземпляров часто по умолчанию имеют ал горитмически сгенерированные шаблон ы . Программа sudo по­ н и м ает простые с и м волы шаблонов соответствия (подстановки) в именах хостов, по­ этому рассмотрите возможность испол ьзования схе м ы и м енован и я , которая включает в себя некоторые указания на классификацию безопас ности каждого хоста с точки зре­ н ия программы sudo . Кроме того, можно использовать виртуальные сетевые фун кции облачного провай­ дера для разделе н и я хостов по J Р-адресу, а затем сопоставлять I Р-адреса в место и м е н хостов из файла sudoers. -

Откл ючение учетной з а писи roo t Есл и ваша организация стандартизирует испол ьзование прогр аммы sudo , вы вряд ли будете использовать реальные пароли root. Большая часть вашей админ истративной команды н икогда н е будет иметь возможности испол ьзовать их. Этот факт ставит вопрос о том , н ужен ли пароль root вообще. Если вы решите , что не нуже н , вы можете полностью отключить вход в с истему с права м и roo t , установив заш ифрованн ы й пароль root равны м * или другой произвольной строке фикс ирован­ ной дл и н ы . В с истеме Linux, команда pas swd - 1 блокирует учетную запись, добавляя знак ! к зашифрованному паролю с эквивалентн ыми результатами.

Часть 1. основы администрирования

116

С и м вол ы

* и

! - просто условности; н и какое п рогра м м ное обеспечение не проверя­

ет их я в н ы м образо м . И х эффе кт закл юч ается в зада н и и н е корректн ы х х е ш е й парол е й . В результате парол ь root просто н е п роходит проверку. Основной эффект блокировки уч етной зап ис и root закл ючается в том , что пользо­ вател ь root не может войти в систе м у, даже с консол и . Ни оди н и з п ол ьзователе й н е м ожет усп е ш н о запустить программу s u , потому что дпя этого также требуется проверка пароля root. Однако учетная зап и с ь roo t п родолжает существовать, и все програ м м ­ ное обеспече н и е , которое обыч но вы полняется с правами root, продолжает это делать. В частности , п рогра м м а sudo работает как об ычно. Основное пре и м ущество откл юч е н ия учетной зап и с и root закл юч ается в том , что вам н е нужно зап ис ы вать парол ь root и уп равл ять и м . Вы также устраняете возмож­ н ость взлома п ароля roo t, но это более п р иятн ы й п обоч н ы й эффект, ч е м убедительная п р и ч и н а для перехода без парол я . Редко испол ьзуе м ые парол и уже и м е ют н и зк и й риск ком прометаци и . Особе н н о полезно и меть реал ь н ы й п арол ь root на физических ком п ьютерах ( в от­ л и ч и е от обл а ч н ы х ил и виртуал ь н ы х экзе м пляров, с м . главы 9 и 24). Есл и пробл е м ы с оборудова н и е м и л и конфигура цией м е ш а ют процессу sudo ил и загрузке , реал ь н ы м ком п ьютерам необходимо будет удел ить в н и м а н и е . В этих случаях удобно и м еть тради ­ цион ную учетную зап и с ь root как авари й н ы й резерв. Система Ubuntu поставляется с откл ючен ной учетной записью root, и вес ь адм и н истративн ы й доступ осуществляется через програ м му sudo ил и ее эк­ в и валент с графическим пол ьзовател ьск и м интерфейсо м . Есл и хотите , мо­ жете установить парол ь root н а Ubuntu , а затем разблокировать учетную за­ пись с помощью команды sudo pa sswd -u root.

Системн ые учетные зап иси , отличн ые от root П ол ьзовател ь root об ычно я вляется еди нстве н н ы м , кто имеет особы й статус с точ ­ ки зре н ия ядра, но в бол ь ш инстве с истем существуют и другие псевдопол ьзователи . В ы можете иде нтифицировать эти фиктивные учетн ые зап и с и по и х иде нтифи каторам U I D, которые обычно не пре вышают

1 00. Ч аще всего идентификаторы U I D менее 1 0 относят­ 1 00 - к псевдопол ьзователя м , связан­

ся к с исте м н ы м учетн ы м зап ися м , а U I D от 1 0 до

ным с определ е н н ы м и ком поне нтам и програ м м ного обеспечен ия. Обычно п р и н ято зам е нять звездоч кой заш ифрова н н ое пол е пароля этих с п е ц и ал ь ­ н ы х пользователе й в файле shadow ил и ma s ter . pas swd, чтобы п од и х учетн ы м и за­ п и ся м и н ел ьзя было войти в систе м у. В качестве и х систе м н ы х оболоче к дол ж н ы быть установл е н ы програ м м ы /Ьin/false

или /Ьin/nologin, чтобы защ итить от удал е н н ы х

поп ыток входа в с и стему, которые испол ьзуют ал ьтернати в ы парол е й , такие к а к файл ы ключей

SSH.

Как и в случае с учетн ы м и зап ися м и пол ьзовател е й , в бол ьш и нстве с истем определя­ ются м н ожество связа н н ы х с с истемой груп п , которые и м е ют оди наково н изкие иде н ­ тифи каторы G I D.

W Дополнительную и нформаци ю о файлах shadow и шa s te r pa s swd см. в разделе 8 . 3 . .

Файлам и процесса м , я вляющимся частью операцио н ной систе м ы , которые не долж­ ны принадпежать к категори и roo t, иногда в качестве владельце в назначаются пользова­ тел и Ьin ил и daemon. Теория заключалась в том , что это соглаш е н и е поможет избежать угроз безопас ност и , связа н н ых с владением права м и root. Однако это не сл и ш ком ве­ ский аргумент, и в совре м е н н ых с истемах часто испол ьзуется тол ько учетная зап ись root.

Глава 3. Уп равление досту п ом и п ри в илегии су п ер п ользователя

117

Основное преимущество псевдоучетных записей и псевдогрупп заключается в том , что с их помощью можно безопаснее обеспечить доступ к определ е н н ы м группам ре­ сурсов , чем с помощью учетной записи roo t. Например , базы данн ы х часто реализуют сложные систем ы управления доступом . С точ ки зрен ия ядра он и работают как псевдо­ пользователь, такой как mys c q , которы й владеет всеми ресурсами , с вязанн ы м и с базой дан н ых. Сетевая файловая с истема ( N FS) использует учетную запись n o b o d y для представ­ ления пользователе й root в других с истемах. Для удал е н н ы х суперпол ьзователей, ко ­ торые должны быть л и ш е н ы своих привилегированных полномоч и й , удал е н н ы й U I D , равный О, должен быть сопоставлен с чем-то другим , кроме локального U I D , равного О . Учетная запись n o b o d y действует как общее имя для этих удал е н н ы х суперпол ьзовате ­ л е й . В систе м е N F Sv4 учетная запись n o b o d y может приме няться к удал е н н ы м поль­ зователям , которые также не соответствуют действительной локальной учетной записи.

Ш Дополнительную информацию об учетной записи

nobody

с м . в разделе 2 1 .2.

П ос кольку учетная зап ись n o b o d y должна представлять обоб щ е н ного и относ и ­ тельно бесправного пол ьзовател я , о н а не должна владеть файла м и . Есл и учетн ая за­ пись nobody владеет файла м и , значит, удал е н н ы е суперпол ьзователи могут их контро­ л ировать.

3 .3 . РАСШИРЕНИЯ СТАНДАРТНОЙ МОДЕЛИ КОНТРОЛЯ ДОСТУПА В предыдущих разделах описаны основные концепции традиционной модели управ­ ления доступом . Несмотря на то, что эту модель можно описать на нескольких страни ­ цах , о н а в ыдержала испытание временем , потому что проста, предсказуема и способна обрабатывать требования средне й организации . Все варианты U N IX и Linux продолжа­ ют поддерживать эту модел ь, и она по-прежнему остается стандартной и наиболее ш и ­ роко распространенной. В современных операционных системах эта модель включает в себя ряд важных усо­ вершенствований. Текущий статус- кво обеспечивают три уровня программного обеспе­ чения. •

Стандартная модель, описанная в этом пункте .

•

Расширен ия , которые обобщают и точно настраивают базовую модель.

•

Расшире н ия ядра, которые реал изуют альтернативные подходы.

Эти категории я вл я ются н е архитектур н ы м и слоя м и , а с корее историческими арте­ фактами. Ранн ие производные с исте м ы U N IX использовали стандартную модель, но ее недостатки был и ш ироко признаны даже тогда. Со временем сообщество начало разра­ батывать обходные пути для решения нескол ьких более насущных проблем. В интересах поддержания совместимости и поощрен ия широкого распространения изменения обыч­ но были структурированы как усовершенствования традиционной с исте м ы . Некоторые из этих настроек ( например, РАМ ) теперь считаются стандартами U N IX. За последнее десятилетие в области модуляризации систем контроля доступа были достигнуты большие успехи. Эта эвол юция позволяет еще более радикально изм е н ить контроль доступа. Мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных подклю­ чаемых параметров для Linux и Free B S D , начиная с раздела 3 .4.

Часть 1 . Основы администрирования

118

Пока мы расс мотр и м не которые из более п розаических расш ире н и й , которые связа­ н ы с бол ь ш и нством систе м . Во- первых, м ы расс мотр и м пробл е м ы , которые п ытаются ре ш ить эти рас ш и р е н и я .

Недостатки стандартной модел и Несмотря на свою эле гантность, стандартная модель имеет не которые очевидные н е ­ достатки. •

Нач н е м с того, что учетная зап ись root представл яет собой поте н ц иал ьно еди н ­ стве нную точ ку отказа. Если о н а будет с ко м прометирована, целостность все й с и ­ сте м ы будет н арушена, и , по существу, н е т огра н и ч е н и й на ущерб , который может нанести злоумышле н н и к .

•

Еди н стве н н ы й способ разделить при вилегии учетной записи r o o t - п исать про­ гра м м ы с флагом s e t u i d . К сожал е н и ю , как показывает постоян н ы й поток об­ новл е н и й програм м но го обес печ е н и я , связа н н ы х с безопасн остью , написать без­ опасное п рогра м м н ое обеспече н и е сложно. Л юбая программа, испол ьзующая флаг

s e t u i d , я вляется потен циал ьной целью. •

Стандартная модел ь мало что может сказать о безопасности в сети . Н ет ком п ью ­ тера, к которому н е п р ивилегирован н ы й пользователь и м ел бы физическ и й доступ и которому м ожно было бы доверять, чтобы точно п редставлять владел ьцев запу­ с кае м ы х п роцессов. Кто скажет, что кто-то н е п ереформатировал диск и н е уста­ новил свою собстве н н ую операционную систе му с идентификатором U I D по с во­ ему выбору?

•

В стандартной м одел и определ е н и е гру п п ы я вл я ется п р и вилегирова н н о й опера­ цие й . Например, ун и версальн ы й пол ьзовател ь не может выразить намере н и е , что тол ько пол ьзователи alice и ЬоЬ должны и меть доступ к определ е н ному файлу.

•

П ос кол ьку м ногие п равила управл е н и я доступом встро е н ы в код отдел ь н ы х ко­ манд и демонов (классически й пример - програ м м а pas swd) , н е возможно пере­ о пределить поведе н и е систе м ы без измен е н ия исходного кода и переко м п ил яц и и . В реал ьном м и ре это непракти ч н о и провоцирует ошибки.

•

Стандартная модел ь также практически н е поддерживает аудит ил и веде н и е жур­ н ал а . В ы можете в идеть, к как и м группам U N IX п р ин адл ежит пол ьзователь, но не можете определ ить, что такое членство в груп пах позволяет п ол ьзовател ю де ­ лать. Кроме того, нет реал ьного способа отслеживать испол ьзование повы ш е н н ых привилегий или посмотреть, какие операции о н и выпол н ил и .

РАМ : п одключ аемые модул и аутентиф и ка ци и Уч етн ы е зап ис и п ол ьзователе й трад и ц и о н н о защи ще н ы парол я м и , хра н я щ и м ися (в заш ифрова н н о м виде) в файлах /etc/ shadow ил и /etc/master . pas swd ил и в экви­ вале нтной сетевой базе дан н ых. М но г и м п р о гра м м а м м ожет потребоваться проверка учетн ы х з а п и се й , вкл ючая login, sudo , su и л юбую програ м м у, которая требует регистраци и на рабоче й станц и и с графическим пол ьзовательск и м и нтерфейсом .

m Дополнительную информацию о файлах shadow и 111a s ter . passwd см. в разделе 8 . 3 . Э т и п рограм м ы де йствител ьно н е дол ж н ы и м еть жестко запрогра м м и р о ва н н ы х ожидан и й о том , как должн ы ш ифроваться и п рове ряться парол и . В идеале о н и даже

Глава 3. Управление досту п ом и п ривилегии су п ер п ользователя

119

не должн ы предполагать, что парол и вообще испол ьзуются. Что делать, если в ы хотите испол ьзовать биометрическую идентификацию, систем у иде нтифи каци и сети или ка­ кую-л ибо двухфакторную аутентификацию? На помощь приходят подкл ючаемые моду­ ли аутентификации РАМ ! РАМ ( PluggaЬle Autentication Modules) - это оболочка для разл и ч н ы х библ иотек ау­ тентиф и кац и и , реал изующих разные методы. Систе м н ые адм и н истраторы определя ­ ют методы аутентификаци и , которые они хотят ис пользовать в системе, а также соот­ ветствующие конте ксты для каждого из них. Програ м м ы , требующие аутентиф и кации пол ьзователя , просто вызывают с истему РАМ , а не реализуют собстве н н ые методы ау­ те нтификации . В с вою очередь РАМ вызывает библ иотеку аутентифи каци и , указанную с исте м н ы м адм и н истратором . Строго говоря , РАМ это технология аутентификации , а не техно­ логия контроля доступа. Следовательно, вместо ответа на вопрос " И м еет л и пол ьзова­ тел ь Х разрешение н а выполнение операции У? " , она помогает ответить на вопрос " Как узнать, что это действител ьно пользователь Х?" РАМ я вляется важным ком понентом цепочки контроля доступа в большинстве с и ­ сте м , а конфигурация РАМ я вляется общей адм и н истративной задаче й . Более подроб­ ную информацию о РАМ вы можете найти в разделе 1 7. 3 . -

Kerberos: сетева я крипто г рафическа я а утентифик а ци я Как и РАМ , протокол Kerberos занимается аутентификацие й , а не контролем досту­ па как таковым. Однако, есл и РАМ я вляется основой проверки подлин ности , Ke rbe ros я вляется специфическим методом аутентификаци и . В организациях, которые исполь­ зуют Ke rberos , РАМ и Kerbe ros, как п равило, работают в месте , РАМ - это оболоч ка, а Kerberos - фактическая реал изация. Протокол KerЬeros использует доверенную стороннюю организацию (сервер) для ау­ тентификации всей сети. Вы не аутентифицируете себя на маш и н е , которую испол ь­ зуете , а предоставляете с вои учетн ые дан н ы е службе Kerberos. Зате м Ke rberos в ыдает криптографические дан ные, которые вы можете представить другим службам в качестве доказательства вашей подлин ности. Kerberos - это зрелая технология , которая широко используется десятилетиям и . Это стандартная система ауте нтификаци и , используемая системой Windows, которая я вля­ ется частью системы Active Directory Microsoft . Больше о технологии Kerberos нап исано в разделе 1 7 . 3 .

Сп иски уп ра вления доступом к файловой системе Поскольку управление доступом к файловой системе крайн е важно для систем U N IX и Linux, это одна из главных целей их разработки. Наиболее распространенн ы м допол ­ нением была поддержка списков управле ния доступом (access control lists - ACL) , обоб­ щение традиционной модел и прав пользователь/груп па/друтое, которая позволяет уста­ навл и вать разрешен ия для нескольких пользователей и групп одновреме н но. Списки AC L я вля ются частью реал изации файловой систе м ы , поэтому они должн ы явно поддерживаться любой файловой системой , которую в ы испол ьзуете . Тем н е менее теперь все основные файловые систем ы U N IX и Linux в той или иной форме поддержи ­ вают АС L. Поддержка AC L обычно осуществляется в одной из двух форм : ран н и й вариант стан ­ дарта POS IX, которы й так и не дошел до формал ьного при нятия, но был широко реа-

Часть 1. Основы администрирования

1 20

лизован в любом случае , и система, стандартизован ная N FSv4, которая адаптирует AC L M icrosoft Wi ndows. Оба стандарта AC L описан ы более подробно в разделе 5.6. Ш Дополн ительную и нформаци ю о б N FS см . в главе 2 1 .

Возможности Linux С исте м ы мандатов (capabllity syste ms) делят полномочия учетной зап иси root н а нескол ько (около 30) отдел ьных разрешени й .

Версия систе м ы мандатов в Linux основана н а черновике проекта PO S IX 1 00 3 . l e , который ис пол ьзуется , несмотря н а то, что о н официал ьн о н е был одобрен в качестве стандарта. Л омимо прочего, теорети ки считают, что эта зомби-система не соответствует академ ической кон цепции с истемы мандатов. Однако это не важно; система существует, и Linux называет ее мандатной, поэтому м ы подч и н яемся . Мандаты могут быть унаследова н ы от родител ьского процесса. Он и та кже могут быть вкл юче н ы или откл юч е н ы атрибута м и , установл е н н ы м и в и с пол н яемом файл е , в процессе , напоминающем выпол н е н ие программы с флагом s e t u i d . Лроцессы могут отказаться от мандатов, которые они не планируют использовать. Традиционн ы е полномочия root это просто объединение всех мандатов, поэтому существует довольно прямое сопоставление между традиционной моделью и мандатной. Мандатная модел ь я вляется более детальной. В качестве примера укажем , что мандат Linux под названием САР NET _B I N D_ SERV I CE контролирует возможность процесса связывания с привилегированными сетевыми порта­ ми (номера которых меньше 1 024). Некоторы м демонам , которые традиционно работают с правами root, нужен только этот конкретн ый мандат. В системе мандатов такой демон может теоретически работать как непривилегированный пользователь и получать мандат на возможность привязки к порту из исполняемою файла. Лока демон не проверяет явно, что он работает от имени пользователя root, он даже не должен знать о нем. Так л и все это в реал ьном м ире? Совсем нет. Как это обычно бывает, мандаты эво­ л юционировали и стали более мощной технологией, чем система взаимодействия с поль­ зователями . О н и ш и роко испол ьзуются системами более высокого уров н я , таким и как AppArmor (см. раздел 3.4) и Docker (см. главу 25) , но редко используются самостоятельно. Для адм ин истраторов полезно просмотреть тап-страницу capaЬili ties ( 7 ) , чтобы понять, что включено в каждую из категорий мандатов. -

_

Простр анства имен Li nux Система Linux может распределять процессы по иерархическим разделам (пространствам имен), из которых видна только часть системных файлов, се­ тевых портов и процессов. Ломимо прочего, эта схема действует как форма превентивного контроля доступа. Вместо того, чтобы основывать реш е н ия управления доступом на потенциально тонких критериях, ядро просто отри­ цает существование объектов, которые не видны изнутри данной области . Внутри раздела применяются обычные правила контроля доступа, и в большинстве случаев процессы , которые бъm и ограниче н ы , даже не знают об это м . Лоскол ьку огра­ н ичение я вляется н еобратим ы м , внутри раздела процессы могут выполняться с правами root, не опасаясь, что они могут поставить под угрозу другие части с исте м ы . Этот ум н ый трюк я вляется одни м из оснований для программной контейнеризаци и и его наиболее известной реализации Docker. Полная система намного сложнее и вклю-

Глава 3 . Управление досту п ом и п ривилегии су пер п ользователя

1 21

чает в себя рас ш ирения, такие как доступ к файловой с истеме для копирования на за­ пись. Нам еще немного нужно сказать о контейнерах в главе 25. В качестве форм ы контроля доступа пространство имен я вляется относительно гру­ бым подходом . Кон струкция правильно н астроенных гнезд для процессов, в которых можно жить, также несколько сложна. В настоящее время эта технология применяется в первую очередь к дополнительны м службам , а не к внутренним компонентам операционной системы.

3 .4. С ОВРЕМЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ДОСТУ П А Уч иты вая ш и рокий диапазон выч исл ительных сред и с м е шан н ы й ус пех усилий по продвижен и ю стандартной модели , разработчики ядра н еохотно выступ ал и в каче­ стве посредников в более ш ироких дискуссиях по контролю доступа. В м ире Linux си­ туация активизировалась в 200 1 г. , когда Агентство национальной безопасности США предложило и нтегрировать свою с истему Enhanced Linux ( S E Linux) в ядро в качестве стандартного средства. По нескольким причинам сторонники ядра сопротивлялись этому слиянию. Вместо того чтобы испол ьзовать S E Linux или другую альтернативную систему, они разработали и нтерфейс уровня ядра API Linux Security Modules, позволяющий системам управления доступом и нтегрироваться в качестве загружаемых модулей ядра. Систе м ы н а основе LSM н е действуют, если пользователи не загрузили и не вклю­ чили их. Этот факт с нижает барьеры для включен ия в стандартное ядро, и система Linux теперь поставляется с SELinux и четырьмя другим и системами (AppAnnor, Smack, ТОМ ОУО и Yama) , готовыми к работе. Разработки на стороне BSD примерно совпадают с разработкам и Linux, в основном благодаря работе Роберта Уотсона ( Robert Watson) н ад TrustedBSD. Этот код был вклю­ чен в с истему FreeB S D , начиная с верси и 5. Он также предоставляет технологию песоч­ н и ц ы приложений, используемую в системах MacOS и IOS от Apple. Если одновременно задействованы несколько модулей управления доступом , для их разрешения должна быть утверждена отдельная операция. К сожалению, с истема LSM требует я вн ого сотрудни чества между а ктивными модул я м и , и ни оди н из существую­ щих модулей не включает эту функцию. На данн ы й момент систе м ы Linux фактически ограничены выбором одного дополн ительного модуля LSM.

Отдел ьные экосистемы Контроль доступа по своей сути относится к уровню ядра. За исключением списков управления доступом к файловой системе (см . раздел 5 . 6 ) , по существу, среди систем в отношении ал ьтернативных механизмов контроля доступа нет стандартизации . В ре­ зультате каждое ядро имеет свой собствен н ы й набор доступн ых реал изаций, и ни одна из них н е я вляется кросс-платформенной. Поскольку дистрибутивы Linux имеют общую линию ядра, все они теорети­ чески совместим ы со всем и раз.личными предложе н и я м и обеспечения без­ опасности Linux. Одн ако на практике это не так: эти систе м ы нуждаются в поддержке на уровн е пользователя в виде допол н ительных команд , моди­ фикаций компонентов уровня пользователя и профиле й защиты для демо­ нов и служб. Следовательно, у каждого дистрибутива есть только один или два механизма контроля доступа, которые он активно поддерживает.

Часть 1. Основы администрирования

1 22

О бя з ател ь н ы й ко нтр ол ь доступ а Стандартн ая м одел ь

U N I X расс матри вается как форм а " и збирательного контрол я

доступа" , пос кольку позвол я ет вл адельцам контрол и руем ы х доступом объектов устанав­ л и вать права на н их. Н а п р и м е р , вы можете разреш ить други м пол ьзовател я м просматр и ­ вать содержимое ваш е го домашнего каталога ил и нап исать программу с флагом s e t u i d , которая позволяет други м л юдя м отправлять с и гнал ы ваш и м процессам . Избирател ьное упра вл е н и е доступом не обеспечивает особой гарантии безопас ности дан н ых на пол ьзовател ьс ком уров н е . Поскольку пол ьзовател и имеют возможность уста­ н а вл и вать разреш е н и я сам остоятел ьн о ; н и кто не знает, что о н и могут делать со с во и м и собстве н н ы м и файла м и . Даже сам ы е благонамере н н ые и обуч е н н ы е пол ьзовател и могут ошибатьс я . С исте м ы мандатн о го у п ра вл е н и я доступом (mandatory access control

-

МАС ) по­

зволяют адм и н истратора м п и сать пол итики контроля доступа, которые переопредел я­ ют ил и допол н я ют изби ратель н ы е разре ш е н и я тради ц и о н н о й модел и . Н а п р и м е р , в ы можете установить правило, что домаш н и е каталоrи пользовател е й досту п н ы только и х владельцам . Тогда не важ но, что п ол ьзователь делает при ватную коп и ю конфиде н циал ь­ ного документа и небрежно относится к разреш е н ия м документа ; в л юбом случае н и кто н и ч е го не может увидеть в домашн е м каталоге этого пользовател я . М андаты

МАС

-

это эффективная технология для реализации моделе й безопасно­

сти , таких как с исте ма м ногоуров н е во й безопас н ости М и н истерства оборо н ы . В этой модели пол ит и ки безопас ности контрол ируют доступ в соответствии с вос п р и н и маемой се кретностью контрол ируе м ы х ресурсов. П ол ьзователя м назначается урове н ь безопас­ ности из структурированной иерархии. Они могут ч итать и писать документы н а том же уровне се кретности ил и н и же , но не могут получ ить доступ к доку м е н там с более высо­ к и м уровнем секретност и . Н а п р и м е р , пол ьзовател ь с уровнем " се кретно " может ч итать и п и сать секретные документы , но не м ожет ч итать докуме нты , которые классифициру­ ются как совер ш е н н о секретн ы е . Есл и вы н е обрабаты ваете с е крет н ы е дан н ы е для государствен н о го органа, малове­ роятно , что в ы когда- н ибудь столкнетес ь или захотите развернуть такие всеобъемлющие м одел и безопасност и . Ч а ще всего с исте м а МАС ис пол ьзуется дл я защиты отдел ь н ых служб , в п роти вном случае они остаются вне доступа пол ьзовател е й . Хорошо реализова н н ая пол ити ка МАС основывается на п р и н ц и п е наи м е н ьш их при­ вилегий ( разре шая доступ тол ько тогда , когда это н еобходимо) , поскол ьку правильно с проектирова н н ы й бра ндмауэр позволяет проходить тол ько определ е н н ы м признан н ы м службам и кл и е нтам . С исте ма МАС может поме шать компрометаци и с исте м ы с уязви­ мым программ н ы м обес пече н и е м (например, н а ос нове перепол н е н ия буфера) , огра н и ­ ч и в объе м наруше н и я д о нескол ьких кон кретн ых ресурсов , требуе м ых этому програ м м ­ н о м у обеспече н и ю .

К сожале н и ю , систе ма МАС стала ч е м -то вроде модного слова, с и н о н и мом " расш и­ ренного контрол я доступа " . Даже общ и й А Р l - и нтерфейс безопасности Free B S D назы ­

МАС , н е с м отря на то , что н е которы е допол н е н и я не предл агают МАС . Досту п н ы е систе м ы МАС варьируются от глобал ьной зам е н ы стандартной модел и

вается и нтерфе йсом

н и каких реал ьных фун к ц и й

до облегч е н н ы х рас ш ире н и й , которые предназнач е н ы для кон кретных предметных об­ ластей и с ценариев и с п ол ьзован и я . Общим для реал изаци й МАС я вл яется то , что о н и обыч но доба вл я ют в с исте му контроля доступа централ и зован н ы е , нап исан н ы е адм и­ н истратором ( ил и поста вл я е м ы е поставщиком ) пол ити к и , а также обыч ное сочетание разре ш е н и й файлов, с п и с ков управл е н ия доступом и атрибутов п роцесса.

Глава 3. Уп равление досту п ом и п ривилегии су п ер пользователя

1 23

Н езавис имо от области действия , системы МАС представляют собой потенциально знач ительное отклонение от стандартных с исте м , которое может оказаться неожидан ­ н ы м для проrрам м , основанных на стандартной модели безопасн ости U N IX. ПреЖде чем перейти к пол номасштабному развертыванию МАС , убедитесь, что вы понимаете правила ведения журнала модуля и знаете , как идентифицировать и устранять пробле­ мы, связанные с МАС.

Контрол ь доступ а на основе ролей Еще одна фун кция, которая обычно проверяется системами контроля доступа, - это контроль доступа на основе ролей (также известн ый как RBAC ) , теоретическая модель, формал изованная в 1 992 r. Дэвидом Феррариоло ( David Ferraiolo) и Риком Куном ( Rick Kuhn). Основная идея состоит в том , чтобы добавить слой косвенности в управление до­ ступом к вычислениям. Разрешения назначаются не пользователям непосредственно, а промежуточ н ы м кон­ струкци я м , называе м ы м ролями , а рол и , в свою очередь, назначаются пользователя м . Чтобы принять решение, связанное с управлением доступом, с истема перечисляет роли текущеrо пользователя и проверяет, имеют ли какие-л ибо из этих ролей соответствую­ щие разрешения. Роли похожи на разные rруппы U N IX, но они носят более общий характер, посколь­ ку моrут испол ьзоваться вне контекста файловой с исте м ы . Роли также моrут образовы­ вать иерархии, что значительно упрощает адм инистрирование. Например, вы можете определ ить рол ь "старшеrо адм инистратора " , которая и меет все разреш е н ия "адми н и ­ стратора" плюс допол нительн ые разрешения Х, У и Z. М ноrие верси и U N IX, вкл ючая Solaris, H P- UX и AIX, вкл ючают в себя н екоторую форму встроен ной систем ы R BAC. Систем ы Linux и Free B S D не и м е ют четкоrо, соб­ стве н ноrо средства RBAC . Однако она встроена в нескол ько более полных вариантов системы МАС.

SELinux: улуч шенн ая безопасность Li n ux S E Linux является одной из старей ш их реализаций систе м ы Linux М АС и я вляется продуктом Аrентства национал ьной безопасности С ША. В зависимости от точ ки зре ­ н ия , этот факт может быть источ н и ком уверенности или подозрительности .8 Система S E Liпux использует максимал истский подход и реал изует почти все возмож­ ности МАС и R BAC, которые можно себе представить. Н есмотря на то что она внедрена в нескольких дистрибутивах, ею, как правило, сложно упраалять и устранять неполадки. Приведем аноним ную цитату из старой версии страницы S E Linux в системе Wikipedia, ко­ торая передает разочарование, испытываемое мноrими системными адми н истраторами.

Как ни странно, хотя заявленное предназначение SELiпиx заключается в том, чтобы облегчить создание индивидуализированных политик управления доступом, специаль­ но предназначенных для практики и правил хранения данных в организациях, ее про­ грамм11ые инструменты настолько скудны и неудобны, что поставщики выживают главным образом благодаря консалтингу, который обычно принимает форму дополни­ тельных изменений в политике безопасности шаблонов.

8 Есл и вы склонны к подозрен и я м , то стоит отметить. что в качестве части дистриб уr и ва ядра Linux кодовая база S E Linux открьrrа для проверки.

Часть 1. Основы администрирования

1 24

Нес мотря на сложность управл е н и я , внедре н и е систе м ы S E Linux медлен но рас ш и ­ раяетс я , особенно в таких средах, как п равител ьстве н н ы е орга н ы , финансы и здравоох­ ран е н и е , которые и м е ют высокие и кон кретн ые требования к безопас ности. Она также я вл яется стандартной частью платфор м ы Android. Наше общее м не н и е относительно систе м ы S E Linux закл ючается в том , что она спо­ собна при нести бол ьш е вреда, чем пол ьз ы .

К сожал е н и ю , этот вред м ожет п роя вляться

не тол ько как потеря н ное вре мя и испорче н н ое настрое н ие с исте м н ы х адм и н истрато­ ров, но и , как это ни парадоксал ь н о , в качестве недостатков в области безопас ност и . Сложные модели трудно обсуждать , а S E Linux - это не ровное и гровое пол е ; хакеры , которые с п е ц иализируются на этой систе м е , пони мают ее гораздо л уч ш е , ч е м средн и й с исте м н ы й адми н истратор .

В частности , разработка пол итики S E Linux я вля ется сложной задаче й . Н а п р и м е р , дл я защиты нового демона политика должна тщател ьно перечислить в с е файлы , каталоги и другие объекты , к которы м процесс должен получ ить доступ. Для сложного про грамм ­ ного обеспечени я , такого как sendmail ил и httpd, эта задача может быть довольно слож­ ной. Например, одна компания предлагает треХдневный курс по разработке политики.

К счастью, м ногие общие политики доступн ы в режиме онлайн , и бол ь ш и н ство дис­ трибуrивов S E Linux и м е ют разу м н ы е знач е н и я по умолча н и ю . Их можно л е гко устано­ вить и настроить для кон кретной среды. Пол номасштаб н ы й редактор пол итики , цел ью которого я вл я ется обл е гч е н и е п р и м е н е н ия п ол итики , можно н айти на сайте s e e d i t .

sourceforge . net. С исте ма S E Linux хорошо поддержи вается систе мам и Red Hat ( и , следова-

RHEL

тельно, CentOS) и Fedora. Систем а Red Hat устанавливает ее по умолчан и ю .

� Систе м ы Deblan и S U S E Linux также и м е ют не которую доступ н ую поддержку S E Linux, но вы должны установить допол н ител ьные пакеты , а конфигу­

рация по умолчан и ю я вля ется более слабо й . Систе м а Ubuntu н асл едует н е которую поддержку S E Linux от Deblan, н о в посл ед н и х верс и я х Ubuntu и с п ол ьзуется систе м а AppArmor ( с м . дал ее ) . Н е которые руди м е нтарн ы е пакеты , относящиеся к S E Linux, по-прежн е м у досту п н ы , но о н и , как правило, н е обновл яются . Файл /etc / sel inux/ config - это элемент управления верхнего уровня для систем

SELinux. В нем есть и нтересн ы е строк и : S E L I NUX= e n f o r c i n g S E L I NUXT Y P E= t a r g e t e d П е р вая строка и м е е т т р и возможн ы х з н ач е н и я : e n f o r c i n g , p e r m i s s i v e ил и d i s a Ы e d . П арам етр e n f o r c i n g гарантирует, что загруже н ная пол ити ка п р и м е н я ется и запре щает наруш е н ия . Параметр ре rmi s s i ve допус кает н аруш е н и я , но регистр и ­ рует их в журнале s ys l o g , что полезно дл я отладки и разработки п ол ити к и . П араметр d i s aЫ e d пол н остью отключает систему S E Linux. Имя S E L I NUXTYPE представляет собой имя испол ьзуемой базы дан н ых пол итик. Это, по суr и , и м я подкаталог11 внуrри каталога /etc/ selinux. В оди н и тот же момент вре­ м е н и п р и м е н яться м ожет тол ько одн а пол итика, а досту п н ы е н аборы пол итик зависят от с исте м ы .

RHEL

П о умолчан и ю стратегия систе м ы Red Hat задается параметром t a r g e t e d и напраалена на обеспечение дополн ительной безопасности нескольких демонов, которые она явно защищает, предоставляя остальную часть систе м ы самой

Глава 3. Управление доступом и привилегии суперпользователя

1 25

себе. Ран ьше существовала отдельная политика, называемая s t r i c t , которая применяла стратегию МАС ко всей системе, но эта политика была объединена с политикой t a rgeted. Чтобы получить полную систему МАС, удалите модули unc on f i nedus и unco n f i nedu s e r с помощью команды semodule -d . Систе м а Red H at также определяет пол итику ml s , которая реали зует м ногоуровне­ вую зашиту Do D . Она устанавл ивается отдельно с помощью команды yum i n s t a l l sel inux -po l i cy-ml s .

Есл и в ы заинтересован ы в разработке собственных пол итик S E Linux, обратите в н и ­ м а н и е н а утилиту audi t2 allow. Она создает определения пол итики из журналов нару­ ш е н и й . Идея заключается в том , чтобы разреш ить защиту подсистем ы , регистрируя , но н е запрещая ее наруш е н и я . Затем можно подключить подсистему и создать политику, которая , по существу, позволяет этой подсистеме все. К сожалению, трудно гарантиро­ вать полное покрытие всех путей кода с помощью такого подхода, поэтому автоматиче­ ски созданные профил и вряд л и будут идеальн ыми.

AppArmor С истем а AppArmor я вл яется продуктом комп а ни и Canonical , Ltd . , в ы ­ п ус кающей дистрибутив Ubuntu. Она поддерживается систем а ми Deblan и Ubuntu, н о также б ыла при нята в качестве стандарта дистрибутивами S US E . Систе м ы U buntu и S U S E позволяют устанавливать ее по умолчанию, хотя н абор защищенных служб не я вляется обш и рн ы м . Система AppArmor реализует стратегию МАС и предназначен а в качестве дополне­ ния к традицион ной системе управления доступом U N IX. Н есмотря на то что возмож­ на л юбая конфи гураци я , AppArmor не предназначена для с исте м ы , ориентированной на пользователя . Ее основная цель - обеспечение безопасности , т.е. ограничение ущер­ ба, которы й могут нанести отдельные програ м м ы , если они будут скомпрометированы или запущены . Защище н н ые програм м ы по- прежнему подвергаются все м огран ичен и я м , нал ага­ е м ы м стандартной моделью, но, кроме того, ядро фильтрует их действия через назна­ ч е н н ы й и специфи ч н ы й для приложен ия профиль AppArmor. По умолчани ю с истема AppArmor отклоняет все запросы, поэтому профиль должен явно указывать все , что раз­ решено для процесса. Про гра м м ы без проф ил е й , таких как пользовательские оболоч ки, не и м е ют особых ограничений и работают так, как если бы с истема AppArmor не была установлена. Эта роль обеспечения безопасности службы , по сути, я вляется той же конфигураци­ ей, которая реализован а системой S ELinux в целевой среде Red Hat. Тем не менее си­ стема AppArmor разработан а специально для обеспечения безопасности, поэтому она скрывает н е которые из самых загадочных н юансов SELinux. П рофили AppArmor хранятся в файле / etc/ apparmo r . d , и относительно понят­ ны даже без подробного знания систе м ы . Например, вот профиль для демона cup s ­ browsed, входящего в с истему печати в операционной системе Ubuntu: # i n c l ude < t u n aЫ e s / g l ob a l > / u s r / s b i n / cup s -b r ow s e d ( # i n c l ude < ab s t ra c t i on s / b a s e > # i nc lude < ab s t r a c t i o n s / n ame s e rv i c e >

Часть 1. Основы администрирования

1 26 # in c l ude < a b s t ra c t i on s / c up s - c l i e n t > # i n c l ude < a b s t r a c t i on s /dbu s > # i n c l ude < a b s t r a c t i on s / p l l - ki t > / e t c / cup s / cup s - b rows e d . c on f r , / e t c / cup s / l p o p t i o n s r , / { va r / , } run / c u p s / c e r t s / * r , / va r / ca c h e / c up s / * r w , / tmp / * * r w ,

# S i t e - s p e c i f i c addi t i o n s and ove r ri de s . S e e l o c a l / README . # i nc lude < l oc a l / u s r . s b i n . c up s -b r o w s e d >

Бол ьшая часть этого кода я вляется модул ь н ы м ш аблоном . Н а n р и м е р , этот де ­ мон должен в ыпол нять поиск и м е н хосто в, поэтому nрофил ь и н терnол и рует nуть aьstractions /nameservi ce и предостамяет доступ к библ иотекам разрешений име н , файлам /etc/ns swi tch . conf и /etc/ho s ts , сетевым портам , испол ьзуемым протоко­ лом L DAP и т.д. И нформация профилирования, специфичная для этого демона, состоит (в дан ном случ ае ) из с писка файлов, к которы м может обращаться демон , а также разреш е н и й для каждого файла. С интаксис сопостамения шаблонов немного отличается: символ ы * * могут соответствовать н ескол ьким компонентам пути , а { va r / , 1 соответствует стро­ ке va r / в соответствующем месте пути. Даже этот простой профиль устроен довольно сложно. Есл и рас крыть все и нструк­ ции i include , то профиль имеет длину около 750 строк. (А ведь мы выбрали этот nри­ мер ради его краткости . Увы ! ) С истема AppArmoг ссылается на файл ы и програм м ы no и м е н и пут и , ч т о дела­ ет профили удобоч итаем ы м и и независ и м ы м и от какой-л ибо кон кретной реализации файловой с исте м ы . Однако этот подход ямяется компром исс н ы м . Например, с истема AppArmor не распознает жесткие ссылки, указывающие на оди н и тот же объект.

3.5. Л ИТЕРАТУРА •

F ERRAJOLo, Dлvю F. , D . R1cнлRD Ku н N , д N D Rлмлswлмv CндNDRAMOULI . Role-Based Access Control (2nd Edition) . Вoston, МА: Artech House, 2007.

•

HлrNEs, RrcнлRD. The SELinux Notebook (4th Edition). 20 1 4. Сбор н и к информации, относящейся к системе S E Linux, наиболее близкий к официал ьной документаци и. Доступен для загрузки на сайте f r e e compu t e rboo ks . с от.

•

VERM E U L E N , SvEN . SELinux Cookbook. Birmingham, U K: Packt PuЬlishing, 20 1 4. Кн и га, содержащая сам ые разнообразные советы по работе с систе мой S E Linux. В ней описаны модели обеспечения безопасности как служб, так и пол ьзователей.

Глава

4

Упра вление процессами

Процесс представляет собой выполняемую проrрамму. Это абстракция, с помощью ко­ торой можно управлять памятью, временем работы процессора и ресурсами ввода-вывода. Это аксиома философии U N IX, позволяющая к а к можно больше работать в кон ­ тексте процессов, а н е ядра. С исте м н ы е и пол ьзовател ьс к и е п роцессы соответствуют одни м и тем же правилам , поэтому вы можете испол ьзоват ь один набор инструментов для управления и м и .

4. 1 . КОМПОНЕНТЫ ПРОЦЕССА П роцесс состоит из адресного пространства и н аб ор а структур да н н ы х внутри ядра. Адресное пространство представляет собой н абор стр а н и ц памяти , которые ядро выде­ л ило для использования процессу. 1 Эти стран ицы содержат код и библиотеки, которые в ы полн я ются процессом , пере менн ые процесса, ero стеки и различ ную допол н итель­ ную информацию, необходимую ядру во время выполнения. В иртуальное адресное про­ странство процесса вьщеляется в физической памяти случайным образом и отслежива­ ется табл и цами страниц ядра. В структурах данных ядра хран ится всевозможная и нформация о каждом пр о ц е с се . К н аиболее важ н ы м относятся следующие сведения: •

табли ца распределения памяти, выделен ной процессу;

•

текущее состоян ие процесса ( неактиве н , пр и ос тан овл е н вы п ол няется и т. п . ) ;

•

приоритет процесса;

,

1 Стран и цы - это базовы е бло ки памяти , раз м ер которы х состамяет от 1 до 8 Кбайт.

Часть 1. Основы администрирования

1 28 •

и н формация о ресурсах, ис пользуемых процессом ( централ ь н ы й процессор , память и т.д. ) ;

•

информация о файлах и сетевых портах, открытых процессом ;

•

маска с и гн алов (запись о том , какие сигнал ы блокируются);

•

имя владельца процесса.

Поток - это контекст выполнения процесса. Каждый процесс и меет как м и н и мум оди н поток, но н е которые процесс ы могут и меть нескол ько потоков. Каждый поток, де йствуя в адресном пространстве внешнего процесса, и меет свой собстве н н ы й сте к и регистры центрального процессора В современн ых ком пьютерн ы х с истемах испол ьзуются нескол ько центральн ых про­ цессоров и н ес колько ядер внутри каждого центрального процессора. Такие м ногопо­ точ н ые приложения , как B I N D и Apache, извле кают максимал ьную пользу и з мул ь­ тиядерн ых с истем бла годаря тому, что эти приложе н ия могут отрабаты вать нескол ько запросов одновременно. Многие характеристики процесса непосредстве н но вли я ют н а е го выпол н е н и е . В частност и , имеет значе н и е , с кол ько вре м е н и выделяется е м у централ ьн ы м процес ­ соро м , к каким файлам он и меет доступ и т.д. В следующих подразделах рассмотр и м наиболее интересные с точки зре н и я системного адм и н истратора характеристик и про­ цессов. Они поддерживаются во всех версиях систем U N 1Х и Linux.

И дентификатор п роцесса P I D Ядро назначает каждом у процессу уни кальный идентификатор. Бол ьшинство команд и с исте м н ых вызовов, работающих с процессами , требует указания кон кретного иден ­ тификатора, чтобы был ясен контекст операции. Идентификаторы P I D присваи ваются по порядку по мере создания процессов. В настоящее время с истема Linux испол ьзует кон цепцию пространства имен процесса, которая е ще больше ограничивает способность процессов видеть друг друга и вли ять друг на друга. Контейнерные реализации используют эту фун кцию для разделе н и я процессов. Оди н из побоч н ых эффектов закл ю­ чается в том , что процесс может и м еть раз н ые P I D в зависимости от про­ стран ства и м е н набл юдателя . Это похоже на эйнштей новс кую относител ь­ н ость для идентификаторов процессов. Для пол уч е н и я допол н ител ьной и нформации см. главу 25.

И дентифи катор родител ь ского п роцесса PPID Н и в U N IX, н и в Linux нет с истем ного вызова, который б ы и ници ировал новый про­ цесс для выполнения конкретной программ ы . Для того чтобы породить новый процесс , существующий процесс должен клонировать сам себя. Клон может заменить выполняе­ мую программу другой. В операции клонирова н ия исходный процесс назы вают родительским, а его клон дочерним . П о м и м о собствен н о го иде нтификатора, кажд ы й дочер н и й процесс и м еет атрибут P P I D ( Parent Process I D) , который совпадает с идентификатором породившего его родительс кого процесса2• -

2 По крайне й мере первоначально. Есл и родительский процесс п о какой -то причине завершается ран ьше потомка, демон ini t или sytemd (процесс с номером 1 ) подставляет себя на место п редка (подробности описан ы в разделе 4. 2).

Глава 4. Управление п роцессами

1 29

Идентификатор родительс кого процесса - весьма полезная и нформация , если при­ ходится и м еть дело с н еизвестны м (и, возможно, нестандартно ведущим себя) процес­ сом. Отслежи вание истоков процесса может облегч ить понимание его назначения и зна­ ч имости. W Дополнительную и нформацию об идентификаторах U I D с м . в разделе 8 . 2 .

Идентификатор пол ьзователя U I D и текущий идентификатор пол ьзователя EU I D U I D ( Useг I D) - это идентификатор пол ьзователя , создавшего данн ы й процесс , точнее, копия значения U I D родительского процесса. Менять атрибуты п роцесса могут только его создатель ( владелец) и суперпользовател ь. m Дополнительную информацию об установке флага s e t u i d см в разделе 3 . 1 . E U I D ( Effective User I D) - это текущи й пользовательский идентификатор процесса, п редназначе н н ы й для того, чтобы определить, к каки м ресурсам и файлам у процесса есть п раво доступа в дан ный моме нт. У большинства процессов значения U I D и EU I D одинаковы . Исключение составля ют программ ы , у которых установлен бит смены иден­ тификатора пол ьзователя ( s e t u i d ) . Зачем н ужн ы идентификаторы U I D и E U I D'? Просто чтобы разграни ч ить понятия идентификаци и и прав доступа. К тому же програ м м ы с установлен н ы м битом s e t u i d н е все гда выполняются с расшире н н ы м и привилегиям и . В бол ьш и нстве с истем знач е ­ н ие E U I D можно устанавл и вать, чтобы предоставлять процессу дополнительн ые полно­ моч и я , и сбрасывать, чтобы отбирать их. В бол ь ш и н стве систем хран ится нач ал ь н ы й идентификатор, т.е . коп ия значе ния E U I D, которое имел процесс в начальной точ ке. Если процесс не удалит сохран е н н ы й идентификатор , его можно будет использовать в качестве реального или текущего иден­ тификатора. Благодаря этому " консервати вно" написанная программа с установленным б итом s e t u i d может большую часть времени работать с обычными привилегия м и , пере­ ходя в режим расширенных привилегий л и ш ь в определенные моменты. В с истеме Linux есть еще и нестандартн ый параметр FS U I D, определяющий возможности работы с файловой системой, но вне ядра он испол ьзуется редко и не переносится на другие с исте м ы U N IX.

Идентификатор групп ы (G I D) и текущий идентификатор груп п ы (EG I D) m Дополнительную информацию о группах с м . в разделе 8 . 2 . G I D ( G roup I D) - это иде нтификатор груп п ы , к которой принадлежит владеле ц процесса. Идентификатор EG I D связан с атрибутом G I D так же , как с атрибутом U I D, т. е . они будут отличатьс я , если программа запус кается с установл е н н ы м битом s e t g i d . В ядре назначение сохранен ного G I D для каждого процесса аналогично назначен и ю со­ храненного атрибута U I D. В знач ительной сте п е н и атрибут G I D процесса я вл яется рудиментар н ы м . С точ к и зрения определения прав доступа процесс одновременно может относиться к нескол ь­ ким группам. Список групп хран ится отдел ьно от значений G I D и EG I D. П р и анал изе прав доступа проверяется текущи й идентификатор и допол н ител ьн ы й список групп , но не значе н ие G I D.

1 30

Часть 1. Основы администрирования

Еди нствен ная ситуация , в которой атрибут G I D и м еет реал ьное значен ие , - созда­ ние процессом новых файлов. В зависи мости от установленных прав доступа в данной файловой с исте ме новые файлы могут принимать атрибут G 1 D создающего их процесса. Подробнее эти вопросы рассмотрены в разделе 5 . 5 .

Фактор уступч ивости П риоритет процесса определяет, какую дол ю времени централ ьного процессора по­ лучает програм ма. Ядро применяет динамический ал горитм вычисления приоритетов, уч итывающ и й , с колько вре м е н и це нтрал ьного процессора уже испол ьзовал процесс и скол ько времен и он ожидает своей очереди. Кроме того , учитывается заданный адм и ­ н истратором так назы вае м ы й фактор уступчивости, который определяет, в какой сте­ п е н и п рограмма может "делитьс я " процессором с другим и пол ьзовател я м и . П одробнее этот механизм рассм атри вается в разделе 4.4.

У п ра вля ющий терминал m Дополнительную информаци ю о стандартных канал ах связи см в разделе 7 . 2 . С большинством процессов, не я вляющихся демонам и , связан управляющий терм и ­ нал , которы й определяет базовую конфигураци ю стандартн ых каналов ввода, вывода и ошибок. От управляющего тер м и нала зависит также распределение с и гналов в ответ на события клавиатур ы , например нажатие клавиш < Ctrl + C > , о чем пойдет реч ь в раз­ деле 4. 2.

4.2. Жизненный цикл ПРОЦЕССА Для создания нового процесса существующи й процесс , как правило, клонирует сам себя с помощью с исте м ного вызова fork . 3 В результате форм ируется копия исходного процесса, и м е ющая л и ш ь некоторые отличия. В частности , новому процессу присваи­ вается собстве н н ы й иде нтификатор P I D , и учет ресурсов ведется для него независимо от предка. Систе м н ы й вызов fork и меет уникальное свойство: он возвращает два разных зна­ ч е н и я . В дочернем процессе это ч исло О , а в родительском - идентификатор P I D про­ цесса- пото м ка. Поскол ьку в остал ьном процессы иде нти ч н ы , они должны проверять результат вызова, чтобы определ ить, какую роль следует и грать в дал ьнейше м . После завершения системного вызова fork дочерний процесс обычно запускает но­ вую программу с помощью одного из систе м н ых вызовов семейства ехес. Все вызовы этого семейства заменяют програм му, выполняемую п роцессом, и устанавл и вают сег­ ме нты памяти в исходное состоя ние. Формы вызовов ехес различаются тол ько с посо­ бам и указания аргументов командной строки и переменных среды , передавае мых новой программе. При загруз ке с исте м ы ядро самостоятел ьно запус кает н е с кол ько процессов. Наиболее важ н ы й из них - демон ini t или sys temd с номером процесса, всегда рав­ н ы м 1 . Эти процессы отвечают за выполнение сценариев запуска с исте м ы , хотя харак3 Техн и чески

в с и стемах L i n u x испол ьзуется с и стем н ы й вызов c l one , рас ши р е н ие систе м ного в ызова fork , которое обрабатывает потоки и включает допол н ительные функци и . Систе м н ый в ызов f o rk остается в ядре для обеспеч е н и я обратной совмести мост и , но на самом деле он в ы полняет систем н ы й вызов clone.

Глава 4. Управление процессами

1 31

тер их действий в U N IX и Linux разл ичается. Все процессы, кроме тех, что создаются ядро м , я вл я ются пото м ками этих п роцессов. Допол н ительная и н формация о загрузке и демоне ini t содержится в главе 2 . Д е м о н ini t ( или systemd) и грает и другую важную роль в управлен и и процесса­ м и . Завершающийся п роцесс вызывает фун кцию _exi t, чтобы уведомить ядро о с воей готовности прекратить работу. В качестве параметра функции _exi t передается код за­ вершения - целое число, обозначающее причину прекращен и я процесса. По общепри­ нятому соглашению, нул ь свидетельствует об успеш ном завершении процесса. Ядро систем ы требует, чтобы, прежде чем процесс окончательно исчезнет, его удале­ н и е было подтверждено родительским процессом с помощью с исте м ного вызова wai t. Этот вызов возвращает код завершен и я пото м ка (или сообщает о причине е го уничто­ же н и я , если завершение не было естествен н ы м ) и в случае необходимости статистику использования ресурсов. Описанн ы й механизм работает нормально, если родительский процесс завершается позже порожденных им процессов и вы пол няет с исте м н ые вызовы wai t для их унич­ тожен и я . Если же родительский процесс завершается ран ьше срока, то ядро распозна­ ет, что вызова wai t не последует, и переназначает все "осиротевшие" процессы демону init ( ил и sys temd). Он берет их под с вой контрол ь, осуществляя дл я каждого из н их вызов wаi t.

Сигн ал ы С и г н ал ы - это за просы н а п р е р ы ва н и е , реал изуе м ые н а уро в н е процессов. Существуют свыше тридцати различных сигналов, и они находят самое разное приме­ нение. •

Сигналы могут посылаться между процессами как средство коммуни кации .

•

Сигн ал ы могут посылаться драй вером тер м инала для уничтожения ил и приоста­ новки процессов, когда пользователь нажимает специальные комбинации клави ш , такие как и л и < Ctrl+Z>4•

•

Сигналы могут посылаться в самых разных целях пользователем или адм и нистра­ тором с помощью команды kill.

•

Сигналы могут посылаться ядро м , когда процесс выполняет недопусти мую и н ­ струкцию, например деление н а нуль.

•

Сигналы могут посылаться ядром для уведомле н ия процесса о " представляющем интерес " событии , таком как пре кращение дочернего процесса или доступность данных в канале ввода-вывода.

W Дам п памяти - это файл , содержащий образ памяти процесса. Его можно испол ьзовать для отладки .

Когда поступает сигнал , возможен оди н из двух вариантов развития событий . Если процесс назначил сигналу подпрограмму обработки , то после вызова ей предоставляется информация о контексте, в котором был сгенерирован с игнал. В проти вном случае ядро выполняет от и м е н и процесса действия, заданные по умолчанию. Эти действия зависят от сигнала. М ногие с и гн ал ы приводят к заверше н и ю процесса, а в некоторых случаях при этом еще и создаются дам п ы памяти. 4Функци и , связан ные с комбинациям и клави ш < Ctrl+Z> или , мо�уг назначаться други м клави шам с помо щ ью команды s tty, но на практике такое встречается очень редко. В этой главе мы подразумеваем , что с данными клавишами связаны их стандартные функци и .

Часть 1. Основы администрирования

1 32

П роцедура вызова обработч и ка называется перехватом сигнала. Когда выпол н е н и е обработчи ка завершается , п роцесс возобновляется с той точ ки , где б ы л получе н сигнал. Для того чтобы определенн ые с и гнал ы не поступал и в програм м у, н ужно задать их и гнорирование ил и блокирование. И гнорируемый сигнал просто пропускается и н е вли­ яет на работу процесса. Блокируемый сигнал ставится в очередь на обработку, но ядро не требует от процесса н и каких действ и й до я вного разблокирования с игнала. Обработч и к вызы вается DJIЯ разблокированного си гнала только оди н раз, даже если в течение перио­ да блокировки поступило несколько аналогичных сигналов. В табл . 4. 1 перечисле н ы сигнал ы , которые должны быть известны л юбому системно­ му адм и н истратору. Традиционно и мена сигналов записываются про п ис н ы м и буквами. И ногда к именам добавляется префикс SIG ( например, S I GHUP). Табпи ца 4. 1 . Сиrнапы, которые допжен знать каждый администратор•

№'

Имя

1

HUP

2

з

9

10

11

15

17

18

19 28

30 31

Описание

Отбой Пре рывание QU I T Выход K I LL Уничтожение BUS Ошибка на шине S EGV Ошибка сегментации ТЕRМ Запрос на завершение STOP Остановка TSTP Сигнал остановки, посылаемый с клавиатуры CONT Продолжение после остановки W I NCH Изменение окна U S Rl Определяется пользовател ем U S R2 Определяется пользовате л е м INT

Реа кция

Дамn

ПО yмD.llЧ8HMIO

ПереХ88ТЫ веется ?

&покируетсt1?

Завершение Завершение Завершение Завершение Завершение Завершение Завершение Остановка Остановка

� � �

� � �

Нет

Нет

Нет

� � �

� � �

� �

Нет

Нет

�

�

Нет Нет Нет

Игнорируется

�

Нет

Нет

Игнорируется Завершение

� �

� �

Нет Нет

Завершение

�

�

Нет

памяти?

Нет Нет

�

" Список назван ий сигналов и номеров также можно получить с помощью встроенной в оболочку bash команды

kill - 1 .

"

Зависит о т используемой системы . Подробнее с м . файл /usr/ include/ s ignal . h или тап-страницы интерак-

тивного руководства для системного вызова s i g n a 1

()

.

Существуют и другие сигнал ы , н е показа н н ые в табл . 4. 1 ; большинство из н их со­ общает о загадоч ных ошибках, например " н е верная и нструкция " . По умолчани ю та ­ кие сигнал ы , как правило, приводят к завершению программы и созданию дампа ядра. П ерехват и блокирование сигналов обыч н о разрешен ы , так как есть достаточно "ум­ ные" програм м ы , устраняющие последствия ошибок. Сигн ал ы вus и S E GV также посылаются при возни кнове н ии ошибок. Мы вкл юч ил и их в таблицу, поскольку они чрезвычайно распространены: обы ч но программа аварийно заве ршается именно из-за н их. Сам и по себе эти си гнал ы н е и м е ют диагностической цен ности . Они лишь указы вают на факт неправил ьного обращения к памяти . С и гнал ы K I L L и S T O P н ел ьзя ни перехватить, н и заблокировать, н и проигнориро­ вать. Сигнал K I LL приводит к уничтожен и ю процесса, которому он посылается, а сиг-

глава 4. Управление п роцессами

1 33

нал S T O P приостанавл ивает выполнение процесса до получения сигнала CON T . Сигнал CONT можно перехватить и проигнорировать, но н ел ьзя заблокировать. С игнал T S T P представляет собой более " гибкую" версию сигнала S T O P . Проще всего описать е го как запрос на остановку. Он ге нерируется драйвером терм инала при нажа­ тии пол ьзователе м комбинации клавиш < Ctrl + Z > . П рограмм ы , перехватывающие этот сигнал , обычно выполняют операции очистки , а затем посылают сам и себе сигнал STOP. С другой сторо н ы , программы могут и гнорировать сигнал T S T P , чтобы их нельзя было остановить командой с клавиатуры . Хотя назначение сигналов K I LL , I N Т , TERM, HU P и QU I T может показаться одинако­ в ы м , в действительности они совершенно разные. •

•

•

•

•

•

•

Сигнал K I L L не блокируется и приводит к безусловному завер ш е н и ю процесса на уровне ядра. П о сути, процесс не успевает даже принять этот сигнал. Си гнал I N Т посылается драй вером терм инала п р и н ажатии пол ьзователем ком ­ бинации клавиш < Ctrl + C > и служит запросом н а завершение текущей операции . П ерехватив этот сигнал , простые программы должны заверш ить работу или позво­ л ить ун ичтожить себя стандартному обработчи ку сигнала. Програм м ы , в которых есть интерактивный режим командной строки, должны прекратить текущую опе­ рацию, выполн ить оч истку и снова перейти в режим ожидания. Сигнал ТЕRМ представляет собой запрос на завершение програм мы. П редполагается , что процесс , получ и вший этот сигнал , осуществляет очистку и завершается. У сигнала HU P есть две распространен ные интерпретаци и . Во- первых, м ногие де­ мон ы воспринимают е го как команду сброса. Если демон способен повторно про­ честь свой конфигурационн ы й файл и адаптироваться к изме н е н и я м без переза­ пус ка, с игнал HUP позволяет менять его поведение.

Во-вторых, этот с и гнал иногда генерируется драйвером терминала при попытке уничтожить с вязан ные с терм иналом процесс ы . В основном это поведен и е сохра­ н илось со времен испол ьзовани я проводных соедине ний терм и налов и модемов. Отсюда и название " отбо й " . Оболочки семейства С (tcsh и другие) обычно делают фоновые процессы невос­ приимчивыми к сигналу HUP, чтобы они могл и продолжать свою работу, даже когда пользователь выходит из системы. Пол ьзователи оболочек семейства Bourne ( k s h , bash и так далее) могут эмул ировать такое поведение с помощью команды nohup. Сигнал QU I T напоминает сигнал T E RM , за искл ючением того , что по умолчанию стандартный обработчи к создает дам п памяти .

Сигналы U S R l и U S R 2 не имеют стандартного назначения. И м и можно пользоваться в различных целях. Например, веб-сервер Apache и нтерпретирует сигнал нuв как запрос на немедле н н ы й перезапуск. Сигнал U S R l иници ирует более плавн ы й переход, в ходе которого разрешается закончить сеансы связи существующего клиента.

Кома нда kill: отп ра вка сигналов Команду k i l l чаще всего испол ьзуют дл я уничтожения процессов. Эта команда мо­ жет послать процессу л юбой сигнал , но по умолчанию это с игнал T E RM. Команду k i l l могут выпол н ять к а к рядовые пол ьзовател и (для своих собствен н ы х п роцессов) , так и суперпользовател ь (для любого процесса). Она имеет следующий с и нтаксис: kill [ - сигна л ] p i d

Часть 1. Основы администрирования

1 34

где сигнал это номер ил и с и м вол ическое имя посылаемого си гнала (см. табл . 4. 1 ) , а pid иде нтификацион н ы й номер целевого процесса. Команда kill без номера сигнала не гарантирует, что процесс будет уничтоже н , по­ с кольку сигнал TERM можно перехватывать, блокировать и и гнорировать. Команда $ kill - 9 p i d -

-

" гарантированно" уничтожает процесс, так как сигнал с номером 9 ( K I LL) не перехваты­ вается. Используйте команду kill - 9 тол ько в случае , есл и " вежл ивый" запрос на за­ вершение программ ы не был выполнен. М ы написали слово " гарантированно" в кавыч­ ках, так как иногда процессы переходят в такое состояние, в котором их нельзя завершить даже таким способом (обыч но это связано с блокировкой ввода-вы вода, например при остановке жесткого диска). Единственный выход в такой ситуации - перезагрузка. Команда k i l l a l l уничтожает п роцессы , заданные именем. Например, следующая команда уничтожает все процессы веб-сервера Apache. $ sudo killall httpd

Команда pki l l осуществляет поиск п роцессов, зада н н ых и м е н а м и (или други м и атри бута м и , напр и м ер E U I D) , и посылает найде н н ы м п роцессам с и гнал . Например, следующая команда посылает сигнал T E RM всем процессам , выпол н яе м ы м от и м е н и пол ьзователя b e n . $ sudo pkil l - u Ьеn

Состо я ни я п роцессов и потоков Как показано в предыдущем разделе , процесс может быть приостановлен сигналом STOP и возвращен в активную нагрузку с сигналом CONT. Состоян ие приостановления или выполнения применяется к процессу в целом и наследуется всем и потоками процесса. 5 Даже при ном и н ал ьнqм запуске потоки часто должн ы ждать, пока ядро заверш ит какую-то фоновую работу дпя них, прежде чем они смогут продолжить выпол н е н ие . Например, когда поток считы вает дан ные из файла, ядро должно запраш ивать соответ­ ствующие блоки диска, а затем упорядочи вать их содержимое для доставки в адресное пространство процесса запроса. В течение этого времени запрашивающий поток входит в состояние краткосрочного спящего режима, в котором он не может быть выпол не н . Однако другие потоки в одном процессе могут продолжать работать. Существуют процесс ы , которые называют "спящи м и " (например, в вы воде резул ь­ татов работы команды ps - см. следующий раздел ) . Поскол ьку атрибут сна относ ится к потоку, этот термин немного обманчив. Обычно процесс считается спящим, когда все его потоки я вл я ются спящими. Разумеется , различие остается спорным в случае одно­ поточных процессов, которые представляют собой наиболее распространен н ы й случай . И нтерактивные оболоч к и и систе м н ые демоны проводят большую часть вре м е н и , ожидая ввода дан н ых с терминала ил и сетевых подкл юче н и й . Поскольку спящий поток эффективно блокируется до тех пор, пока его запрос не будет удовлетворен , его процесс обычно не получает н и какого процессорного вре м е н и , если он не получает сигн ал или ответ на оди н из с воих запросов ввода-вывода. W Дополн ител ьную и нформацию об инсталляции файловой систе м ы N FS с параметром hard см. в разделе 2 1 .4. 5Аналоrичным образом можно управлять отдел ьными потока м и . Однако эти объе кты в первую очередь п редста вл я ют и нтерес дл я разработч и ков; с и сте м н ы е адм и н и страторы н е должны беспокоиться по этому поводу.

Глава 4. Управление процессами

1 35

Н е которые операци и могут привести к тому, что процессы ил и потоки войдут в со­ стоя ние беспробудного сна. Это состояние обычно я вляется переходн ы м и не набл ю­ дается в резул ьтате работы команды p s (оно обозначается бук вой D в столбце S T A T , с м . табл . 4 . 2 ) . Однако нескол ько специфических ситуаций могут привести к тому, что это состоян ие станет постоя н н ы м . Наиболее распростране нная причина с вязана с про­ бл е м а м и сервера в файловой систе м е N FS , и нсталл ирован ной с параметром h a r d . П ос кольку процессы в состоянии беспробудного сна н е могут просыпаться даже дл я об­ служивания с и гнала, они не могут быть пре краще н ы . Ч тобы избавиться от н и х , в ы должн ы устран ить основную проблему или перезагрузить ком пьютер.

4.3 . КОМАНДА Ps: ТЕКУЩИЙ КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССОВ Команда ps основной инструмент, которым систе м н ы й админ истратор пол ьзует­ ся дл я текуще го контроля процессов. Версии этой команды различаются аргумента м и и выходны м формато м , н о , п о сути , выдают одну и т у ж е и нформацию. В основном , различие в версиях - это следствие разных путей развития систем U N IX. Кроме того , поставщики систем могут настраи вать эту команду с учетом конфигурации системы, так как она тесно связана с особен ностям и обработки процессов в ядре и поэтому часто от­ ражает изменен ия в ядре. С помощью команды ps можно пол уч ить и нформацию об иде нтификаторах P I D , U I D , приоритете и управляющем терм инале того или и ного процесса. О н а также по­ зволяет выяснить, какой объем памяти использует процесс, сколько вре м е н и централь­ ного процессора заняло е го выпол н е н и е , каково е го текущее состоян и е (выпол няется , остановл е н , простаи вает и т.д. ) . П роцессы-зомби в л истин ге команды обозначаются как < e x i t i n g > или . Команда ps безнадежно усложн илась з а последние нес кол ько лет. Не которые по­ ставщики оставил и попытки стандартизировать выходной формат этой команды и сде ­ лал и ее пол ностью конфигурируемой. Проведя небольшую настрой ку, можно получить практически л юбые требуе м ые результаты. -

В с истеме Linux команда ps я вля ется настоящ и м хамелеоном и понимает наборы опций из ряда других систе м . В отличие от остальн ых команд с и ­ сте м ы U N IX, команда p s в систе ме Linux восприн и мает флаги командной строка как с дефисом , так и без дефиса, хотя их интерпретация может ока­ заться разной . Например, результат выполнения команды ps - а отличается от результата выпол нения команды ps а. Не пугайтесь всех этих сложносте й : пусть они будут кошмаром разработч и ков ядра, а не системных админ истраторов! Дпя повседневной работы достаточ но знать л и ш ь н е ­ скол ько наиболее важных опций команды p s . П олучить сп исок всех процессов, в ы полняющихся в с истемах, можно с помощью команды ps aux. Ключ а означает, что мы хотим увидеть все процесс ы , кл юч х что мы хотим увидеть даже процессы, отсоединенные от управляющего тер м инала, а кл юч u обес печивает фил ьтрование по имени или идентификатору пользователя , который запу­ стил программу. Н иже показаны результаты работы команды ps aux в с исте ме Red Hat . -

r e dh a t $ p s aux U S E R P I D % C PU % МЕМ 0.1 0.2 root 1 о о root 2 о root 3 о

vsz 3356

RSS 560

о о

о о

ТТУ

? ? ?

S ТАТ

s SN S
по­ зволяет вернуться к предыдущим командам и вызвать их для редактирования. С помо­ щью комбинации клавиш < Ctrl + R> вы сможете шаг за шагом " прокрутить" свою " пре­ дысторию" и найти старые команды. Если вы предпочитаете использовать редактор v i , п ерекл юч и те свою командную оболоч ку в режим vi . $ set -о vi

В режиме vi редактирование является модальны м , но вы начинаете работать в ре­ жиме ввода команд. Для того чтобы выйти из режима ввода, н ажмите вначале клавишу < Esc > , а затем клавишу < i > , чтобы вернуться в него. В режиме редактирован ия нажатие клавиш и < w > переместит вас вперед на одно слово; испол ьзование комби нации кла­ виш позволит найти следующий символ "Х" в строке и т.д. " Прогул яться " по ко­ мандам , зафиксированным в " предыстории'' , можно с помощью клавиш < Esc> и < k > . Реш ил и вернуться в режим редактирования emacs? Выполн ите следующую команду. $ set -о emacs

К аналы и перена п ра вление потоков Каждому процессу доступн ы по мен ьшей мере три информацион н ых канал а : "стан­ дарт н ы й ввод " ( S TD I N) , " стандартн ы й вы вод" ( S TDOUT ) и " стандартная о ш и б ка " (SТDERR) . Эти каналы устанавл иваются ядром систе м ы "от имени процесса " , и поэтому сам процесс не обязательно знает их направленность. О н и , например, могут быть свя­ заны с окном терм и нала, файлом, подключе нием к сети или каналом , при надлежащи м другому процессу. Для с истем U N IX и Linux испол ьзуется унифицирован ная модель ввода-вывода , в которой каждому каналу присваивается целое ч исло, име нуемое файловым дескрипто­ ром. Точ ное ч исло (номер ) , назначаемое каналу, обычно не имеет значе н и я , но каналам SТD IN, SТDOUТ и STDERR гарантированно соответствуют файловые дескрипторы О, 1 и 2 соответственно, чтобы обеспечить безопасное обращение к н и м по номерам . В контек­ сте и нтерактивного окна терминала канал SТDIN обы чно сч итывает дан н ы е с клавиату­ ры, а оба канала SТDOUТ и STDERR записывают свои выходные дан ные на экра н . Большинство команд с истемы U nix принимают входн ые дан н ы е из канала STDIN. Выходная информация записывается ими в канал STD OUT , а сообще ния об ошибках в канал SТDERR. Это соглашение позволяет объединять команды подобно строительн ы м блокам для организации кон вейерной обработки дан ных. Командная оболочка и нтерпретирует с и м вол ы " < " , " > " и " > > " как инструкции по изме нению направления передаваемых командой дан н ых в файл или принимаемых

Часть 1. Основы администрирования

224

дан ных из файла. Символ " < " связывает канал STDIN с содержим ы м некоторого суще­ ствующего файла. Символы " > " и " > > " перенаправляют поток STDOUT ; причем символ " > " используется для замены содержимого файла, а " > > " - для добавления дан ных в его конец. Например, команда $ qrep bash /etc /passwd > / tmp/bash-users

коп ирует строки , содержащие слово "bash " из файла /etc/pas swd в файл / tmp/bash­ users (при необходимости файл будет создан). Следующая команда упорядочивает со­ держимое этого файла и выводит резул ьтат на терминал . $ sort < / tmp /bash-users7 r o ot : x : O : O : r o o t : / r o o t : / b i n / b a s h

Для того чтобы перенаправить потоки STDOUT и STDERR в одно и т о ж е м есто, и с ­ пользуйте с и м вол " > & " . Для того ч тобы перенаправить тол ько поток STDERR, испол ь­ зуйте вариант " 2 > " . На примере команды f i nd можно показать, почему важно обрабаты вать потоки STDOUТ и SТDERR отдельно. Дело в том , что она форм ирует выходн ые данные по обо­ им каналам , особенно в случае ее выполнения н е привилегированн ы м пол ьзователе м . Например, п р и выполнении команды $ find / -name core

обычно генерируется так м ного сообщен и й об ошибках " permission denied" (отсутствие прав доступа) , что настоя щие результаты поиска теряются в " шуме " . Ч тобы отбросить все сообщения об ошибках, можно использовать такой вариант. $ find /

-name

core 2> / dev/null

В этой версии команды find только настоящие совпадения (где пол ьзователь имеет разрешение на чтение родител ьского каталога) выводятся в окно терминала. Чтобы со­ хранить список совпадающих путей в файле, выпол ните такую команду. $ find / -name core > / tmp/corefiles 2> /dev/null

Эта командная строка отправляет совпадающие п ути в файл / tmp / c o r e f i l e s , от­ брасы вая все ошибки и ничего не посылая в окно терминала. Для того чтобы связать канал STDOUT одной команды с каналом STD IN другой, ис­ пользуйте символ " 1 " Рассмотрим несколько примеров. .

$ find / -name core 2 > /dev/null 1 less

П ер вая команда в ыпол няет операцию find из предыдущего примера, но посылает список найденных файлов не в файл , а в программу постраничного вывода les s . $ ps - e f 1 qrep httpd

Здесь команда ps генерирует список процессов, из которого команда grep выбирает строки , содержащие слово httpd. Результат выполнения команды grep никуда бол ьше не перенаправляется , поэтому совпадающие строки попадают в окно терми нала. $ cut -d : -f7 < /etc/pas swd 1 sort -u

Здесь команда cut выбирает из файла /etc/pas swd пути к оболоч ке каждого поль­ зователя . Список оболочек затем отправляется через команду sort -u, чтобы сформи­ ровать отсортированный список уникальных значений. Для того чтобы последующая команда вы пол нялась тол ько в случае успеш ного вы­ полнения предыдущей , можно раздел ить эти команды с и м волом " & & " . Например, ко­ мандная строка $ lllkd ir foo && cd foo

7По правде говоря , кома нда sort может работать с файлами напрямую, поэтому символ < в этом контексте я вляется необязательным. Он используется здесь для иллюстрации .

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

225

п ытается создать каталог с именем foo и в случае успеха выполняет команду cd. В данном случае успех выпол нения команды mkdir будет зафиксирован при получении кода завер­ шения, равного нулю. Использование для этой цели символа, означающего операцию "ло­ гическое И " , может сбить с толку тех, кто в других языках программирования использовал вычисления в сокращен ной форме записи. Если кому-то это непонятно, не стоит слишком долго здесь застревать; а просто примите это как идиому командной оболочки. И наоборот, символ " 1 1 " обеспечит выпол не н ие следующей ком анды только в том случае, есл и предыдущая команда не выпол нится (т. е . сгенерирует ненулевое значен ие кода завершения). $ cd foo

1 1 echo "No such directory"

Для того чтобы разбить команду на нескол ько строк, для наглядности отделяя тем сам ы м код обработки ошибок от остал ьной части командного кон ве йера, можно ис­ пользовать в сценариях обратную косую черту. ер - - p r e s e rve - - r e c u r s ive / e t c / * / s p a r e / b a c kup \ 1 1 e c h o " Di d NOT ma ke b a c kup "

Для получ е н и я обратного эффекта, т. е . объедин е н и я нескольких команд в одн о й строке , можно использовать в качестве разделителя точ ку с запятой. $ mkdir foo ; cd foo ; touch afile

Использование переменных и ка вычек В операциях присваивания имена переменных н и как не выделяются, но предваряются знаком доллара при ссылке на их значен ия . $ etcdir= ' / etc ' $ echo $ etcdir /etc

Н е ставьте д о и после знака равен ства ( ) пробел ы , в противном случае оболочка ошибочно примет имя вашей переменной за имя команды. При ссьшке на переменную можно заключить ее имя в фигурные с кобки, чтобы син­ такс ический анал изатор (да и сам человек) не сомневался в том , где заканчивается имя перемен ной и нач инается другой текст; например, используйте запись $ { e t c d i r ) вме­ сто $ e t c d i r . Обычно без фигурных с кобок можно обойтись, но они могут оказаться по­ лезны м и в случае, если вам понадобится раскрывать переменные в строках с двойн ы м и кавычками . Часто нужно сделать так, чтобы после значен ия пер е м е н ной стояли буквы или знаки препинания . Например, =

$ echo " Saved $ { rev } th vers ion of mdadm . conf . " S aved B t h ve r s i on o f mdadm . c on f .

Для имен перемен н ых командной оболочки не существует стандартного соглашения, н о обычно предполагается, что имена, пол ностью написанн ы е проп и с н ы м и буквами , принадлежат перемен н ы м среды ил и переме н н ы м , счита н н ы м и з файлов глобальной конфигураци и . И чаще всего все буквы в именах локал ьных пере м е н н ы х - строчн ы е , а отдельные их ком поненты разделя ются символами подчеркивания. Вообще имена п е ­ ремен н ых чувствительн ы к регистру букв. Командная оболочка интерпретирует строки, заключен н ые в одинарные и двойные кавычки, почти одинаково. Различие состоит в том , что строки в двойных кавычках служат субъектам и для универсал и заци и файловых и м е н (зам е н ы реал ьн ых с и мволов в и м е н и и расширении файла универсал ьн ы м и , т. е. так и м и метас и м волам и , как " * " и " ? " ) и для раскрытия переменных (зам е н ы пере м е н н ых их значениями). Например,

Часть l. Основы администрирования

226

$ $ I $ I

mylang= " Pennsylvania Dutch " echo " I speak $ { mylang } . " s p e a k P e nn s y l va n i a Du t c h .

echo ' I speak $ { mylang } . ' s p e a k $ ( my l a n g ) .

Обратные апострофы (также известные как обратные галочки, левые кавычки, л е ­ вые одиноч н ы е кав ы ч ки ил и откр ы вающие кавычки) и нтерпретируются аналогично двой н ы м кавыч кам , но несут при этом допол нител ьную нагрузку. Эта нагрузка состоит в интерпретаци и содержимого такой строки, как команды оболочки , выполнении этой команды и замене строки результатом выполнения этой команды. $ echo " Тhere are ' wc - 1 < / etc/passwd " lines in the pas swd file . " T h e r e a r e 2 8 l i n e s i n t h e p a s swd f i l e .

Перемен н ые окружения П р и запус ке процесса U N I X он получает с п исок аргуме нтов командной стро к и , а также набор перем е н н ых окружения. Большинство оболочек показывают вам текущее окружен ие в ответ на команду printenv: $ printenv E D I T OR VI U S ER = garth EN\' / gome / g a r t h / . b a s h r c L S COLORS e x f x gx g x d x g x g x b x b x c x c x PW D = /me g a / Docume n t s / P r o j e c t s / C o d e / s p l HOl'IE = / home / g a r t h . . . < t o t a l o f abou t 5 0 > =

=

=

По соглаше н ию имена переменных окружения набираются пропис н ы м и буквам и, но формально это не требуется. П рограмм ы , которые вы запускаете, могут обращаться к этим перемен н ы м и соответ­ ствующим образом изменять их поведение. Н апример, программа vipw проверяет перемен­ ную среды E D I TOR, чтобы определить, какой текстовы й редактор будет работать для вас. П ерем е н н ые окружения автоматически импортируются в пространство имен пере­ м е н н ы х sh, поэтому их можно установить и проч итать с помощью стандартного син­ такс иса. Чтобы превратить переменную оболочки в переменную среды, испол ьзуйте ко­ ма нду export имя_ переменной. Вы также можете комбинировать этот си нтаксис со значение м прис ваи вания , как показано здесь: $ export EDITOR = nano $ vipw < з а п ускае т р е д а к т о р n a n o >

Несмотря на то что они называются перем е н н ы м и окруже н и я , эти значения н е су­ ществуют в каком-то абстрактном месте вне пространства и вре м е н и . Оболочка пере ­ дает сн имок текущих значен и й в л юбую запущен ную вам и програм му, но при этом нет н и каких открытых соеди н е н и й . Более того , каждая оболочка ил и программа и каждое окно терминала имеют свою собстве н ную отдельную коп и ю окруже н и я , которая может быть изменена отдельно. Команды для переме н н ых окруже ния , которые вы хотите настроить во вре мя вхо­ да в систему, должны быть вкл юч е н ы в ваш файл � / . profile или � / . bash_p rofile. Другие перемен н ые среды , такие как PWD для текущего рабочего каталога, автоматиче­ с к и поддерживаются оболоч кой.

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

227

Ко м а нды фил ьт раци и Л юбая корректная команда, которая считывает данн ы е и з канала STDIN и записы­ вает данные в канал STDOUТ, может испол ьзоваться в качестве фил ьтра (т. е . компонента конвейера) для обработки дан н ых. В этом разделе мы кратко рассмотр и м некоторые из наиболее широко испол ьзуемых команд фильтра, но список практически бесконечен . Команды фильтрации отличаются настол ько с ил ьн ы м " коллекти визмом '' , что порой даже трудно продемонстрировать их и ндивидуальное использование . Большинство команд фильтра принимают одно или нескол ько и м е н файлов в ко­ мандной строке. Тол ько если вы не укажете файл , они прочитают дан н ы е из стандарт­ ного входного потока.

Команда cu t: раз бивка строк на поля Команда cut в ыводит выбра н н ы е части входных строк. Она чаще всего в ыделяет поля с раздел ител я ми , как в примере , показанном н иже , но также может возвращать сегменты , определ я е м ы е гран и ца м и столбцов. Раздел ителе м по умолчан и ю служит символ , но вы можете измен ить разделители с помощью опции -d. Параметр -f определяет, какие поля включать в вывод. П ример испол ьзования команды cut приведен н иже в разделе, посвященном коман­ де uniq.

Команда sort: сортир овка строк Команда sort сортирует входные строки. Звучит просто, да? Хотя на самом деле не все так безоблачно: существуют потенциальные н юансы, связанные с точно заданными частя­ ми сортируемых строк (т.е. с использованием сортировочного ключа) и порядком сортиров­ ки. Наиболее распространенные варианты применения этой команды показаны в табл. 7.2, в отношении же остальных случаев обратитесь к соответствующей тап-странице. Таблица 7 . 2 . Ключи команды sort Ключ команды -ь

-f

-h -

k

-n

З начение

Игнорировать ведущие пробельные символы Сортировать независимо от регистра букв Сортировать "читабельные" числа (например, 2Мб) Указывать столбцы, которые формируют сортировочный ключ Сравнивать полR как целые числа

-r

Изменить порRдок сортировки на противоположный

-t

Установить разделитель полей (по умолчанию - пробельный сим вол)

-u

Выводить только уникальные записи

Н а при мерах приведе н н ых н иже команд демонстрируется различие м ежду ч исло­ вой и лексикографической сортировкой ( последняя действует по умолчани ю ) . В обеих командах испол ьзуются ключ и - t : и - kЗ , З для сортировки файла /etc/group по е го третьему пол ю ( в качестве разделителя испол ьзуется двоеточие), содержащему иденти ­ фикатор ( I D) групп ы . Первая команда реал изует числовую сортировку, а вторая - лек­ сикографическую (в алфавитном порядке) .

Часть 1. Основы администрирования

2 28

$ sort - t : -kЗ , З -n /etc/group' root : x : O : Ь i n : x : l : da emon da emon : x : 2 : $ sort - t : -kЗ , З /etc/group root : x : O : Ь i n : x : l : da emon users : x : lO O :

Также полезна опция -h, реализующая ч исловую сортировку, которая пони мает суф­ фикс ы , такие как м мя мега и G мя ги га. Например, следующая кома нда правильно со­ ртирует размеры подкаталогов в каталоге /usr, сохраняя корректность вы вода. $ du -sh /usr/ * 1 sort -h l бК 128К 648К 1 5М 2 0М 1 1 7М 1 2 6М 8 4 5М 1 . 7G

/us r/locale / u s r / l oc a l / u s r / g ame s /usr/ sЬin / u s r / i nc l ude /us r / s rc / u s r /Ь i n /us r / share /us r / l ib

Команда uniq: вывод уникальных строк Команда uniq по существу подобна команде sort -u, но у нее есть некоторые по­ лезн ые ключ и , которые команда sort не эмул ирует. Так, кл юч - с испол ьзуется мя под­ счета количества э кзе м пляров каждой строки , кл юч -d - для отображе ния тол ько строк, име ющих дубликаты , а ключ -u - для отображения тол ько строк , н е имеющих дубл и каты . При этом вход н ы е дан н ы е должны быть предварител ьно отсортирован ы , обычно путем " пропус кания " через команду sort. Например, по результатам выполнения следующей команды видно, что 20 пользова­ телей в качестве стартовой оболочки используют / Ь i n / b a s h , а остал ьн ы е 1 2 - /Ьin/ false. ( Последн ий результат характерен л ибо для псевдопол ьзователе й , л ибо мя поль­ зователей, учетн ые записи которых были заблокирован ы . ) $ cut - d : -f7 /etc/pas swd 1 sort 1 uniq - с 2 0 /Ьin /ba sh 1 2 /Ьin / fa l s e

Команда wc: п одсчет строк, слов и символов П одсчет кол ичества строк, слов и символов в файле - еще одна расп ространен н ая операция , удобн ы м средством реал изации которой и я вляется команда wc ( word count) . В ыполнен ная без каких-либо ключей, о н а выведет все три резул ьтата подсчета. $ wc /e tc/pas swd 32 7 7 2 0 0 3 / e t c /p a s s wd

В контексте написания сценариев команду wc часто приме няют тол ько с одн и м из кл юч е й ( - 1 , -w ил и - с ) , чтобы резул ьтат ее выполнения состоял из одного ч исла . Эту форму чаще всего можно встретить внутри обратных апострофов, и тогда результат мо­ жет быть сохранен ил и испол ьзован по назначению. н команда sort при н имает ключ -kЗ (а не -kЗ , З ) , но, вероятно, она не делает то, что вы ожидаете . Без номера завершающего поля кл юч сортировки действует до конца строки .

глава 7. Сценарии и командная оболочка

229

Команда tee: коп иро вание входного п от ока в два места Командны й кон вейер, как правило, действует пря мол и нейно, но зачастую полез­ но распараллелить поток данных, т.е . " перехватить" его и отправить коп ию в файл ил и окно терминала. Это можно сделать с помощью команды t e e , которая отправляет свой стандартный входной поток как в стандартн ый выходной канал , так и в файл , указа н ­ ный в командной строке . Представьте действие этой команды в виде тройн и ка в трубо­ проводе ( tee (ан гл . ) - тройник. - Примеч. пер. ) . Устрой ство / de v / t ty м о ж н о сч итат ь с и н о н и м ом для те куще го тер м и н ал а . Например, команда $ find / -nаше core 1 tee /dev/ tty 1 wc - 1

выводит найденные путевые имена файлов c o r e и результат подсчета их количества. Ч асто работа кон вейера с командой tee , выводя щей резул ьтаты и в файл , и в окно терми нала (для проверки ) , занимает м ного времени. Вы можете понаблюдать за первы ­ ми результатами, чтобы убедиться в том , что все работает как надо, а зате м смело уходи­ те: результаты сохран ятся в файле.

Команды head и tail: чтение файла с на чала или с ко нца П росмотр строк с начала или кон ца файла - обыч ная адм и н истративная операция. Команды head и tai l отображают по умолчанию десять строк, но вы можете испол ьзо­ вать кл юч , задающий желаемое количество строк. Для интеракти вного испол ьзования команда head уже нескол ько устарела, и вме­ сто нее ( в этом контексте) часто испол ьзуется команда les s , которая разби вает файл ы для отображен и я по страницам. Однако команду head можно успеш но применять в сце­ нария х и с другой цел ью. С командой ta i l ис пол ьзуется кл юч - f , котор ы й чрезвычайно полезен для с и ­ сте м н ых адм и н истраторов. Вместо не медл е нн ого завершен ия посл е вы вода требуемо­ го кол ичества строк команда tai l -f ожидает поступления новых строк, которые будут добавл е н ы в конец файла, а затем вы веде ны по назначению, что оче н ь удобно для мо­ ниторинга журналов регистраци и . Однако следует и меть в виду, что программа, которая реализует запись дан н ых в файл , может буферизи ровать свои выходные дан н ы е . Даже есл и строки будут добавляться регулярно (с точки зрения логики) , они могут стать види ­ мыми только фрагментами объемом 1 или 4 КиБ.9 Команды head и tai l получают несколько имен файлов из командной строки. Даже команда tail -f допускает испол ьзование нескол ьких файлов, и это довол ьно удобно; когда появляются новые результаты , подлежащие выводу на экран , команда tail выво­ дит имя файла, содержащего эти резул ьтаты. Для остановки процесса мон иторинга нажм ите комбинацию клавиш .

Команда grep: по иск текста При выполнении команды grep по мере просмотра входного текста выводятся стро­ ки, которые совпадают с задан ным образцом (шаблоном ) . Свое назван ие эта команда получ ила " в наследство" от команды g / р е гул я р н о е выраже н и е /р) из старого (и ныне действующего) редактора ed, испол ьзуемого в самых первых версиях U N IX. " Ре гул я р н ы е выраже н и я " ( regular expressions) - это шаблон ы , предназначен н ы е для поиска совпадающего с н и м и текста и написан ные на стандартном языке шаблонов. _

" И нформаuию о еди н и цах измерения см . в разделе 1 .6 главы 1 .

Часть 1. Основы администрирования

230

Они представля ют собой универсальн ы й стандарт, испол ьзуемый большинством про­ грам м при поиске по совпаден и ю с шаблоном , хотя и с небольш и м и различиями в ре­ ализациях. Странное имя команды уходит своими корнями в оригинальные изыскан ия соответствующих разделов теории вычислений. Более детал ьно си нтаксис регулярных выражений рассматривается в разделе 7.4. П одобно больш инству фил ьтров, команда grep и меет множество кл ючей . Например, кл юч - с позволяет выводить количество совпавших строк, ключ - i служит для и гнори­ рования регистра букв при сопоставлении, а ключ v предназначен для вы вода отл ича­ ющихся (а не совпавших) строк. Оче н ь полезным является кл юч -1 ( пропис ная буква " [;' ) , который заставляет команду g r e p вы водить только имена файлов, содержащие со­ впавш ие с шаблоном строки, а не все совпавшие строки. Например, выполнение команды -

$ sudo grep -1 mdadm /var/ log/ * /va r / l og / a u t h . l o g /va r / l og / s y s l o g . O

демонстрирует, что записи с именем утил иты mdadm нашлись в двух разл ичных файлах системных журналов. Команду grep можно сч итать классичес кой реал иза цией базового механизма ис­ пользования регулярных выражений, но в некоторых версиях предлагается выбор других диалектов. Например, Linuх-команда grep -р служит для поиска выражений в стил е языка Perl . хотя в справочных страницах можно найти н еопределенное предупрежден ие о том , что такой вариант носит " экспериме нтальный характер" . Для пол ной уверенно­ сти в своих сценариях просто испол ьзуйте язык Ruby, Python или Perl. Есл и вы ф ил ьтруете с помощью команд tai l - f и grep , то добавьте параметр - - l ine -buffered, чтобы убедиться , что вы увидите каждую соответствующую строку, как только она станет доступной $ tail - f /var/ log/шessages 1 grep - - line-buffered ZFS Ма у 8 0 0 : 4 4 : 0 0 n u t r i e n t Z FS : vdev s t a t e chan g e d , pool_ g u i d= l 0 1 5 1 0 8 7 4 6 5 1 1 8 3 9 6 8 0 7 vdev_g u i d = 7 1 6 3 3 7 6 3 7 5 6 9 0 1 8 1 8 8 2

7 3 НАПИСАНИЕ СЦЕНАРИЕВ ДЛЯ ОБОЛОЧКИ .

.

sв

Оболочка sh отл ично подходит для простых сценариев, которые автоматизируют то, что вы в противном случае вводил и бы в командной строке. Ваш и навыки командной строки переносятся на с ценарии sh, и наоборот, что помогает вам извлечь максималь­ ную отдачу от времени обучения. которое вы вкладываете в изучение оболочки sh. Но как только сценарий sh получает более 50 строк или когда вам нужн ы фун кци и . кото­ рых нет в оболочке sh, приходит время переходить на язык Python или Ruby. Для с ценариев есть см ысл ограничить себя диалектом , понятным исходной оболочке Вoume, которая является стандартом I EE E и POS I X. Оболочки , совместимые с sh, часто дополняют эту базовую линейку язы ковыми функциям и . Целесообразно применять эти расширения, если вы делаете это намеренно и хотите использовать кон кретн ый и нтер­ претатор. Однако чаще всего сценарии в конечном итоге испол ьзуют эти рас ш ирения непреднамеренно, и затем адм инистраторы удивляются , когда их сценарии не работают в других системах.

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

231

В частности , не предполагайте, что версией оболочки sh в ваше й системе всегда яв­ ля ется bash, ил и даже , что оболоч ка bash доступна. В 2006 году с истема U buntu заме ­ нила bash на dash в качестве интерпретатора сценариев по умолчан ию, и в рамках это­ го процесса преобразован ия был составлен удобн ы й список команд, за которы м и нужно следить. Вы можете найти его на сайте wiki . uЬuntu . com/DashAsBinSh.

Выпол нение В оболочке s h комме нтарии начинаются с о знака # и продолжаются до конца стро­ ки. Как и в командной строке, вы можете разбить одну логическую строку на несколько физических строк, обозначи в переход на новую строку символом обратной косой черты ( \ ) . И, наоборот, можно поместить на одной строке несколько операторов, раздел ив их точкой с запятой. Сценарий для оболочки s h может состоять только из последовательности командн ых строк. Н апример, следующий сценарий hel loworld просто выполняет команду echo . # ! /Ь i n / s h echo " H e l l o , wo r l d ! "

П ервая строка содержит сочетан ие символов # ! , которое означает, что данн ы й тек­ стовый файл я вляется сценарие м , предназначенн ы м для интерпретации командной обо­ лоч кой из каталога /Ьin/ sh ( которая сама может служить ссылкой на оболочку da sh и bash) При принятии решения о том , как выполнить этот файл , ядро найдет соответ­ ствующий синтаксис. С точки зрения оболочк и , выполняющей этот сценар и й , пер вая строка представляет собой просто ком ментарий. Теоретически, если ваша оболочка sh находится в другом месте , вам придется отре­ дактировать первую строку. Тем не менее м ногие существующие сценарии предполага­ ют, что она находится в каталоге /Ьin/ sh, который с истемы вынужде ны поддержи вать, хотя бы через ссыл ку. Если вам нужен сценарий для запуска в оболочке bash или в другом интерпретаторе , который может не иметь одного и того же командного пути в каждой системе, вы може­ те испол ьзовать каталог /usr/Ьin/env для поиска перемен ной среды РАТН для опреде ­ лен ной команды. 1 0 Например, # ! / u s r / Ь i n /env ruby

является распространенной идиомой для запуска сценариев на языке Ruby. П одобно ка­ талогу /Ьin/ sh, каталог /usr/Ьin/env является настол ько широко распростране н н ы м вариантом, что все систем ы обязаны его поддерживать. Для того чтобы подготовить этот файл к выполнению, достаточно установить его бит, "отвечающи й " за выполнение (см. раздел 5.5). $ chmod + х hel loworld $ /helloworld' 1 •

He l l o , wo r l d !

' " П ои с к п утей и меет последствия для безопас ности , особе н н о п р и запуске сценариев в среде см. в разделе 3 . 2 . 1 1 Есл и в а ш а оболочка п о н и мает команду he l l owo r l d без п рефи кса / , это означает, что в вашем п ути поиска указан текущи й каталог ( . ) . Это плохо, п оскольку дает друг и м пол ьзователям возможность устраи вать для вас ''ловуш к и " в н адежде , что в ы будете п ытаться в ы п ол н ить определенные кома нды при переходе к каталогу, в котором он и и меют доступ д.1я зап иси . sudo . Допол н ител ьную и нформац и ю об обработке переме н н ы х окружен и я в среде sudo .

232

Часть 1. Основы администрирования

Можно также н епосредстве нно запустить (активизировать) оболочку в качестве и н ­ терпретатора сценария. $ sh helloworld

H e l l o , wor l d ! $ source helloworld

Hello, world !

Первая команда выпол н ит сценарий helloworld в новом экземпляре оболочки sh, а вторая - заставит вашу начал ьную оболочку прочитать содержимое файла, а затем вы­ пол н ить его. Второй вариант полезе н в случае , когда сценарий устанавл и вает перемен­ н ые среды ил и выполняет другие операци и настройки , примен и м ы е тол ько к те кущей оболоч ке. Обычно этот вариант испол ьзуется при написании с ценариев, включающих содержимое файла конфи гурац и и , написанн ого в виде ряда присваива н и й знач е н и й переме н н ы м . 1 2 m Дополнительную информаци ю о битах разрешения можно прочитать в разделе 5 . 5 . Есл и вы пришл и из м ира Windows, то вам привычно испол ьзовать понятие рас ш и ­ р е н и я файла, по которому можно судить о т и п е файла, а также о том , можно л и е го выпол н ить. В м ире U N IX и Linux признак того, может ли файл быть выполнен ( и если да, то кем ) , содержится в специал ьных битах пол номоч и й . При желании вы можете на­ делить свои Ьаsh-сценарии суффиксом . sh, который бы напом инал вам об их тип е , но тогда при выпол н е н и и соответствующей команды вам придется вводить суффи кс . sh, поскольку UNIX не интерпретирует расш ирения специальным образом.

От кома нд к сценариям Прежде ч е м переходить к особенностя м написания сценарие в дл я оболочки sh, оста­ новимся на методике этого процесса. Многие пишут эти сценарии так же , как на языке Python ил и Ruby, т.е. используя какой- н ибудь текстовы й редактор. Однако удобнее рас­ с матри вать в качестве и нтерактивной среды разработки сценариев режи м с приглаше­ н ием на ввод команды . Предположим , например, что у вас есть журнал ы регистраци и , именованные с суф­ ф и ксами . l o g и . LOG и разбросан н ы е по все й иерархической с истеме каталогов. Допустим также, что вы хотите изменить эти суффиксы , переведя их в верхн и й ре гистр. П режде все го, попытаемся отыскать все эти файлы . $ find . -name ' * log '

. do - no t - t ou c h / impo r t a n t . l og a dmi n . com- l o g / foo . l og g e n i u s / spew . l o g l e a the r _ f l o g

Ой! П охоже на то, что нам надо включить в шаблон точ ку и при поиске и гнориро­ вать каталоги . Н ажм ите комбинацию клавиш < Ct rl + P > , чтобы верн уться в режим ко­ мандной строки , а затем модифи цируйте ее. $ find . - type f -name ' * . l og '

. do - no t - t ou c h / imp o r t an t . l o g f oo . l o g 1 2 С и н о н и мо м для команды s ource служ ит команда в в иде точ к и ( dоt-команда ) , н а п р и ме р

. helloworld .

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

233

geni u s / spew . l o g

Отл ично, это уже выглядит л учше. П равда, каталог do -not- touch (т.е. " н е тро­ гать") вызывает смутное чувство тревоги; но мы можем избавиться от него. .

$ find . - type f -name ' * . log '

1 grep

-v . do -not- touch

foo . l o g geni u s / spew . l o g

Прекрасно, м ы получили абсолютно точн ы й список файлов, которые должны быть переименованы. Попробуем сгенерировать несколько новых имен. $ > > >

find . - type f -name ' * . log ' 1 grep -v . do -not- touch 1 while read fname do echo mv $ fname ' echo $fname 1 sed s / . log/ . LOG/ ' done

mv foo . l o g foo . LOG mv geni u s / spew . l o g g e n i u s / spew . LOG

Да, это и менно те команды, которые позволят переименовать нужные файл ы . Как же их выпол нить? Мы могл и бы снова вызвать уже выполненную команду и отредакти­ ровать команду echo, чтобы заставить оболочку sh выполн ять команды mv, а не просто выводить их. Ведь передача команд в отдельную копию оболочки sh более надежны й вариант работы, который к тому ж е требует меньшего объема редактирования. Нажав комбинацию клавиш < Ct rl + P > , мы обнаруживаем , что оболочка bash забот­ ливо свернула наш м и ни-сценарий в одну-единствен ную строку. К этой " уплотненной " командной строке м ы просто добавляем канал , передаюший выходные данные команде sh -х. -

$ find . - type f -name ' * . log • do echo mv $fname ' echo $ fname

grep -v . do-not- touch 1 while read fname ; sed s / . log/ . LOG/ ' ; done 1 sh - х

+ mv f o o . l og f o o . LOG + m v geni u s / spew . l og g e n i u s / s pew . LOG

Ключ - х команды bash обеспечивает вывод каждой команды п еред ее выполнением. М ы завершили переименование файлов, но нам хотелось бы сохранить этот сцена­ рий, чтобы испол ьзовать его с нова. Встроен ная в s h команда fc п о своему действию во м ногом аналогична нажатию комбинации клавиш < Ct rl + P > , н о вместо возврата по­ следней команды в командную строку она передает команду в заданный вами редактор. Добавьте в свой файл строку идентификацион ного комментария , поместите сохранен­ ный файл в приемлемый ДJIЯ вас каталог ( например, /Ьin ил и /usr/local /Ьin) , сде­ лайте файл исполняемым, и вы получите настоящий сценарий. Итак, подытожим. ...

1 . Разрабатывайте сценарий ( ил и его часть) в виде конвейера команд, причем по­ шагово и в режиме выполнения командных строк. 2. Пересылайте резул ьтат в стандартн ы й выходной поток, проверяя п равильность работы используемых вам и команд. 3. На каждом этапе используйте буфер ранее выполненных команд ДJIЯ их появле­ н ия в командной строке и и нструменты редактирован ия ДJIЯ их модификаци и . -

Часть 1 . Основы администрирования

234

4. П ока вы получаете не правил ьные результаты, можно сч итать, что вы, по сути , ничего не сделал и , и до тех nop, пока команды не заработают так, как надо, ниче­ го (из уже сделанного) не надо удалять. 5. Если результат выглядит правил ьн ы м , выполните команды на реал ьном примере , чтобы убедитьс я , •по все получ илось так, как ожидалось. 6. Испол ьзуйте команду fo, чтобы зафиксировать свою работу в редакторе , оформи­ те ее соответствующим образом и сохран ите. В п р и веде н ном в ы ш е п ри мере мы вывел и командн ые строки , а затем направил и их в подоболочку для выполнения. Этот метод не является универсально приме н и м ы м , но часто оказы вается полезн ы м . В качестве ал ьтернативного варианта можно фиксировать резул ьтаты , перенапрамяя их в фа йл . Терпеливо доби вайтесь получения нужн ых резул ь­ татов и , пока не увидите их, не вы полняйте н и каких потенциально деструктивн ых де й­ ствий .

Ввод и вы вод данн ы х Команда eoho не отл и чается сложностью, но зато проста в применен и и . Для полу­ чения большего контроля над вы водом дан н ы х испол ьзуйте ком анду printf. Она не очен ь удобна, поскол ьку п редполагает, что вы должны в явном виде указы вать в нуж­ н ых для вас местах символы перехода на новую строку ( \ n) , но позволяет испол ьзовать с и м вол табуляции и другие средства форматирования резул ьтата . Сравн ите результаты выпол н е н ия следующих двух команд. $ echo 11 \ taa\ t.ЬЬ \ tcc\n " \ t aa \ t bb \ t c c \ п $ printf 11 \ taa\tЬb\tcc\n" ЬЬ се аа

И ногда работа команд eoho и printf поддерживается на уровне операцион ной си­ стем ы (обычно соответствующие им исполняемые файл ы хранятся в каталогах /Ьin и /usr/Ьin соответствен но) . Хотя эти команды и встрое нные в оболочку утилиты в целом подоб н ы , о н и могут иметь незнач ител ьн ые отл и ч и я , особен но это касается команды printf. Вы можете либо придерживаться sЬ-синтаксиса, л ибо вызывайте " вн е ш н юю" команду printf, указы вая ее п олн ы й путь. Для того чтобы сформ ировать для пользователя приглашение ввести дан н ые , можно испол ьзовать команду r e a d . # ! /Ьiп/sh e ch o - п " Eп t e r y o u r пате : r e a d u s e r пате

"

i f [ - п " $ u s e r _ пaтe " ] ; t h e n e ch o " H e l l o $ u s e r_пaтe ! " exit О else e ch o " G r e e t i пg s , пaтe l e s s опе ! " exit 1 fi

Ключ -n в команде eoho п ода вляет привычный переход на новую строку, но здесь была бы кстати команда printf. Мы еще рассмотрим вкратце синтаксис оператора if, но е го действие здесь, с нашей точки зре н ия , очевидно. Кл юч -n в операторе if обе-

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

235

спечит значение исти н ы , есл и е го строковый аргумент н е окажется н улев ы м . Вот как выглядит результат выполнения этого сценария. $ sh readexample Ent e r y o u r n ame : Ron H e l l o Ron !

Пробел ы в именах файлов Именован ие файлов и каталогов, по существу, не регламентируется, з а исключением того, что имена ограничены по длине и н е должны содержать косо й черты или нул и . В частности , допус каются пробел ы . К сожалению, система U N I X и меет давнюю тради­ цию разделе н ия аргументов командной строки на пробел ы , поэтом у устаревшее про­ граммное обеспечение имеет тенденцию давать сбой , когда в именах файлов появляют­ ся пробелы . П робелы в именах файлов был и обнаружен ы прежде всего в файловых системах, со­ вместно используе м ых с ком пьютерами Мае и персональн ы м и ком пьютерами, но те­ перь они внедрил ись в культуру U N IX и также встречаются в некоторых стандартных пакетах программного обеспечения. Выхода нет: адми нистративные сценарии должны быть готовы обрабатывать пробелы в именах файлов (не говоря уже об апострофах, звез­ дочках и различных других угрожающих пунктуационных метках). В оболочке и в сценариях можно указывать имена файлов с п робелам и , чтобы дер­ жать их части вместе. Н апример, команда $ less "Му spacey file"

считает файл Му spacey file в качестве единствен ного аргумента команды les s . В ы также можете избежать отдельных пробелов с помощью обратной косой черты: $ less Му\ spacey\ file

Фун кция заверш е н ия и м е н и файла большинства оболоче к (зачастую привязанная к клавише ) обычно автоматически добавляет обратную косую черту. Когда вы пи­ шете с ценарии , полезн ы м оружием, о котором нужно знать, является опция -printO . В сочета н и и с параметром xargs - 0 она делает комбинацию find /xargs коррект­ ной, независимо от пробелов, содержащихся в именах файлов. Например, команда $ find / home-type f - s i ze + 1М -printO 1 xarqs -0 ls - 1

выводит на экран длинный список всех файлов в каталоге /home размером более одного мегабайта.

Функци и и аргументы ком андной стро ки Аргументы командной строки служат для сценария переменными с ч исловы м и име­ нами : $ 1 первый аргумент командной строки, $ 2 второй и т.д. Аргумент $ О со­ держит имя, по которому бьm вызван сценарий, например /Ьin/ example . sh, т. е . это не фиксированное значение. Переменная $ # содержит количество переданных аргументов командной строки , а перем е нная $ * все эти аргументы. Ни одна из этих перем е н н ых не учитывает аргу­ мент $ 0 . Рассмотрим пример использования этих аргументов. -

-

.

-

# ! /Ьin / sh s how_u s ag e ( ) e c h o " U s a g e : $ 0 s o u r c e di r de s t d i r " 1 > & 2

Часть 1. Основы администрирования

236

exit 1

# Зд е с ь начин а е т с я о с н о в н а я программа i f [ $ # -ne 2 ] ; t h e n s h ow_u s a g e e l s e # T h e r e a r e t w o a r gume n t s i f [ -d $ 1 ] ; t h e n s o u r c e_di r = $ 1 else e c h o ' I nva l i d s o u r c e d i r e c t o r y ' 1 > & 2 s h o w_u s a g e fi if -d $ 2 ] ; then d e s t_di r = $ 2 else echo ' I nva l i d de s t i n a t i o n di r e c t o r y ' 1 > & 2 s h o w_u s a ge fi fi p r i n t f " S ou r c e d i r e c t o r y i s $ ( s o u r ce_di r } \ n " p r i n t f " De s t i n a t i on d i r e c t o r y i s $ ( de s t_di r } \ n "

Есл и в ы вызываете сценарий без аргументов или с недействител ьны м и аргумента­ м и , сценарий должен вывести короткое сообщен ие об ош ибке , чтобы напомн ить вам , как е го испол ьзовать. В приведенном выше примере сценарий принимает два аргумен ­ та, подтверждает, что оба аргумента являются каталогам и , и выводит на экран их и ме­ на. Если аргументы недействител ь н ы , сценарий печатает сообщение об испол ьзовании и выходит с н енулевым кодом возврата. Если вызывающий сценарий проверяет код воз­ врата, он будет знать, что этот сценарий не удалось выпол н ить правильно. Мы создали отдельную функцию show u sage для печати сообщения об ис пол ьзо­ _ ван и и . Если впоследствии сценарий будет обновлен, чтобы принимать дополнительные аргументы , сообщение об испол ьзовании должно быть изменено только в одном м есте. Обозначение 1 > & 2 в строках, которые отображают сообщен ия об ошибках, выводит ре­ зультаты в поток SТDERR. $ mkdir ааа ЬЬЬ $ sh showusage ааа ЬЬЬ S ou r c e d i r e c t o r y i s а а а D e s t i n a t i on d i r e c t o r y i s ЬЬЬ $ sh showusage foo bar I nva l i d s ou r c e d i r e c t o r y U s a g e : s howu s a g e s o u r c e_d i r de s t di r

Аргуме нты для функций оболоч ки sh рассматриваются как аргументы командной строки. Первый аргумент $ 1 и т.д. Как бьшо показано выше, $ О остается именем сце­ нария . Ч тобы сделать пример более надежн ы м , м ы могл и бы заставить про грамму s h o w_ u s a g e получать в качестве аргумента код ошибки. Это позволит возвращать бол ее опре ­ дел е н н ы й код для каждого типа сбоя . Следующий фрагмент кода показы вает, как это может выглядеть. -

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

237

show _ u s a g e ( ) { e cho " U s a ge : $ 0 s o u r c e_di r de s t_di r " 1 > & 2 i f [ $ # -eq О ] ; then e x i t 9 9 # E x i t w i t h a rb i t ra r y non z e r o r e t u r n code else exit $ 1 fi

В этой верси и подпрограм м ы аргумент не я вляется обязательным. Внутри с и м волы $ # сообщают, с кол ько аргуме нтов б ыло передано. Если не указан более кон кретный код, сценарий заканчивает работу с кодом 99. Однако конкретное значение, например show_u s a g e 5

приводит к тому, что сценарий заверш ает работу после вывода сообщения об использо­ вании именно с этим кодом. ( Перемен ная оболочки $ ? содержит статус выхода послед­ ней выполненной команды, н езависимо от того , используется она внутри сценария или в командной строке. ) В оболочке sh сильна аналогия между функциям и и командами. В ы можете опре­ делить полезн ые функции в файле � / . bash profile (�/ . profi l e для обы чной обо­ _ лочки sh), а затем использовать их в командной строке , как если бы они были команда­ м и . Например, если ваш сайт стандартизован на сетевом порту 7988 для протокола S S H (форма "безопасность через безвестность") , вы можете определить функцию s sh ( ) { / u s r / b i n / s s h -р 7 9 8 8 $ * }

в каталоге � / . bash profi le, чтобы функция команда s sh всегда выполнялась с пара­ _ метрам и р 7 9 8 8 . Как и м ногие оболочки, bash имеет механизм псевдонимов, который может воспро­ извести этот пример более точно, при этом функция становится все более уни версаль­ ной И МОЩНОЙ . -

Поток упра вления Выше в этой главе м ы уже рассмотрели несколько конструкций i f - t h e n и i f- t hen­ e l s e (они работают вполне ожидаем ы м образо м ) . Тер м и н аторо м ( признаком кон ца) для оператора i f служит оператор f i . Для образования цепочки i f-операторов можно испол ьзовать ключевое слово e l i f , означающее " e l s e i f " . i f [ $ b a s e - e q 1 ] & & [ $ dm - e q 1 ] ; t h e n i n s t a l l DMBa s e e l i f [ $ b a s e -ne 1 $ dm - e q 1 ] ; t h e n && installBase e l i f [ $ ba s e - e q $ dm - n e 1 ] ; t h e n && i n s t a l l DM else e c h o ' == > I n s t a l l i ng n o t h i n g ' fi

Как и специальный [ ] -синтаксис для выполнения операций сравнения, так и " пара­ метрические" имена операторов целоч исленного сравнения ( например, -eq ) являются наследием утилиты /Ьin / te s t из ран ней командной оболочки Сти вена Борна. В дей -

Часть 1. Основы администрирования

238

ствительности квадратные скобки - это не что иное, как условное обозначение вызова утил иты tes t ; они не явля ются частью оператора i f . 1 3 В табл . 7 . 3 собра н ы операторы оболочки b a s h , позволя ющие сравни вать ч исла и строки. В отличие от языка Perl , в оболочке bash используются текстовые операторы для ч исел и символические операторы для строк. Таблица 7.3. Элементарные операторы сравнения оболочки sh Строки

Числа

=

х -eq

х х

у

Истина, если у

х -ne у

!= у

х -lt у

х < у

х " у х >= у

х -ge у

х -gt у

х равно у х не равно

у

х меньше у

х меньше или равно у х больше у

х больше или равно у

-n х

х не равно значению n u l l

-z х

х равно значению nul l

" Здесь должна использоваться обратная косая черта или двойные квадратные скобки, чтобы предотвратить интер­ претацию символа > в символ перенаправления ввода-вывода.

В оболочке bash предусмотрен ы возможности оценки свойств файлов (снова-таки как освобождение от наследства / Ь in / te s t ) . Н екоторые из операторов тестирован ия и сравнения файлов приведе н ы в табл . 7.4. Таблица 7.4. Операторы п роверки файлов оболочки sh Оператор

Истина, если

- d фа йл

Файл файл существует и является каталогом

- е фа йл

Файл ф а йл существует

- f фа йл

Файл файл существует и является обычным

- r фа йл

У вас есть право доступа для чтения файла

- s фа йл

Файл файл существует и он не пустой

-w файл

У вас есть право доступа для записи в файл

фа йл l

- n t фа йл2

Файл файл l новее, чем файл2

файл l

-ot файл

Файл файл l старше, чем файл2

Несмотря на всю полезность формы e l i f , зачастую с точ ки зре н ия ясности про­ грам много кода лучше испол ьзовать структуру case. Н иже показан ее синтаксис на при­ мере функции, которая централизует процесс регистрации сценария . Кон кретные вари­ анты описываются закры вающи м и скобками после каждого условия и двумя точ ками с запятой, завершающим и блок операторов, который должен быть выполнен при реали­ зации заданного условия. Оператор case завершается ключевым словом esac. # Уро в е н ь пр о т околиро в ания у с т а н а вли в а е т с я в г л о б а л ь н ой # переменной LOG_ LEVE L . Во зможные варианты п е р е числены в пор ядке # от с амо г о с тро г о г о до наиме н е е с тро г о г о : E r ro r , W a r n i n g , I n f o и Debug . l o gMs g { me s s ag e l e ve l = $ 1 13Сейчас

эти оnераuи и встроен ы в оболочку и уже не запускают на выполнение утилиту /Ьin/ test.

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

239

me s s age_i t s e l f= $ 2 i f [ $ me s s a g e_l e v e l - l e $ LOG_LEVEL ] ; t h e n c a s e $me s s a g e_l eve l i n 0 ) me s s a ge_l eve l_t e x t = " E r r o r " ; ; 1 ) me s s age_l e v e l _ t e x t = " W a r n i n g " ; ; 2 ) me s s a ge_l eve l_t e x t = " I n f o " ; ; 3 ) me s s a g e_l e v e l _t e x t = " Debug " , , * ) me s s a ge_l e v e l _t e x t = " Ot he r " e s ac e c h o " $ { me s s a ge_l evel_t e x t } : $me s s a g e_i t s e l f " if

Эта функция илл юстрирует общеприн ятую паради гму "уровня р е гистр ации ( log leve l ) , используемую м ногим и приложен и я м и адми н истр а ти в н о го характера. Код это­ го сценария позволяет генерировать сообщения на различных уровнях детализации, но действительно регистрируются или отрабатываются тол ьк о те из н их, которые " прохо­ дят" глобал ьно устанавливаемый порог $ LOG LEVE L . Ч то бы прояснить важность каждо­ го сообщения, его текст предваряется меткой , опис ы вающей соответствующий уровень регистрации. "

_

Цикл ы В оболочке s h конструкция f o r". i n позволяет упростить выпол н е н ие н екоторых действи й для групп ы значений или файлов, особен но при ун и в е рс ал и за ци и файловых име н , т.е . замене реальных с и м волов в и м е н и и рас ш ирении ун иверсальны м и ( напри­ мер, " * " и " ? " ) с целью формирован ия целых с п ис ков и м е н файлов. Шабл он * . s h в приведенном н иже цикле f o r позволяет обработать целый список совпадающих с н и м (шаблоном) имен файлов и з текущего каталога. О ператор f o r , проходя п о этому списку, по очереди присваивает имя каждого файла перемен ной s c r i p t . # ! / Ьi n / s h s u f f i x=BACKU P - - ' da t e + % Y - %m- % d - % H % M ' f o r s c r i p t in * . s h ; do n ewname= " $ s c r i p t . $ s u f f i x " e cho " C op y i n g $ s c r i p t to $ ne wn ame . ер -р $ s c r i p t $ newn ame done .

.

"

Вывод выглядит следующим образом: $ sh forexample Cop y i n g rhe l . s h to r h e l . s h . BACKU P - - 2 0 1 7 - 0 1 - 2 8 - 2 2 2 8 . . Cop y i n g s l e s . s h to s l e s . s h . BACKU P - - 2 0 1 7 - 0 1 - 2 8 - 2 2 2 8 . .

. .

В раскрытии имени файла нет ничего магического; в с е работает в точном соответ­ ствии с тем , как написано в командной строке . Другим и слова м и , с начала и м я файла раскрывается (т. е . шаблон заменяется существующи м и м е н е м ) а затем обрабатывается интерпретатором в развернутом виде . Имена файлов можно также вводить статически , как показано н иже : ,

f o r s c r i p t in r h e l . s h s l e s . s h ; do

240

Часть 1. Основы администрирования

В действительности любой список и м е н , содержащих пробел ьные символ ы ( включая содержи мое переменной) , обрабаты вается как объект циклической конструкции f o r." in. В ы также можете опустить сп исок пол ностью (вместе с кл ючевым словом i n) , и в этом случае цикл неявно выпол няет итераци и по аргуме нтам командной строки сцена­ рия ( на верхне м уровне) или аргументы , переданные функци и : # ! /Ьin/ s h for file ; do n e wn ame= " $ ( f i l e ) . ba c ku p " e c h o " Co p y i n g $ f i l e t o $ n e wn ame . . . " ер -р $ f i l e $ ne wn ame done

Ц и кл ы в оболочке bash, в отл и ч ие от традиционной оболочки sh, ближе к циклам из традицион ных языков програм мирования, в которых задается стартовое выраже н и е , и н крементация и условие окончания цикла. Например: # ba s h - s p e c i f i c f o r ( ( i = O ; i < $ C P U_COUNT ; i + + ) ) ; do C PU_L I S T= " $ C PU_L I ST $ i " done

Н а примере следующего сценария иллюстрируется цикл wh i l e , который часто при­ меняется д11 Я обработки аргуме нтов командной строки и чтения строк файла. # ! /Ьin/ s h ехес

0 < / t r > , с которой с вязан этот шаблон , - это последнее возмож­ ное допустимое вхождение искомого элемента во входном тексте , что, наверняка , совсем не отвечает ваш и м намере н и я м . Вероятно , вы хотели отыскать совпадение с подстро­ кой < img > , за которой следует тег < / t r > . Тогда лучше переписать этот шаблон в виде < i mg [ " > ] * > < / t r> , что позволит распростран ить совпадение с начал ь н ы м и групповы­ м и с и м вола м и только до кон ца текущего тега благодаря явно задан ной невозможности пересечь гра н ицу, обозначенную правой угловой с кобкой. Можно также использовать "ле н и вые" ( в противоположность "жадны м " ) оператор­ ные выражения: * ? вместо * и +? вместо +. Эти варианты квантификаторов ограничива­ ют кол ичество вхожден и й искомых символов во входном тексте до минимально возмож­ ного. Во м ногих с итуациях эти операторы работают эффективнее и дают резул ьтаты . более близкие к желае м ы м , ч е м "жадные" варианты. Однако обратите в н и м а н и е на то , что "ле н и в ы е " квантифи катор ы ( в отл ич и е о т " жад н ых " ) могут давать разл и ч н ы е совпаде н и я ; разн и ца состоит не просто в и с ­ пользуемой реализации. В н а ш е м НТМ L-примере "ленивый" шаблон выглядел бы так: < img . * ? > < / t r > . Но даже в этом случае эле мент . * ? мог бы стать причиной внесения в резул ьтат ненужн ых нам сим волов " > " , поскол ьку следующим после тега < img > может быть не тег < / t r> . А такой результат вас , скорее всего, не устроит. 17Несмоrря на то что в этом разделе в качестве примеров обрабатываемого текста показаны фрагменты НТМL-кода, регулярные выражен ия - не самый подходя щий и н струмент в дан ном случае (что не п реминули отметить и наши рецензенты) . Языки Ruby и Pythoп имеют прекрасные расширени я , которые анализируют НТМ L-документы надлежащи м образом . Вы можете получить доступ к и нтересующи м вас п орциям с помощью Xpath- ил и СSS-селекторов. Подробнее о модульных ре позиториях соответствующих языков можно узнать, обратившись к стра н и це В и к и п еди и , посвященной языку запросов Xpath (XM L Path Language) и соответству ющим модулям в репозиториях.

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

247

Ш аблон ы с нескол ь ки м и секци я м и гру пповых с и м волов могут " с п ровоцировать" анал изатор регулярных выраже н и й на экспоненциальное поведен и е , особе н но в случае , есл и порции те кста могут совпадать с нескол ьки м и шаблон н ы м и выраже н и я м и , и те м более в случае , если иском ы й текст в действител ьности не соответствует шаблону. Эта ситуация не я вл яется такой уж необычной , как может показаться , глав н ы м образо:-.� тогда , когда ш аблон сопоставляется с НТМ L-кодом . Очень часто вам придется искать конкретн ые теги , за котор ы м и следуют другие те ги, возможно, раздел е н н ы е третьи м и тегам и , и так далее, одн и м словом , вам придется создавать задание, которое потребует, чтобы анализатор проверил массу возможных комбинаций. Большой специалист в области ре гулярных выраже н и й Я н Гойвертс (Jan Goyvae rts) называет этот эффект катастрофическим откатом (catast rophic backtracking) и оп исыва­ ет его в своем блоге (за подробностя м и и н екоторыми уда ч н ы м и реше н и я м и обращай ­ тесь по адресу: r e g u l a r - e x p re s s i on s . i n f o / c a t a s t r o p h i c . h t m l ) . Из всего сказанного выше можно сделать такие выводы . •

•

•

Есл и вы можете организовать построчное сопоставл е н ие шаблона, а н е пофа й ­ ловое (т.е. с просмотром сразу всего файла) , знач ит, вы значител ьно умен ьш аете риск получения, мягко говоря , н изкой производительности. Несмотря на то что ре гулярные выражен и я я вля ются " жадн ы м и " по умолчан ию, вам , скорее всего, такие не нужны . Используйте "ленивые" операторы . Все экзем пляры специальных с и м волов " . * " по существу подозрительны и долж­ н ы быть тщательно исследова н ы .

7 5 П РОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ РпноN .

.

Python и Ruby и нтерпретируе м ые я з ы к и с выраже н н ы м объе ктно-ориентирова н ­ н ы м уклоном. Оба о н и ш и роко испол ьзуются в качестве языков сце нариев общего на­ значения и имеют обширные библиотеки сторо н н и х модулей. М ы обсудим Ruby более подробно в разделе 7 .6. Я з ы к Python предлагает простой синтаксис, которы й обычно довол ьно л е гко отсле ­ живать, даже п р и чте н и и кода других людей . М ы рекоме ндуе м в с е м с исте м н ы м адм и н истраторам с вобод н о владеть я з ы ко :\-1 Python. Это оди н из луч ш их среди современ н ых языков систем ного адм и нистрирования и обще го назнач е н и я . О н также ш ироко поддержи вается в качестве связующе го сред­ ства для использования в других системах ( например, в базе дан н ых Postgre S Q L и среде разработки Xcode от Apple). Он отлично взаимодействует с и нтерфейсом прикладного програ м м ирова н и я REST и и м еет хорошо разработа н н ы е библ и оте ки для м а ш и н ного обуч е н и я , анализа данных и выч исле н и й . -

Ст р асти по Python 3 Pyt hon уже ус п ел стать ос новн ы м я з ы ком н а п исан и я сце н а р и е в в м ире , когда в 2008 году поя вилась версия Python 3. В этой верс и и разработч ики реш ил и отказаться от обратной совместимости с Python 2, чтобы можно было реал изовать группу скром ­ ных, но фундаме нтальных изме н е н и й и исправл е н и й в языке, особен н о в области и н ­ тернационал изирован ной обработки текста. 1 8 1 кточн ы й с п и сок изменен и й в верс и и Python 3 не я вляется предметом нашего обсужде н и я . можете найти и х описание на стран и uе docs . python . org/ З . O /whatsnew/ 3 . О . htшl .

но вы

Часть 1. Основы администрирования

248

К сожалению, разверты вание верси и Python 3 потерпело фиаско. Обновл е н ия языка были впол н е разум н ы м и , но не обязательн ы м и для среднестатистического програ м м и ­ ста н а Python с существующей базой поддерживаемого кода. В течен и е дол гого време­ н и разработч ики с ценариев избегал и испол ьзования Python 3 , потому что их л юбим ы е библ иотеки не поддерживал и е го, в т о вре мя как авторы библиотек не поддерживал и Python 3, потому что и х кл иенты все еще испол ьзовали Python 2 . Даже в сам ых благоприятн ых обстоятел ьствах трудно подтолкнуть большое и взаи­ мозависимое сообщество пользователей к такого рода разры ву. В случае Python 3 борьба шла в течение большей части десятилетия. Одн ако по состоян и ю на 20 1 7 год эта ситуа­ ция, по-видимому, меняется. Библ иоте ки совместимости , которые позволяют одному и тому же Python- кoдy ра­ ботать в л юбой верси и языка , в какой-то сте п е н и облегч ил и переход. Н о даже сейчас версия Python 3 остается менее распространенной, чем Python 2. На момент написания этой статьи книги руЗ r e a d i ne s s . org сообщает, что только 1 7 из 360 луч ш их библиотек Python остаются несовместимыми с Python 3 . Однако дл и н н ы й хвост непереноси мого програм м ного обеспечения хорошо отрезвляет: тол ько н е многим более 25% библ иотек, хран ящихся н а сайте p yp i . p y t h o n . org ( и ндекс Python Package , или PyPI) работает под управлением версии Python 3 . 1 9 Конечно, м ногие из этих п роек­ тов устарели и бол ьше н е поддерживаются , но 25% по-прежнему является относительно небол ь ш и м числом.

Python 2 ил и Python З? Замедл е н н ы й переход привел к тому, что версии Pythons 2 и 3 стали рассматриваться как отдел ьн ые язы ки. Вам не нужно делать взаимоисключающий выбор - в л юбой си­ стеме можно запус кать обе версии одновременно без конфл иктов. Все наши илл юстративные систе м ы устанавливают версию Python 2 по умолчанию, обычно как /usr/Ьin/python2 с символической ссьmкой из /usr/Ьin/python. Python 3 может быть установлен как отдельн ы й пакет; двоичн ы й код н азывается pythonЗ.

RHEL

П роект Fedora работает н ад те м , чтобы сделать Python 3 с вое й верс и ­ ей по умолчан и ю , а систе м ы R e d H at и Cent O S н а м ного отстают и даже не определя ют п редварител ьно построен н ый пакет для верс и и Python 3 . Однако вы м ожете выбрать оди н из ре п озитор и е в E P E L Fedora ( Ext ra Packages for Enterprise Linux) . Для пол учения инструкций по доступу к это­ му ре позитор и ю , обратитесь в раздел FAQ на сайте f e d o r a p r o j e c t . o r g / w i k i / E PE L для получения и нструкци й по доступу к этому репозиторию. Его легко настроить, но точн ы е команды зависят от версии.

Есл и вы впер вые приступаете к разработке с ценариев ил и к п рограмм ирова н и ю на языке Python , имеет см ысл перейти непосредствен но к Python 3 . И ме н но е го с и н ­ такс ис м ы де монстрируем в этой главе , хотя на самом деле разн и ца между Pyt hon 2 и Python 3 в наш их простых примерах заключается тол ько в строках p r i n t . Для существующего программ ного обеспечения вы можете использовать л юбую вер­ сию Python , которую предпочитает Программное обеспечение. Если ваш выбор сложнее, чем просто новый или стары й код, обратитесь к вики-системе Python на w i k i . pyt hon . o r g / mo i n / Python 2 o r Python 3 , в которой содержится отличная коллекция задач , реше­ ний и рекоме ндаций . '�Для получен и я актуальной статистики с м . сайт caniusepythonЗ . com.

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

249

Краткое введение в язык Python Для более пол ного ознакомления с языком Python м ы рекомендуем 5-е издание двух­ том н и ка Изучаем Python М ар ка Лутца ( M ark Lutz). Полную ссылку можно найти в раз­ деле "Л итература" . П р иведем коротки й сценарий " Hello, world ! " , которы й н ужно сохран ить в файле helloworld. # ! /us r / local /bin/pythonЗ p r i n t ( " H e l l o , wo r l d ! " )

Чтобы запустить е го , установите бит выпол н е н и я или вызовите интерпретатор pythonЗ напрямую. $ chmod +х helloworld $ . /helloworld Hello world !

Самы й крупн ы й разрыв Python с традицио н н ы м стил е м программирования заклю­ чается в том , что отступы имеют логический см ысл . Для разграничения блоков в язы­ ке Python н е используются фигурные и квадратные скобки или ключевые слова be g i n и end. Блоки автоматически форм ируются и з выраже н и й , находящихся н а одном уровне отступов. Точн ы й стиль отступов (пробелы или табуляция , а также глубина отступов) значения н е имеет. Создан ие блоков н а языке Python луч ш е всего показано н а при мере . Рассмотр и м простое выражен ие i f - t h e n - e l s e : imp o r t s y s а = s y s . a r gv [ l ] i f а == " 1 " : print print else : print print print ( ' Это -

( ' а равно 1 ' ) ( ' Э т о в с е еще р аздел t h e n инструкции i f . ' ) ( ' а это ' , а ) ( ' Э т о в с е еще р а здел e l s e инс трукции i f . ' ) вывод nосле инструкции i f . ' )

Первая строка импортирует модуль s y s , которы й содержит м асс ив a rgv. Две ветки инструкци и i f состоят из двух строк, каждая с отступом до одного уровн я . (Двоеточие в кон це строки обычно обозначает начало блока и связано с отступом , которы й следует за н и м . ) Окончательный оператор печати находится вне контекста оператора i f . $ pythonЗ Ыockexample 1 а равно 1 Э т о в с е е ще р а з дел t h e n инс трукции i f . Э т о - вывод после инструкции i f . $ pythonЗ Ыockexample 2 а ЭТО 2 Э т о в с е е ще раздел e l s e и н струкции i f . Э т о - в ыв о д после инс трукции i f .

Соглашение об отступах в языке Python я вляется менее гибким средством формати­ рования кода, но оно уме ньшает беспорядок, связанн ы й с использован ием скобок и то­ чек с запятой. Это требует перестройки от тех, кто привык к традиционн ы м разделите­ лям , но большинство людей в конечном итоге приходят к выводу, что им это н равится .

Часть 1. Основы администрирования

250

Функция p r i n t в языке Pyt hon при н и мает произвол ьное кол и чество аргум е нтов. Она вставляет пробел между каждой парой аргументов и автоматически передает новую строку. В ы м ожете подавлять ил и изменять эти с и м вол ы , добавляя опции e n d или sep = в конец списка аргументов. Н апример, с тро ка =

print

( " один " ,

"два " ,

" три " ,

s ep

" - 11

,

end

"!

\n" )

п роизводит вы вод один - д в а - три !

Комментарии нач и наются с сим вола # и простираются до кон ца строки , как и в я зы ­ ках sh, Perl и Ruby. Можно разделить дл и н н ые строки, поставив обратные косые черты в местах разрыва строк. Когда вы это делаете , зн а че ние имеют тол ько отступы первой строки . Вы може­ те отступать в строках продолжен ия настолько далеко, наскол ько вам нравится. Строки с н е сб ала нс иро ван н ы м и кругл ы м и , квадратн ы м и ил и фигурными скобками автоматиче­ ски си гн али з ируют о продолже н и и даже в отсутствие обратн ых косых черт, но вы може­ те вкл юч и ть обратную косую черту, есл и это упрощает структуру кода. Н е которые операци и вырезания и вставки преобразуют символ ы табуляции в пробе­ л ы , и , есл и вы не знаете , чего хотите , это может привести вас в беше нство. Золотое пра­ вило гласит: " Ни когда не смешивайте табуляцию и пробел ы ; испол ьзуйте для отступов ил и то, ил и другое " . М ногие п р ограм мн ые средства делают традиционное предположе ­ н и е о том , что табул я ц и и эквивал е нтны восьми пробелам , что я вляется сли ш ком бол ь­ ш и м отступом для ч итаем ого кода. Больш и нство специал истов из сообщества Python, похоже , предпочитают пробелы и четырехси м вольные отступы. Впроче м , бол ь ш и нст�ю те ксто вых редакторов и м е ют варианты , котор ые могут по­ мочь сохран ить ваш е душевное равновесие, либо путе м запрета табуляции в пользу про­ белов, либо путем разного отоб ражения пробелов и табуляции. В крайнем случае вы мо­ жете перевести табуляцию в п робел ы с помощью команды expand.

Объ екты , с т роки , ч и сла , списки, слова ри, кортежи и файл ы Все типы данн ы х в языке Pyth o n я вляются объектам и , и это дает им бол ьшую мощ­ ность и гибкость, чем о больш инс тве других языков. В языке Python с п и с ки закл юч е н ы в квадратные с кобки и и ндексируются с н уля. Они по существу похожи на масс и в ы , но могут содержать объекты л юбого типа.20 В языке Python есть кортежи , которые, по сути, явля ются неизм е н н ы м и с п искам и . Кортежи эффе ктивнее, ч е м с п ис к и , и полезн ы для представления постоян н ых дан ных. С интакс ис кортежей такой же , как и для с п исков, за исключением того , что в качестве раздел ителей испол ьзуются кругл ые , а не квадратные с кобки . П ос кол ьку вы ражен и е ( t h i ng ) в ыглядит как п ростое ал гебраическое выражение, кортежи , содержащие тол ь­ ко оди н элемент, должны содержать запятую, и грающую роль маркера, чтобы устран ить неоднозначность: ( t h i ng , ) . П р и ведем нескол ько основ н ы х переменных и типов дан н ых в языке Python: n ame = ' Г в е н ' rat ing 10 charac t e r s [ ' Губка Б об ' , =

=

' Па трик ' ,

' С квидвард ' ]

20 0днородн ый и более эффективн ый тип масси ва реализован в модуле array, но для бол ьшинства целей м ы рекомендуем использовать списки .

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

251

e l eme n t s = ( ' литий ' , ' углерод ' , ' б ор ' ) p r i n t ( " Имя : \ t % s \ n Р ейтин г : \ t % d " % ( n ame , p r i n t ( " П е р с онажи : \ t % s " % c h a r a ct e r s ) p r i n t ( " Кумир : \ t % s " % c h a r a c t e r s [ O ] ) p r i n t ( " Элеме н ты : \ t % s " % ( e l eme n t s , ) )

rating ) )

В этом примере получается следующий результат: $ pythonЗ obj ects Г в ен Имя : 10 Рейтинг : Персонажи : [ ' Губка Б об ' , ' Па тр и к ' , ' Сквидвард ' ] Кумир : Губ ка Б о б ( ' ли тий ' , ' углерод ' , ' б ор ' ) Эле м енты :

Обратите внимание на то, что стандартное преобразование строки для типов списка и кортежей представляет их в том виде , в котором они были введены в исходном коде . Переменные в языке Python не я вляются синтаксически помеченными или не име­ ют объявления типа, но объекты , к которым они относятся , имеют базовый тип. В боль­ шинстве случаев Python не конвертирует типы автоматически , но отдельные функции или операторы могут это сделать. Н апример, вы не можете объединить строку и ч исло (с по­ мощью оператора +) без явного преобразования ч исла в его строковое представление. Тем не менее операторы и инструкции форматирования приводят все к строковой форме. Как показано выш е , каждый объект и м еет строковое представление . Словари , спи­ ски и кортежи рекурсивно форм ируют с вои строковые представлени я , создавая их со­ ставные элементы и комбинируя эти строки с соответствующей пунктуацией. Оператор форматирования строк % очень похож на функцию s p r i nt f и з языка С, но его можно использовать везде, где может появляться строка. Это двоичный оператор, который берет строку слева и значен и я , которые нужно вставить справа. Если необхо­ димо вставить более одного значения, значения должны быть представлены как кортеж. Словарь в языке Python (также известны й как хеш или ассоциатив н ы й массив) пред­ ставляет собой набор пар кл юч-значение. Хеш можно представить как масси в , чьи и н ­ дексы (кл юч и ) я вляются произвольными значе н ия м и ; они не должны быть цифрам и . Однако н а практике цифры и строки я вляются общими кл ючами . Словарные л итералы закл ючены в фигурные с кобки, каждая пара ключей-значений разделяется двоеточием . При использовании словари работают так же, как списки , за ис­ ключением того, что индексы (ключи) могут быть объектам и , отличны м и от целых чисел . ordinal { 1 : ' пер вый ' , 2 : ' в т ор ой ' , 3 : ' тр е т ий ' p r i n t ( " Упорядоченные слов арные литералы : " , o r d i na l ) р r i n t ( " Пер вый литерал : " , o r d i n a l [ l ] ) =

$ pythonЗ dictionary Упор ядоче нные словарные литералы : Первый литерал : п е р в ый

{1:

' первый ' , 2 :

' в т ор ой ' ,

3:

' тр е тий ' )

Python обрабатывает открытые файлы как объекты со ассоциированн ы м и методами . В соответствии с о с вои м названием метод rea d l i ne ч итает одну строку, поэтому в при­ веденном н иже примере считываются и в ыводятся на печать две строки из файла /etc/ pas swd. f = ope n ( ' / e t c / pa s swd ' , ' r ' ) p r i n t ( f . r e a d l i n e ( ) , end= " " ) p r i n t ( f . r e a d l i n e ( ) , end= " " ) f . close ( )

Часть 1. Основы администрирования

252

$ pythonЗ fileio root : x : O : O : root : / root : /bin/bash d a emon : x : l : l : d a emon : / u s r / s b i n : / u s r / s b i n / n o l o g i n

Переход на новую строку в кон це вызовов фун кции p r i n t подавляется с помощью параметра end " " , потому что каждая строка уже содержит символ перехода на но­ вую строку из исходного файла. Python не разделяет их автоматически. =

Пример п роверки ввода В следующем сце нарии показана общая схема проверки ввода в языке Python. О н также демонстрирует определение функций и испол ьзован ие аргументов командной строки, а также пару других специфических особенностей . i mp o r t s y s i mp o r t o s d e f s h ow_u s a g e ( me s s a g e , c ode 1) : p r i n t ( me s s a ge ) p r i n t ( " % s : и с ходный к а т а л о г целе вой к а т а ло г " % s y s . a r gv [ O ] ) s y s . e x i t ( c ode ) =

i f len ( sys . a rgv) ! = 3 : s h ow_ u s a g e ( " Hyжны 2 а ргуме н т а ; в ы в в е ли один % d " % e l i f n o t o s . pa t h . i s d i r ( s y s . a r gv [ l ] ) : s h ow_u s a ge ( " Иcx oдный к а т а л о г не найде н " ) e l i f n o t o s . pa t h . i s d i r ( s y s . a r gv [ 2 ] ) : s h ow_u s a g e ( " Ц e л e в o й к а т а л о г н е найд е н " )

( l en ( s y s . a r gv )

-

1) )

s ou r c e , d e s t s y s . a r gv [ l : З ] р r i n t ( " И с ходный к а т а л о г : " , s ou r c e ) р r i n t ( " Целе в ой к а т а л о г " , d e s t ) =

Помимо и м порта модуля s y s , м ы также импортируе м модуль o s для доступа к про­ цедуре o s . p a t h . i s d i r . Обратите внимание на то, что им порт не сокращает ваш доступ к любым символам , определен н ы м модулями; вы должны использовать полностью ква­ лифицированные имена, которые начинаются с имени модуля . О пределение п одпрогра м м ы s h ow u s a g e предоставляет значение по умолчан и ю для кода выхода, если вызывающий объект явно н е указывает этот аргуме нт. Поскольку все т и п ы дан н ы х я вля ются объе кта м и , аргуме нты фун кции эффективно переда ются по ссылке. В первой позиции с писок s y s . a r g v содержит имя сценария , поэтому е го дл и н а больше, ч е м коли чество аргуме нтов командной строки , которые были фактически пре­ это с писок фрагментов. Л юбопытно, что срезы доставлены. Форма s y s . a r gv [ 1 : З ] н е вкл ючают эле м е нт в дальнем конце указанного диапазона, поэтом у этот фрагмент включает только элементы s ys . a rgv [ 1 ] и s y s . a rgv [ 2 ] . Чтобы включить второй и по­ следующие аргументы, можно просто написать s y s . a rgv [ 1 : ] . Как и в sh, в языке P_ython есть специальное условие "else if' ; ключевым словом я в­ ляется e l i f . Но в нем нет явной инструкции c a s e или s w i t c h . Параллел ьное присваивание переменных s ou r c e и de s t нем ного отличается о т н е ­ которых языков тем , что сам и переменные н е входят в список. Python допускает парал­ лельные назначения в любой форме. В я з ы ке Python испол ьзуются оди наковые оператор ы сравн е н и я для ч исловых и строковых знач е н и й . Оператор сравне н ия " н е раве н " и м еет вид ! но в языке нет _

-

=

,

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

253

унарного оператора ! ; для этой цел и используется ключевое слово n o t . Существуют также булевы операторы a n d и o r .

Циклы В приведен н о м н иже фрагменте используется конструкция f o r . . . i n для обхода элементов в диапазоне от 1 до 1 О. f o r coun t e r i n r an g e ( 1 , 1 0 ) : p r i n t ( c o un t e r , e nd= " " ) print ( )

# После дний пе р е х о д н а н о в ую строку

Как и в срезе м асс и ва в предыдущем примере , правая конеч ная точка диапазона фактически в него н е входит. В ывод включает только ч исла от 1 до 9: 1 2 3 4 5 6 7 в 9

Это единственн ы й тип цикла в языке Python, но это очень мощ н ы й и нструмент. В языке Python есть несколько фун к ц и й , которые отл и ч ают е го конструкцию f o r от других языков. •

•

•

В ч исловых диапазонах нет ничего особен н ого. Л юбой объект может поддержи­ вать итерационную модель Python как обычно. Можно перебирать строку (по сим­ волам ) , список, файл ( по символам , строкам или блокам) , список и т. д. Итераторы могут принимать несколько значений, и можно иметь несколько пере­ м е н н ых цикла. Присваивание в верхней части каждой итерации действует так же , как обычные множествен н ы е присваивания в языке Python. Эта функция особен ­ н о хорош а дЛ Я обхода словарей. В циклах f o r и wh i l e в конце могут быть разделы e l s e , которые выполняются только в том случае , если цикл завершается нормал ьно, в отличие от выхода из цик­ ла по инструкции b r e a k . Поначалу это кажется неестестве н н ы м , но такой подход позволяет довольно элегантно обрабатывать некоторые варианты испол ьзования.

В приведенном ниже примере сценарий принимает регулярное выражен ие в команд­ ной строке и сопоставляет его с списком гномов из сказки о Белоснежке, а также с цве­ тами их костюмов. На экран выводится первое совпадение с частя м и , которые соответ­ ствуют регулярному выражению, окружен ному сим волами подчеркивания. imp o r t s y s imp o r t r e sui t s = { ' Ba s h fu l ' : ' y e l l ow ' , ' Sn e e z y ' : ' b rown ' , ' Doc ' : ' o r ange ' , ' Dop e y ' : ' g r e en ' , ' Нарру ' : ' Ы uе ' , ' S l e ep y ' : ' t aupe '

' Grump y ' : ' r e d ' ,

p a t t e r n = r e . c omp i l e ( " ( % s ) " % s y s . a r gv [ l ] ) for dwa r f , c o l o r i n s u i t s . i t ems ( ) : i f p a t t e r n . s e a r ch ( dw a r f ) or p a t t e rn . s e a rc h ( c o l o r ) : p r i n t ( " % s ' s dwa r f s u i t i s % s . " % ( p a t t e rn . s ub ( r "_ \ l _ " , dwa r f ) , p a t t e rn . sub ( r " \ 1_ " , c o l o r ) ) ) break else : p r i n t ( " No dwa rve s o r dwa r f s u i t s ma t ch e d t h e p a t t e rn . " )

Н иже приведен вариант вывода:

Часть 1. Основы администрирования

254

$ pythonЗ dwarfsearch ' [ aeiou] { 2 ) ' S l_ee_p y ' s dwa r f s u i t i s t_au_p e . $ pythonЗ dwarfsearch ' qa l gu ' No dwarve s o r dwa r f s u i t s ma t c h e d t h e p a t t e rn .

Присваивание переменной s u i t s демонстрирует синтаксис Python Д/JЯ ш ифрова­ н ия символьных словарей. М етод s u i t s . i t erns ( } я вляется итератором ДIJЯ пар ключ­ значен и е - обратите вн имание на то, что на каждой итерации м ы извлекае м как имя гнома, так и цвет его костюма. Есл и вы хотите перебирать тол ько кл ючи, вы можете просто написать dwa r f in s u i t s . Язык Pytho n реализует обработку регулярных выражений с помощью модуля r e . В язы­ ке нет встроенных функций для работы с регулярными выражениями, поэтому обработка регулярных выражения в языке Pyth o n немного более ограниченная , чем, скажем, в языке Perl. Здесь шаблон регулярного выражения изначально компил ируется из первого аргумента командной строки, окруженного скобками (для форм ирования группы захвата). Затем стро­ ки тестируются и модифицируются поисковыми и вспомогательными методам и объекта r e g e x . Вы также можете вызвать re . s e a r c h и другие функции непосредственно, предо­ стаRЛЯя регулярное выражение для использования в качестве первого аргумента. Символы \ 1 в строке подстановки представляют собой обратную ссылку на содер­ жимое первой группы захвата. Странно выглядящий префикс r , который предшествует строке подстановки ( r " _ \ 1 _ " ) , подавл яет нормальную подстановку управляющих сим­ волов в строковых константах ( r обозначает " raw " ) . Без этого шаблон заме н ы состоял бы из двух символов подчеркивания, окружающих символ с цифровым кодом 1 . Следует отметить, что в словарях н ет определенного порядка обхода. Если в ы запу­ стите поиск гномов во второй раз, то можете получить другой ответ: $ pythonЗ dwarfsearch ' [ aeiou ] { 2 ) ' Dope y ' s dwa r f s u i t i s g r _ e e_n .

7 6 П РОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ Ruвv .

.

Язык Ruby, разработан н ы й и поддерживаем ы й японским разработчиком Юкихиро М ацумото (Yukihiro " Matz" Matsumoto) , обладает м ногим и функциям и , общими с язы­ ком Pyt ho n , включая ш ироко рас простра не н н ы й подход " Все я вл яется объекто м " . Первоначально в ыпуще н н ы й в середине 1 990-х годов , язык Ruby не получил известно­ сти , пока десятилетия спустя н е появилась платформа веб-разработки Rails. В умах л юдей язык Ruby по-прежнему тесно связан с сетью, но в самом языке нет ничего веб-специфичного. О н хорошо подходит для написания сценариев общего на­ значения. Однако язык Pytho n , вероятно, все же луч ш и й выбор для основного языка сценариев, хотя бы из-за его более широкой популяр ности. Хотя язык Ruby во многом эквивале нтен язы ку Pytho n , он я вл яется более гибким . Например, классы Ruby остаются открытым и для модификации другим п рогра м м н ы м обес пече н ие м , и сообщество программ истов на языке Ruby не возражает против расши­ рен и й , которые изменяют стандартную библиотеку. Язык Ruby нравится те м , у кого есть с клон ность к " с интакс ическому сахару " , т.е. особенностя м , которые н а самом деле н е меняют базовый язык, н о позволяют более четко и четко в ыражать код. В среде Rails, например, строка due d a t e

7 . da y s . f rom_now

Глава 7 . Сценарии и командная оболочка

255

создает объект класса т ime без ссылки на и м е н а л юб ы х связан н ых с вре м е н е м классов или выпол н е н и я явных арифметических операций над датой и вре м е не м . Платформ а Rails определяет объе кт days как расш ире н ие класса F i x num, предста вл я ю ще го цел ые числа. Этот м етод возвращает объект D u r a t i o n , котор ы й действует как ч и сл о ; исполь­ зуется в качестве значени я , эквивалентного 604800, т. е . количеству с е кунд в се м и днях. Если проверить его в отладчике , он опишет себя как " 7 дней " . 21 Язык Ruby упрощает разработку "доме н н ых язы к ов " ( н а п р и м е р , D S L) , м и н и - язы­ ков, которые на самом деле я вляются подмножеством яз ы ка Ruby, но которы е рассма­ триваются как специализированные систе м ы конфи гура ции. Н а п р им ер , язык Ruby D S L используется в средствах настройки Chef и Puppet .

W Дополнител ьную информацию об инструментах Chef и Puppet см . в главе 23.

Инсталля ция В н е которых системах язык Ruby установлен по умол ча н и ю , а в н е которы х - не т. Тем не менее он всегда доступен как пакет, часто в н е с кол ь ких версиях. На сегодн я ш н и й ден ь (версия 2 . 3 ) язык Ruby подде ржи вает относительно хорошую совместимость со стар ы м кодом. В отсутствие конкре т н ых предупрежден и й обычно луч­ ше всего установить самую последнюю версию. К сожал е н и ю , бол ь ш инство систе м н ых пакетов отстают н а н е с колько вы пусков от рел изов языка Ruby. Есл и ваша библ иотека паке тов не вкл ючает текущую версию (проверьте сайт ruby- l a ng . o r g , чтобы определить, так л и это) , установите самую све­ жую верси ю через RVМ ; не п ытайтесь делать это сами .

W Подробнее о б RVM см . в разделе

7.7.

К раткое введение в язык Ruby

Поскол ьку я з ы к и Ruby и Pyt hon настолько похожи , н е которы е фрагменты кода на языке Ruby могут показаться п охож и м и на фр а г м е н ты кода из раздела о я з ы к е Python , приведе н н ые ранее в этой главе . # ! / u s r /b i n / env ruby print " H e l l o , w o r l d ! \ n \ n " name ' Gwen ' rating 10 cha r a c t e r s [ ' SpongeBob ' , ' Pa t r i c k ' , ' S qui dwa r d ' ] e l eme n t s { З = > ' l i t h i um ' , 7 > ' c a rbon ' , 5 => ' b o r on ' =

=

=

=

p r i n t " N ame : \ t " , n ame , " \nRa t i n g : \ t " , p r i n t " Ch a r a c t e r s : \ t # { ch a r a c t e r s } \n " p r i n t " E l emen t s : \ t # { e l eme n t s } \ n \ n "

rating,

" \n "

e l eme nt_name s e l eme n t s . va l u e s . s o r t ! . map ( & : upca s e ) . j o i n ( ' , p r i n t " E l eme n t n ame s : \ t " , e l emen t_name s , " \ n \ n " =

')

e l eme n t s . e a c h do J ke y , v a l u e l p r i n t " At omi c numЬ e r # { ke y } i s # { va l ue } . \ n " end

21 Эта форма п ол иморфизма я вл яется обще й для я з ыков Ruby и Python. Его час т о называют "утиной типизацией " : если объект ходит как утка и крякает ка к утка , вам не нужно беспокоиться о том , действительно ли это утка.

Часть 1 . основы администрирования

256

Вывод выглядит следующим образо м : Hello, world ! Name : Gwen 10 Ra t i n g : Ch a r a ct e r s : [ " SpongeBob " , " Pa t r i c k " , " S qu i dwa r d " ] E l emen t s : { З = > " l i t h i um " , 7 = > " c a rb on " , S = > " b o r on " ) E l eme n t name s : B ORON , CARBON , L I T H I UM At omi c numЬ e r З i s l i t h i um . A t omi c numЬ e r 7 i s c a rbon . At omi c n umЬ e r 5 i s b o ron .

Как и Python, язык Ruby испол ьзует скобки для разграничения массивов и фигурные скобки для разделения словарных л итералов. (В языке Ruby они называются "хешам и " . ) О п ератор = > отделяет каждый хе ш - кл юч о т е го соответствующе го значе н и я , а пары ключ-значение отделя ются друг от друга запятым и . В языке Ruby нет кортежей. Функция p r i n t в языке Ruby это фун кция (ил и , точ нее , глобальны й м етод) , как и в языке Python 3. Однако, есл и вы хотите испол ьзовать переход на новую строку, вы должны явно указать это.22 Кром е тоrо, круглые скобки, обычно встречающиеся вокруг аргуме нтов в вызовах функций, в Ruby я вляются н еобязательн ы м и . Разработчики обыч­ но н е в ключают их, есл и они не помогают прояснить код или устранить неоднознач ­ ность. (Обратите внимание на то, что н екоторые из вызовов функции печати включают в себя несколько аргументов, раздел е н н ых запятым и . ) В нескольких случаях м ы использовали фигурные скобки # { } скобки дл я интерполя­ ции значений переменных, заключен н ые в строках с двумя кавычками. Такие скобки мо­ гут содержать произвол ьный код Ruby; любое значение. созданное кодом , автоматически преобразуется в тип строки и вставляется во внешнюю строку. Вы также можете конка­ тенировать строки с помощью оператора +. но интерполяция обычно более эффективна. Строка, вычисляющая e l ement_name s , иллюстрирует еще нескол ько возможностей языка Ruby: -

e l ement_name s = e l eme nt s . va l u e s . s o r t !

. map ( & : upc a s e )

. j oin ( ' ,

'

)

Это серия вызовов методов , каждый из которых работает с резул ьтатом , возвра­ щае м ы м предыдущим методо м , подобно конвейеру. Например, метод v a l u e s объек­ та e l emen t s создает массив строк, которые зате м сортируются в алфавитном порядке функцией s o r t ! . 23 М етод m a p класса A r r a y вызывает метод u p c a s e для каждого эле­ м е нта, а затем с нова собирает все резул ьтаты в новый массив. Наконец, метод j o i n объединяет элементы этоrо масси ва, ч ередующиеся с запятым и , для создания строки.

Блоки В предыдущем коде текст между do и end представляет собой блок, известный в дру­ гих языках как лямбда-функция , зам ы кание или анон имная функция . 24 22 Есть также функция puts , которая добавляет символы перехода на новую строку автоматически, но она, возможно, сли ш ком изощрен ная . Если вы попытаетесь самостоятельно добавить с и мвол перехода на новую строку, функция puts не будет вставлять эти символ ы автоматически. 2.� восклицательный знак в и ме н и функции sort ! предупреждает вас, что при использова н и и этого метода н ужно быть осторож н ы м . Это не с интаксическое п равило, а п росто часть и м е н и метода. В данном случае функция sort ! сорти рует масс и в на месте . Существует также метод s o r t без восклицательного знака, который возврашает элементы в новом отсортированном массиве. 24Фактически в языке Ruby существуют три объекта этого общего типа, известн ые как блоки, процедуры и ля мбда. Различия меЖдУ ними незнач ительны и не важны для этого обзора.

Глава 7 . Сценарии и командная оболочка

257

e l eme n t s . e a c h do l ke y , v a l u e l p r i n t " A t om i c numЬ e r # { ke y } i s # { va l ue } . \ n " end

Данн ы й блок принимает два аргуме нта, которые он называет k e y и v a l u e , и выво­ дит их значен ия на экран . Оператор e a c h выглядит как функция языка, но это всего л и ш ь метод, определя­ емый хешам и . Оператор e a c h принимает блок как аргуме нт и вызывает его один раз для каждой пары ключ-значе н и е , содержаще й хеш . Этот тип итерационной функци и , используемой в сочетании с блоко м , очен ь характерен для кода на язы ке Ruby. И м я e a c h является стандартны м именем обобщен н ых итераторов, но многие классы опреде­ ляют более кон кретные версии, такие как e a c h_ l i ne или e a c h_ c h a r a c t e r . В языке Ruby есть ал ьтернативн ы й синтаксис для блоков, в котором в качестве раз­ делителей используются фигурные с кобки, а не do . . . end. Он означает точно то же са­ мое , но больше похож на часть выражения. Например, cha r a c t e r s . map { 1

с

1

c . r e ve r s e } #

[ " b oBe gnop S " ,

" kc i r t a P " ,

" d r awdiuqS " ]

Эта форма функционально идентична c h a r a c t e r . map ( & : reve r s e ) , но вместо того, чтобы просто указывать методу ma p , какой метод вызывать, м ы включил и явный блок, вызывающий обратны й метод. Значение блока - это знач е н и е последне го выраже н и я , которое оно выч исляет до завершения. Удобно, что почти все в языке Ruby является в ыражением (т. е . " фраг­ ментом кода, который может быть выполнен для создания знач е н ия " ) , вкл юч ая струк­ туры управления, такие как c a s e (аналог конструкции s w i t c h в большинстве языков) и i f - e l s e . Значения этих выражений отражают значение, получ е н н ое в зависимости от того, какой из разделов c a s e или ветви инструкции i f- e l s e был выполнен. Блоки имеют м ного применений, помимо итераци й . Они позволяют одной функции выполнять процедуры н астройки и удаления от и м е н и другого раздела кода, поэтому они часто представляют собой м ногоэтапные операции , такие как транзакции баз дан ­ ных или операции с файловой системой. Например, следующий код открывает файл / e t c / p a s s wd и выводит строку, опреде­ ляющую учетную запись root: o p e n ' / e t c / p a s s wd ' , ' r ' do 1 f i l e 1 f i l e . e a c h_l i ne do l l i n e l p r i n t l i ne i f l i ne . s t a r t w i t h ? end end

' ro o t : '

Фун кция o p e n открывает файл и передает его объект IO во вне ш н и й блок. После того как блок завершит работу, файл откроется автом атически. Нет необходимости в отдельной операции закрытия (хотя она существует, если вы хотите ее использовать) , и файл закрывается независимо от того , как завершается внеш н ий блок. Применяемая здесь постфиксная конструкция i f может быть знакома тем , кто ис­ пользовал язык Perl. Это хороши й способ выразить простые условн ы е обозначения без сокрытия основного действия. Здесь сразу видно, что внутренний бло к представляет со­ бой цикл , который выводит некоторые строки. В случае , если структура аргумента l i ne фун кции p r i n t не ясна, в нее снова вклю­ чаются необязательные круглые скобки. Оператор i f имеет сам ы й н изкий приоритет и использует один метод вызова для обоих вариантов: print

( l i ne )

i f l i n e . s t a r t wi t h ?

( ' root : ' )

Часть 1. Основы администрирования

2 58

Как и в случае метода s o r t ! знак вопроса представляет собой соглашение об именах методов, возвращающих логические значен и я . С и нтаксис для определения именован ной фун кuии нес кол ько отл ичается о т си нтак­ сиса для блока. ,

de f show_u s a ge ( ms g ni l ) S T DERR . pu t s m s g i f ms g S T DERR . pu t s " U s a ge : # { $ 0 ) exit 1 end =

f i l e n ame

Скобки все еще я вля ются н еобязател ьн ы м и , но на практике о н и все гда отобража­ ются в этом контексте , если фун кuия не п р и н и мает аргуме нтов. Здесь аргум ент m s g п о умолчанию раве н н улю. Глобальная перемен ная $0 явл яется довольно загадоч ной и содержит и м я , по кото­ рому вызывается текущая программа. (Традиuион но эти м именем является первый аргу­ мент масс и ва a rgv. Однако по соглашению в языке Ruby ARGV содержит только факти­ ческие аргументы командной строки . ) Как и в язы ке С , вы можете обрабаты вать н ебулевые знач е н и я , как если бы о н и были булевы м и , что показано здесь в форме i f ms g . Однако отображение в языке Ruby для этого преобразования н е м н ого необычное : все , кроме n i l и f a l s e , сч итается ис­ т и н н ы м . В частности , О это истин ное значение. ( На практике эта возможность часто оказы вается удобной . ) -

Символ ы и хеш и опций В я зы ке Ruby ш ироко испол ьзуется необыч н ы й ти п дан н ых, называе м ы й символом и обозначен н ы й двоеточи е м , например : : examp l e . О с и м волах можно думать как о не­ преложных строках. О н и обычно испол ьзуются как ярл ы к и или известн ые хеш - кл юч и . Внутре н н е язы к Ruby реал изует и х как ч исла, поэтому они быстро хеш ируются и срав­ н и ваются. С и м вол ы та к ч асто испол ьзуются в качестве хеш - кл юч е й , что в верс и и Ruby 2 . 0 определ ил и ал ьтернатив н ы й синтаксис для хеш -л итералов, чтобы уме н ьш ить кол иче­ ство знаков пре пинан и я . Стандартны й хеш h

=

{

: an i ma l =>

' ca t ' ,

: ve g e t a Ы e =>

' carrot ' ,

: mi n e r a l = > ' z e o l i t e '

}

можно написать в стиле Ruby 2 . 0 следующи м образом : h

=

{ a n ima l :

' c a t ' , vege t aЫ e :

' c a r r o t ' , mi n e r a l :

' zeolite '

}

Вне этого хеш-л итерального конте кста с и м вол ы сохраняют свои префиксы : везде , где они появляются в коде. Например, вот как получить кон кретные знач е н ия из хеша: h e a l t h y_s n a c k

=

h [ : ve g e t aЫ e ]

#

' c a r r ot '

В я з ы ке Ruby п р и н ято своеобразное , но мощное соглаше н и е для обработки пара­ метров в вызовах функuи й . Есл и вызывае мая фун кuия запра ш и вает такое поведе н и е , язык Ruby сdби рает завершающие аргументы вызова, которые напом и н ают хеш иро­ ван н ы е пары , в новый хеш . Затем он передает этот хеш функuии в качестве аргумента. Например, в выраже н и и , допустимом на платформе Rails, f i l e f i e l d_t a g : up l o a d , _

accept :

' appl i c a t i on / pd f ' ,

id :

' c omme n t p d f '

функuия f i l e _ f i e l d_ t a g получает только два аргумента - сим вол : u p l o a d и хе ш , со­ держащий кл юч и : a c c e p t и : i d . Пос кольку хеш и не и м е ют жесткого порядка, не важ­ но, в каком порядке появляются параметры.

Глава 7 . Сценарии и командная оболочка

259

Этот т и п гибкой обработки аргументов проя вляется в стандарте языка Ruby и дру­ гим и способа м и . Библиотеки Ruby, в ключая стандартную библиотеку, как правило, де ­ лают все возможное , чтобы принять максимал ьно ш ирокий диапазон входных данн ых. Скаляры , массивы и хеши часто ямяются равноправны м и аргуме нтами , и м ногие функ­ ции можно вызывать с помощью блоков или без них.

Регулярные выра жения в языке Ruby В отличие от Python, язык Ruby и меет немного "синтаксического сахара" мя работы с регулярными выражениями. Язык Ruby поддерживает традиционную / . . . / нотацию для литералов регулярных в ыраже н и й , а содержимое может содержать упрамя ющие по­ следовательности символов # { ) , похожие на строки с двумя кавы ч ками. Кром е того, в языке Ruby определен оператор (и его отрицание ! - ) дЛЯ провер­ ки соответствия м ежду строкой и регулярны м выражением . О н возвращает либо и ндекс первого совпадения, либо n i l , если нет совпадения. =-

" He rmann He s s e " = - / H [ ae i o u ] / # = > О

Для того чтобы получить доступ к ком понентам соответствия , явно вызовите метод ma t c h регулярного выражения. Он возвращает л ибо n i l (если соответствий нет) , либо объект, к которому можно получить доступ в виде массива компонентов. if m = / ( л H \ w * ) \ s / . ma t c h ( " He in r i c h H o f fme y e r h e a d e d t h i s he i s t " ) put s m [ O ] # ' H e i n r i ch ' end

Рассм отрим предыдущую программу для определения цвета костюма гнома на языке Ruby. s ui t s = { B a s h f u l : ' ye l l ow ' , S ne e z y : ' b r own ' , D o c : ' o r a n g e ' , G rump y : Dope y : ' g r e en ' , Нарру : ' Ыu е ' , S l e e p y : ' t aupe '

' re d ' ,

abo rt " U s a g e : # { $ 0 ) p a t t e r n " u n l e s s ARGV . s i z e == 1 pat = / ( # { ARGV [ O ] ) ) / ma t che s = s u i t s . l a z y . s e l e c t { l dwa r f ,

color l pat

dwa r f 1 1 p a t

i f ma t c he s . a n y ? dwa r f , c o l o r = ma t c he s . f i r s t p r i n t " % s \ ' s dwa r f s u i t i s % s . \ n " % [ dwa r f . t o_s . s ub ( p a t , ' \ 1 ' ) , c o l o r . s ub ( p a t , ' \ 1 else p r i nt " N o dwa rve s o r dwa r f s u i t s ma t c h e d t h e p a t t e r n . \ n " end

co l o r )

')

Метод s e l e c t , применен н ы й к колл е кции , создает новую коллекцию, включаю­ щую только те элементы, для которых предоставленн ы й блок имеет значение как t ru e . В этом случае совпадения представл я ют собой нов ы й хеш , содержащий только пар ы , м я которых л и бо кл ю ч , л и бо знач е н ие соответствует шаблону поиска. Пос кольку м ы применили ленивый вызов ( l a z y) , фильтрация на самом деле не произойдет, пока м ы не попытаемся извлечь значения и з результата. Фактически этот код проверяет столько пар, сколько необходимо мя поиска соответствия . Вы зам етил и , что оператор сопостамения с образцом использовался на символах, которые представляют имена гномов? Он работает, потому что оператор достаточно умен, чтобы перед сопостамением преобразовать символы в строки. К сожалению, при =-

=-

часть 1. Основы администрирования

260

испол ьзовании шаблона подстановки мы должны явно выпол н ить это преобразование (с помощью метода t o _ s ) ; метод s u b определ е н только для строк, поэтому нам нужна настоя щая строка для его вызова. Обратите в н и м а н и е также на параллельное присваи ван и е гнома и цвета. М етод ma t c h e s . f i r s t возвращает двухэлементный массив, который Ruby рас паковывает ав­ томатически. Оператор % дл я строк работает аналоги ч но такому же оператору в языке Python; это версия фун кции s p r i n t f в языке Ruby. Здесь есть два ком понента для запол не ни я, по­ этому мы передаем значен ия как двухэлементн ый масс ив.

Я зык Ruby ка к фильтр Язык Ruby можно испол ьзовать без сценария , помещая изол ирован ные выражен ия в командную строку. Это простой способ сделать быстрые преобразования текста ( прав­ да, язык Pe rl по-прежнему нам ного лучше справляется с этой задачей). И спользуйте параметры командной строки -р и - е для цикл ического обхода пото­ ка STD IN, выпол н ите простое выраже ние для каждой строки ( представлен ное как пере ­ мен ная $ _ ) и распечатайте резул ьтат. Например, следующая команда пере водит строку /etc /pas swd в верхн и й регистр: $ ruЬy -ре ' $ . tr ! ( " a - z " , "A- Z " ) ' /etc/pas swd NOBODY : * : - 2 : -2 : UN P R I V I LEGED U S E R : /VAR / EMPT Y : / U S R / B I N / FA L S E ROOT : * : O : O : S Y S T EM ADM I N I S T RATOR : /VAR / ROOT : / B I N / S H

Команда ruЬy - а включает режим автоматического разделения, отделяющий входные строки от полей, которые хранятся в массиве с именем $ F. По умолчан ию разделителем яв­ ляется пробел , но вы можете установить другой шаблон разделителя с помощью опции -F. Режим разделения удобен для испол ьзования в сочетании с параметром -р или е го вариантом -n, которы й не подразумевает авто матического вывода на экран . В приве­ ден ной ниже команде конструкция ruЬy -ane ис пользуется для создания версии файла pas swd, которая включает тол ько имена пользователе й и оболочки. $ ruЬy -F : - ane ' print $F [ O ] , " : " , $F [ - l ] ' /etc/passwd nobody : / u s r / b i n / f a l s e r o o t : /Ь i n / s h

Тол ько бесстраш н ы й п рогра м м ист может испол ьзовать параметр - i в сочета н и и с парам етром -ре для редакти рован ия файлов на месте . Язык Ruby ч итает содержимое файлов, представляет их строки для редактирования и сохран яет резул ьтаты в исход­ ные файл ы . Вы можете задать параметр - i , который сообщает языку Ruby, как создать резервную коп ию исходной верс и и каждого файла. Например, - i . bak создает копи ю файла pas swd с и менем pas swd . bak. Остере гайтесь! Есл и в ы не создадите резервный шаблон , вы вообще не получ ите резервные копи и . Обратите вниман ие на то, что между параметром -i и суффиксом нет пробела.

7 7 У ПРАВЛЕНИЕ БИБЛИОТЕКОЙ И СРЕДОЙ для РvтноN и Ruвv .

.

Я зыки имеют много одинаковых вопросов управле н ия пакетами и версиями и часто решают их аналоги ч н ы м образом . Поскол ьку языки Python и Ruby в этой области по­ хожи друг на друга, мы обсуждаем их в этом разделе вместе .

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

261

Пои ск и уста новка пакетов Самое ос новное требование - обеспеч ить простой и стандартизированн ы й способ обнаружения, получения, установки , обновления и распространения дополн ительного программ ного обеспечения. У языков Ruby и Python есть централизованные хран ил ища для этой цели, у Ruby - на сайте rubygems . org, в у Python - на сайте pypi . python . org. В м ире Ruby пакеты н азы ваются "драгоце н н ы м и ка м н я м и " (gems) , а команда для управлен ия м пакетами также называется gem. Команда gem search regex пока­ зывает доступн ые пакеты с соответствующим и именами , а gem install имя_ па к е та загружает и и нсталл ирует пакет. С помощью параметра - -user-install можно инстал ­ лировать приватную коп и ю вместо изменения модификации набора пакетов в системе. Эквивалент в языке Python называется pip (pip2 или рiрЗ , в зависимости от того , какие верс ии Pyt h o n установл е н ы ) . Н е все систе м ы включают его по умолчан и ю . Систе м ы , которые этого не делают, обеспечивают доступ к н е м у как к отдельному паке ­ ту на уровне операцион ной с исте м ы . Как и в случае с пакетами язы ка Ruby, основн ы м и командами я вляются pip search и pip ins tall . Опция - -user устанавл и вает пакеты в ваш домашн и й каталог. Утил иты gem и pip пон имают зависимости между пакетам и , по крайней мере на ба­ зовом уровне. Когда вы устанавливаете пакет, вы неявно запраш и ваете , чтобы все паке ­ ты , от которых он зависит, также были установлены (есл и они еще не и нсталлирова н ы ) . В базовой среде Ruby или Python может быть установлена только одна версия пакета. Если вы переустановите или обновите пакет, старая версия будет удалена. У вас часто есть выбор для установки пакета gem или pip с помощью стандартно­ го языкового механ изма (gem или pip) ил и пакета уровня операцион ной с исте м ы , ко­ торый хранится в стандартном хра н ил и ще вашего поставщика. Пакеты операцион ной системы с большей вероятностью будут устанавл иваться и запускаться без пробле м , но они с меньшей вероятностью будут обновляться . Ни оди н из вариантов не и меет явного преимущества.

Соэдание воспроизводимых сред Программы, библиотеки и языки развивают сложные сети зависимостей, поскольку они эволюционируют вместе во времени. Производствен н ый сервер может зависеть от десятков или сотен таких компонентов, каждый из которых имеет свои собственные ожидания отно­ сительно среды установки. Как определить, какая комбинация версий библиотеки создаст гармоничную среду? Как убедиться, что конфигурация , которую вы тестировали в лабора­ тории разработки, является той же самой, которая развертывается в облаке'? В обще м , как сделать так, чтобы управление всеми этими частями не было большой проблемой? Языки Python и Ruby имеют стандартизирован н ы й способ для выражения зависимо­ сти между пакета м и . В обеих с истемах разработч ики пакетов создают текстовый файл в корне проекта, который перечисляет е го зависи мости . В языке Ruby файл назы вается Gemfile, а в языке Python requirements . txt. Оба формата поддерживают гибкие спецификаци и версий для зависи мосте й , поэтому пакеты могут зая вить, что они совме­ сти м ы с "л юбой версией пакета s imple j son версии 3 ил и в ы ш е " или Ra il s 3, но не Rails 4". Также можно указать точ ное требование к версии для л юбой зависимости. Оба формата файлов позволяют указать источник для каждого пакета, поэтому зави­ симости не обязател ьно дол жн ы распростран яться через стандартный пакет хранилища. Поддерживаются все рас простране н н ые источ н и ки : от веб-адресов до локал ь н ых фай ­ лов и хранил и щ G it Hub. -

"

Часть 1. Основы администрирования

262

И н сталл и руйте п а кет за в и с и м осте й Pyt h o n с парам етром p i p i n s t a l l - r requi rements . txt. Хотя команда pip отл ич н о с п равляется с определ е н и е м с п е ц­ и ф и ка ц и й отдел ь н ы х верс и й , она, к сожал е н и ю , не м ожет сам остоятел ьно р е ш ать сложные отношения зависимосте й между пакета м и . Разработч и кам и ногда приходит­ ся настраивать порядок, в котором пакеты упом инаются в файле requi rements . txt для достижения удовлетворител ьного результата. Кроме того , новые выпуски пакетов могуг наруш ить равновеси е верс и и , хотя это происходит редко. Команда p i p f r e e z e рас печат ывает текущи й пакет пакетов Python в формате requirements . txt , указывая точ ную верси ю для каждого пакета. Эта фун кция может быть полезна для репл и кации текущей среды на производственном сервере. В м ире Ruby пря м ы м аналогом команды pip -r я вляется команда gem i n s ta l l -g Gemfile. Однако в бол ьш и нстве случаев для управления зависимостя м и луч ш е ис­ пользовать менеджер управления пакета м и Bundler. Выпол ните команду gem install bundler, чтобы установить его (есл и он еще не установлен в системе), а затем запустите установку пакета из корневого каталога проекта, которы й вы настраи ваете. 25 У менеджера Bundl e r есть н есколько и нтересных особен ностей . •

О н действительно выполняет рекурси вное управл е н ие зависимостя м и , поэтому, есл и существуют пакеты , которые вза и м н о совместимы и удовлетворяют всем огран иче н и я м , менеджер Bu ndler может найти е го самостоятельно.

•

Он автоматически записывает резул ьтаты расчетов версий в файл Gemfi le . lock. П оддержание этой контекстной и нформации позволяет менеджеру Bundl e r об­ рабаты вать обновл е н ия в файле Gemfile надежно и эффективно. П ри переносе на новую версию G emfile менеджер Bundler изменяет только пакеты, в которых он нуждается .

•

Поскол ьку файл Gemfile . lock ассоци ирован с о средой, запуск установки пакета на сервере развертывания автоматически воспроизводит среду пакета , найденную в среде разработки. 26

•

В режи ме разверты ван и я (bundle i n s t a l l - -deployment) менеджер Bundler устанавл ивает отсутствующие пакеты в каталог локального проекта, помогая изо­ л ировать проект от любых будущих изменений. Затем можно использовать команду bundle ехес для запуска определенных команд в этой гибридной среде пакетов. 2 7

Нескол ько сред Команда pip и bundle успешно осуществл я ют управление зависимостя м и для от­ дел ьн ых программ Python и Ruby, но что, есл и две программы на одном сервере имеют противоречивые требования? В идеале каждая программа в производствен ной среде будет иметь собствен ную би­ блиотечную среду, которая не зависит от систе м ы и всех других программ .

2� n акеты в языке Ruby моrут содержать команды на уровне оболоч к и . Одна ко у н и х обычно нет с п равоч н ы х стра н и u ; дл я п олуч е н и я п одробн ы х с веде н и й о п акете выпол н ите команду bundle help или обратитесь к п олной документаuии на сайте bundler . io" 2'' И л и , по край ней мере, это поведение по умолчанию. При необходимости в файле Gelllf i le леrко указывать разл ичные требова н ия к средам разработки и развертыван ия . 27 Н екоторые п рограммные пакеты, такие к а к Rails, я вляются совместимыми с менеджером Buпdler и моrут и с п ол ьзовать локал ьно установлен н ые пакеты даже без в ы п ол н е н и я команды ехес bundle.

Глава 7. сценарии и командная оболочка

263

Пакет virtualenv: виртуальные среды для языка Python Пакет v i r tualenv языка Python создает в иртуал ьные сред ы , которые находятся в своих собствен н ых каталогах. 2 8 Чтобы настроить новую среду, после установки пакета просто запустите команду virtualenv с именем пути . $ virtualenv myproject New python e x e c u t a Ы e i n / home / u l s ah /myp r o j e c t / b i n /p y t h on I n s t a l l i n g s e t u p t o o l s , p i p , whe e l . . . done .

Каждая в иртуал ьная среда и м еет каталог Ь i n / , содержа щ и й двои ч н ы е файлы Д11Я виртуальн ых сред Python и P I P. Когда вы запус каете оди н из этих двои ч н ых файлов, вы автоматически помещаетесь в соответствующую виртуальную среду. Установите па­ кеты в среду, как обычно, запусти в копи ю команды pip в виртуальной среде . Для того чтобы запустить виртуализованную программу Python из демона cron или из сценария запуска систе м ы , явно укажите путь к правил ьной копи и python. (В кач е ­ стве альтернативы поместите путь в строку сценария . ) При интеракти вной работе в оболочке можно запустить сценарий Ь i n / activate виртуальной среды , чтобы установить верс и и утилит python и pip в виртуальной сре­ де по умолчан ию. Сценарий перестраивает переменную РАТ Н вашей оболочки . Для того чтобы покинуть виртуальную среду, испол ьзуйте команду deactivate . Виртуал ьные среды привязаны к определенным версиям Python. Во врем я создания виртуальной среды вы можете установить связанный двоичный код Python с помощью па­ раметра - -python virtualenv. В результате будет устаномен бинарны й файл Python.

RVM: менеджер enVironmen t для языка Ruby В м ире Ruby все похоже , но несколько сложнее. Выше было указано, что мен еджер Bundler может кеш ировать локальные копи и пакетов Ruby от и м е ни конкретного при ложения. Это разум н ы й подход при перемеще н и и проектов в производство, но это н е так удобно дл я интерактивного использования. О н также предполагает, что вы хотите использовать установленную версию Ruby. Те, кто хочет получить более общее решение, должны подумать о менеджере RVМ , слож­ ном и довольно неудобном виртуализаторе среды, который использует несколько особен но­ стей оболочки. СправеД11 и вости ради отметим , что менеджер RVM я мяется чрезвычайно отполированным примером " кривых костьиrей". Н а практике он работает плавно. Менеджер RVM упрамяет как версиями Ruby, так и нескольки м и коллекциям и па­ кетов, и позволяет перекл ючаться между н и м и на ходу. Н апример, команда $

rvm

ruЬy-2 . 3 . 0 @ ulsah

активирует Ruby верси и 2 . 3 . 0 и набор пакетов под названием u l s a h . Ссьmки на утилиты ruby или gem теперь разрешаются в рамках указан н ых верс и й . Этот пример также ра­ ботает Д11 Я программ , устаномен н ых пакетами , таким и как bundle и rai l s . К счастью, упрамение пакетами не изменилось; просто используйте пакет или комплект, как об ыч­ но, и все вновь устаноме н н ые пакеты автоматически попадут в нужное м есто. Процедура установки менеджера RVM включает выбор сценария Bash из И н тернета и его локальное выполнение. В настоящее время используются команды $ curl - о / tmp/ install - s SL https : / /get . rvm . io $ sudo bash/ tmp/ install staЫe

28 Как и в случае с другим и командами, связанными с языком Pythoп, существуют верси и кома нды virtualenv с числовы ми суффиксами , которые поступают с определен н ы м и версиями Pyt hoп .

264

Часть 1. Основы администрирования

но все же проверьте текущую версию и криптографическую подп ись на сайте rvm . i o .29 Обязател ьно проведите инсталляцию с помощью програ м м ы sudo , как показано выш е ; есл и вы этого не сделаете , менеджер RVM настроит частную среду в ваш е м домаш не м каталоге . (Это не страш но, но н ичто в производственной системе н е должно сс ылать­ ся на ваш домаш н и й каталог.) Кроме того, вам нужно будет добавить автори зова н н ы х пользователей RVM в группу U N IX rvm. После первоначальной установки RVM не испол ьзуйте sudo при установке пакетов или изме н е н и и конфигураций RVM . Менеджер RVM контрол ирует доступ через член­ ство в группе rvm. Менеджер RVM выпол няет свою работу автоматически , ман ипул ируя пере м е н н ы м и среды оболочки и путем поиска. Следовательно, он должен быть включен в вашу среду во время запуска оболочки при входе в систему. Когда вы устанавл иваете RVM на си­ стемном уровне , он вкл ючает сценарий rvm . sh с соответствующ и м и командами в файл /etc /profi le . d. Н екоторые оболочки автоматически запускают эту заглушку. Есл и это не так, необходимо я вно вы пол нить команду s ou r c e , которую вы можете добавить в файлы запуска вашей оболочки: s ou r c e / e t c / p r o f i l e . d / rvm . s h

Менеджер RVM н и как н е изменяет исходную установку Ruby, в частности сценарии, на­ ч инающиеся с # ! / u s r / b i n / env ruby

С и м вол ы # ! в стандартном Ruby видят только системные пакеты. Следующий вариант более гибкий : # ! / u s r / b i n / env ruby

Он находит команду ruЬy в соответствии с контекстом RVM пользователя , который его запускает. Команда rvm install устанавл ивает новые верс и и язы ка Ruby. Эта фун кция RVМ позволяет легко устанавл ивать нескол ько раз н ых верс и й Ruby. Ее следует п редпочесть собстве н н ы м пакетам Ruby ваше й операционной систе м ы , которые редко обновляются . Команда rvm i n s tall загружает двоич н ые файл ы , если они досту п н ы . Если н ет, она устанавл ивает необходимые пакеты операционной систе м ы , а затем строит Ruby из ис­ ходного кода. Вот как м ы можем настроить развертывание приложения Rails, которое , как извест­ но, совместимо с Ruby 2 . 2 . l . $ rvm install ruЬy- 2 . 2 . 1 S e a r c h i n g f o r b i n a r y rub i e s , t h i s mi ght t a k e s ome t ime . No b i n a r y rubi e s a va i l aЫ e f o r : ubunt u / 1 5 . 1 0 / x 8 6_ 6 4 / ru b y - 2 . 2 . 1 . C o n t i n u i n g wi t h c omp i l a t i o n . P l e a s e r e a d ' rvm h e l p moun t ' t o g e t more i n f o rma t i on on b i n a r y rubi e s . C h e c k i n g r e q u i reme n t s f o r ubun t u . I n s t a l l i n g r e q u i r e d p a c k a ge s : gaw k , l i b r e a d l i n e б - d e v , z l i Ь l g - d e v , l ibnc u r s e s 5 - d e v , a u t oma k e , l i bt o o l , b i s o n , l i b f f i - dev . . . . . . . . . . . . . . . Requi reme n t s i n s t a l l a t i o n s u c c e s s f u l . I n s t a l l i ng Ruby f r om s ou r c e t o : / u s r / l oc a l / rvm / rubi e s / ruby- 2 . 2 . 1 , t h i s ma y t a k e а wh i l e depending o n y o u r cpu ( s ) . . .

.

29 С м . ком м е нтар и и о том , почему н а ш и команды н е соответствуют ре коме нда ц и я м RVM , в разделе 1 . 1 0.

Глава 7 . Сценарии и командная оболочка

265

Если вы установили RVM , к а к описано выш е , система Ruby устанавливается в ката­ логе /usr/local/rvm и доступна для всех учетных записей в системе. Для поиска версии RVM следует испол ьзовать команду rvm first known, которая , как известно, знает, как выполнять загрузку и сборку. Команда rvm l i s t выводит спи­ сок уже установленных и доступных для испол ьзования пакетов RVM . $ cd myproject . rails $ rvm ruЬy-2 . 2 . l @ myproj ect - - create - - default - -ruЬy-version rub y - 2 . 2 . 1 - # g ems e t c r e a t e d / u s r / l oc a l / rvm/ gems / ru b y - 2 . 2 . l @ myp r o j e c t rub y - 2 . 2 . 1 - # ge n e r a t i n g myp r o j e c t wrappe r s . . . . . . . . . . $ gem install bundler Fetching : bundl e r - 1 . 1 1 . 2 . gem ( 1 0 0 % ) Succ e s s fu l l y i n s t a l l e d bundl e r - 1 . 1 1 . 2 1 gem i n s t a l l e d $ bundle Fetching gem me t a d a t a f rom h t t p s : / / rubygems . o r g / . . . . . . . . . . . Fetchin g ve r s i o n me t a d a t a f r om h t t p s : / / rubygem s . o r g / . . . Fetching dependency me t a d a t a f r om h t t p s : / / rubygems . o r g / . . Re solving dependenc i e s . . . . . .

Строка ruby - 2 . 2 . l @ mypro j ect задает версии Ruby и комплекта пакетов. Флаг --create создает комплект п акетов, если он еще н е существует. Флаг - - default уста­ навливает эту комбинацию по умолчани ю , а флаг - ruЬy-vers ion записывает и м е н а интерпретатора Ruby и компле кта пакетов в файлы . ruЬy-version и ruЬy-gemset в текущем каталоге. Если файл * -ver s i on существует, то менеджер RVM автоматически считывает и оценивает их при работе со сценариями в этом каталоге. Эта функция позволяет каж­ дому проекту указывать свои собственные требован ия и освобождает вас от необходи­ мости помн ить, что с ним связано. Чтобы запустить пакет в запрошенной среде ( как описано в файлах ruЬy-version и ruЬy-gemset) , выпол ните команду .

.

.

.

rvm

in /путь /к/ка талогу do кома нда - з а пуска аргументы_ з а пуска . . .

Это удобн ы й синтаксис для испол ьзования при запуске заданий и з сценариев запу­ ска или демона cron. Он не зависит от текущего пользователя , настраивающего RVM , или от конфигурации RVM текущего пользователя . В качестве ал ьтернативы можно указать я вную среду дл я команды, например: rvm rub y - 2 . 2 . l @ myp r o j e c t do команда -за пуска аргументы_ за пуска . . .

Однако существует и третий вариант - запустить двоич н ы й код ruЬy изнутри обо­ лочки, поддерживаемой RУМ для этой цел и . Например, команда /usr/local/ rvm/wrappers/ruЬy-2 . 2 . l @ myproject/ruЬy

автоматически переносит вас в мир Ruby 2 . 2 . l .

7 8 КОНТРОЛЬ ВЕРСИЙ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ G1т .

.

Ош ибки неизбежн ы. Важно следить за изменениями конфигурации и кода, чтобы, когда эти изменения вызовут проблемы, можно было легко вернуться к известному бла­ гополучному состоянию. Системы контроля версий - это програ м м н ые средства, кото­ рые отслеживают, архивируют и предоставляют доступ к нескольким версиям файлов.

Часть 1 . Основы администрирования

266

С исте м ы контроля верс и й ре шают ряд пробл е м . Во- первых, они определя ют орга­ н изо ва н н ы й с п особ отсл е ж и ва н и я истори и изме н е н и й в файл е , чтобы эти изменения можно было понять в контексте и чтобы можно было восстановить более ран н ие вер­ с и и . Во- вторы х , они рас ш и р я ют кон цепцию верс и й выше уровня отдел ьн ы х файлов. Связа н н ы е груп п ы файлов могут быть сопоставл е н ы вместе с учетом их взаимозависи ­ м осте й . Наконец, систе м ы контроля версий координ ируют действия н ескол ьких редак­ торов, поэтому условия гонки не могут привести к тому, что ч ьи -л ибо изменения будут окон чательно потеряныJ0, и поэтому несовместим ы е изменен ия от нескол ьких редакто­ ров не станут акти в н ы м и одновре менно. Самой попул я р н о й в н астоящее вре м я систе мой я вляется G it , единолично создан ­ ная Л и н усом Торвальдсом ходн ы м кодом ядра

( Linus Torvalds) . Л и нус создал с истему G i t для управл е н ия ис­ Li nux из-за его разочарования в систе мах контроля верс и й , которые

сушествовал и в то вре м я . В настоящее время он является таким же вездесущи м и вли я ­ тельн ы м , к а к

Linux. Трудно с казать, какие из этих изобрете н и й Л и нуса оказал и бол ьшее

влия н и е на м ир . Больш и нство совре м е н н ы х програм м разработано с помощью систе м ы G it , и , как резул ьтат, адм и н и страторы стал к и ваются с н и м ежедн евно. Вы можете н а йти , загру­ зить и в нести в кл ад в проекты с открытым исходны м кодом на G it H ub , Git Lab и других сайтах колл е ктивной разработки. В ы также можете испол ьзовать систему G it для отсле­ живания изме н е н и й в сце н ар и я х , коде управл е н и я конфигурацией , шаблонах и л юбых других текстовых файлах , которые н еобходимо отслеживать с теч е н и е м вре м е н и . М ы испол ьзуем Git дл я отслеживан и я содержания этой книги. Он хорошо подходит для со­ вместной работы и совместного использован и я , что делает его важ н ы м и н струме нтом для сайтов, которые охваты вают DevOps.

W

Для получения дополнител ьной и нформации о DevOps см. раздел 3 1 . 1 .

П р елесть с и сте м ы G it состоит в том , что у нее нет выделен ного центрального хра­ н ил и ща. Чтобы получить доступ к хранили щу, кло н ируйте его ( вкл ючая вс ю е го исто ­ р и ю) и нос ите с собо й , ка к ул итка свою раковину. Ваш и фиксаци и в хран или щ е - это локал ьные о перации , поэтому они выпол н я ются быстро, и вам не нужно беспокоиться о с вязи с централ ьным сервером . Систе ма

Git использует интеллектуальную с истему сжатия, чтобы сн изить стоимость

хра н е н и я все й истор и и , и в больш инстве случаев эта с истема достаточно эффективна. Система

G it отл и ч н о подходит для разработч иков, потому что о н и могут с ворачи ­

вать исходный код н а ноутбук и работать б е з подкл ючения к сети , сохраняя п р и этом все преимущества контроля версий. Когда придет время и нтегрировать работу несколь­ ких разработчиков, их измен е н и я могут быть и нтегрирова н ы из одной копи и хранил и ­ щ а в другую любым с пособо м , которы й подходит для рабочего процесса орган и за ц и и . Всегда можно развернуть д в е коп и и хранил ища обратно в их общее состоя ние предка, независимо от того , скол ько изменений и итерац и й произошло после раскола. И с пол ьзова н и е л о кал ьного хранил ища

G i t - бол ьш о й шаг вперед в управл е н и и

верс и я м и - или , возможно, бол ее точ но, это бол ьшой ш а г назад, но в хорошем с м ыс ­ л е . Ран ни е с исте м ы контроля верс и й , такие к а к RCS и CVS, испол ьзовал и локальн ые хран ил ища, но не могл и обеспе ч и вать совместную работу, слия н и е и з м е н е н и й и не-

1 0Напр и мер, п редположи м , ч то системные адм и н истраторы Алиса и Боб оба редактируют оди н и тот же файл и кажды й из н и х в н ос и т некоторые изменен и я . Алиса сохран я ет файл первой. Когда Боб сохраняет свою копи ю файла . он перезаписывает версию Али с ы . П осле того как Алиса выйдет из редактора , ее изменени я полностью и бесследно исчезнут.

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

267

зависимую разработку проектов. В н астоящее время установка файлов под контрол е м версий - это быстрая , простая и локальная операция. В т о ж е время в с е рас ш иренные возможности совместной работы G it доступн ы для испол ьзования в соответствующих ситуациях. Систем а G it обладает сотнями функций и может быть довольно сложной в испол ьзо­ вании. Тем не менее большинство пользователе й Git обойдутся лишь нескольким и про­ стым и командами. Особые ситуации луч ш е всего обрабатывать путем поиска в Googl e описания того, что вы хотите сделать (например, "git undo last commit " ) . В первую оче­ редь Google , конечно же , предложит посетить сайт Stack Overflow и н айти дискуссию, которая точ но соответствует вашей ситуаци и . П режде всего, н е пан и куйте. Даже если вам кажется , что вы испортили хранилище и удалили результаты работы за последн ие несколько часов, в системе Git, скорее всего, есть скрытая копия. Вам просто нужно ис ­ пользовать флан re f l o g и найти ее. Прежде ч е м в ы начнете испол ьзовать систему Git, укажите с вое имя и адрес элек­ трон ной почты : $ qit confiq - - qlobal user . name " John Q . Ulsah" $ qi t confiq - - qlobal user . email "ulsah@ admin . com"

Эти команды создают ini-файл конфигураци и G it -1 . gi tconfig, если он еще не су­ ществует. Более поздние команды git ч итают этот файл для н астройки конфигураци и . Система Git предоставляет пользователя м ш ирокие возможности для настройки рабоче­ го процесса.

Простой пример Git Мы разработали простое хранилище примеров для поддержки некоторых сценариев оболочки. На практике вы можете испол ьзовать Git для отслеживания кода управления конфигурацией, шаблонов инфраструктуры , с пециальных сценариев, текстовых докумен ­ тов, статических веб-сайтов и всего, что вам нужно дл я работы в течение долгого времени. Следующие команды создают новое хранилище G it и заполняют его: $ pwd /home /bwh a l e y

$ mkdir s cripts & & c d scripts $ qit ini t I ni t i a l i z e d emp t y G i t r e po s i t o r y i n /home /bwha l e y / s c r i p t s / . gi t /

$ cat > super- script . sh lt ! /Ьin/ sh > echo " Hello , world" > EOF $ chmod +х super- script . sh $ qit add . $ qi t commit -m " Initial commi t "

[ ma s t e r ( r o o t - c ommi t ) 9 a 4 d 9 0 c ] supe r - s c r i p t . s h 1 f i l e chang e d , О i n s e r t i on s ( + ) , О de l e t i on s ( - ) c r e a t e mode 1 0 0 7 5 5 supe r - s c r i p t . s h

В приведен ной выше последовательности команда gi t ini t создает инфраструктуру хранилища, создавая каталог . gi t в каталоге /home/bwhaley/ scripts. После того как вы создадите исходный сценарий "hel\o, world" , добавьте команду git add . Она копирует ero в " индекс" Git, который является промежуточной областью для предстоящей фиксации. Индекс - это не просто список файлов для фиксации; это дерево файлов, каждое из которых является таким же реальным, как текущий рабочий каталог и содержимое храни-

Часть 1. Основы администрирования

268

лища. Файлы в индексе имеют содержимое, и в зависимости от того, какие команды вы вы­ полняете , это содержимое может отличаться как от хранилища, так и от рабочего каталога. Команда

git add на самом деле просто означает "ер из рабочего каталога в индекс " . gi t commi t вводит содержимое и ндекса в хранилище. Для каждой фикса­ ции требуется сообщен и е журнала. Флаг -m позволяет вкл юч ить сообщение в команд­ ной строке. Если вы оставите это, команда gi t запустит для вас редактор . Команда

Теперь внесите изменения и проверьте их в хран ил ище. $ vi super- script . sh $ gi t commi t super- s cript . sh -m 11маdе the script more super " [ ma s t e r 6 7 5 1 4 f l ] Made t h e s c r i p t mo r e s up e r 1 f i l e c h a n g e d , 1 i n s e r t i on s ( + ) , О d e l e t i on s ( - ) И менован и е модифицированн ы х файлов в командной строке

gi t commi t обходит

обычное испол ьзован ие Git и ндекса и создает вариант, которы й вкл ючает только изме­ нения в указанные файлы . Существующий и ндекс остается неизменн ы м , и система Git и гнорирует любые другие файл ы , которые могут быть измен е н ы . Если изменение с вязано с нескольким и файлам и , существуют нескол ько вариантов. Есл и вы точ но знаете , какие файл ы были измен е н ы , вы всегда можете их перечислить в командной строке , как показано выше. Если вы ленивы, то можете выполнить команду

git commit

- а , чтобы с истема

Git добавляла все измененные файлы в и ндекс перед в ы ­

полнением фиксации. Однако у этого последнего варианта есть пара подводных камней. Во-первых, могут быть изм е н е н ы файл ы , которые вы не хотите включать в ф и кса­ цию. Напри м е р , есл и у сценария

super-script . sh был файл конфигураци и , и вы из­

м е н ил и этот файл конфигурации для отладки , вы можете н е захотеть перенести изме­ ненный файл обратно в хранил ище. Вторая проблема закл ючается в том , что команда

git commit

- а выбирает только

изменения в файлах , которые в настоя щее врем я находятся под управл е н и е м систе м ы контроля верс и й . Он н е отображает новые файл ы , которые в ы , возможн о , создали в ра­ боч е м каталоге . Для обзора состоя н ия с исте м ы G it вы можете вы пол н ить команду

get s tatu s . Эта

команда сообщает вам о новых, измен е н н ых и и нде кс и рован ных файлах. Н априм е р , предпол ожим , ч т о в ы добавили с ц е н а р и й

more - s c r i p t s / an o the r - s c r ip t . s h .

Система Git может показать следующее. $ gi t s tatus On b ranch ma s t e r Chan ge s n o t s t a g e d f o r commi t : ( u s e " gi t add < f i l e > . . . " to upd a t e wh a t wi l l Ье commi t t e d ) ( u s e " g i t c h e c kout - - < f i l e > . . . " t o di s c a r d change s i n wo r ki n g d i r e c t o r y ) modi f i e d : s up e r - s c r ip t . s h U n t r a c ke d f i l e s : ( u s e " g i t add < f i l e > . . . " t o i n c l u de in wh a t wi l l Ье commi t t e d ) mo r e - s c r i p t s / tmp f i l e n o change s added t o commi t ( u s e " gi t add " and / o r " g i t commi t - а " ) Сценарий

another- script . sh не указан по и м е н и , потому что система Git еще н е

видит каталог m o re - s c r i p t s , который его содержит. Вы можете видеть, что сценар и й

super-script . sh был изменен , а также увидеть файл tmpfile, котор ы й , вероятно, не gi t diff super ­ script . s h , чтобы увидеть изм е н е н и я , внесен н ы е в сценар и й . Команда gi t предлагает

должен быть включен в хранилище. Вы можете выпол н ить команду команды для следующих операц и й , которые вы можете вы пол н ить.

глава 7 . Сценарии и командная оболочка

269

Предположим , в ы хотите отследить изменения в файле

super-script . sh отдельно

от вашего ново го файла another- script . sh. $ git colllllli. t super- s cript . sh -m " The mos t super change yet " C r e a t e d c ommi t б f 7 8 5 З с : T h e mo s t s u p e r change y e t 1 f i l e s c h a n ge d , 1 i n s e r t i on s ( + ) , О de l e t i on s ( - ) Для того чтобы искорен ить файл

tmpfi le из систе м ы Git, создайте ил и отредакти­ gi tignore и пом естите в него имя файла. Это заставляет систему G it игно­ рировать файл tmpfile раз и навсегда. Шаблон ы в тоже работают. руйте файл

.

$ echo tmpfile >> . gi tignore Наконе ц , зафиксируйте все сделанные изме н е н и я . $ git add . $ sudo git commi t -m " Ignore tmpfile ; Add another- script . sh to the repo " C r e a t e d commi t 3 2 9 7 8 е б : I gn o r e tmp f i l e ; add a n o t he r - s c r i p t . s h t o t h e r e p o 2 f i l e s c h a n ge d , 2 i n s e r t i on s ( + ) , О de l e t i on s ( - ) c r e a t e mode 1 0 0 6 4 4 . gi t i g n o r e c r e a t e mode 1 0 0 7 5 5 more - s c ri p t s / a n o t he r - s c r i p t . s h Обратите внимание на то, что сам файл

.

gi tignore становится частью управляемого

набора файлов, который обычно вы хотите. Зачастую приходится повторно добавлять фай­ лы, которые уже находятся под контролем , поэтому команда gi t

add

-

это простой способ

сказать: "Я хочу, чтобы образ нового хранилища выглядел как рабочий каталог, за исключе­ нием того, что указано в

gi tignore" . В этой ситуации нельзя просто выполн ить команду another-script . sh и . gi tignore; эти файлы являются новым и Д11 Я системы Git и поэтому должны быть явно добавлены.

gi t commi t

-а,

.

потому что она не найдет файлы

Л овушки G it Для того чтобы заставить вас думать, что с исте ма Git управляет файлам и разр е ш е ­ ний, а также их содержим ы м , о н а показывает в а м режим ы файлов при добавл е н и и но­ вых файлов в хранили щ е . Это н еправда ; с исте ма Git не отслеживает режи м ы , владель­ цев ил и вре мя модификации. Система Git

отслеживает бит исполнения. Если вы выпол няете сценар и й с установ­

ленным битом исполнения, л юбые будущие клоны также испол няютс я . Однако н е сле­ дует ожидать, что система Git будет отслеживать право собственности или статус "только Д11 Я чте ния " . Следствием является то , что вы не можете рассчитывать на испол ьзование

систем ы G it для восстановления сложных иерархий файлов в с итуациях, когда важ н ы права собственности и разрешения . Другим следствием является то, что в хранилище Git н икогда нельзя включать простые

текстовые пароли и другие секреты. Они не только открыты Д11 Я всех, кто имеет доступ к хранилищу, но также могут бьпь непреднамеренно распакованы в форме, доступной миру.

Коллективное кодирова н ие с помощью системы G it Появл е н и е и б ыстр ы й рост сайтов колл е ктивной разработки , таких как G it H ub и Git Lab, я вляется одн им из самых важных тенденций в нове й ш е й компьютерной исто­ рии . М илл ион ы проектов программного обеспечения с открытым исходны м кодом соз­ даются и п розрачн о управля ются огром н ы м и сообщества м и разработчи ков, которые испол ьзуют все м ы сл и м ы е языки . П рограм мное обеспечение н икогда н е б ыло проще создавать и рас пространять.

270

Часть 1. Основы администрирования

G itHub и Git Lab - это, по сути, хранилища Git с множеством дополнительных функ­ ций, связанн ы х с коммуникацией и рабочим процессом. Хранилище может создать лю­ бой человек. Хранилища доступны как благодаря команде gi t, так и в И нтернете. Веб­ и нтерфейс дружелюбен и предлагает функции поддержки сотрудничества и интеграции. О п ыт коллективного кодирования может быть несколько пугающим для новичков, но на самом деле это н е сложно, как только будут поняты некоторые основные терми н ы и методология. •

•

•

" Master" - это имя по умолчани ю , назначенное первой ветви в новом хранил и ще . Большинство программных проектов п о умолчан ию испол ьзуют это и м я в каче­ стве основной линии разработки, хотя у некоторых главная ветвь может отсутство­ вать. Главной ветвью обычно управл яют, чтобы поддерживать текущий, но рабо­ тоспособный код; разработка нового кода происходит в другом месте. Последняя фиксация называется вершиной главной ветви. Ветвление (fork) в системе G it Hub представляет собой моментальный снимок хра­ н ил ища в определ е н н ы й момент времени. Ветвления возн икают, когда у пол ьзо­ вателя нет разреш е н ия на изменение основного хранилища, но он хочет внести изменени я , либо для дал ьнейшей интеграции с основным проектом , либо для соз­ дания совершен но отдельного пути разработки . Запрос на вкл ючение (pull request) - это запрос на объеди н е н и е изменений из одной ветви или ветвления в другую. Они ч итаются сторонн и м и разработчи ками целевого проекта и могут быть приняты для включения кода других пользователей и разработчи ков. Каждый запрос на включение также является н итью дискуссии, поэтом у ком м е нтировать предполагаемые обновления кода могут как владелец, так и л юбой другой человек.

•

Разработчи к (committer) и специалист по эксплуатации (maintainer) - это л и цо, у которого есть доступ к хранил и щу для записи. Для крупных проектов с откры­ тым исходным кодом этот очень желанн ы й статус предоставляется только дове­ ренным разработчикам, которые имеют долгую историю вкладов. Вам часто придется обращаться в хранилище Git Hub или G it Lab , чтобы найти или обновить часть программ ного обеспечения. Убедитесь, что вы просматриваете главное хранилище, а не случайное ветвлен ие. Обратите внимание на ближайшую м етку "ответ­ вление от" и следуйте за ней. Будьте осторож н ы при оценке нового програ м м ного обеспеч е н и я с этих сайтов. Н иже приведе н ы нескол ько вопросов , которые стоит обдумать, прежде чем запус кать случайную часть нового программного обеспечения на своих ком пьютерах. •

Сколько участников принимали участие в разработке?

•

Означает ли история фиксации , что разработка я вляется недавней и регулярной?

•

Какова лицензия и совместима л и она с потребностя м и вашей орган изации?

•

•

На каком языке написано п рогра м м ное обеспече н и е , и знаете л и вы , как им управлять? Достаточ но ли докуме нтации для эффективного ис пол ьзован ия программного обеспечения?

Больши нство проектов имеют определенную стратегию ветвления, на которую они полагаются , чтобы отслеживать изменения программного обеспечения. Некоторые сто­ ронн и ки настаивают на строгом соблюдении выбранной и м и стратегии , а другие - более снисходительны . Одной из наиболее ш ироко используемых является модель Git Row, раз-

Глава 7. Сценарии и командная оболочка

271

работан ная Винсентом Дриссеном (Vincent Driessen); дополн итель н ую и нформацию см. на сайте goo . g l / GD a F. П режде чем вносить свой вклад в проект, ознакомьтесь с методами ero разработки , чтобы помочь специалистам , которые его сопровождают. Прежде всего, пом н ите , что разработчики с открытым исходным кодом часто не по­ лучают н и какой платы. Участвуя в коллективной разра б от к е и поддержи вая проекты , они ценят терпение и вежливость.

7.9. ЛИТЕРАТУРА •

B Rooкs, FREDER1cк Р. J R . The Mythical Man - Month : Essays оп Software Engineering. Reading, МА: Addisoп-Wesley, 1 995 .

•

СнлсоN , Sсотт, AN D SтRA u в , B E N . Pro Git, 2nd edition. 2014. g i t - s c m . c om / b o o k / e n / v 2 . Исчер п ы вающая книга о Pro Git, свободно оп убл и ко в а н н ая п о лицензии Creative Commons.

Оболоч ки и сцена рии оболоч ки •

Roв в 1 N s , ARNOLD, AN D №LsoN Н . F. В Е Е В Е . Classic Shell Scrlpting. Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 2005. Книга, посвященная тр адиц и он ному (и переносимому ) диа­ лекту оболочки Boume. Она также содержит довольно м ного и нфор м ац и и об ути­ литах sed и awk.

•

PoWERs , S н ELLEY, J ERRY РЕЕК, Т1м O RE I LLY , AND М1кЕ LotJКIDES. Unix Power Too/s, (Зrd Edition) , Sebastopol, СА: O ' Reilly Media, 2002. Классическая книга о с истеме U N IX, охватывающая м ного вопросов, в том ч исле с це н ар и и дл я о бол оч к и sh и работу с командной строкой . Некоторые разделы несколько устарел и , но матери ал , каса­ ющийся оболочек, остается актуальн ы м .

•

SoвELL, М д R К G . А Practical Guide to Linux Comm a nds, Editors, and Shell Programming. Upper Saddle River, NJ: Prentice Н а\ \ , 20 1 2 . Книга заслуж и вает в н и ман ия , пос коль­ ку в ней описываются оболочки tcsh и bash.

•

S ноттs , W1 L L 1 л м Е . , J R . The Linux Command Line: А Comple te lntroductio n . San Francisco, СА: No Starch Press , 20 1 2 . Книга по с в я ще н а оболочке bash, н о в ней также есть материал об и нтеракти вной работе и п рограм м ирован и и . Бол ьшая часть материала относится к системам U N IX и Linux.

•

В ш м , R 1 с н л R о , AND C н R1sп N E BRESNAHAN . Linux Command Lin e and Shell Scripting ВiЬ/е (Зrd Edition). l ndianapo\is, I N : John Wiley & Sons, Inc. 20 1 5. Кн ига посвя щ е на, в основном , оболоч кам , в частности оболочке bash.

•

CooPER, M E N D EL. Advanced Bash -Scripting Guide. www . t l d p . o r g / L D P / a b s / h t m l . Свободно распространяемая и легко доступн ая в И н те р н ете книга. Не с м отря на ее название, новички ее легко поймут благодаря м ножеству хорош и х п р имеро в .

'

Регулярные вы ражения •

FRIEDL, J EFFREY. Mastering Regular Expressions (Зrd Edition) , Sebastopol , СА: O ' Reilly M edia, 2006.

•

GovvлERтs , JлN AN D SтEVEN LЕvпнлN. Regular Expressions Cookbook. Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 20 1 2.

Часть 1 . Основы администрирования

272 •

•

r e g u l a r - e x p re s s i o n s . i n f o . П одробный интерактивный источ­ ник информаци и о регулярных выражен иях с учетом всевозможных диалектов.

G oYVAE RTS , J AN .

KR U M I NS , PEТ E R I S . Perl Oпe-Liпers: 130 Prograтs That Get Thiпgs Dопе. San Francisco, СА: No Starch Press, 20 1 3 .

Python •

•

•

•

•

•

•

A L . Аиtотаtе the Boriпg Stиff with Pythoп: Practical Prograттiпg for Total Begiппers. San Franc isco, СА: No Starch Press, 20 1 5 . Удачное введен и е в програм ­ м и рование н а языке Python 3 и програ м мирование в целом . Содержит м ножество при меров систем ного администрирован ия . (Эл СвЕйГАРТ. Автоматизация рутинных задач с помощью Pythoп: практическое руководство для начинающих, пер. с англ . , изд. "Диалекти ка" , 20 1 6. ) SwE I GART,

P t LG R I M , MARK. Dive /пtо Pythoп . Berkeley, СА: Apress, 2004. Класс ическая к н и га о языке Python 2 , свободно доступная на веб-сайте d i ve i n t opython . n e t .

P 1 LG R I M МАRк. Dive /пtо Pythoп 3. Berkeley, СА: Apress, 2009. Dive l nto Python updated for Python 3. Кн ига свободно доступна на веб-сайте di ve i n t opython З . n e t . ,

Luтz, МлRк. Learпiпg Pythoп, 5th Editioп. O ' Reilly, 20 1 3 . Фундаментал ьная книга о языке Pytho n . ( M A P K Л УГц. Изучаем Pythoп, 5-е издание, в двух томах, пер. с англ " изд. "Диалектика " , 20 1 9 . ) RАмл L но Luc1лNo. F/иепt Pythoп . Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 20 1 5 . Advanced , idiomatic Python 3 . ,

B EAZLEY, Dлvю, A N D BRtAN К. J o N E S . Pythoп Cookbook (3rd Editioп) , Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 20 1 3 . Covers Python 3. G t тт , N олн, A N D J E R EMY М . J o N E s . Pythoп for Uпix апd L iпих Systeт Adтiпistrators, Sebastopol , СА: O ' Reilly M edia, 2008.

Ruby •

F LA NAGAN , Dлvю , A N D Уuк 1 н 1 Rо Млтs u м ото . The RиЬу Prograттiпg Laпgиage. Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 2008 . Классическая , исчерпывающая и хорошо на­ п исанная книга о языке Ruby из первых рук. Она уже нем ного устарела и не уч и­ тывает Ruby 2.0 и более новые версии; однако языковые различия между н и м и яв­ ляются м и н и мал ьн ы м и .

•

В LАск, Dлvю А . The Well-Groипded Rиbyist (2пd Editioп). Shelter lsland, N Y: Manning PuЫicat ions, 20 1 4. Н е бойтесь назва н и я , которое может отпугнуть новичков; это хорошая , основател ьная книга о языке Ruby 2. 1 .

•

Тномлs, DAVE. Prograттiпg RиЬу 1. 9 & 2. 0: 1he Pragmatic Prograттer's Gиide (4th Editioп). Pragmatic Вoo kshelf, 20 1 3 . Classic and frequently updated.

•

F u Lтo N , HAL. The RиЬу Way: Solиtioпs апd Techпiqиes iп RиЬу Prograттiпg (3rd Editioп). U pper Saddle River, NJ: Addison-Wesley, 20 1 5. Еще оди н классический и современ­ ный с правоч н и к по языку Ruby, с легким философским уклоном .

глава

8

Управление учетными записями п ользовател ей

Современные вычислительные среды состоят из физического оборудования, облач­ ных систем и виртуальных хостов. Гибкость этой гибридной и нфраструктуры порождает растущую потребность в централизован ном и структурированном управл е н и и учетн ы ­ ми записям и . Системные адми нистраторы должны понимать как традиционную модель учетных записе й , используем ую U N IX и Linux, так и с пособы рас ширен ия этой модели для и нтеграции с таким и службам и каталогов, как LDAP и M icrosoft Active Directory. Правильное управление учетны м и записями является ключевым фактором безопас­ ности систе м ы . Редко используемые учетные записи, а также учетны е записи с ле гко угады вае м ы м и п ароля м и являются основн ы м и целям и для злоу м ы шле н н и ков. Даже если вы используете автоматизированные инструменты ваш е й с истем ы для добавления и удаления пользователе й , важно пон имать измен е н и я , которые осуществляют эти ин­ струменты. По этой причине м ы нач инаем обсуждение управлен ия учетными записями с простых файлов, которые необходимо изменить, чтобы добавить пользователей авто­ номного комп ьютера. В последующих разделах мы рассмотри м команды управления бо­ лее высокого уровн я , которые поставляются с наш и м и демонстрацио н н ы м и примерами операцион ных систе м , и файлы конфигурации , которые контрол ируют их поведение. В большинстве систем также есть простые и нструменты с графическим пользователь­ ским интерфейсом для добавления и удаления пользователей, но они, как правило, не под­ держивают дополнительные функции , такие как пакетный режим или рас ширенная лока­ лизация. Эти инструменты достаточно простые, поэтому мы не считаем целесообразным детально анализировать их работу и в этой главе будем использовать командную строку.

Часть 1. Основы администрирования

2 74

В этой главе мы сосредоточ имся искл юч ител ьно на добавл е н и и и удал е н и и пол ьзо­ вателей. М ногие тем ы , связан н ы е с управлен ие м учетн ы м и зап ися м и , описан ы в других главах (здесь вы найдете соответствующие ссылки). •

• •

•

П одкл ючае м ые м одул и ауте н т и ф и каци и (pl uggaЬ l e aut h e nt i c at i o п modules РАМ ) для ш ифрован ия паролей и обеспече н и я их стой кости, описан ы в главе 1 7 (см. раздел 1 7 . 3 ) . Хранилища паролей оп исан ы в главе 27 (см . раздел 27.4). Службы каталогов, такие как Ope n LDAP и Active Directory, рассматри ваются в гла­ ве 1 7 (см. раздел 1 7 . 2 ) . Наконец, политические и п равовые вопросы яаляются основны м и темами главы 3 1 .

8. 1 . Основы УПРАВЛЕНИЯ УЧЕТНЫМИ ЗАПИСЯМИ По существу, пользователь предстааляет собой всего л и ш ь число, 32-битное целое чис­ ло без знака, известное как идентификатор пользователя , ID ил и U I D. Почти все, что свя­ зано с упраалением учетн ы м и запися ми пользователей, вращается вокруг этого числа. Система определяет и нтерфейс при кладного програм мирования (через стандартн ые подпрогра м м ы библиотеки С ) , который осущесталяет п рямое и обратное отображе ние между идентифи каторами U I D и более пол н ы м и н абора м и с веде н и й о пол ьзователях. Например, фун кция getpwuid ( ) п р и н имает U I D в качестве аргуме нта и возвращает соответствующую запись, содержащую имена пол ьзователя и е го домашнего каталога. Аналогично фун кция getpwnam ( ) просматри вает эту же информацию по имени учетной записи. Традицион н о эти библ иотеч н ые фун кции получал и аргументы непосредстве нно из текстового файл а /etc/pas swd. Со временем о н и начал и поддержи вать допол н итель­ ные источ ники информации , такие как сетевые информацион н ы е базы дан н ых (напри­ мер, L DAP) и файл ы с защитой от чте н и я , в которых заш ифрован н ые парол и можно было бы хран ить более надежно. Эти уровни абстракции ( которые часто устанаалива ются в файле ns swi tch . conf) позволяют фун кциям более высокого уровня фун кционировать без достоверного знания ис пользуемого метода управл е н и я базой дан н ых. Например, когда в ы входите в систе­ му как d o t t y , процесс регистрации (Window Serve r, login, getty или что-то еще) при­ меняет к этому и м е н и фун кцию getpwnam ( ) , а затем сравн и вает парол ь , который вы вводите , с е го заш ифрованной зап исью, возвращаемой библ иотеко й , независимо от его фактического источ н ика. Мы нач инаем с подкаталога /etc/pas swd, которы й по- прежнему поддержи вается везде. Другие варианты воспроизводят эту модель, есл и не по форме, то по духу.

W Допол нительную информаци ю о файле ns switch . conf см. в разделе 1 7. З .

8.2. ФАйЛ /Eтc / PASSWD Файл /etc/passwd содержит список пользователе й , которые известны системе. Его можно расширить или заме н ить службой каталогов, поэтому е го можно считать пол н ы м и достове р н ы м только в автономн ы х системах. Традицион но заш ифрован н ы й пароль каждого пол ьзователя также хран ился в фай­ ле /etc /pas swd, которы й был доступен для чте н и я . Однако поя ал е н и е более мощных процессоров повы с ил о вероятность взлома этих открытых парол е й . В ответ систе м ы

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

275

U N IX

и Linux переместили пароли в отдельны й файл (/etc/master . passwd в Free B S D и /etc/ shadow в Linux), которы й защищен о т чтения. В наши дни с а м файл pas swd содержит тол ько формал ьную запись, чтобы отметить прежнее местоположен ие поля для ввода пароля (х в Linux и * в Fre e B S D) . В процессе регистраци и пользователя с истема обращается к файлу / etc/pas swd в поисках идентификатора пользователя и е го домашнего каталога , а также другой и н ­ формации. Каждая строка файла описывает одного пользователя и содержит семь следу­ ющих полей , разделенных двоеточиями: • регистрационное имя; • шифрованн ы й пароль или " запол нитель" пароля ( вопросы применения ш ифрованных паролей описа н ы далее в этом разделе); • идентификатор пользователя U I D; • идентификатор группы по умолчан ию G I D; • поле G ECOS ( полное и м я , номер офиса, рабочи й и домашний телефоны ) ; • домашн и й каталог; • регистрационная оболочка. Вот примеры правильно составленных записей файла /etc/passwd. roo t : x : O : O : Th e S y s t e m , , х 6 0 9 6 , : / : / Ь i n / s h j l : ! : l O O : O : Jim L a n e , E C OT B - 3 , , : / s t a f f / j l : /Ь i n / s h dott y : x : l 0 1 : 2 0 : : /home /do t t y : / Ь i n / t c s h

m Дополнительную информацию о файле nsswi tch . conf с м . в разделе 1 7. 3 . Если пользовательские учетные записи совместно испол ьзуются с помощью службы каталогов, например L DA P, в файле pas swd появляются специальн ые записи , которые начинаются с с и м вола " + " или " - " . Эти записи сообщают систе м е , как и нтегрировать данные службы каталогов в содержимое файла /etc/pas swd. Эта интеграция также мо­ жет быть реализована в файле / etc/nsswi tch . conf. В следующих разделах м ы рассмотри м поля файла /etc/passwd более подробно.

Регистрационное имя Регистрацион н ы е имена ( называемые также именами пользователей) должн ы быть уникальн ы м и и в зависимости от с исте м ы могут иметь ограничения на длину и н абор символов. В настоящее время во всех версиях систем UN IX и Linux эта длина не превы­ шает 32 символа. Пользовательские имена не могут содержать двоеточия и символы новой строки , по­ скольку эти с и м волы применяются в качестве разделителей полей и зап исей соответ­ стве нно в файле passwd. В зависимости от с исте м ы на пользовательские имена могут быть наложе н ы и другие о гра н и ч е н и я . В с истем е Ubuntu эти огра н и ч е н ия наиболее слабые , поскольку они допус кают и м е н а , нач инающиеся или цели ко м состоящие из чисел и других специальных символов. ' П о м ногочисленным причи н а м , которые было бы сли ш ком долго объяснять, м ы рекомендуем огран ичивать допусти м ы й диапазон ре­ гистрационн ых имен алфавитно-цифров ы м и с и м волами , испол ьзовать только н ижн и й регистр и начинать и м е н а с буквы . Регистрацио н н ы е и м е н а чувствител ьны к регистру. Нам неизвестн ы случ а и . ког­ да смешен ие регистров в именах приводило бы к возникнове н и ю проблем , но имена, 1 По какой-то непостижи мой причине допустимый набор символов в U nicode включает эмотиконы . Эrо делает нас © .

часть 1. Основы администрирования

276

состоящие из строч ных букв , считаются традицион н ы м и , к тому же их проще вводить. Есл и , например , такие регистрационные имена, как j oh n и Joh n , будут принадлежать различ н ы м л юдя м , проблемы обязател ьно возникнут. Следует выбирать такие регистрационные имена, которые легко запомнить, поэтому имя, состоящее из случайной последовательности букв, я вляется не сам ым удачн ы м ва­ риантом. П оскольку регистрацион н ые имена часто используются в адресах электрон ной почт ы , полезно определ ить стандартную процедуру их формировани я . П ол ьзователя м должна быть предоставлена возможность делать обоснованные предположен и я о реги­ страционн ых и м енах друг друга. И мена, фам ил и и , и н и циалы и сочетания этих эле мен ­ тов - вот приемлемые варианты для схе м формирования имен.2 Л юбая жестко заданная схема в конечном счете приводит к поя вл е н и ю дубли катов ил и сли ш ком дл и н н ых и м е н , поэтому и ногда придется делать искл ючен и я . Выберите стандартн ый способ разреш е н ия конфликтов, добавив, например, в конец имени цифру. В крупных организациях в адресах электрон ной почты часто используются пол н ы е и м е н а (например, J o h n . Q . Р u Ы i c @ m y s i t e . c om) , благодаря чему регистрацион н ые имена скрываются от внешнего м ира. Это пре красная идея , но, чтобы облегчить работу адми н истраторам , н еобходимо установить четкое и понятное соответствие между реги­ страционными именами и реальными именами пользователей. В закл ючение отмети м : н еобходимо, чтобы имя пол ьзователя н а всех ком пьютерах было оди наковы м . Это удобно как самому пользователю, так и адми н истратору.

З а ш ифрова н н ые па рол и И сторически с истем ы ш ифровали п арол и пользователей с помощью ал горитма По мере увеличения вычислительной мощности эти парол и стали тривиальными для взлома. Затем системы перешли на скрытые пароли и криптографию на основе алго­ ритма M D5. Теперь, когда в алгоритме M D5 были обнаружены значител ьн ые недостатки , текущим стандартом стало хеширование паролей с помощью криптографической "сол и " на основе алгоритма SHA- 5 1 2 ( с м . документ Guide to Cryptography на веб-сайте owa s p . o r g ) . Н аши илл юстративные с истем ы поддержи вают м ножество ал горитмов ш ифрования, но все они по умолчанию соответствуют алгоритму S HA-5 1 2 . Если в ы не обновляете си­ стемы из более старых версий, вам не нужно обновлять выбор ал горитма . DES.

В с истеме Fre e B S D алгоритм , задан н ы й по умолчан и ю , можно модифици­ ровать с помощью файла /etc/ login . conf. В с истемах Deblan и Ubuntu алгоритм , заданный по умолчанию, можно было модифицировать с помощью файла /etc/ login . defs, но после появления подключаемых модулей аутентификации РАМ , этот подход стал устаревши м . Политики установления паролей п о умолчанию, включая выбор алгоритма хеширования, можно найти в файле /etc/pam . d/common-passwd.

RHEL

В с истемах алгоритм ш ифрования паролей можно по-прежнему установить в файле /etc/ login . defs с помощью команды authconfig, как показано н иже: $ sudo authconfig

--

pas salgo= sha 51 2

- -

update

2 Стандарт RFC 5 3 2 1 требует, чтобы локал ьная часть адреса (т.е. часть перед з наком @ ) сч италась чувствительной к регистру. Остальная часть адреса обрабаты вается в соответстви и со стандартам и D N S , который нечувствителе н к регистру. К сожален ию, это различие я вля ется тонк и м , и о н о н е реал и зуется повсеместно. Помните также , что многие устаревш и е систем ы электронной почты возни кл и до появле н ия сообщества I E�F.

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

277

Изменение ал горитма ш ифрования паролей не приводит к обновл е н и ю существу­ ющих парол е й , поэтому пользовател и должны вручную изме н ить свои парол и , прежде чем новый алгоритм вступит в действие. Для того чтобы аннулировать стары й пароль и принудительно внести обновления , используйте команду $ chage -d О имя_ поль з о в а теля

Качество пароля - еще одна важная проблема. Теоретически более длинные пароли более безопас н ы , как и парол и , содержащие разнотипные с и м волы (например, проп ис­ ные буквы , знаки пре п и нания и цифры). Бол ь ш и нство с истем позволя ют уста н а вл и вать ста ндарты построе н и я парол е й дл я пользователе й , н о имейте в виду, что пользователи могут умело обойти эти требо­ вания, есл и найдут их чрезмер н ы м и или обремен ител ьн ы м и . Стандарты , используемые наш ими иллюстративн ы м и с истемами , приведе н ы в табл . 8 . 1 . Таблица 8 . 1 . Стандарты качества паролей Место установки

Система Требования по умолчанию

/etc/login . defs /etc/ securi ty/pwquali ty . conf /etc/pam . d/ sys tem-auth

Red Hat CentOS

Больше В символов с требованием уровня сложности

DeЬian Ubuntu

Больше 6 символов с требованием уровня сложности

/etc/login . defs / etc/pam . d/ common-password

FreeBSD

Без ограничений

/etc/ login . conf

. .

-·

.

-

'

.

. . . ". . . . . . . .

"

· · •· · · · ·

· ·

-·

Ш Дополнительную информацию о выборе паролей см. в разделе 27. 3 . Требован ия к качеству пароля - это вопрос дебатов, н о м ы рекомендуем в а м опреде­ лить приоритет по сложности . 3 Двенадцать символов - это м и н и м ал ьная длина для бу­ дуще го парол я ; обратите вниман и е , что это значительно больш е , ч е м длина, задан ная по умолчанию в л юбой системе. В вашей организации могут существовать общие стан ­ дарты качества пароля. Если это так, отложите эти настройки. Если в ы реш ил и обойти с вои систе м н ы е и нструменты для добавления пол ьзовате ­ лей и вместо этого изм е н ить файл /etc/pas swd вручную ( в ы пол н и в команду vipw с м . раздел 8 . 6 ) , чтобы создать н овую учетную запись, поместите в зашифрова н ное поле пароля с и мвол * ( F ree B S D ) или х ( Linux) . Эта мера п редотвратит несан кцион и ­ рован ное испол ьзование учетной записи д о тех пор, пока в ы и л и пользовател ь не уста­ новите реальны й парол ь. Шифрованные пароли имеют постоян ную длину (86 символов для S HA-5 1 2 , 34 сим­ вола для M D5 и 1 3 символов для D E S ) независимо от длины н езашифрованного паро­ ля. П ароли шифруются в сочетании со случайной "солью" , так что одному паролю могут соответствовать разные заш ифрован ные фор м ы . Если два пользователя выбирают оди н и тот ж е пароль, этот факт обыч но не может быть обнаружен путем проверки зашифро­ ванн ых паролей. П арол и , заш ифрованные алгоритмом M D5 в файле тен евого парол я , всегда нач ина­ ются с с и мволов $ 1 $ или $ md 5 $ . Пароли Blowfish нач и н аются с символов $ 2 $ , пароли SHA-256 - с $ 5 $ , а пароли S HA- 5 1 2 - с $ 6 $ .

'Допол нительную и н формаuию п о этой проблеме с м . п о адресу s t r e n g t h . png.

x k c d . с о т / c o m i c s / p a s s w o r d_

278

Часть 1 . Основы администрирования

Идентификатор пользов а теля Ш Дополнительную информацию об учетной записи пол ьзователя

root

см . в разделе 3. 1 .

П о определе н и ю иде нтификатор пол ьзователя r o o t равен нул ю . Бол ь ш и нство с и ­ стем также определя ют псевдопол ьзовател е й , например Ь i n и d a em o n , как владельцев команд ил и файлов конфигурации . Эти фикти вные регистрацион н ы е имена принято указывать в начале файла /etc/pas swd, присваивая им низкие идентифи каторы U I D и назначая дл я н и х фиктивную оболоч ку (напри мер, /Ьin/fal se) , чтобы н и кто н е мог войти в систему под эти м и именами. Для того чтобы зарезервировать достаточно места для будущих фиктивных пол ьзо­ вателе й , м ы рекомендуем назначать U I D для реал ьн ы х пол ьзователе й начиная с \ ООО или выше. (Желаем ы й диапазон для новых U I D можно указать в файлах конфигурации с помощью параметров команды useradd.) П о умолчанию наши систе м ы ссылок Linux присваи вают идентификаторы U I D , начи ная с 1 000. Система Free BSD прис ваивает пер­ вому реальному пользователю U I D, равн ы й 1 00 1 , а затем добавляет един ицу для каждо­ го нового пользователя . Не испол ьзуйте U I D повторно, даже когда пользовател и покидают вашу организа­ цию и вы удаляете их уч етные записи. Эта предосторожность предотвращает пута н и ­ цу, которая может возн икнуть при дал ьн е й ш е м восстановл е н и и файлов из резервных коп и й , в которых пол ьзователи могут быть идентифицирова н ы с помощью U I D , а не по регистрационному имен и . Иде нтификаторы U I D должны быть у н и кальн ы м и в мас ш табе всей орган иза ц и и . И н аче говоря , конкретн ы й U I D должен ссылаться на одно и то ж е регистрационное и м я и одного и того ж е человека на всех маши нах, которые разрешено исполь з овать этому человеку. Нес пособность поддерживать уникал ьн ы е U I D может при вести к проблемам безопасности в таких системах, как N FS, а также к путан ице , когда пользователи пере­ ходЯт из одной рабоче й груп п ы в другую. Трудно поддерживать ун и кальные U I D, есл и групп ы м а ш и н управляются разн ы м и л юдьми или организаци я м и . Эти пробл е м ы носят техн ический и политический харак­ тер. Л учшее решение - иметь централ ь н ы й сервер базы дан н ы х ил и каталог, которы й содержит запись дл я каждого пользователя и обес печивает уникальность. Более простая схе ма - назначить каждой группе внутри организации собстве н н ы й диапазон U I D и позвол ить каждой группе управлять собстве н н ы м диапазоном. Это ре­ ш е н ие ограничивает пространство U I D , но не устраняет параллельную проблему с уни­ кал ьн ы м и регистрацио н н ы м и именам и . Независимо от ваше й схе м ы , основной задачей я вляется согласован ность подхода. Если согласованность невозможна, у н икал ьность U 1 D становится второй по важности цел ью. Популярной системой управления и распростран е н и я и нформации об учетн ых за­ п ис я х , которая зарекоме ндовала себя в круп н ы х орга н изациях, я вляется п ротокол Lightweight Directory Access Protocol ( LDAP ) . Он кратко описан в этой главе и более под­ робно рассматривается в разделе 1 7 . 2 .

Идентификатор груп п ы по умолч а н и ю Как и идентификатор пол ьзовател я ( U I D) , иде нтифи катор груп п ы ( G I D) я вляет­ ся 32-битов ы м цел ы м ч ислом. Идентифи катор О зарезервирован для групп ы с и м е н е м roo t , s y s t em или whee l . Как и в случае идентификаторов пол ьзователей, систе м ы ис­ пользуют несколько предоп ределенных груп п для собствен н ы х нужд. Увы , в этом вопро­ се согласованности среди коллег - п роизводителей с истем не набл юдается. Например,

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

279

груп па Ьin и меет идентифи катор G J D , рав н ы й 1 , в с истем ах Red Hat , CentOS и G I D , равный 2, - в системах Ubuntu, Deblan и G J D, равный 7, в системе Free B S D . В т е далекие времена, когда ком пьютеры б ы л и е щ е дорогим удовол ьствием , группы использовал ись для учета машин ного времени, чтобы время работы центрального про­ цессора, врем я , затраченное на регистрацию, и использованное дисковое п ространство оплач ивал соответствующи й отдел . В н астоящее время группы испол ьзуются , в основ­ ном , для организации совместного доступа к файлам. -

m Допол нительную и нформаци ю о каталогах с установленным битом s e t g i d см . в деле 5 . 5 .

раз­

Группы определя ются в файле /etc/group , а поле идентификатора групп ы в фай­ ле /etc/pas swd задает стандарт н ы й ( "фактичес к и й " ) идентификатор G I D на момент регистрац и и пользователя в систе м е . Этот идентификатор н е и грает особой роли при определении прав доступа; он испол ьзуется лишь при создан и и новых файлов и ката­ логов. Новые файлы обычно в кл ючаются в фактическую группу с воего владельца , но если вы хотите разделять файл ы с другим и участни кам и проектной групп ы , не забудьте вручную измен ить для этих файлов владел ьца группы. При этом следует и меть в виду, что если у каталогов установлен бит s e t g i d (02000) или файловая система с монтирована с опцией grpid, новые файлы включаются в груп­ пу родительского каталога.

П оле GECOS Это поле иногда ис пользуется для хранен и я персональной и нформации о каждом пол ьзователе . Оно я вл яется н аследием некоторых из ран н и х верс и й с истем ы U N IX, испол ьзовав ш и х для разных цел е й семейство операцион н ых с истем General Elect ric Comprehe nsive Operating Systems. Оно не и меет четко о предел е н ного с интакс и с а . В принципе структура пол я G ECOS может быть произвольной , а ее элементы разделя­ ются запятым и и размещаются в следующем порядке: •

полное имя (часто используется только это поле) ;

•

номер офиса и здания ;

•

рабочий телефон ;

•

домашний телефон.

lШ Дополн ительную информацию о базе данных LDAP см в разделе 1 7 . 2 . И нформацию, содержащуюся в поле G ECOS, можно изменять с помощью команды chfn. Эта команда используется для веден и я и обновл е н и я с п иска телефон н ых номе­ ров, но е ю часто злоупотребляют: например, пользовател ь может изменить и нформа­ цию так , что она станет н е цензурной или некорректной. В некоторых систем ах мож­ но установить ограничен и я , указав, какие поля может модифицировать команда chfn. Адми н истраторы сетей бол ь ш инства университетских городков совсем отключают ко ­ манду chfn. Во м ногих с истемах команда chfn " по н имает" только файл pas swd, по­ этому, если для управления регистрационной информацией вы испол ьзуете базу дан н ы х LDAP и л и какую-либо и н у ю службу каталогов, команда chfn может не работать вовсе.

Домаш ни й катало г Войдя в систему, пользовател ь попадает в свой домашн и й каталог. И менно в домаш­ них каталогах оболоч ки регистрации и щут и нформацию, связанную с учетной зап исью,

Часть 1. Основы администрирования

280

псевдонимы оболоч ки и переменные окруже н ия , а также кл ючи S S H , сертификаты сер­ веров и другие параметры. Следует и м еть в виду, что если домаш ние каталоги смонтирован ы вне файловой си­ сте м ы , то в случае проблем с сервером ил и с самой сетью они могут оказаться н едо­ ступ н ы м и . Если на момент регистрации этот каталог отсутствует, выводится сообщение вроде no h ome d i r e c t o r y (домашн и й каталог отсутствует) и пользовател ьские дан ные поме щаются в каталог / . 4 В качестве ал ьтернативы регистрацию можно отключить со­ всем с учетом систе м ной конфигурац и и. Более подробно домаш н и е каталоги описыва­ ются в разделе 8 . 6 .

Регистрационная оболоч ка В качестве регистрацион ной оболочки, как правило, задается и нтерпретатор команд, но в прин ципе это может быть л юбая программа. П о умолчани ю для системы Free B S D испол ьзуется и нтерпретатор sh, а дл я с исте м ы Linux и н терпретатор bash ( G N U ­ версия оболочки sh) . В не которых системах пол ьзовател и могут менять и нтерпретатор с помощью коман­ ды chsh, но, подобно chfn , эта команда может не работать, есл и дл я управления ре­ гистрационной и нформацией вы испол ьзуете базу дан н ых L DAP или какую-л ибо иную службу каталогов. Есл и вы испол ьзуете файл /etc/pas swd, систе м н ы й адм ин истратор всегда может замен ить интерпретатор пол ьзователя , отредактировав файл passwd с по­ мощью програ м м ы vipw. -

8.3 . ФАйлы /Eтc / sНADow Файл с крытых паролей доступен для чтения только суперпользователю и предназна­ чен для хране н ия зашифрован н ы х парол е й подальше от л юбоп ытн ых глаз и программ взлома. В нем также содержится учетная и н формация , которая отсутствует в исход­ ном файле /etc/passwd. В настоящее время механизм с крытых паролей ис пол ьзуется по умолчанию практически во всех с истемах. Файл shadow не включает в себя файл pas swd, и последний не генерируется автома­ тически при изменении файла shadow. Оба файла необходимо хран ить независимо друг от друга ( ил и испол ьзовать команду наподобие useradd для автоматического управле­ ния файлам и ) . Как и /etc/pas swd, файл /etc/ shadow содержит одну строку для каж­ дого пользователя . Каждая строка состоит из 9 полей, разделенных двоеточиями: •

регистрацион ное имя;

•

заш ифрованный пароль;

•

дата последнего изменен ия пароля ;

•

м и н и м ал ьное число дней м ежду измене н ия м и пароля;

•

максимальное число дней между изменения м и пароля;

•

коли чество дней до истечения срока действия пароля, когда выдается предупреж­ ден и е ;

4Это сообщен и е поя вляется п р и регистрации в системе через консоль и л и терминал , но не через экра н н ы й диспетчер , такой как xdm, gdm или kdm. В последнем случае пользовател ь вообще будет н емедленно вы веден и з систе м ы , поскольку п рограмма-диспетчер не сможет осуществить запись в нуж н ы й каталог ( например, / gnome). ...

.

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

•

281

количество дней по истечении срока действия парол я , когда учетная запись аннул ируется;

•

дата истечения срока действия учетной записи;

•

зарезервирован ное поле, в настоя щее время пустое.

Л и ш ь первые два поля обязательно должн ы быть запол н е н ы . П оля дат в файле /etc/ shadow задаются в виде ч исла дней (а не секунд) , п рошедших с 1 января 1 970 года, что не является стандартным способом вычисления времени в системах U N IX и Linux.5 Типичная зап ись выглядит так. mi l l e r t : $ 6 $ i TE FbMTM$ CXmx PwErbEe f 9 RUBv f l z v 8 EgXQd a Z g 2 e Od5 uXyvt 4 s F z i 6G 4 1 I qavL i l TQgniAHm3 C z w / L o aG z o F z aМm . Yw01 / : 1 6 9 7 1 : 0 : 1 8 0 : 1 4 : : :

Приведем более подробное описание некоторых полей. •

•

•

•

•

•

•

•

•

Регистрационное имя совпадает с именем из файла /etc/passwd. Оно связывает записи файлов pas swd и shadow. Зашифрован н ы й пароль идентичен тому, который ранее хранился в файле /etc/ pas swd. Третье поле содержит дату последне го измен е н и я пользователем с воего пароля. Это поле обычно заполняется командой passwd. В четвертом поле задано кол и чество дне й , спустя которые пользователь сможет снова изменить пароль. Это не позволяет пользователя м немедленно возвращать­ ся к привычн ы м паролям после их обязательного изменения. Такая возможность кажется нам опасной, если в течение указанного времени будет обнаружено на­ руш е н ие безопасности с исте м ы . Поэтому мы рекомендуем устанавливать дан ное поле равным нулю. В пятом поле задано максимальное ч исло дней между двумя изменениями паро­ ля. С помощью этой установки адм и нистраторы заставл яют пользователе й менять свои парол и (подробнее механизм устареван ия парол е й описан в разделе 27.4). В системе Linux макси мальное время жизни пароля определя ется суммой значе­ ний дан ного и седьмого (льготны й период) полей. В шестом поле задано количество дней , оставшихся до момента устаревания паро­ ля , когда программа login должна предупреждать пользователя о н еобходимости сменить пароль. В восьмом пол е задан ден ь, в которы й истекает срок действия учетной записи (считая от 1 я н варя 1 970 года) . По прошеств и и этой даты пользовател ь не смо­ жет зарегистрироваться в системе, пока адм и н истратор не сбросит значение поля. Если поле оставлено пустым , учетная зап ись всегда будет активной.6 Чтобы установить поле даты истече н и я срока, можно исп ол ьзовать команду usermod (даты здесь должны быть в формате гггг-мм-дд). Девятое поле зарезервировано на будущее. 7

Теперь, когда назначение полей понятно, вернемся к расс мотренному выше примеру. mi l l e r t : $ 6 $ i T E FbMTM$ CXmx PwErbEe f 9 RUBv f l z v 8 EgXQda Z g 2 e Od5 uXyvt 4 s F z i 6G 4 1 I qavL i l T QgniAHm3 C zw / L o a G z o F z aМm . Yw01 / : 1 7 3 3 6 : 0 : 1 8 0 : 1 4 : : :

5 При этом вы можете преобразовать секунды в дни с помощью команды expr ' date+'iss ' / 8 6 4 0 0 . 6 Седьмое поле в к н иге не оп исано. - Примеч. ред. 7 Возможно, это поле н икогда не будет использовано.

Часть 1 . Основы администрирования

282

В этой записи говорится о том , что пол ьзователь mi l l e r t последни й раз м енял свой парол ь 19 и юн я 20 1 7 года . Следую щ и й раз парол ь должен быть изменен через 1 80 дне й . З а две н едели до этого пол ьзовател ь нач н ет получать предупреждения о необходимости с м е н ить парол ь. Учетная зап ись не и меет срока действия. С помощью утил иты p w c o nv можно согласовать содерж и м ое файлов s h adow и passwd, выя вл я я и удал я я п ол ьзо вателей не указанных в файле pas swd. ,

8.4. ФАйлы /Етс /МАS ТЕR . PAS SWD и /Етс/ LOGIN . CONF в СИСТЕМЕ FREEBSD П оявление модулей РАМ и наличие аналогичных команд управления пол ь­ зователя м и в систе мах F ree B S D и Linux сделал и управление учетн ы м и за­ п исями относител ьно согласованным между платформам и , по крайней мере на самом верхне м уро1ше. Однако между ними существуют некоторые раз­ личия на уровне реал и зации.

Ф айл /etc/mas ter . pas swd В систе м е Free B S D " реал ьн ы м " файлом паролей я вляется /etc/ma s ter . pas swd, которы й доступе н тол ько для чте н ия . Файл /etc/pas swd предназначен для обратной совместимости и не содержит паролей (вместо этого он содержит с и м вол ы * в качестве заполни тел е й ) . Чтобы измен ить файл паролей, выполн ите команду vipw. Эта команда вызы вает ваш редактор для копии /etc/шaster . pas swd, затем и нсталл ирует новую версию и повтор­ но генерирует файл /e tc/pas swd, чтобы отразить все изм е н е н и я . ( Команда vipw яв­ ляется стандартной для всех систе м U N IX и Linux, но особенно важно испол ьзовать ее в системе Free B S D , потому что файлы с двойн ы м паролем должны оставаться синхро­ н из ированн ы м и (см . раздел 8 . 6 ) . ) Кром е полей файла pas swd файл mas ter . pas swd содержит т р и допол н ител ьных поля . К сожал е н и ю , по умолчан и ю о н и зажаты между пол е м G I D и пол е м G EC OS , зада н н ы м и по умолчан и ю , поэто м у фор м ат ы ф а й л о в н а п р я м у ю н е совмест и м ы . Допол н ител ьн ые три поля п е р е ч и слен ы н иже : •

класс регистраци и ;

•

в р е м я изме н е н и я п а рол я ;

•

врем я ис те ч е н и я срока де йствия пароля.

Класс регистрации (есл и он указан) относится к записи в файле /etc/ login . conf. Этот класс оп редел я ет огра н ич е н и я потребления ресурсов и управляет множеством дру­ гих параметров (см . следующий раздел) . П ол е времени измене н и я пароля отражает возраст пароля. Он содержит время в секун ­ дах с момента U N IX, после которого пользователь будет вынужден изменить свой пароль. Вы можете оставить это поле п уст ы м указав, что парол ь будет действовать веч но. Врем я истечения срока действия учетной записи означает время и дату ( в секундах, как и для моме нта исте ч е н ия срока действия парол я ) , по прошестви и которого истекает срок действия учетной зап иси пол ьзователя. Пользователь не может войти в систе м у по­ сле этой даты , есл и поле не будет сброшено адм и н истратором. Если это поле оставлено пустым, учетная запись останется действител ьной. ,

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

283

Файл / etc/ loqin . conf Файл / e tc / l o q i n . conf в с и сте м е Free BS D задает параметры учетной запи с и для пол ьзователе й и групп пол ьзователе й . Его формат состоит из п а р ключ-значение с двоеточием и булевых флагов. Когда пользователь входит в систему, поле входа в каталог /etc/master . passwd опре­ деляет, какую запись из файла / etc/ loqin . conf применять. Если в записи пользователя master . passwd не указан класс входа в систему, используется класс по умолчанию. Элемент loqin . conf может установить любое из следующих значений. •

•

Ограничения ресурсов ( м акси м ал ьн ы й разм ер процесса, макс и м ал ь н ы й размер файла, количество открытых файлов и т.д. ) . Сеансовые огран ичения (с какого моме нта и нас кол ько дол го разреш е н ы регистрационные имена).

•

Переменные окружения по умолчан ию.

•

Пути ПО умолчани ю ( РАТН , МАN РАТН и т.д . ) .

•

Расположение файла с сообщениями для всех пользователей.

•

Хост и контрол ь доступа на основе подсистем ы ТТУ.

•

Стандартная маска для команды umask.

•

Контроль учетных записей ( в основном заменяется модулем РАМ pam_pa s s wdqc ) .

Следующий пример демонстрирует переопределение нескольких значен и й по умолчан ию. О н предназначен для назначения с истемных администраторов . s y s adrni n : \ : ignorenologin : \ : requi r ehome @ : \ : ma x p r oc=unl imi t e d : \ : op e n f i l e s=unl imi t e d : \ : t c=de f a ul t :

Пользователи , имеющие класс регистрации s y s a dm i n , могут войти в с истему, даже если их имя указано в файле /var/run/noloqin и у н их может не быть рабочего домаш­ него каталога (этот параметр позволяет регистрацию , когда с истем а N FS не работает) . Пользователи класса s y s a dmin могут запускать л юбое количество процессов и открывать любое количество файлов.� Последняя строка записывает и нформацию в запись d e f a u l t . Хотя с истема Free B S D и меет разумные стандартн ы е значе н и я , м ожет возни кнуть необходимость обновить файл / etc/ loqin . conf, чтобы установить предупрежде ния об истечени и врем е н и ожидания или об истечении срока действия пароля . Например, чтобы установить время ожидания равн ы м 15 мин. и вьщавать предупреждения за сем ь дней до истечения срока действия паролей, необходимо добавить следующие эле менты в запись d e f a u l t : warnp a s sword= 7 d : \ : i d l e t ime= l 5m : \

Есл и вы изменяете файл / etc/ l oqin . conf , вы также должн ы в ыпол н ить следую­ щую команду дл я ком пиляции ваших изменений в хешированную верс и ю файла, кото­ рую система фактически ис пол ьзует в повседневной работе: $ cap_lllkdЬ /etc/loqin . conf

8 n о- прежнему существуют технические огран ичения на общее кол ичество процессов и открытых файлов. которые может подцержи вать ядро, но искусственно установленных ограничени й нет.

Часть 1. Основы администрирования

284

8.5. ФАйЛ /Eтc /GROUP Файл /etc/group содержит имена U N IХ-групп и с писки членов каждой групп ы . Вот как выглядит фрагмент файла group и з с истемы Free B S D. whe e l : * : O : ro o t s y s : * : З : r oot , Ьi n ope r a t o r : * : 5 : r o o t Ь in : * : 7 : r oot f tp : * : 1 4 : dan s t a f f : * : 2 0 : da n , b e n , t r e n t nobody : * : 6 5 5 3 4 : l p d

Каждая строка представляет одну группу и содержит следующие четыре пол я : •

имя групп ы ;

•

заш ифрова н н ы й пароль или заполн итель;

•

идентификатор групп ы ;

•

список членов, разделенный запятыми (пробелов быть не должно) .

Как и в файле /etc/pas swd, поля разделяются двоеточиям и . Дл ина и м е н и групп ы не должна превышать 8 с и м волов и з соображен и й совместимости , хотя во многих с исте­ мах такого ограничения нет. Несмотря на возможность установить пароль групп ы , позволяющий л юбому пользо­ вателю присоединиться к группе, выпол н и в команду newgrp , она используется редко. П ароль можно установить с помощью команды gpas swd; а его заш ифрован ная форма в системе Linux сохраняется в файле /etc/gshadow. Имена груп п и их идентифи каторы должн ы быть одинаковыми на всех ком пьютерах, получающих совместн ый доступ к файлам через сетевую файловую систему. Этого труд­ но достичь в гетероген ной среде , поскол ьку в разных операционных системах испол ьзу­ ются разн ые идентификаторы дпя одних и тех же груп п . Есл и в файле / e tc/pas swd пол ьзовател ь объя влен членом оп редел е н ной групп ы по умолчан ию, а в файле /etc/group - нет, пол ьзователь все равно включается в груп­ пу. На этапе регистрации членство в группе проверяется по обоим файлам, но луч ш е все же согласовывать их содержимое. В н е которых старых системах огран ичивается кол ичество групп , к которым может принадпежать пользователь. В современ н ых ядрах систе м Linux и Fre e B S D ограниче н и й нет вообще. Для того чтобы избежать конфли ктов , связанных с иде нтифи катора м и стандартн ых групп , рекомендуем выбирать иде нтификаторы локал ьн ых гру п п , начи ная со знач е ­ н ия 1 000. Согласно тради ц и и U N IX новые пол ьзователи добавля ются в группу, название ко­ торой отражает их категори ю , например " students" или " fi nance " . Однако следует учи ­ тывать, что подобная традиция повышает вероятность доступа пол ьзователе й к файлам друг друга из-за неаккуратной установки прав. Чтобы этого избежать, рекомендуем создавать дпя каждого пользователя ун икал ьную группу с помощью утилит useradd и adduser (т.е. группу, имя которой совпадает с именем пользователя и содержит только дан ного пол ьзователя ) . Это соглашение намного проще выполнить, чем обеспечить согласование между идентификаторами пользователя и группы. Чтобы пользователи могл и обмениваться файлами с помощью группового механизма, со:щайте отдельные группы. Идея персональных групп состоит в том , чтобы не препятство-

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

285

вать испол ьзован ию групп как таковых, а просто создать более ограничительную группу по умолчанию для каждого пользователя , чтобы файлы не бьmи предоставлены для совмест­ ного пользователя непреднамеренно. Можно также ограничить доступ к вновь созданным файлам и каталогам, установив маску umask по умолчан и ю вашего пользователя в файле запуска по умолчанию, например /etc/profile или /etc/bashrc (см. раздел 8.6).

m Дополнительную и нформацию о п рограмме sudo см . в разделе 3.2. Членство в группах также может служить маркером для других контекстов или при­ вилегий . Например, вместо того , чтобы вводить имя пользователя каждого систе м ного администратора в файл sudoers , вы можете н астроить программу sudo так, чтобы все члены групп ы " admiп" автоматически и мели привилегии sudo . В с истеме Liпux для создания , изменения и удаления груп п предусмотрены команды groupadd, groupmod и groupdel . Система Free B S D для выпол н е н ия всех этих фун кций испол ьзует команду pw. Чтобы добавить пользователя d a n в группу s t a f f , а затем проверить,

что измене н ие было правил ьно реализовано, необходимо выпол нить следу­ ющие команды: $ sudo pw groupmod s taff -m dan $ pw groupshow s taff s t a f f : * : 2 0 : da n , evi , g a r t h , t r e n t , b en

8.6. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ВРУЧНУЮ: ОСНОВНЫЕ ДЕЙСТВИЯ Прежде чем создавать учетную запись для нового пользователя в крупной коммерче­ ской компании , правительствен ном учрежде н и и или учебном заведен и и , важно заста­ вить его подписать соглашен ие о правилах работы в с исте м е . ( Как? ! У вас нет такого соглашения? Немедле н но прочтите материал в разделе 3 1 .9 , чтобы узнать, для чего оно нужно и как е го составлять . ) У пользователей н е т веских прич и н подписывать такое соглашение, поэтому в и нте­ ресах адм и нистратора убедить их сделать это, чтобы и меть рычаги влияния. П осле того как учетная зап ись создана, добиться подписи будет трудно, так что лучше получ ить ее заранее. Если существует такая возможность, прежде чем создавать учетную запись, по­ лучите подпись пользователя на бумажном докуме нте. Процесс подкл ючения нового пол ьзователя состоит из ряда этапов, определяемых систе м н ы м и требова н и я м и ; два с вязан ы с фор мирова н и е м пол ьзовательской сред ы , а еще нескол ько этапов может понадобиться для целей с истемного администрирования. •

Обязательные этапы : •

•

• •

•

отредактировать файлы pas s wd и shadow (или файл mas ter . pas swd в с исте­ ме FreeB S D ) , чтобы создать учетную запись пользователя ; добавить зап ись нового пользователя в файл /etc/group (в действительности это не необходимо, а желательно) ; задать первоначал ьн ы й пароль; создать для нового пол ьзователя домаш н и й каталог, н азначив его владельца с помощью команды chown и задав режим доступа с помощью команды chmod; настроить роли и права доступа (есл и вы используете RBAC ; с м . чуть н иже ) .

часть 1. Основы администриравания

286 •

П ользовательские этапы: •

•

скопировать в домаш н и й каталог пользователя стандартные конфигурацион ­ ные сценарии .

Административные эта пы : • • •

получить подпись пол ьзователя на соглашен и и о правилах работы ; проверить правил ьность создания учетной записи ; добавить контактную информацию о пользователе , а также сведения о статусе учетной записи в административную базу данн ых.

Для выпол н е н и я этого с п иска действий необходимо иметь сценарий ил и утил иту, и во всех наших иллюстративных с истемах они предусмотрен ы в виде команд adduser и useradd.

Реда кти рован ие фа йлов pas swd и qroup Ручное редактирова н ие файлов pas swd и group уязвимо для ош ибок и неэффек­ тивно, поэтому м ы рекомендуе м и н струменты высокого уровня , такие как useradd, adduser, usermod, pw и chsh. Есл и вам пр идется добавлять пол ьзователя вруч ную, испол ьзуйте команду vipw, чтобы отредактировать файл ы pas swd и shadow ( в системе Free B S D файл mas ter . passwd). По умолчанию выбирается редактор vi , но эту установку можно изменить, за­ дав новое значение переменной среды E D I TOR.9 Более важно то, что команда vipw бло­ кирует редактируе м ы й файл , позволяя только одному пользовател ю редактировать его. Это не допускает н и каких конфл иктов между действия м и разн ых пользователе й . -

В с истемах Linux после редактирования файла pas swd команда vipw авто­ матически напомн ит пользователю о необходимости отредактировать файл shadow. Для этого используется команда vipw -s . В систе м е FreeBS О команда vipw редактирует файл mas ter . pas swd, а не /etc/pas swd. П осле внесения измене н и й команда vipw запускает в ыпол­ н е н ие команды pwd mkdЬ для ге нерирования производного файла pas swd _ и двух хеш и рова н н ы х верс и й mas ter . pas swd (одна из них содержит за­ ш ифрова н н ы е парол и , доступные для чте н и я тол ько пользователю r o o t , а вторая не содержит паролей и доступна дл я чтения л юбому пользователю). Например, выпол н е н и е команды vipw и добавл е н и е следующей строки приведет к определен и ю учетной записи с именем whi t n e y . wh i t n e y : * : l O O З : l O O З : : O : O : Wh i t n e y S a t h e r , АМА Т Н 3 - 2 7 , х 7 9 1 9 , : / h ome / s t a f f / wh i tn e y : /b i n / s h

Обратите внимание н а звездочку в поле зашифрованного пароля. О н а предотвращает использование учетной записи, пока не будет установлен настоя щий пароль с помощью команды passwd (см. следующий раздел) . Затем отредактируйте / e t c / g roup , выпол н и в команду v i g r . Добавьте строку для новой персонал ьной груп п ы , есл и ваша орган изация использует их, и добавьте имя пользователя для каждой груп п ы , в которой пользователь должен иметь членство. '' Если сначала выполн ить команду vipw ( или vigr ) , систем ы Ubuntu и Deblan п редложат вам выбрать одну из команд vim . basic, vim . tiny, nano или ed. Если впоследствии вы передумаете, выполните команду select-editor.

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

287

Как и в случае с командой vipw, использование команды vigr гарантирует, что из­ менения, внесе н н ы е в файл /etc/group, я вляются коррект н ы м и и атомар н ы м и . После сеанса редактирования команда vigr должна попросить вас выпол н ить ко манду vigr - s дл я редактирования файла теневой групп ы (gshadow) . Если вы не хотите устанавливать пароль для групп ы , что необычно, вы можете пропустить этот шаг. Чтобы внести изм е н е н ия в файл /etc/group, в с истеме Free B S D ис пользу­ ется команда pw groupmod.

Задан ие па роля W Правила выбора удачных паролей при ведены в разделе 27.З. Установите пароль для нового пользователя с помощью следующей кома нды. $ sudo passwd но в о е - имя - поль з о в а теля

В некоторых автоматизированн ых систе мах п р и добавл е н и и н о в ы х пол ьзователе й необязательно вводить н ачал ь н ы й пароль. Задание пароля в таких случаях происходит при первой регистраци и . Несмотря на удобство, этот вариант приводит к образовани ю огромной дыры в системе безопасности ; тот, кто может угадать новые регистрацио н н ы е и м е н а ( ил и узн ать и х в файле /etc/passwd) , может в ы пол н ить " пи ратс к и е " действия по отнош е н и ю к учетным записям , прежде чем соответствующие пол ьзователи получат возможность заре гистрироваться . Помимо других функций команда pw в системе Free B S D ге нерирует и уста­ навл ивает случай н ы е парол и пол ьзователей. $ sudo p w usermod raphael -w random P a s sword f o r ' r a p h ae l ' i s : l n З t c Yu l s

М ы н е являемся горяч и м и сторонн иками испол ьзования случайн ых паролей. Однако они бывают полезн ы м и в качестве временных паролей, которые подлежат замене после использования.

Созда ние домаш него каталога пользовател я и инсталляция конфигура ционных фа йл о в Новые домаш н ие каталоги пол ьзователей создаются с помощью команд u s e radd и adduser, но вы вряд ли захотите выпол н ять двойную п роверку прав доступа и файлов запуска для новых учетных записей. Домаш н и й каталог создать легко. Если вы забыли это сделать п р и создани и учетной записи нового пол ьзователя , исправить положен и е можно с помощью простой команды mkdir. Вам также понадобится установить права владен ия н а новый каталог и права до­ ступа к нему, но луч ше все го сделать это после инсталляции локальных конфигурацион ­ ных файлов. Имена таких файлов традиционно начинаются с точ ки и зака н ч иваются суфф и ксом rc (сокраще н и е от "run command " команда запуска) - "от голосок" операционн о й систем ы CTS S. Предшествующая точка заставляет команду l в не в ключать э т и файлы в листинги каталогов, есл и только не указана опция - а . М ы рекомендуем предоставлять стандартные файлы запуска для всех и нтерпретаторов команд, которые популярны в ва­ ших с истем ах , чтобы пол ьзовател и по умол ч а н и ю п родол жал и работать в корректной среде даже при смене командной оболочки. Наиболее часто встречающиеся конфигура­ цион н ы е файлы перечислен ы в табл . 8 . 2 . -

Часть 1. Основы администрирования

288

Таблица 8 . 2 . Распространенные конфигурационные файлы Команда

И мя фама

Применение

loqin_сом

Все оболочки

•

sh

. profile

Установка пути поиска, типа терминала и среды

Ьаsь•

. bashrc

Установка типа терминала (если это необходимо)

. bash_profile

Установка опций программ Ьiff и me sq Установка переменных окружения Установка псевдонимов команд Установка пути поиска Установка атрибута umask для управления правами дос�упа Установка переменной C D PATH для поиска имен файлов Установка переменных Р s 1 (строка приглашения ) и HI s TCONT ROL

. loqin

Считывается всеми зарегистрированными экземплярами интерпретатора csh

csh/ tcsh

. cshrc .... . . .

..

.

.

.

. . . ....... . . .

. " . . .. . " .... -

Настройки параметров регистрации пользователя по умолчанию ( FreeBSD)

Считывается всеми экземплярами интерпретатора csh

. .. " . .. . .. .. . . . .. . . . ...

. . . . . . " " .. . " ..

..

"

..

."

. .

.

. . ..

.

. .

.

.

.

.

. ..

.

.

.

vi/vim

. ею:с/ . vimrc

ешасs

•

qit

. qitcomiq

Установка параметров пользователя, редактора, цвета и псевдонимов в си­ стеме Git

. qcom

Среда GNOME: конфигурация среды пользователя посредством команды qconf

. qconfpa th

Путь для дополнительного варианта конфигурации среды пользователя по­ средством команды qconf

. . " . . .. .

.... " . . . .

. . . . . . .. . .

КDЕ .

........... " .... -.....

ешасs

Устано вка опций редакторов vi/viш

. ............ " . . . . " . . . . " ......•.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . • . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " . . . . . . . . . . .

Установка опций редактора ешасs и функциональная привязка его клавиш

. . . . . . . . . . . . . . . " . . . " . . . . " . " . . . . " . " . . . . " . . . . . .. " . . . . " . . . . . " . . . . . . " " . " . . " . . . . . " . . . . . . " . . . " " . . . . . . " . . . . . " . . . . . . . . . . . . . . . . " " . . . " . " . " " . . . . . . " . . . . . " " . . " . . . " . . . . . . . " . . . . . . " " . . . . " " " . . . . " . . . . . . . " . " . . " . . . . . . . . " . . . . . . . . . . . • . . . . " . . .

. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. " . . . " . . . " " " . . " . " . . . ... . . . . . . . " " . .... . "." . . .. . " ... . .. " " . . . . . . . . . . .. " . " . " . . . . . . . . . . " " . . " " . . " . . . " . " . " •

kde /

" . " ..

.. . . . " . . . " " .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .

"

Среда KDE: каталог файлов конфигурации

" Оболочка bash также читает файлы . profile или / e tc /prof i l e в режиме эмуляции s h . Файл . ba s h_ profile считывается командами регистрации, а файл . bashrc считывается с помощью интерактивных оболочек без регистрации.

Образцы файлов запус ка традиционно хранятся в каталоге /etc / ske l . Если вы бу­ дете редактировать примеры конфигурацион н ы х файлов, каталог / u s r / l o ca l / e tc / skel самое удач ное место для хранения модифицированных копи й . Конфигурационн ые файлы и каталоги , перечисленные для настол ьн ых сред G N OM E и K D E , представляют собой л и ш ь вершину айсберга. В частности. обратите в н и мание на уrилиту gconf, предназначен ную для хранения предпочтений в выборе приложе ний для программ под управлением G N O M E ( подобно тому, как это реализовано в систем­ ном реестре Wi ndows). -

W Дополнительную и нформацию об атрибуте uшask см. в разделе 5.5. Н е забудьте задать разум ное значение umask (рекомендуем 077, 027 ил и 022, в зави­ си мости от "дружел юбности" среды и размеров организаци и ) . Если вы не испол ьзуете индивидуальные группы, рекоме ндуем установить дл я umask значение 077, поскол ьку оно предоставляет владельцу пол н ы й доступ, а для групп ы и вообще для всех остал ь­ ных - н и какого доступа. В зависимости от и нтерпретатора , в каталоге / e tc могут содержаться систе м н ы е конфи гурацион н ы е файл ы , обрабаты вае м ы е р а н ь ш е пол ьзовател ьс ких. Н а п р и м е р , и нтерпретаторы b a s h и s h читают файл / etc/pro f i l e д о начала обработки файла

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

289

/ . profile и / . bash_p rofile. В эти файлы стоит помещать стандартные установки , необходимые дл я функционирования вашего хоста, но следует иметь в виду, что пользо­ ватели могут переопределять свои установки в собственных конфигурацион н ы х файлах. И нформацию о других и нтерпретаторах можно найти в документац и и (см . соответству­ ющие mаn-страницы). �

�

По соглашению, систе м а Linux сохраняет фрагме нты загрузочн ы х файлов в каталоге / etc /pro f i l e . d. Хотя имя каталога происходит из соглаше­ ний, принятых для оболочки sh, файл /etc/profi le . d может фактически в ключать фрагменты для нескол ьких разных оболоче к . Кон кретн ые цел е ­ вые оболочки различаются суффикса м и имен файлов ( * . sh, * . c s h и т.д . ) . В оболочке не встроена поддержка файла pro f i le . d; фрагменты просто исполняются сценарием запуска по умолчан и ю в каталоге /etc ( например, /etc/profile в случае оболочки sh или bash) . Разделе н ие файлов запуска, зада н н ых по умолчанию, н а фрагме нты обл е гчает мо­ дульность и позволяет программ н ы м пакетам включать собствен н ы е значения по умол ­ чанию на уровне оболочки . Например, фрагменты colorl s . * указывают, как правиль­ но раскрасить вы вод команды ls, чтобы сделать его нечитаем ы м на темном фоне .

Уста новка прав доступа и владения После установки домашнего каталога переходите к пользователю и убедитесь, что о н и меет соответствующие права доступа. Команда $ sudo chown

-

R новый_ поль зова тель : но в а я_ гр уппа -новый_ поль з о в а т ель

должна надлежащим образом установить права владе н и я . Обратите в нимание на невоз­ можность использования команды $ sudo chown -R новый_ пользова тель : н о в а я_ группа -новый_поль з о в а т ель / . *

примен ител ьно к файлам , и м е н а которых нач и наются с точк и , поскол ьку н о вый_ поль з ов а тель станет владельцем не только собствен н ы х файлов, но и родительского каталога " . . " ( например, / home ) . Это распростран е нная и опасная о шибка.

Конфигурирова ние ролей и административных п ривилегий Управление доступом на основе ролей (role-based access control - RBAC) позвол я ­ е т "подогнать" систе м н ые права к отдел ьным пол ьзователя м и обеспечивается н а м но­ гих наших примерах с исте м . П олитика R BAC не я вляется тради цион ной частью моде­ л и управления доступом U N IX или Linux, но если на вашем хосте она испол ьзуется , то конфигурация ролей должна быть ч астью процесса добавления пользовател е й . М одель RBAC подробно описана в разделе 3 .4.

W Подробнее о законах SOX и

G LBA написано в главе 3 1 .

Принятые в С ША закон Сарбей нса-Оксли (Sarbanes-Oxley Act), закон о преемствен­ ности страхования и отчетности в области здравоохранения ( H ealth I nsurance Portabllity and Accountabllity Act - Н I РАА) и закон Грэм ма-Лича- Блайли ( G ramm - Leach- 8\i\ey Act} , предназначенные, в частности, для защиты информации заказчика, полученной или используемой финансовым и организациям и С ША, от кражи, неавторизованного доступа либо злоупотребления , усложнили многие аспекты системного администрирования в кор­ поративной сфере , включая управление пользователями. Поэтому использование ролей

Часть 1. Основы администрирования

2 90

может быть вашим единственным жизнеспособным вариантом, позволяющим выполнить некоторые требования , устанавливаемые законами SOX, Н I РАА и G L BA.

З а кл юч ительные действия Дл я того чтобы удостовериться , что новая учетная запись сконфигурирована надл е ­ жа щим образом , завершите сеанс работы (т. е . вы йдите из систе м ы } , а зате м снова во­ йдите в систему под именем нового пользователя и выполните следующие команды . $ pwd $ ls -la

# Для п р о в ерки до м а ш не г о к а т а л о г а # Для п р о в е р ки в л аде л ь ц а / г ру пп ы фа й л ов ко н фи г ура ц ии

Вам необход и мо уведо м ить новых пользователе й об их ре гистрацион н ы х и менах и начал ьн ы х паролях. М ногие хосты отправл я ют эту информа ц и ю по эле ктронно й почте , но из соображе н и й безопас ности это не приветствуется . Делайте это при лич­ ном контакте ил и по тел ефону. Н о есл и вам приходится добавлять сразу 500 новичков на ун иверс итетские ком п ьютеры CS- 1 , переложите эту задачу на преподавателей! Есл и вам п риходится распростран ять п арол и через электрон н ую почту, п роследите за тем , чтобы срок и х действия истекал через несколько дне й , если они н е испол ьзуются и не были изменены.

W П одробнее о закл ючении п исьменных контрактов с пользовател я м и м ожно прочитать в разделе 31 . 9 .

Есл и в вашей орган изации требуется, чтобы пользователи подписывали соответству­ ющее соглаше н и е , убедитесь в реал изации этого действия до создания их учетн ых запи ­ сей. Такая проверка предотвратит возможн ые упущения и усилит правовую основу санк­ ц и й , которые, возможно, вам придется позже примен ить. Кроме того, это подходя щий момент для того, ч тобы ознако м ить пол ьзователе й с дополн ител ьной докуме нтацией о локальных настойках. Н апом н ите новым пол ьзователя м о необходимости немедлен ного изменения их па­ ролей. При желан и и это можно обеспечить путем установки действия паролей в течение не которого короткого вре м е н и . Еще один вариант состоит в созда н и и с ценария , кото­ р ы й бы проверял новых пользователе й и удостоверялся в том , что их заш ифрованные парол и был и измен ены 10• Есл и вы знаете пол ьзователей лично, то в такой среде относител ьно несложно про­ следить, кто испол ьзует с исте му и с какой цел ью. Но есл и в подч и н е н и и адм и н истра­ тора бол ьшой и часто меняющийся штат пользовател е й , необходим более формал ьн ы й способ контроля учетн ых записе й . Веде н и е базы дан ных с контактной и нформацией и с веде н и я м и о статусе учетных зап исей поможет в случае необходимости , легко выяс­ нить, кто есть кто и зачем тому или и ному пользовател ю понадобилась учетная зап ись.

8.7. Д ОБАВЛЕНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ СЦЕНАРИЕВ: USERADD, ADDUSER И NEWUSERS Во всех иллюстративных системах сценарии useradd и adduser реализуют одну и ту же базовую процедуру, описанную выше. Но ее можно сконфигурировать под конкретную среду. К сожалению, в каждой системе существуют свои представления о том, что именно "' П оскол ь ку оди н и тот же п арол ь может и меть множество заш ифрованных предста м е н и й , эт от п роверяет тол ь ко сам факт изменения пол ьзователем свое го пароля , а не то , что пароль ре ал ьно был за м енен други м паролем. м е т од

глава 8. Управление учетными записями пользователей

291

следует настраивать, где следует реализовать настрой ки и каково должно быть стандарт­ ное поведение, поэтому мы описываем эти подробности в соответствующих разделах. В табл . 8 . 3 п р иведен ы команды и файл ы кон ф и гураци и , и м е ю щ и е отн о ше н и е к управлению пользователя м и . Таблица 8 . 3 . Команды и файлы конфиrурации дл я управления пользователями Система

Команды

Конфигурационные файлы

Все версии Linux

/etc/login . defs /etc/default/useradd

DeЬian/Ubuntu•

useradd , usermod , userdel adduser , deluser

FreeBSD

adduser , rmuser

/etc/adduser . conf /etc/deluser . conf /etc/login . defs

• в этот набор входят не только стандартные функции Unux, но и некоторые дополнительные функции.

Команда useradd в системе Linux В системе Linux предус мотрен сценарий useradd , извлекающий параметры конфигурации из файлов /etc/login . defs и /etc/default/useradd. Файл login . defs предн азначен для реше ния таких пробл е м , как старение парол я , выбор алгоритмов ш ифрования, расположен ие файлов почтовых каталогов и предпо­ чтительные диапазо н ы U I D и G I D. Редактирование файла login . def s выполняется вручную. П олезн ы м средством для понимания параметров я вляются комментарии. Параметр ы , хранящиеся в файле /etc/default/useradd, задают расположение до­ маш них каталогов и оболоч ку по ум олчанию для новых пользователе й . Эти значения устанавли ваются по умол ч а н и ю с помощью команды u s e radd. Например, команда useradd -D выводит на э кран текущие значен и я , а параметр -D в сочетан и и с другим и флагами задает значения определенн ы х опций . Например, команда $ sudo useradd -D -s /bin/bash

устанавливает bash как оболочку по умолчанию. Тип ич н ы м и опция м и по умолчан и ю я вля ются размещение новых п ол ьзователе й в отдельных группах, использование алгоритма ш ифрования S HA-5 1 2 для паролей и за­ полнение домаш н их каталогов новых пользователе й загрузочн ы м и файлами из каталога /etc/ ske l . Основная форма команды useradd принимает имя новой учетной зап иси в команд­ ной строке: $ sudo useradd hilЬert

Эта команда создает в файле / e t c / p a s swd запись, подобную показа н н о й н иже , а также соответствующую запись в файле shadow: h i l b e r t : x : 1 0 0 5 : 2 0 : : /home / h i l be rt : / b i n / s h

По умолчанию команда useradd блокирует новую учетную запись. Дл я фактическо­ го использования учетной записи необходимо назнач ить реальный пароль. Более реалистичный пример показан н иже. Мы указываем , что первичная группа поль­ зователя h i l be r t должна иметь имя "hilbert" и что он также должен быть добавлен в группу "faculty". М ы переопределяем местоположение и оболочку основного каталога по умолча­ нию и попросим команду useradd создать домашний каталог, если он еще не существует: $ sudo useradd -с "David HilЬert" -d/home/math/hilbert -g hilЬert - G faculty -m - s /bin/ tcsh hilbert

Часть 1. основы администрирования

292

Эта команда создает следующую запись в файле pas swd: h i l b e r t : x : l O O S : З O : Da v i d H i lb e r t : / h ome /ma t h / h i l b e r t : / b i n / t c s h

Назначен н ы й иде нтифи катор U I D превышает наивыс ш и й U I D , существующий в системе, а соответствующая запись в файле shadow имеет вид: hilbert : : 1 4 3 2 2 : 0 : 9 9 9 9 9 : 7 : 0 : :

Сим вол (символ ы) заполнения парол я в файлах passwd и shadow различаются в за­ висимости от операционной систем ы . Команда useradd также добамяет пол ьзователя h i l b e r t в соответствующие группы в файле /etc/group, создает каталог /home/math/ hilbert с надлежащими владел ьцами и запол няет его файлами из каталога /etc/ skel.

Команда adduser в системах Deblan и Ubuntu В допол нение к семейству команд uвeradd, линия Deblan также предостав­ ляет нескол ько сценариев более высокого уровня дл я этих команд в виде adduвer и deluвer. Эти дополн ител ьн ые команды настраиваются в файле /etc/adduвer . conf, где можно указать такие параметр ы : •

правила размещения дом а ш н и х каталогов: п о груп пам , по и м е н и пол ьзовател я и т.д. ;

•

настройки разрешения для новых домашних каталогов;

•

диапазоны U I D и G I D для системных и общих пользователе й ;

•

возможность создания отдел ьных групп для каждого пользователя ;

•

квоты диска (тол ько булевские, к сожалению);

•

сопостамение имен пользователей и групп с помощью регулярных выражений.

Другие т и п и ч н ы е параметры команды u s eradd , такие как правила для парол е й , устанами ваются к а к параметры модуля РАМ , которы й выпол няет обычную аутенти­ фикацию пароля. ( П одкл ючаем ые модул и аутентификации РАМ обсуждаются в разделе 1 7. 3 . ) У команд adduser и deluser есть аналоги для груп п : addgroup и delgroup.

Команда adduser в системе FreeBSD Система FreeBS D поставляется со сценариями оболочки adduser и rmuser, которые можно испол ьзовать в готовом в иде ил и модифицировать в соот­ ветстви и с ваш и м и потребностя ми. Сценарии построены на ос нове средств. предоставленных командой pw. При желан ии команду adduвer можно испол ьзовать интеракти вно. По умолчанию она создает записи пол ьзователе й и груп п и домаш н и й каталог. Можно указать сцена­ рию файл после флага -f, содержащий сп исок учетн ых записей для создания, ил и вве­ сти каждого пользователя в интеракти вном режиме. Например, процесс создания нового пользователя r a ph a e l выглядит так. $ sudo adduser U s e r n ame : raphael Ful l name : Raphael DoЬЬins U i d ( Le ave emp t y f o r d e f a u l t ) : L o g i n g r oup [ r aph a e l ] :

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

293

Login g r oup i s raphae l . I nv i t e raph a e l i n t o o t h e r g r o up s ? ( ] : Login c l a s s ( de f a u l t ] : Shell ( s h csh t c s h b a s h rbash n o l o g i n ) ( s h ] : Ьавh Home di r e c t o r y ( /h ome / r ap h a e l ] : < r e t u r n > Home d i r e c t o r y p e rrni s s i on s ( Leave ernp t y f o r d e f a u l t ) : < r e t u r n > U s e p a s s wo rd - b a s e d a u t h e n t i c a t i o n ? ( ye s ] : < r e t u rn > U s e an ernp t y p a s s w o r d ? ( ye s / n o ) ( n o ] : < re t urn> Use а r a n d orn p a s s w o r d ? ( ye s /n o ) ( n o ] : уев Lock out t h e a c count a f t e r c r e a t i o n ? ( no ] : < re t urn> r apha e l U s e rnarne < r andorn> Password Raph a e l Dobb i n s Fu l l Name 1004 Uid Class r apha e l Gr oup s / home / r ap h a e l Home Ноте Mode / u s r / l oc a l / b i n / b a s h Shell no Locked ОК ? ( ye s / n o ) уев addus e r : I N FO : S u c c e s s f u l l y added ( rapha e l ) t o the u s e r d a t a b a s e . addus e r : I NFO : P a s s w o r d f o r ( raphae l ) i s : RSCAd s 5 f yOvxOt Add anothe r u s e r ? ( y e s / no ) : no Goodb ye !

Кома нда newusers в системе Li nux: добавление пол ьзователей пакетом При выполнении Linuх-команды newusers одновременно создается несколь­ ко учетн ых записей из содержимого подготовленного текстового файла. Это не вполне формал ь н ы й способ, но им удобно пользоваться в случае , есл и нужно добавить м ного пол ьзователей сразу, например при создании учетн ых зап исей для учебной групп ы. Команда newusers в качестве аргумента полу­ чает входной файл, состоя щий из строк, подобно файлу /etc/passwd, за ис­ ключением того, что его поле пароля содержит начал ьн ы й пароль, заданный открытым текстом. П оэтому хорошо подумайте о защите такого файла. Команда newu s e r s прин и мает связан ные со сроком де йствия пароля параметр ы , установленные в файле /etc/ login . defs , но не коп ирует стандартн ые конфигураци­ он ные файл ы , как это делает команда useradd. Еди нстве н н ы й файл , которы й предо­ ставляется в этом случае , - файл . xauth. В университетских системах действител ьно важно применять " пакетн ы й " сценарий adduser, который испол ьзует с писок студентов из дан ных регистраци и для генерирова­ ния входной и нформации для команды newuser s . Для этого необходимо и меть имена пользователе й , подготовленные в соответств и и с локал ь н ы м и правилам и при гаранти и их ун и кал ьности (на локал ьном уровне ) , а также метод случайного ген ерирования па­ ролей при увел и ч и вающихся значениях идентифи каторов пол ьзователе й и групповых идентификаторов для каждого студе нта. Возможно, вам луч ш е нап исать собстве нн ую оболочку для команды useradd на языке Python, чем п ытаться приспособить свои нужды к тому, что предлагает команда newusers.

Часть 1. Основы администрирования

294

8.8. Б ЕЗОПАСНОЕ УДАЛЕНИЕ УЧЕТНЫХ ЗАПИСЕЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ И ФАЙЛОВ Когда пользователь покидает орган изацию, его учетная запись и файлы должны быть удале н ы из систе м ы . Эта процедура включает удаление всех ссьmок на регистрацион ное имя, которые были введе н ы вручную ил и с помощью команд useradd и rm.user. При руч ном удалении учетной записи последовательность операций будет примерно такой: • •

•

•

удал ить записи пользователя из локальн ых баз дан н ых и телефонных списков; удал ить пол ьзовател ьские почтовые псевдон и м ы из файла л ибо организовать пе­ ренаправление поступающих ему сообщен и й ; удал ить пол ьзовател ьс кие задания из файла crontab , из очереди команды a t , а также из заданий на печать; уничтожить пользовател ьские процессы , которые е ще вы полняютс я ;

•

удалить записи пользователя из файлов pas swd, shadow, group и gshadow;

•

удалить домаш ний каталог пользователя ;

• •

•

удалить почтовый каталог пользователя (есл и почта хран ится локал ьно); удалить записи в совместно используемых кале ндарях, системах бронирования но­ меров и пр. удалить ил и преобразовать права владения л юбыми списками рассьm ки, испол ьзу­ е м ы м и удаленным пользователе м .

П еред тем как удалять домаш н и й каталог пол ьзователя , необходимо переместить из него в другие каталоги все файл ы , которые нужны остальным пользователя м . Поскольку не всегда можно с уверенностью с казать, какие файлы понадобятся , .а какие - нет, лучше предварител ьно скопировать пол ьзовател ьские дома ш н и й и почтовый каталоги на какой-то носител ь. После удаления учетной записи пользователя убедитесь, что в системе не осталось фай­ лов с его идентификатором. Чтобы узнать точный путь к этим файлам , воспользуйтесь ко­ мандой find с аргументом -nouser. Поскольку команда find может вести поиск на сете­ вых серверах, проверяйте файловые системы по отдельности, задавая опцию -xdev. $ sudo find filesys tem

-

xdev

-

nouser

Есл и в орган и зации за пол ьзователя м и закре плен ы отдел ьные рабоч ие ста н ц и и , эффективнее всего переинсталлировать систе му, п режде ч е м предоставлять ее новому пол ьзовател ю. Но не забудьте сбросить на с исте м н ы й жесткий диск локал ьные файл ы , которые могут понадобиться в будущем. 1 1 Каждая система из наших примеров имеет команды , с помощью которых она авто­ матизирует процесс удаления пользователя . Если эти команды не отвечают ваш и м высо­ ким требования м , можете допол н ить их функциональные возможности предоставлени­ ем расширенного списка мест хранения данных о пол ьзователях. В с истемах Deblan и Ubuntu команда deluser представляет собой сцена­ рий на языке Perl , который вызывает обычную команду userde l , аннул ируя все результаты работы команды adduser. П ри этом вызы вается сценарий user/local / sЬin/deluser . local , если таковой существует, чтобы реа­ л и зовать несложную операцию локализации. Файл конфигурации / e tc/ deluser . conf позволяет установить следующие опции: 11 Помните о лицензион ных кл ючах!

Глава в. Управление учетными записями пользователей •

удалять л и домаш н и й и почтовый каталоги пол ьзователя ;

•

резервировать л и файлы пользователя и куда поместить резервные копии ;

•

удалять ли все файл ы . которым и владел пользовател ь;

•

удалять ли группу, есл и в дан н ы й момент она не имеет членов.

RHEL . •

295

В систем е Red Hat п редусмотре н сценарий userdel . loca l , но не предус­ мотрен ы префиксные и постфиксные сценар и и для автоматизации опера­ ций по резервированию файлов пользователя , подлежащего удал е н и ю . Сценарий rmsuser в с истеме Free B S D представляет собой превосход н ы й и нструмент для удале н ия файлов и процессов пользователей. С н и м не мо­ гут сравн иться н и какие программ ы userdel других поставщиков.

8.9. БЛОКИРОВАНИЕ РЕГИСТРАЦИОННЫХ ИМЕН ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ И ногда возникает необходимость временно откл юч ить учетную запись пользователя . Проще всего сделать это, поставив звездочку ( * ) или какой-то другой символ в поле за­ шифрован ного пароля в файле /etc/ shadow или /etc/master . pas swd. Эта мера пре­ пятствует бол ь ш и нству типов доступа, управляем ых паролем , п оскол ьку деш ифровка больше не может привести к получению какого-либо приемлемого пароля .

•

Систе ма Free B S D позволяет блокировать учетны е зап и с и с помощью ко­ манды pw. Например , команда $ sudo pw lock пол ь зова тель

помещает строку * LOCKE D * в начало хешированного пароля , блокируя учет­ ную запись. Во всех дистрибути вах Linux, рассматри ваемых нами в качестве при меров. команды usermod -L поль зова тель и usermod -U поль з о в а тель позво­ ляют ле гко соответстве н но блокировать и разблокировать парол и . Флаг -L просто помещает сим вол " ! " перед заш ифрован н ы м паролем в файле /etc/ shadow, а флаг u удаляет его. -

К сожален и ю , модификация пароля пользователя п росто приводит к блокированию регистраци и . П р и этом пользовател ь не уведомляется о блокировке пароля и не полу•1а­ ет разъяс нен и й , почему его учетная запись бол ьше не работает. Ал ьтернативный способ блокировать регистрацион н ые имена состоит в замене интерп ретатора команд пол ьзо­ вателя программой , которая выдает сообщен ие, поясняющее , почему учетная запись от­ ключена, и содержащее инструкции по исправлению ситуаци и . Затем программа завер­ шается и вместе с ней заканчивается сеанс регистрации. Этот метод им еет как пре и мущества, так и недостатки. Те форм ы доступа, которые проверя ют парол и , но не обращают внимания на интерпретатор команд. н е будут забло­ кирован ы . М ногие демоны , предоставляющие доступ к системе без регистрации (напри­ мер, ftpd}, проверяют, упомянут л и и нтерпретатор пользователя в файле /etc/shells. Есл и он там не указан , вход в с исте му будет запрещен ( и м е н но это нам и требуется ) . К сожалению, этот метод нел ьзя назвать ун и версальн ы м . П оэтому, есл и дл я блокирова­ н ия учетных записей вы реш ите модифицировать интерпретатор команд, вам придется провести дополн ител ьные исследования с воей с исте м ы . Кроме того , пояс няющее сообщение нельзя увидеть, если пользователь пытается за­ регистрироваться в системе в окон ной среде или посредством эмулятора терминала, ко­ торый не позволяет увидеть сообщен и я после выхода из систе м ы.

296

Часть 1. Основы администрирования

8.1 о. УМЕНЬШЕНИЕ РИСКА с помощью МОДУЛЕЙ РАМ Подкл ючае м ы е модул и аутентифи кац и и ( PluggaЫe Authentication M odules - РАМ ) подробно описан ы в разделе 1 7 . 3 . В н их сосредоточено управление систе м н ы м и сред­ ствам и аутентификации посредством стандартн ых библ иотечных утил ит, чтобы такие програ м м ы , как login, sudo , pas swd и su, н е должны был и предоставлять собствен н ы й код аутентификаци и . М одул и РАМ умен ьшают риск, присущий отдельно взятым про­ грам м н ы м продуктам , позволяют администраторам устанавл ивать политики безопасно­ сти , действующие в рамках всего хоста сети , а также определяют простой способ добав­ ления в с исте му новых м етодов аутентификаци и . Добавление и удаление учетных записей пользователей не предусматри вает измене­ ние конфигурации модулей РАМ , но испол ьзуе мы е для этих целей инструме нты долж­ ны действовать по правилам РАМ и в соответстви и с требован и я м и РАМ . Кроме того, м ногие параметры конфигурации РАМ подобн ы тем , которые используются командами useradd или usermod. Есл и вы измен ите како й - н ибудь параметр ( как описано н иже в этой главе) , а команда useradd, казалось б ы , не обратит на это внимания, проверьте , не аннулировала л и системная конфигурация РАМ ваше новое значение.

8.1 1 . Ц ЕНТРАЛИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ УЧЕТНЫМИ ЗАПИСЯМИ В средн их и крупн ых корпорациях всех типов (акаде м ических, частн ых и л и госу­ дарстве н н ых) важно испол ьзовать определ е н н ую форму це нтрализованного управления учетн ы м и зап исям и . Каждый пользователь должен и меть на хосте уникальное , удобное и безопас ное регистрацион ное и м я , идентификатор ( U I D) и парол ь. Администраторам нужна централ изованная система, которая бы н емедленно обеспечивала повсеместное распространение изменений (например, аннул ирование конкретной учетной записи). Такая централ и зация может быть достигнута разл и ч н ы м и способа м и , бол ьш и нство из которых (включая систему Active Directory компании M icrosoft) в той или и ной степе­ н и (от бесплатн ых инсталляций с открытым исходн ым кодом до дорогих комм ерческих с исте м ) ис пол ьзует упроще н н ы й протокол доступа к сете в ы м каталогам ( Lightwe ight Directory Access Protocol - L DAP).

П ротокол LDAP и служба Active Di rectory W Подробнее о п ротоколе LDAP и его реализациях рассказывается в разделе 1 7. 2 . П ротокол L DA P п редставляет собой обобще н н ы й репозитори й ( н аподобие базы дан н ых) , который может хра н ить дан н ы е , связан н ые с управл е н и е м пол ьзователя м и , а также другие т и п ы дан ны х . О н испол ьзует иерархич ескую модел ь " кл иент-сервер" , которая поддерживает несколько серверов и нескол ько одновременно работающих кли­ ентов. Одно из самых бол ьш их преимуществ LDAP как централизованного репозитория для учетных дан н ы х состоит в том , что он может обеспечить в с истемах уникальность идентификаторов U I D и G I D . Кроме того, он хорошо стыкуется с Wi ndows, хотя обрат­ ное утверждение справедли во л и ш ь в самой малой степен и . Служба Active Directory ком пании M icrosoft использует протокол ы L DAP и КеrЬегоs (сетевой протокол аутентификации ) и может управлять множеством типов дан н ых, вклю­ чая дан ные пользователей. Она ведет себя несколько "эгоистично" , навязывая "свою ли­ нию" при взаимодействии с U N IX- или Linuх-репозиториями LDAP. Если вам нужна еди­ ная система аутентификации для хоста, который включает Windоws-компьютеры , а также

Глава 8. Управление учетными записями пользователей

297

U N IX- и Linuх-системы , то, возможно, проще всего позволить службе Active Directory ис­ пользовать ваши U N IХ-базы данных LDAP в качестве вспомоrательных серверов. Подробнее вопросы и нтеграции систем U N IX и Linux со службам и L DAP, Kerberos и Active Directory см. в главе 1 7 .

Системы " еди ного входа " Систем ы с однократной идентификацией пользователе й (single sign-on SSO) уравно­ вешивают удобства пользователя с проблемами безопас ности. Их основная идея состоит в том, чтобы пользователь, один раз зарегистрировавшись (в ответ на соответствующее приглашение на веб-странице или в окне Wi ndows) , мог затем переходить, к примеру, из одного раздела в другой без повторной аутентификац и и . Инач е говоря, пользователь получает аутентификацион н ы й мандат (обычно в неявном виде , чтобы не требовалось больше никакого активного управления) , которы й затем можно использовать для доступа к другим ком пьютерам и приложен иям. Пользователь должен помнить только одну после­ довательность (а не м ного) , состоящую из регистрационного имени и п ароля. Эта схема позволяет усложнять мандаты (поскольку пользователю н е нужно помн ить о них и вообще и меть с н и м и дело) , которые теоретически повышают степень сложно­ сти . Однако влияние с компрометированной учетной записи в этом случае усили вается, поскольку одно регистрационное имя предоставл яет взломщику доступ сразу к несколь­ ким ком пьютерам и приложе н и я м . Систе м ы SSO переносят " арену действий " из на­ стольного ком пьютера (пока вы спокойно регистрировались) в зону особой уязвимости . Кроме того, узк и м м естом с исте м ы становится сервер аутентификации. Если он " упа­ дет" , вся работа организации остановится. Н есмотря на то что в основе с истем ы SSO лежит простая идея , она предполагает большую внутрен н юю сложность, пос кол ьку различные приложе н и я и ком п ьютеры , к которым пользователь хотел получить доступ, должны пони мать процесс аутентифи ­ кации и SSО-мандаты. Существует ряд систем SSO с открытым исходным кодом : -

• •

JOSSO, сервер SSO с открытым исходным кодом , написанн ы й на языке Java; служба CAS (Central Authent ication Service ) , созданная Й ельс к и м университетом (на языке Java) ;

•

продукт Snibboleth, система SSO с открытым кодо м , распространяемая по лицен­ зии Apache 2.

Существуют также ком мерческие с исте м ы , большинство из которы х инте грировано с семействам и програм м н ых продуктов , предназначен н ы м и дл я управления учетн ы м и данными (о н их пойдет речь в следующем разделе ) .

Системы управления учетн ыми да нн ы ми Управление учетн ы м и дан н ы м и (ident ity management) это последни й п ис к моды в области управления пол ьзователя м и . Если говорить проще, то этот тер м и н означает идентиф и кацию пользователей конкретной систе м ы , аутентифицирование и х лично­ стей и предоставление привилег и й н а основе этих аутентифицирован н ых л и чностей . Стандартизация этой деятельности проводится такими орган изациями , как World Wtde Web Consortium и The O pen G roup. Коммерческие систе м ы управлен и я учетны м и дан н ы м и сочетают несколько клю ­ чевых кон це п ц и й U N IX в в иде графичес кого и нтерфейса, " пр иправлен ного" тер м и -

Часть 1. основы администрирования

298

нам и из сферы маркети н га . Основ н ы м элеме нтом для всех этих систе м я вляется база дан ных, которая содержит и нформацию, связан ную с аутентифи кацие й и авторизацией пол ьзователе й , часто хран имую в формате LDAP. Управление реал изуется на базе таких поняти й , как груп п ы U N \ X, а огран иче н н ые админ истрати вные права усили ваются по­ средством таких утил ит, как sudo. Большинство таких систем было разработано с цел ью уре гул и рования требован и й , диктуемых с точки зрения возможности идентификаци и , использован ия контрольных записей и слеже ния за н и м и . Создано м ного ком мерческих систем в этой сфере, например: l dentity M anagement (Oracle), Sun ldentity Management Suite 1 2 , Courion, Avatier ldentity Management Suite (AI M S) и В М С l dent ity M anagement Suite. Оценивая с исте м ы управления учетны м и дан н ы м и , ищите следующие функции . •

Контроль: •

•

•

•

интерфейс, при испол ьзовании которого наем менеджеров может потребовать, чтобы учетн ые зап ис и предоставлялись в соответствии с рол ью; возможность согласования с базами данных кадров для автоматического уда­ ления доступ а для служа щих, которые уволены или сокращен ы .

Управление учетн ы м и записям и : • •

•

•

•

•

•

безо п ас н ы й веб- и н терфейс дл я управл е н и я , досту пного как изнутр и , так и снаружи организации;

генерирован ие глобальных уникальных идентификаторов пользовател е й ; возможность создания , изменения и удаления пол ьзовательских учетн ых за­ писей в орган изации на оборудован и и и операцион ных системах всех типов; возможность простого отображе ния имен всех пол ьзователе й , которые имеют определенн ы й набор привилеги й ; простой способ отобразить всех пользователе й , имеющих определенные при­ вилеги и , а также все привилеги и , предоставленные кон кретному пользовател ю; управление доступом на основе ролей, в ключая и н и циал и зацию учет н ы х за­ п исей п ол ьзователей с испол ьзованием ролевого принципа; создание исклю­ чений дл я предостамения прав на основе ролей, включая организацию дейст­ вий для рассмотре н ия искл ючен и й ; регистрация с перестра и ваемой конфи гурацией всех и з м е н е н и й и де йстви й админ истратора и создание реконфигурируемых отчетов на основе ре гистра­ ционн ых да н н ых (по пользователю, по дате и пр. ) .

Удобство использования: • •

возможность для пол ьзо вателей менять их пароли глобал ьно в одной операции; возможность разре ш ит ь пол ьзователя м изменять ( и восстанавл ивать) соб­ стве н н ые парол и при соблюдении правил выбора сил ьных паролей.

Расс мотрите также , как реал изована система с точ ки зрения того, какие в действи­ тел ьности выполня ются ауте нтификации и авторизации. Требуется л и системе повсе­ местная и нсталляция пол ьзовател ьских агентов или возможно самостоятел ьное согласо­ вание с базовым и системами?

1 2 Теперь, коrда компания Oracle купила Sun, не ясно, выживет л и эта система как продукт после завершения процесса поглоще н и я .

глава

9

Обла чные вы числения

Облачные вычисления - это практика лизинга комп ьютерн ых ресурсов из пула об­ щей ем кости. Облачн ы е службы предоставл я ют пол ьзователя м ресурсы по их требова­ нию и получают за это установленную цену. Компан и и , испол ьзующие облако, быстрее выходят на рынок, де монстрируют большую гибкость и несут м е н ьш и е капитальн ые и эксплуатацион ные расходы , чем предприятия , управляющие традицион н ы м и центра­ ми обработки данных. Облако - это реал изация " ко ммунал ьн ы х вычислени й " , впервые задуманная уче­ н ы м - програм м истом Джоном Мак- Карти, которы й о п исал эту идею в одной беседе в Массачусетском технологическом и нституте в 1 96 1 году. М ногоч исл е н н ые техноло­ гичес кие достижен и я , появивш иеся за прошедшее вре м я , помогл и воплотить эту идею в жизн ь. П еречисл и м л и ш ь некоторые из них. •

•

•

•

Программ ное обеспечение виртуализации надежно выделяет ресурсы централ ьн ых процессоров, памяти , хранилища и сети по требованию. Н адежн ые слои безопасности изол ируют пользователе й и виртуал ьные м а ш и н ы друг о т друга, даже есл и они совместно испол ьзуют базовое оборудование. Стандартизированные аппаратн ые компоне нты позволя ют создавать центры об­ работки данных с огром н ы м и мощностя м и , ресурсам и хранения и с истемами ох­ лаждения. Надежная глобал ьная сеть соединяет все это в месте.

Облачн ы е провайдеры испол ьзуют эти и м ногие другие и н новаци и . О н и предлага ­ ют множество услуг, начиная о т размещения частн ых серверов и заканчивая полностью управляе м ы м и приложе н и я м и . Ведущи е поставщики облач н ых технологий я вл я ются кон курентоспособн ы м и , высокодоходными и быстро растущими ком паниям и .

Часть 1. Основы администрирования

300

В этой главе излагаются мотивы перехода в облако, описы ваются некоторые из ос ­ новных поставщи ков облачн ых вычисл е н и й , рассматриваются сам ые важные облач ные службы и предлагаются советы по контрол ю затрат. В качестве еще более краткого вве­ ден ия в разделе 9.4 показано, как создавать облачные серверы из командной строки. Управление облач н ы м и серверами упоми нается еще в нескольких разделах этой к н и ­ ги, которые пере ч ислен ы в таблице 9. 1 . Таблица 9 . 1 . Разделы , в которых рассматриваются темы , связанные с облачными вычислениями Раздел

2. 1 0 1 3. 1 5 1 9. З

Название и тема раздела или подраздела

Восстановление облачных систем (проблемы, связанные с загрузкой для облака) Облачные сети (сеть TCP/I P для облачных платформ) Веб-хостинг в облаке

24.6

Packer (использование

25.4

Контейнерная кластеризация и управление (особенно в разделе, посвященном AINS ECS)

26.4

Непрерывная интеграция и развертывание на практике (пример конвейера Cl/CD, использую­

28.7

Инструменты мониторинга коммерческих приложений ( инструменты мониторинга для облака)

инструмента Packer для создания изображений ОС для облака)

щего облачные службы )

Кроме того, облачные систем ы часто упоминаются в главе 2 3 .

9. 1 . ОБЛАКО В КОНТЕКСТЕ П ереход от серверов в ч астн ых центрах обработки дан н ых к современ ному вездесу­ щему облаку был быстр ы м и драмати ч н ы м . Давайте посмотрим на прич и н ы этого мас­ сового движения. Облачные провайдеры создают техн ически развитую и нфраструктуру, которую бол ь­ ш инство компани й не могут себе позвол ить по финансовым соображен и я м . О н и разме­ щают свои центры обработки дан н ых в районах с недорогой электроэнергией и много­ ч исл е н н ы м и сетевыми коммутаторам и . Они разрабатывают пользовател ьские серверные ш асс и , которые м акс и м изируют энергоэффе кти вность и м и н и м изируют сто и мость эксплуатации . Они используют спе циал ьно создан ную сетевую и нфраструктуру со спе­ циал ьн ы м аппарат н ы м и п рогра м м н ы м обеспече н и е м , точно настрое н н ы м на и х вну­ трен н ие сети . Они проводят и нте нсивную автоматизацию, чтобы обес печить б ыстрое рас ш ирение и уме н ьш ить вероятность человеческой ошибки. Благодаря всем эти м инженерны м усилиям (не говоря уже об экономии за счет мас­ штаба) стоимость распределенн ых вычисл ительных услуг для облач ного провайдера на­ м ного н иже , чем для типичной ком пан и и с н ебол ьш и м центром обработки дан н ых. Экономия затрат отражается как на цене облачн ых услуг, так и на прибьт и поставщиков. Н а этой аппаратной основе создан ы элементы управл е н и я , упрощающие и облегча­ ющие настрой ку инфраструктуры . Облачн ы е поставщики предлага ют как и нтерфейсы прикладного програ м мирован и я , так и инструменты , ориентирова н н ые на пользовате­ л я , которые контрол ируют предоставление и освобождение ресурсов. В резул ьтате весь ц и кл жизненного ц и кл а систе м ы ил и гру пп ы систе м , распредел е н н ых в в иртуал ьной сети , может быть автоматизирован. Эта концепция носит название " и нфраструктура как код" и резко контрастирует с процедурам и закупки и подготовки руч ного сервера про­ шлых времен .

Глава 9. Облачные вычисления

301

Гибкость - еще одн а важная движущая сила внедрения облаков. Поскольку облач­ ные систем ы могут предоставляться и освобождаться автоматически, л юбая ком пания, имебщая циклический с прос , может оптим изировать эксплуатационные расходы за счет добавления дополн ительных ресурсов в периоды максимального использования и уда­ ления допол нительной е мкости, когда она больше не нужна. Встроен н ы е функции ав­ томатического масштабирования , доступные на некоторых облачных платформах, упро­ щают этот процесс. Облачн ые провайдеры имеют глобальное присутствие на рынке. Приложив опреде­ ленные усилия по план ированию и проектировани ю , предприятия могут выйти на но­ вые рынки, предложив услуги в нескольких географических регионах. Кроме того , вы­ полнить авар и йное восстановление в облаке проще , чем в частных центрах обработки данных, поскольку резервн ые с истемы могут физически находиться в разн ых местах. W Дополнительную и нформацию о методике DevOps см . в разделе 3 1 . 1 .

Все эти характеристики хорошо сочетаются с методикой системного адми нистриро­ вания DevOps, делающей акцент на гибкости и повторяемости . В облаке вы больше не ограничены медленными процессами закупок или подготовки, и почти все можно авто­ матизировать. Тем не менее от вас требуется определ е н н ы й умстве н н ы й скачок, потом у что вы больше не контрол ируете свое собственное оборудование. Эту с итуац ию хорошо опи­ сывает одна промышленная м етафора: серверы следует рассматри вать как скот, а не как домашних животных. Домашнему животному дают и м я , его л юбят и лелеют. Когда до­ машнее животное болеет, его несут к ветеринару и лечат. Н апротив, крупн ы й рогатый скот - это товар, который пасется, продается и перемещается в бол ьших коли чествах. Заболевш и й крупн ы й рогатый скот пристреливают. Облач н ы й сервер - это всего л и ш ь один из членов стада , иначе пришлось бы игно­ рировать базовы й факт облачных вычислен и й : облачные системы являются эфемерны­ ми, и они могут выйти из строя в любое время. Планируйте эту ситуацию, и вы будете более успешны при работе с отказоустойчи вой инфраструктурой. Несмотря на все свои преимущества, облако не я вляется панацеей для быстрого сни­ жения затрат или повышения производительности. Н епростой пере нос существующе­ го корпоративного приложен и я из центра обработки данн ых в облач н ы й провайдер (по принципу " поднять и пере нести ") вряд ли будет успешным без тщательного планирова­ ния. Для облака нужн ы другие процессы эксплуатаци и , которые требуют обучения и те­ стирования. Кром е того, большинство корпоративных програм м предназначено для ста­ тических сред, но отдельные системы в облаке следует рассматривать как недол говечные и ненадежные. Система называется облачной, если она надежна даже перед л и цом не­ предвиден н ых событий .

9.2 . ВЫБОР ОБЛАЧНОЙ ПЛАТФОРМЫ На выбор поставщика облачных услуг влияет м ножество факторов. Вероятно, опре­ деленную роль будут играть стоимость, прошл ый опыт, совместимость с существующи­ ми технология м и , безопасность, требован ия соответствия и внутрен н яя пол итика. На процесс отбора также может повл иять репутация , размер провайдера, фун кции и, ко­ нечно же , маркетин г. К счастью, существует много облачных провайдеров. М ы решил и сосредоточиться только на трех основных провайдерах облачных услуг: Amazoп Web Services (AWS) , Google

Часть 1. Основы администрирования

302

Cloud Platfoпn (GCP) и DigitalOcean ( DO). В этом разделе мы упомянем несколько допол­ н ительн ых вариантов. Основные и гроки в этой области перечислены в табл. 9.2. Таблица 9 . 2 . Наиболее wироко испол ьзуемые облачные платформы Проваiдер

Отличительные черты

Amazoп We b Se rvi ce s ... ... O�POt.1� �1.�. Pa �t.1e. P:...� �'�!.PO e ..�.�.e.,[1pe.�.� e. ..�.�.�O.�a.L\�.� · . �.ОJКе.т ..быть до . ро�О�: ��О)l(Н� я Dig i talOceaп Простая и надежная . Имеет удобный интерфейс прикладного программирования. .

Хороша для разработки

G oogle Cloud Platform Технически сложная и быстро совершенствующаяся . Делает акцент на производи . .... .. . ........ ...... ... " . ................. ..................... !.е.�.��.О?.!.�.: .�.t.1е.е.!...��Р.О ��.� ..�.n._е.�!.Р ...У��У.� П.О .П.е.Р.е.!:l��е.. .�.�.�.�.�.�..,!\З..� ��.1� . ...... ... . .. . . .. . ... ... . ... . IBM Softlayer Больше похожа на хостинг, чем на облачную платформу. Имеет глобальную част­

·················

.

.

..

..

.

·······-····

сеть

Micros oft Az ure Вторая по размеру, но далеко отстает от первой. Имеет историю отключений . . . .... ...... ......... ... .... . .... ............ .... . ......... ... . ...�О.�.t.1.0.'."�0.�...�.З..��-�-�-�-а.е..т.��� t.1.З.��� ?.О �торо � ы м_� г�� ин ов M i cros oft . . . OpeпStack Модулярная DIY платформа с открытым исходным кодом для создания частных об. �З.�ОВ: �t.le.e.!. ���?.O�t.1e.�!.�t.1�1e � �!.е. Р Фе. йсы прикладного программирования .. - . - . . . ..

· · · · . . .... . . . . . ..... . ..........

Racks pace

-

VMware vCloud Ai r

Открытые и частные облака, реализующие проекты OpeпStack. Предлагает управ­ ляемые для . службы . . . . AWS и Azure. Имеет фанатичных сторонников

Заумный сервис для публичных, частных и гибридных облаков. Использует техно­ логию VMware. Вероятно, обречен

Публ и ч н ые, ч астные и гибри д ные обл а к а В публичном облаке поставщик контролирует все физическое оборудование и предо­ ставляет доступ к с истемам через И нтернет. Это с н имает с пользователей обяза нность и нсталлировать и обслуживать оборудован ие, но за счет меньшего контроля над фун к­ циям и и характеристиками платформ ы . AWS, G C P и DO я вляются общедоступны м и об­ лач н ы м и провайдерами. Ч астные облач ные платформ ы аналоги ч н ы , но размещаются в собственном центре обработки дан н ы х органи зации ил и управля ются поставщиком от имени одного кл и­ ента. Серверы в частном облаке я вл я ются единстве н н ы м и арендаторам и , а не делят е го с другим и клиентами , как в общедоступном облаке. Ч астн ые облака обес п е ч и вают гибкость и п рограм м н ы й контрол ь, так же , как и обы ч н ые облака. Они привлекательны для орган изац и й , которые уже ин вестировали значительный капитал в оборудовани е , а также для и нженеров, особе нно тех , которые ценят пол н ы й контроль над своей средой. OpenStack - это ведущая система с открытым исход н ы м кодом , ис пол ьзуе мая для создания частн ых облаков. Она получает финансовую и техн ическую поддержку от таких предприяти й , как АТ & Т, I BM и l ntel. Rackspace сама по себе я вляется одн им из крупнейших участников Open Stack . Комбинация публичных и частн ых облаков называется гибридным облаком . Гибриды могут быть полезн ы м и , когда предприятие с начала переходит с локал ьн ы х серверов в публичное облако, для добавления времен ной е мкости обработки п и ковых нагрузок и реализации других сценариев. Администраторы должн ы быть осторожн ы м и : работа с двумя разл и ч н ы м и облачн ы м и платформам и в тандеме непропорционально увеличи­ вает сложность. Облако VМware vSphere Air, основанное на технологии виртуал изации vSphere , пред­ ставляет собой удобное гибридное облако для клиентов, которые уже испол ьзуют вирту-

Глава 9. Облачные вычисления

303

ализацию VMware в своем локальном центре обработки да н н ы х . Эти п ол ьзователи могут прозрачно перемещать приложения в и нфраструктуру vC\oud Air и и з не е. Термин публичное облако является немного неудачным и вызывает опасе н и я , связан н ые с безопасностью. На самом деле пользователи публичных облаков изолированы друг от друга несколькими слоями аппаратной и программной виртуализации. Частное облако практически не имеет преимущества в области безопасности над публичным облаком . Кроме того , работа с частны м облаком - это сложн а я и дорогостоя щая перспекти­ ва, которую нельзя предприн имать необдуманно. Только крупнейшие и наиболее совер­ шенные организации и меют и нженерные ресурсы и фи на нс о в ы е средства , н еобходи м ы е дЛЯ внедрения н адежного , безопасного частного обл а к а В то ж е врем я , после реал и ­ зации функции частного облака обычно н е соответствуют тем , которые предлагаются коммерческими облаками. Для большинства организаций мы рекомендуем публ и ч ное облако над част н ы м и или гибридны м и опция м и . П убличные облака предлагают наивысшую ценность и простоту администрирован ия. В оставшейся части этой книги мы огра н и ч и м с я публ и ч н ы м и об­ лаками . В следующих нескольких разделах представлен краткий обзор каждой из при­ веденных выше платформ . .

Amazon Web Services AWS (Amazon �Ь Services) предлагает множество услуг: от в иртуальных серверов ( ЕС2) до управляемых баз данных, хранилищ дан н ых (RDS и Redshift) и бессерверных фун кц ий выполняемых в ответ на события ( LamЬda) . Кажцый год компан ия AWS выпускает сотни об­ новлений и новых функций. Она имеет самое большое и самое активное сообщество поль­ зователей. AWS - безусловно, самая крупная ком пания в области облачных вычислений. С точки зрения большинства пользователе й , AWS имеет практически неограничен­ ные возможности . Однако новые учетные записи и м е ют огра н и ч е н и я , которые опред е­ ляют, какой объем вычислител ьной мощности вы можете запросить. Эти о гра нич е ния защищают как Amazon, так и вас , поскольку затраты м о гут быстро в ы р ваться из- под контроля , если услуги не будут долж н ы м образом управлятьс я . Ч тобы увел ичить свои лимиты, в ы должны запол н ить форму на сайте подде р жк и AWS . О гра н и ч е н и я , связан ­ ные с каждой службой , перечислены в документаци и по л и м и та м услуг. Онлай н о вая доку м е нтац и я AWS , расположе н н а я по адр е с у aws . a m a z o n . c o m / documentation , я вляется авторитетной , всеобъемлющей и хорошо ор г а н и зо ва н н о й . Это должно быть первое место, которое вы рассм атриваете п р и исследо ва н и и к он к ре тн о й услуги. Белые страницы, посвященные безопасности , пути м и грации и архитектуры , не­ оценимы для тех, кто заи нтересован в создании н адеж н ы х облачн ы х сред. ,

Google Cloud Platform Есл и AWS я вл яется действующ и м ч е м п ионом в обл ас ти облач н ых в ы ч и сл е н и й то компания Google я вляется его потен циал ьным прее м н и ком . Он ко н к ур и рует за клиен ­ тов, используя такие нечестн ые трюки, как сн ижение цен и пря м ое обраще н и е к боле­ вым точ кам AWS . Спрос на инженеров настолько ожесточе н , что Googl e , как известно , браковала быв­ ших сотрудников AWS . В прошлом компания Google п ро вод ил а вечеринки параллельно с конференцией AWS re: l nvent в Л ас- Вегасе, пытаясь п р и вл е ч ь как тал а нтл ивы х люде й , так и пользователей. По мере эскалаци и облач ных войн кл иенты в конечном итоге вы­ игрывают от этого конкурса в виде более н изких затрат и улуч ш е н н ы х ф ун к ц и й ,

.

Часть 1. Основы администрирования

304

G oogle испол ьзует самую передовую глобальную сеть в м и р е , которая приносит пользу облач ной платформе . Центр ы обработки данных Google - это технологические чудеса, которые п редлагают м ножество и нноваци й дл я повышения энергоэффективно­ сти и с ниже н ия э ксплуатацио н н ых затрат1 • Компания Google относительно прозрачна в с воих операциях, а ее вклад с открытым исходным кодом помогает развивать обл ач ­ ную индустрию. Несмотря на с вою тех н ическую подкован ность, по каким-то причинам ком пания Google я вл яется пр и верже н це м публичного облака, а не л идеро м . Когда оно поя в и ­ лось в 2 0 1 1 - 20 1 2 rr. 2 , G C P уже опаздывала на и гру. Е е службы имеют м ного оди нако­ вых функций (и ч асто одни и те же и мена) , эквивал е нтных фун кциям AWS. Если вы знакомы с AWS, то обнаружите, что веб-интерфейс GCP внешне несколько отличается от AWS , но их функциональные возможности поразительно похожи. Мы ожидаем , что в последующие годы GCP получит определ е н ную дол ю р ы н ка, поскольку компания G oogle улучш ает с вою продукцию и укрепляет доверие клиентов. Она наняла н екоторые из самых ярких умов в отрасли , которые должны разработать не­ которые инновационные технологии . Как потребители , м ы все выиграем от этого.

DigitalOcean DigitalOcean - это другая разновидность публичного облака. В то вре м я как AWS и G C P конкурируют за крупные п редприятия и стартапы , ориентированн ые н а рост, DigitalOcean п р и вл е кает м ал е н ьких кл и е н то в с более п росты м и потребностя м и . Название этой стратегии - м и нимализм . Нам нравится применять D igitalOcean дл я экс­ периментов и п роверок кон цепций. D igitalOcean предлагает центры обработки дан н ы х в Северной Америке , Европе и Азии . В каждом из этих регионов есть несколько центров, но они не связаны напря­ мую и поэтому не могут считаться зонами доступности (см. раздел 9 . 3 ) . В результате по­ строить глобальные высокодоступные производствен н ые службы на основе DigitalOcean значительно сложнее, чем на основе AWS или Google . Серверы DigitalOcean называются дроплетами (droplet) . О н и просто управляются и з командной строки или веб-консоли и быстро загружаются . DigitalOcean поставляет об­ разы для всех наших демонстрационных операционн ых систе м , кром е Red Hat. Он так­ же имеет несколько образов для популяр н ых приложений с открытым исходным кодом, таких как Cassandra, Drupal, Django и Git Lab. Платформ а DigitalOcean также имеет фун кц и и балансировки н агрузки и хран е н ия блоков. В главе 26 м ы п р и води м пример п редоставл е н и я балансировщика нагрузки DigitalOcean с двумя дроплета м и с использованием инструме нта обеспечен и я и нфра­ структуры Terraform ком пании HashiCorp.

9.3 . Основы РАБОТЫ с ОБЛАЧНЫМИ СЛУЖБАМИ Облачные службы слабо групп ируются по тре м категориям. •

И нфраструктура как услуга ( Infrastructure-as-s- Service - I aaS) , в которой пол ьзо­ ватели запрашивают исходны е ресурсы вычислен и й , памяти , сети и хран или ща.

1 См . сайт Google . com/ aЬout/datacenters , на котором можно найти фотографи и и факты о том , как работают центры обработки дан н ых Google. 2Компания Google выпустила другие облачные продукты уже в 2008 г" включая Арр Engine, первый продукт платформы. Однако стратегия Google и бренд GCP не были очевидны до 20 1 2 г.

Глава 9. Облачные вычисления

305

Обычно о н и поставля ются в в иде виртуальных частн ых серверов , а также VPS . Пользователи IaaS отвечают з а управление всем: операционн ы м и системам и , се­ тям и , системами хранения и собствен н ы м программ н ым обеспечением. •

Платформа как услуга ( Platform-as-s- Service - Paa S ) , в которой разработч и к и представля ют с в о и специализирован н ы е п р иложе н и я , упакова н н ы е в форм ате , указанном поставщиком. Затем поставщик запус кает код от и м е н и пользователя . В этой модели пользовател и несут ответствен ность за с вой собствен н ы й код, а по­ ставщик управляет операцион ной с истемой и сетью.

•

П рогра м мное обеспечение как услуга ( Software -as-s-Service - SaaS) - самая ш и ­ рокая категори я , в которой поставщик разме щает програ м м ное обес п е ч е н и е и управляет и м , а пользователи платят абонентскую плату з а доступ. Пользователи не поддерживают н и операцион ную систему, н и приложение. П очти л юбое разме­ щенное веб-приложение ( например, Word Press) попадает в категорию SaaS .

В табл . 9 . 3 показано , как каждая из этих абстрактн ых моделе й разбивается на слои , связанные с пол н ы м развертыванием. Таблица 9 . 3 . На каких споях вы отвечаете з а управление?

laaS

PaaS

.(

.(

.(

.(

.(

Спой

Локальный•

Приложение

.(

Базы данных Время выполнения приложения Операционная система Виртуальная сеть, хранилище и серверы Платформа виртуализации Физические серверы Системы хранения Физическ ая сеть Мощность, пространство и охлаждение

.(

.(

.( .(

.(

SaaS

.(

.(

.( .( .( .(

.(

' Локальный: локальные серверы и сеть laaS PaaS SaaS

-

инфраструктура как услуга ( виртуальные сервер ы ) . платформа как услуга ( например, Google Арр Епgiпе ) . программное обеспечение как услуга ( например, большинство веб-служб).

-

-

Из этих вариантов I aaS я вляется наиболее подходящим для систе м ного адми нистри­ рован и я . В допол н е н ие к определ е н и ю виртуал ь н ы х комп ьютеров, поставщики laaS виртуализируют связанн ые с ними аппаратн ые элементы, такие как диски (в настоящее время используется более общи й терм и н - " блочн ы е устройства хранения дан н ы х " ) и сети. Виртуал ьные серверы могут посещать виртуальные сети , для которых в ы указы­ ваете топологию, маршруты , адресацию и другие характеристики. В бол ьш и н стве случаев эти сети я вл яются частны м и для вашей организаци и . IaaS также может включать в себя другие основные службы , такие как базы данных, очереди, хранилища ключей-значений и вычисл ительн ые кластеры. Эти функции в совокупности создают полную замену традицион ного центра обработки данн ы х (и во многих случаях даже улучшение) .

306

Часть 1. Основы администрирования

PaaS - это область бол ьш и х обещан и й , которая еще не полностью реал и зован а. Те кущие предложе н и я , такие как AWS Elastic Beanstal k , G oogle Арр Engine и H e roku , и м е ют э кологические огран и ч е н ия ил и н юанс ы , которые делают их н е п ракти ч н ы м и ( ил и непол н ы м и ) дл я испол ьзован и я в загруже н н ы х производствен н ых средах. Снова и с н ова м ы в идел и , как бизнес перерастает эти услуг и . Одн а ко н о в ы м услугам в этой области уделяется бол ьшое в н и м а н и е . В бл ижа й ш и е годы м ы ожидае м значител ь н ы х улуч ш е н и й . Облач н ы е поставщики широко различаются по своим фун кциям и деталям реализа­ uии, но концептуал ьно м ногие услуги оче н ь похожи . В следующих разделах описывают­ ся облачн ы е службы в целом , но поскол ьку AWS является л идером в этом пространстве , мы и ногда п ри н и маем е го номен клатуру и услов н ы е обозначе н ия в качестве значе н и й по умолчан ию.

Доступ к обла ку П ервичн ы й и нтерфейс бол ь ш и н ства облач н ы х провайдеров - это с воего рода веб­ интерфейс. Новые систе м н ы е адми н истраторы дол ж н ы испол ьзовать эту веб- консоль дл я создания уч етной записи и для н астройки своих первых ресурсов . Облачн ые прова йде р ы также определяют и нтерфейсы прикладного программ и рова­ н ия , имеющие доступ к тем же базо в ы м фун кциям , что и к веб-консол и . В большинстве случаев у н их также есть стандартная оболоч ка командной строки , переносимая бол ь­ ш инством систе м для этих интерфейсов при кладного програм м и рован ия. Даже ветера н ы с исте м ного адм и нистрирования часто испол ьзуют веб-графические интерфейсы. Тем не менее важно также дружить с инструментам и командной строки , по­ с кол ьку они легче с п равляются с автоматизацией и повторяемостью. Испол ьзуйте сцена­ ри и , чтобы избежать утом ительного и вялого процесса запроса всего и вся через браузер. Облач н ы е поставщи ки также поддержи вают ком пл е кты разработки програм м н ого обес печения ( S D K) для м ногих популярн ых язы ков, чтобы помоч ь разработч икам ис­ пол ьзовать их и нтерфе й с ы прикл адного программирования . Сторо н н и е и н струме нты ис пользуют S D K дл я упроще н и я ил и автоматизаци и определен н ых наборов задач . В ы , несо м н е н но, стол к нетесь с эти м и S D K, есл и напишете свои собстве н н ые инструменты. Обычно для доступа к системам U N IX и Linux, работающим в облаке , испол ьзуется ал горитм S S H с аутентификацией открытого ключа. Для получ е н ия допол н ительной и н ­ формаци и о б эффективном испол ьзова н и и S S H с м . раздел 2 7 . 7 . Н е которы е поставщики облач н ых выч ислен и й позволяют получить доступ к сеансу консол и через веб-браузер , что может быть особен н о полезн ы м , есл и вы ош ибочно за­ блокируете себя с помощью правила брандмауэра или сломанной конфигурации S S H . Од нако это н е означает представл е н ие реальной консол и систе м ы , поэтому в ы н е мо­ жете испол ьзовать эту функцию для отладки начальной загрузки или проблем с B I OS.

Рег ионы и зон ы доступности Облач н ые п ровайде р ы поддерживают центры обработки дан н ы х по все м у миру. Несколько стандартных терм инов описывают особен ности , связа н н ы е с географией . Регион - это область, в которой облач н ы й п ровайдер поддерживает центры обра­ ботк и дан н ы х . В бол ьш и нстве случаев ре гион ы назва н ы в честь территори и п редпола­ гаемого обслуживания, хотя сами центры обработки дан н ых более скон це нтрирован ы .

Глава 9. Облачные вычисления

307

Например, регион Amazon u s - e a s t - 1 обслужи вается центрами обработки дан н ых в се­ верной Вирджи н и и . 3 Некоторые провайдеры также имеют зон ы доступности ( ил и просто зон ы ) , которые представля ют собой совокуп ность це нтров обработки дан н ы х в регионе . Зон ы внутри региона просматри ваются в сетях с высокой пропускной с пособностью и н и зкой за­ держкой . поэтому межзонал ьная с вязь выполняется быстро, хотя и не обязател ьно де­ шево. Например, мы наблюдали межзонную задержку длител ьностью менее 1 мс. Зоны обычно проекти руются так , чтобы быть независ и м ы м и друг от друга с точ ки зрения мощности и охлаждения, и они географически распредел е н ы , так что стихий ное бедствие, которое затрагивает одну зону, и меет ни зкую вероятность воздействия на дру­ гих людей в том же регионе. Ре гионы и зоны имеют ос новополагающее значение для создания высокодоступных сете вых услуг. В зависимости от требова ний доступности вы можете разверты вать свои ресурсы в нескольких зонах и регионах, чтобы м и н и м изировать последствия сбоя в це н ­ тре обработки дан н ы х и л и в географической области. Откл ючения зон ы доступности возможн ы , но редки ; регионал ьн ы е сбои происходят еще реже . Бол ьши нство служб , предоставляемых облач н ы м и провайдера м и , знают о зонах и испол ьзуют их для дости ­ же ния встрое н ной избыточности .

Регионы соединяются через Интернет или через частные сети; плата взимается в любом случае

Внутризонный трафик является бесплатным

Западный регион США

Межзонное соединение является частным и оплачивается в зависимости от объема

Восточный регион США

Рис. 9. 1. Серверы , распределенные между несколькими регионами и зонами

М ногоуровневые развертыван ия я вля ются более сложн ы м и из-за физических рас ­ стоя н и й между регионами и свя зан ной с н и м и бол ьше й задержки. Н е которые постав­ щики облач н ы х технологий испол ьзуют более быструю и надежную межре гионал ьную сеть, чем другие. Есл и ваш сайт обслуживает пользователе й по все му миру, качество сети вашего облачного поставщика имеет первостепен ное значение. Выбирайте регио н ы в зависимости от географической бл изости к вашей пол ьзова­ тел ьской базе . Для сценариев, в которых разработч ики и пол ьзовател и находятся в раз­ н ы х гео графических регионах, подума йте над те м , чтобы ва ш и систе м ы разработки были бл изки к разработч икам, а производствен н ы е систе м ы бл иже к пол ьзователя м . 5 мс, чтобы преодолеть 1 000 км, США с точки зре н и я производительности вполне

) Для сигнала, передаваемого 110 шпическому волокну, требуется около поэтому ре1·ион ы размером с восточн ое побережье приемлем ы . Сетевое под клю•1е ние, доступное

ДJIЯ дата- центра, важнее, чем его точное местоположение.

308

Часть 1. основы администрирования

Для сайтов, предоставля ющих услуги для глобал ьной пользовател ьской базы, работа в нескол ьких регионах может существен но повысить производител ьность для конечных пользователей. Запросы могут направляться на региональные серверы каждого клиента, испол ьзуя географическое DN S-разрешение, которое определяет местоположе н ие кл и ­ е нтов п о и х исходн ым I Р-адресам . Бол ьш и нство облачн ы х платформ и м е ют регио н ы в Северной Америке , Южной Амери ке, Европе и странах Азиатско-Тихоокеанского региона. Тол ько AWS и Azure н е ­ посредственно присутствуют в Китае. Н екоторые платформ ы , в частности AWS и vCloud , имеют ре гионы , совмести мые со строги м и федеральн ы м и требован и я м и I ТAR, прин я ­ т ы м и в С ША.

В и ртуальные частны е серверы Флагманской службой облака я вляется виртуал ьн ы й частн ы й сервер , виртуал ьная машина, работающая на ап паратном обеспеч е н и и провайдера. Виртуал ьн ые частн ые серверы иногда н азы ваются экземплярами. В ы можете создать стол ько экзе м пл я ров, с колько вам н ужно, запустив свою п редпочтител ьную операционную систему и прило­ же н и я , а затем закрыть экзе м пляры, когда они больше не нужны. В ы платите только за то, что испол ьзуете , и обыч но не несете авансовых расходов. П оскол ьку экзем пляры я вляются виртуал ьн ы м и маш инам и , их мощность процессо­ ра, память, размер диска и сетевые настройки могут настраи ваться , когда экзем пляр соз­ дается и даже корректируется постфактум . Открытые облач ные платформ ы определяют предустановленные конфигураци и , назы ваемые типами экземпляров. О н и варьируются от однопроцессорных узлов с 5 1 2 Мбайт памяти до бол ьших систем со м ногим и ядрами процессора и нескол ькими Ти Б памяти. Некоторые ти пы экзе м пляров сбалансированы для обще го использования , а другие специализируются на приложе н иях с процессором , памятью, диском или сетью. Конфигурации экземпл яров - это одн а из областей , в ко­ торой поставщики облач ных вычисл ен и й энергично кон курируют, чтобы соответство­ вать потребностям рынка. Экземпляры создаются из образов, сохраненного состоя ния операцион ной системы, которое содержит ( как м и н имум) корневую файловую с истему и загрузчик. Образ мо­ жет также включать в себя тома дисков для допол нительных файловых с исте м и других настраиваемых параметров. Вы можете легко создавать собственные образы с помощью собствен ного программного обеспечения и настроек. Все наши иллюстративные операцион ные систе м ы испол ьзуются ш ироко, поэтому облач ные платформ ы обычно предоставля ют для н их офи циальные образы .4 М ногие сторон ние поставщики програ м м ного обесп ечения также поддерживают образы обла­ ков, которые и меют предустановленное програм м ное обеспечение для облегчения при­ нятия клиентам и . Также легко создавать свои собствен н ые образы. Подробнее о том , как создавать об­ разы виртуальной маш и н ы в пакете , см. раздел 24. 5.

Сети Облач ные провайдеры позволяют создавать виртуал ьн ые сети с настраиваем ы м и то­ пологиям и , которые изоли руют ваш и систе м ы друг от друга и от И нтернета. На плат­ формах, которые предлагают эту фун кцию, вы можете установить диапазоны адресов ва48 настоящее вре мя вы должны создать свой собствен н ы й образ Free BSD, если используете Google Compute Eпgine.

глава 9. Облачные вычисления

309

ших сете й , оnределить nодсети , настроить маршруты , установить nравила брандмауэра и nостроить VPN для nодкл ючения к внеш ним сетя м . С сетью и эксnлуатацией более круnных и более сложных облачных nриложений связаны оnределен н ые издержки. Ш Дополнительную информацию о сети VPN см . в разделе 27.9. Вы можете сделать ваш и серверы достуnн ы м и в И нтернете nутем аренды nублично маршрутизируе м ы х адресов от вашего nровайдера. У всех nоставщи ков есть большой пул таких адресов, из которых nол ьзователи могут выбирать. В качестве альтернативы серверам может быть предоставлен тол ько частн ы й адрес RFC 1 9 1 8 в адресном про­ странстве , выбранном м я вашей сети, что делает их общедоступн ы м и . Ш Дополн ительную и нформ ацию о частн ых адресах R FC 1 9 1 8 см. в разделе 1 3 .4. Систе м ы без общедоступ н ы х адресов напрям ую не доступн ы и з И нтерн ета, даже для администраторов. Вы можете nолуч ить достуn к таким узлам через сервер nерехода или хост-бастион , которы й открыт для И нтернета, или через сеть VPN , которая под­ ключается к вашей облачной сети . Для безопасности лучше, чтобы внешняя зона вашей виртуальной и м перии была как можно меньше. Хотя все это звучит м ногообещающе , у вас меньше возможносте й управлять вирту­ альными сетя м и , чем традицион н ы м и , и вы должн ы подчи н яться прихотям и капризам набора функций, предоставленных ваш им выбранн ы м nровайдером . Это особе нно раз­ дражает, когда новая функция не может взаимодействовать с вашей частной сетью. ( М ы смотри м на тебя , Amazon!) Для n ол уч е н и я nодробной и н формации о сети TC P/ I P в облаке nерейдите в раз­ дел 1 3 . 1 5 .

Х ранили ще Важной частью облачн ы х вычисле н и й я вляется хранение данн ых. Облачн ы е про­ вайдеры и меют самые большие и самые современ н ые систем ы хранения данных на пла­ нете, поэтому вам будет трудно обеспечить их объем и возможности в частном центре обработки данных. Поставщики облачных вычислений взимают nлату с объема дан ных, которые вы храните. О н и оче н ь моти вированы , чтобы дать вам как можно больше воз­ можностей мя хране н ия ваш их данных.5 Перечисл и м нескол ько н аиболее важн ых сnособов хранения данн ых в облаке . •

•

Объектн ые хранил и ща содержат коллекции дискретных объектов (no существу, файлов) в nлоском простра нстве и м е н . Объектные хранилища могут в м е щать nрактически н еограничен н ы й объем данных с исключительно высокой надежно­ стью , но отн ос ител ьно н изкой производительностью. Они предназнач е н ы в ос ­ новном д11 я чтения. Файл ы в хран илище объектов доступны через сеть с помощью протокола Н ТТР S. П римеры - AWS SЗ и Google Cloud Storage . Блоч н ы е устройства хранения - это в иртуал изирова н н ы е жестки е диски. О н и могут быть настроен ы по вашему выбору и nодкл ючен ы к виртуальному серверу, nодобно томам SAN в традиционной сети. В ы можете перемещать тома между уз­ лами и настраивать свои п рофили ввода-вывода. П римеры - AWS EBS и Google Cloud Storage.

5 Н а пример, компания AWS п редлагает посетить ваш у орган изацию н а м а ш и н е AWS S nowmoblle, представляющей собой транспортный контейнер дли ной 45 футов, который буксируется грузовым тягачом и способен перевести 1 00 П и Б из вашего дата-центра в облако.

Часть 1. Основы администрирования

31 0 •

Эфемерное хра н ил ище - это локал ьное дисковое простра н ство на виртуал ь­ ном частном сервере (Virtual Private Server - VPS). создан ное на основе дисков на главном сервере. Они обычно бывают быстр ы м и и е м ки м и , но при удал е н и и VP S дан н ы е теря ются, поэтому эфемерное хра н ил и ще луч ш е всего испол ьзовать для временных файлов. П ри м еры - тома хра н ил и ща экзе м пляров на AWS и ло­ кальные SSD на G C P.

В дополнение к эти м службам хранения данных облачные провайдеры обычно пред­ лагают множество бесплатных служб баз дан н ы х , которые вы можете получить через сеть. Реляционн ые базы данных, такие как MySQ L, PostgreS Q L и O racle, выпол ня ются как службы AWS Relational Database Service. Они предлагают встроен ную мул ьтизон ную избыточность и ш ифрование дан н ых при хранении. Расп редел е н н ы е анал ит и ч е с к и е базы дан н ых . та кие как AWS Redshift и G C P BigQuery, предлагают н евероятную рентабельность ин вестиций; обе эти базы заслужива­ ют в н имательного изучения, прежде ч е м строить собственное дорогостоя щее хранил и ­ щ е . П оставщики облаков также предлагают обычн ы й ассортимент баз дан н ых в опера­ тивной памяти и NoSQL, таких как Redis и memcached.

Идентификация и авторизация Адм и н истраторам , разработч и кам и другим техническим сотрудн и кам н еобходимо управлять облач н ы м и служба м и . В идеал ьном случае средства управл е н и я доступом должн ы соответствовать принципу наименьших привилеги й : кажд ы й директор может иметь доступ тол ько к объектам , которые и м е ют к нему отноше н и е , и не более того. В зависи мости от контекста такие спецификации контроля доступа могут стать довол ь­ но сложным и . Ком пан ия AWS искл юч ител ьно с ил ьна в этой области . Е е служба под н азванием l dentity and Access M anagement ( IAM) определяет не тол ько пол ьзователе й и груп п ы , н о и роли дл я систем . Например, серверу могут б ы т ь назнач е н ы пол итик и , позволяю­ щие его программ ному обеспечению запус кать и останами вать другие серверы, хран ить и извлекать дан н ы е в хра н илище объектов или взаимодействовать с очередям и - все с автоматической ротацией ключей. Служба IAM также и меет и нтерфейс прикладного программирования для управления кл ючами , который поможет вам безопасно хранить секреты. Другие облач н ы е п л атфор м ы и м е ют м е н ьш е возможносте й автор и за ц и и . Н еуди вительно, что служба Azure основана н а службе Active Directory M icrosoft . Она хо­ рошо сочетается с сайта м и , для которых существует интегрирован н ы й каталог. Служба контрол я доступа G oogl e , также назы ваемая IA M , относ ител ьно грубая и н е пол ная по сравнению со службой компан ии Amazon.

А втоматизация И нструменты A P I и C L I , созданные поставщика м и облачных технологи й . я вля ют­ ся основны м и строительн ы м и блоками пользовател ьс кой автоматизации. но они часто неукл южи и непрактич н ы для организации бол ьш и х коллекций ресурсов. Например, что делать, есл и вам нужно создать новую сеть, запустить нескол ько экзе м пл яров VPS, предоставить базу дан н ы х , настроить брандмауэр и, наконец, подключ ить все эти ком ­ поненты'? С точки зрен ия облач ного API это бьш бы сложны й сценар и й . AWS CloudFormation стала первой службой дл я решения этой проблемы. О на принимает шаблон в формате J SON или YAM L, который описывает требуемые ресурсы и связан ные

Глава 9. Облачные вычисления

31 1

с ними детали конфиrураuии. Вы отпрамяете шаблон в службу CloudFormation, которы й проверяет его на наличие ош ибок, сортирует зависимости между ресурсами и создает или обновляет конфиrураuию облака в соответствии с вашими спецификациям и . Шаблоны Clou d Formation ямяются мощ н ы м и , но подверже н ы ош ибкам в челове ­ ческих руках из-за строгих требован и й с интаксиса. П ол н ы й ш аблон я вляется невыно­ симо многословн ы м , и л юдям сложно даже ч итать е го. Вместо того , чтобы п исать эти шаблон ы вручную, мы предпоч итаем автоматически генерировать их с п омощью биб,ш ­ отеки Python под названием Troposphe re от Марка П ика ( Mark Peek) (см. G i t h ub . com/ cloudtoo l s / t ropo s p h e r e ) . Третья сторонняя служба также нацелена на эту проблему. Служба Terraform с от­ крыты м исходн ы м кодом ком па н и и HashiCorp , я вляется средством для построе н ия и изме нения инфраструктуры независимо от особенностей облака. Как и в службе Clou d Formation , вы описываете ресурсы в настраиваемом ш аблоне, а затем позволяете службе Terraform создавать правил ьн ые вызовы API для реал иза ц и и вашей конфи rурации . Затем вы можете проверить с вой конфигурацион н ы й файл на управление версиJ1 ми и управлять инфраструктурой с течен ием времени.

9.4. ОБЛАКА: БЫСТРЫЙ ЗАПУСК VPS НА ПЛАТФОРМЕ Облако - отличная песоч ница, в которой можно изучить системы UN IX и Linux. Эrот короткий раздел поможет вам и нсталлировать и запускать виртуальные серверы на AWS , GCP ил и Digita\Ocean . В качестве с истемных адми н истраторов м ы акти вно испол ьзуем командную строку (в отличие от веб-графических интерфейсов) для взаимодействия с об­ лаком , поэтому иллюстрируем здесь использование именно этих инструментов.

Веб -службы Amazon Для того чтобы использовать AWS , сначала настройте учетную запись н а сайте a w s . ama z o n . c om. Создав учетную зап ись, немедленно следуйте инструкциям AWS Trusted Advisor, чтобы настроить свою учетную запись в соответствии с предлагаемыми рекоменда­ циями . Затем вы можете перейти к отдельным консолям обслуживания для ЕС2, VPC и т.д. Каждая служба AWS и м еет с п е ц и ал ь н ы й пол ьзовательск и й и нтерфе й с . Когда вы войдете в веб-консоль, вы увидите вверху с писок служб. Внутри Amazon каждая служ­ ба управляется независимой командо й , и, к сожал е н и ю , дан н ы й и нтерфейс отражает этот факт. Хотя это решение помогло развивать АWS-службы , это приводит к нескол ь­ ко фрагментирован ному оп ыту взаимодействия. Не которые и нтерфейсы более удобн ы и интуитивн ы , ч е м другие . Для того чтобы защитить свою учетную зап ись, вкл юч ите м ногофакторную ауте нти­ фикацию ( M FA) для пользователя root , а затем создайте привилегированного пользова­ теля \АМ для повседневного испол ьзования. Мы также обычно настраи ваем псевдон и м , чтобы пользовател и могли получ ить доступ к веб-консол и без ввода номера учетной за­ писи. Эта опция находится на начал ьной стран ице службы IAM . В следующем разделе м ы представляем официальный инструмент aws - интерфейс командной строки , написан н ы й на Python. Новые пользователи также могут воспол ьзо­ ваться службой быстрого запуска Amazon Lightsail , целью которой ямяется запуск эк­ земпляра ЕС2 с м и н имальн ы м и усил иями.

Часть 1. Основы администрирования

31 2

И нтерфейс aws: уп равление подсистемами AWS П рограмма aws - это ун ифи цированн ы й интерфейс командной строки для служб AWS . Он управляет экзем плярами , сохраняет резервные копи и , редактирует записи D N S и выполняет большинство других задач, отображаемых в веб-консол и . И нструме нт ос­ нован на замечател ьной библ иотеке Boto, S D K Python для AWS API и работает в л юбой системе с действующим интерпретатором Python. Установите этот инструмент с помощью команды pip: $ pip install awscli

Для того чтобы испол ьзовать aws , с начала выпол ните аутентифи кац и ю в интерфей ­ се прикладного програ м мирования AWS , используя пару случай н ых строк, называемых идентификатором ключа доступа и секретным ключом доступа . Создайте эти учетные дан ные в веб-консоли IAM , а затем скопируйте и вставьте их на м естном уровне. При выпол н е н и и команды aws confiqure вам будет предложено установить учет­ ные данные A P I и регион по умолчанию: $ aws confiqure AWS Acce s s К е у I D : AКIAIOSFODNN7EXAМPLE AWS S e c r e t Acc e s s К е у : wJalrXUtnFEМI/ K7МDENG/bPxRfiCYEXAМPLEКEY D e f a u l t r e g i on n arne [ u s - e a s t - 1 ] : De f a u l t o u t p u t f o rrnat [ N one ] :

Эти настройки сохраня ются в файле - / . aw s / config. П ока вы настраиваете среду, м ы также рекоме ндуем вам настроить фун кцию автозаполнения оболоч ки bash, чтобы легче было обнаружить подкоманды . Допол н ительная и нформация представлена в до­ кументах AWS C L I . Первый аргумент команды aws называет кон кретную службу, которой в ы хотите мани­ пул ировать; например, ес2 Дll Я действий, которые управляют веб-службой Elastic Compute Cloud. Вы можете добавить подсказку по ключевым словам в конце любой команды, что­ бы увидеть инструкции. Так, aws help, aws ес2 help и aws ес2 descriЬe- instance help помогают создавать полезные справочные страницы.

Создани е э кзем пляра ЕС2 m Дополн ительную и нформаци ю о команде pip см. в разделе 7 . 6 . Для создан и я и зап ус ка экзе м пляро в ЕС2 ис пол ьзуйте команду a w s е с 2 run­ instances. Хотя вы можете создавать нескол ько экзе м пляров с помощью одной коман­ ды ( испол ьзуя параметр - - count ), экзе м пляры должн ы иметь общую конфи гурацию. Вот м и н имал ьн ы й пример полной команды: $ aws е с 2 run- ins tances - - imaqe-id ami -d4 4 0 aбe7

- - ins tance - type t2 . nano - - associate-puЫic-ip-address - -key-name admin-key

# в ыв о д см . ниже

В этом примере указаны следующие дан ные конфигурации. •

•

Образ базовой системы представляет собой версию CentOS 7 , выпущенную Amazon, с именем ami - d 4 4 0 a бe 7 . (AWS называет эти образы AM I - Amazon Machine I mages. ) Как и другие объекты AWS , имена образов, к сожал е н и ю , не мнемоническ и е ; вы должны искать идентификаторы в веб- консол и ЕС2 или в командной строке (aws ес2 describe- images) Дll Я их декодирования.

Глава 9. Облачные вычисления •

•

31 3

Тип экзем пляра t 2 . n a n o , которы й в настоящее врем я является наименьшим типом э кзем пляра. Он и меет одно ядро центрального процессора и 5 1 2 Мбайт оперативной памят и . С веде н и я о доступн ы х типах экзе м пляров можно найти в веб-консоли ЕС2 . -

Для управления доступом SSH также назначается предварительно сконфиrуриро­ ван ная пара ключе й . В ы можете создать пару кл юч е й с помощью команды s sh­ keygen (см . раздел 2 7 . 7 ) , а затем загрузить открытый кл юч в кон соль AWS ЕС2.

Результат работы команды aws ес2 run-instance показан ниже. Эrо формат JSON , поэтому он легко распознается другим программ н ы м обеспечением. Например, после за­ пуска экземпляра сценарий может извлекать I Р-адрес экземпляра и настраивать DNS, об­ новлять систему инвентаризации или координ ировать запуск нескольких серверов. $ aws ес2 run- ins tances . . . # Те же кома нды , что и выше { " Owne r l d " : " 1 8 8 2 3 8 0 0 0 0 0 0 " , " Re s e rv a t i on l d " : " r - 8 3 a 0 2 3 4 6 " , " I n s t an c e s " : [ " P r i va t e i pAdd r e s s " : " 1 0 . 0 . 0 . 2 7 " , " I n s t a n ce l d " : " i - c 4 f 6 0 3 0 3 " , " I ma ge l d " : " ami - d 4 4 0 a б e 7 " , " P r iva t e Dn s N ame " : " ip - 1 0 - 0 - 0 - 2 7 . u s - we s t - 2 . c ompu t e . i n t e rn a l " , " K e yName " : " a dmi n - ke y " , " S e c u r i t yG r o up s " : [ { " G roupName " : " d e f a ul t " , " G roup l d " : " s g- 9 e b 4 7 7 fb " ] , " Subne t l d " : " s ub ne t - e f 6 7 9 3 8 a " , " I n s t a n c e T ype " : " t 2 . na no " ,

По умолчани ю экзем пляры ЕС2 в подсетях УРС н е и меют подключе н н ых общедо­ ступных I Р-адресов, что делает их доступными только из других с истем в пределах одно­ го УРС. Чтобы использовать экзе м пляры непосредственно из Интернета , задействуйте параметр --associate-puЫic-ip-address, как показано в нашем примере . В ы може­ те узнать назнач е н н ы й l Р-адрес постфактум с помощью команды aws ес2 des cribe­ ins tances или путем поиска экземпляра в веб-консол и . Брандмауэры в ЕС2 называются группами безопасн ости. Поскольку м ы не указали здесь группу безопасности, AWS принимает группу d e f a u l t , которая не дает доступа. Чтобы подключиться к экзем пляру, настройте группу безопасности , чтобы разр е ш ить выполнение ал горитма SSH с ваш е го I Р-адреса. В сценариях реального мира структура группы безопасности должна быть тщател ьно сплан ирована во врем я проектирования сети. Мы обсуждаем группы безопасности в разделе 1 3. 1 5 . Команда aws configure устанавливает область по умолчанию, поэтому вам не нуж­ но указывать регион для экзем пляра, если вы не хотите задать что-то , отличное от зна­ чения , п р и нятого по умолчанию. AM I , п ара ключей и подсеть относятся к региону, и интерфейс aws жалуется , если их нет в указанном вами регионе . ( В этом кон кретном случае A M I , пара ключей и подсеть находятся в регионе u s - e a s t - 1 . )

Часть 1. Основы администрирования

31 4

Обратите внимание на поле I n s t a n c e l d в с п иске резул ьтатов , которое я вляется ун и кал ьн ы м идентифи катором для нового экзем пляра. Команда aw s ес2 describe ­ ins tance -instance-id id выводит подробную информацию о существующем экзем­ пляре, а команда aws е с 2 de sc ribe - i n stan ce s - обо всех экземплярах в регионе. Когда экзе м пляр запуще н и группа безопасности по умолчанию настрое на для пере­ дач и трафи ка по ТС Р-порту 22, вы можете ис пол ьзовать ал горитм S S H для входа в си­ стему. Большинство AM I настроены с учетной записью nonroot с привилегиям и sudo. Для с исте м ы Ubuntu и м я п ол ьзователя - u b u n t u ; дл я CentOS - c e n t o s . Free B S D и Amazon Linux испол ьзуют и м я e c 2 - u s e r . В документации дл я выбранного вам и A M I должно быть указано и м я пол ьзователя, если оно н е я вляется одн им и з них. П равильно настрое н н ы е образы позволя ют использовать тол ько открытые кл ючи для аутентификации S S H , а не пароли. После того как вы вошли в систему с се кретным кл ючом S S H , у вас будет пол н ы й доступ к sudo без н еобходимости пароля. Мы реко­ ме ндуем откл юч ить пол ьзовател я по умолчан ию после первой загрузки и создать лич­ ные учетн ые записи .

Просмотр журнала консоли Отладка н изкоуровневых проблем , таких как проблемы при запуске и ошибки диска, может быть сложной задаче й без доступа к консоли экземпляра. И нтерфе йс ЕС2 позво­ ляет получ ить вывод консол и экземпляра, который может быть полезен , если экземпляр находится в состоян и и ош ибки ил и , по-видимому, зависает. Вы можете сделать это че­ рез веб- и нтерфейс ил и с помощью команды aws ес2 get-console-output, как пока­ зано ниже . $ aws ес2 qet- console- output - - ins tance-id i - c 4 f 6 0 3 0 3 {

" I n s t anc e l d " : " i - c 4 f 6 0 3 0 3 " , " T ime s t amp " : " 2 0 1 5 - 1 2 - 2 1 T 0 0 : 0 1 : 4 5 . 0 0 0 Z " , " Output " : " [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ] I n i t i a l i z i ng c g r oup s ub s y s cpu s e t \ r \ n [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ] I n i t i a l i z i ng cg roup s ub s y s cpu \ r \ n [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ] I n i t i a l i z i ng c g r o up s u b s y s c p u a c c t \ r \ n [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ] L i n u x ve r s i on 4 . 1 . 7 - 1 5 . 2 3 . am z n l . x 8 6_ 6 4 ( mo c kbu i l d @ gob i - b u i l d - 6 0 0 0 6 ) ( gc c ve r s i on 4 . 8 . З 2 0 1 4 0 9 1 1 ( Red H a t 4 . 8 . 3 - 9 ) ) # 1 SMP Mon S e p 1 4 2 3 : 2 0 : 3 3 UTC 2 0 1 5 \ r \ n

W Дополнительную и нформацию о б управлении пользователями с м . в главе 8 . П ол н ы й жур н ал , коне ч н о , нам ного дольше, ч е м этот фрагмент. В дам пе J SON со­ держимое журнала, к сожален ию склеивается в одну строку. Для луч шей ч итаемости от­ форматируйте его с помощью команды sed. ,

$ aws ес2 qet- console- output - - ins tance-id i - c 4 f 6 0 3 0 3 1 sed ' s / \ \ r\ \ n/ \ \n/q '

" I n s t anc e i d " : " i - c 4 f 6 0 3 0 3 " , " T ime s t amp " : " 2 0 1 5 - 1 2 - 2 1 T 0 0 : 0 1 : 4 5 . 0 0 0 Z " , " Output " : " [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ] I n i t i a l i z i n g c g r oup s ub s y s cpu s e t [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ] I n i t i a l i z i n g c g r oup s ub s y s cpu [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ) I n i t i a l i z i n g c g r oup s ub s y s cpua c c t [ 0 . 0 0 0 0 0 0 ) L i n u x ve r s i on 4 . l . 7 - 1 5 . 2 3 . am z n l . x 8 6_ 6 4 ( mo c kbu i l d @ gob i - bu i l d - 6 0 0 0 6 ) ( g cc ve r s i on 4 . 8 . З 2 0 1 4 0 9 1 1

Глава 9. Облачные вычисления

( Red H a t 4 . 8 . 3 - 9 ) )

31 5

# 1 SMP Mon S e p 1 4 2 3 : 2 0 : 3 3 UTC 2 0 1 5

Эта запись журнала поступает непосредственно и з процесса загрузк и Linux. В приве­ денном выше примере показано несколько строк с момента и н ициализации экзем пляра. В больши нстве случаев вы найдете самую и нтересную информацию в конце журнала.

Остановка и завер ше ние ра боты э кземпляров Когда вы законч ите работать с экзе м пляром , вы можете остановить (stop) его, чтобы закрыть экзе м пляр, но сохранить его для последующего испол ьзования, или завершить (terminate) е го, чтобы полностью удалить э кзе м пляр. По умолчанию завершение также полностью освобождает корневой диск экземпляра. После прекращен и я работы экзем­ пляр не может быть восстановлен даже с помощью AWS. $ aws ес2 s top- ins tances - - ins tance - id i - c4 f 6 0 3 0 3 { " S t opp i n g i n s t ance s " : { " I n s tance i d " : " i - c 4 f 6 0 3 0 3 " , " C u r r en t S t a t e " : { " Code " : 6 4 , " N ame " : " s t opp i n g " ), " P re v i o u s S t a t e " : { " C ode " : 1 6 , " N ame " : " runn i n g "

Обратите внимание на то, что виртуал ьные м аш и н ы н е меняют состоян ие мгновен­ но; им требуется перезагрузка. Следовательно, суmествуют переходны е состоян и я , такие как начало (starting) и остановка (stopping) . Обязательно учитывайте их в любых сцена­ риях, которые вы можете написать.

Goog le Cloud Platform Для того чтобы начать работу с платформой GCP, создайте учетную зап ись на сайте c l oud . goog l e . com. Если у вас уже есть идентификатор Google , вы можете зарегистри­ роваться в той же учетной записи. Службы G C P работают в разделе , известном как проект . В каждом проекте есть от­ дельные пользователи , данные о счетах и учетные данные API , поэтому вы можете до­ стичь пол ного разделения между разрозненн ы м и приложе н и я м и или областям и бизне­ са. Создав с вою учетную запись, создайте проект и включите отдел ьные службы GCP в соответствии с ваши м и потребностям и . G oogle Compute Engine, служба VPS , я вляется одной из первых служб, которые вы, возможно, захотите включить.

Настройка gcloud П ро грамма g c l oud, приложе н и е на языке Pytho n , я вляется и нструментом C LI для G C P. Это ком понент Google Cloud S DK , которы й содержит м н ожество библ иотек и и нструментов для взаимодействия с G C P. Чтобы установить его, следуйте инструкци­ я м по установке на сайте c l oud . goog l e . com/ s d k.

31 6

Часть 1. Основы администрирования

П ервое действие должно состоять в том , чтобы настроить среду, выпол н и в команду gcloud ini t. Эта команда запускает небольшой локал ьн ы й веб-сервер, а затем откр ы ­ вает ссыл ку браузера для отображен и я пользовательского и нтерфейса Google для аутен ­ тификации . П осле аутентификации через веб-браузер gcloud попросит вас ( в оболоч ­ ке) в ыбрать профиль проекта, зону по умолчан и ю и другие знач е н ия по умолчан и ю . Настройки сохраняются в файле � / . config/gcloud / . Выполн ите команду gcloud help для получения общей и нформации или gcloud - h для краткого описания использования. Также доступна помощь п о подкоманде; например, команда gcloud help compute показывает справочную страни цу для службы Compute Engine.

Запуск э кзем пляра на GCE В отличие от команд aw s , которые немедленно возвращают управл е н и е , команда gcloud compute работает синхронно. Н апример, когда вы выполняете команду create для запроса нового экземпляра, команда gcloud делает необходимый вызов A P I , а затем ждет, пока экземпляр не будет настроен и запущен , а затем возвращает его. Это соглаше­ ние позволяет избежать необходимости опроса состояния экземпляра после его создания. 6 Для того чтобы создать экзе м пляр, сначала определите имя ил и псевдон и м образа, которое вы хотите загрузить: $ gcloud compute images l i s t - - regexp ' debian . * ' AL I AS NАМЕ P ROJECT d eЬ i a n - 7 - wh e e z y- v2 0 1 6 0 1 1 9 deЬi a n - c l oud deЬ i a n - 7 d e Ь i a n - 8 - j e s s i e - v2 0 1 6 0 1 1 9 deЫ a n - c l oud deЬian- 8

D E P RECAT E D S TATU S READY READY

Затем создайте и загрузите экземпляр, указав его имя и образ. $ gcloud compute ins tances create ulsah - - image dehian-8 # ожид а е т э к з емпл яра для запуска . . . NАМЕ Z ONE МAC H I N E Т У Р Е I NT E RNAL I P EXT E RNAL I P u l s a h u s -central l - f n l - s tandard- 1 10 . 100 . 0 . 4 1 0 4 . 1 97 . 65 . 2 1 8

STATUS RUNN I N G

Обыч но результаты работы этой ком анды содержит столбец, которы й показывает, я вляется л и экзе м пляр вытесняемым , но в этом случае он был пустым , и м ы удалил и е го, чтобы уместить в ывод на странице. В ытесняемые экзе м пляры м е н ее дороги , чем стандартные э кзем пляр ы , но о н и могут работать только 24 часа и их работа может быть прекращена в л юбое вре м я , если Google нуждается в ресурсах дл я другой цел и . О н и предназнач е н ы для долговрем е н н ых операций , которые могут допускать перерывы, на­ пример задания пакетной обработки . В ытесняемые экзе м пляры а налогичн ы спот-экзем плярам ЕС2 в том с м ысле , что вы платите дисконтированную ставку за остальную резервную е м кость. Тем не менее м ы обнаружили , что вытесняемые экземпляры Google более разум н ы и проще в управле­ н и и , чем спот-экземпляры AWS. Однако долговреме н н ые стандартные экзе м пляры оста­ ются наиболее подходящ и м выбором для большинства задач. П рограмм а gcloud и н и циализирует экзе м пляр публ и ч н ы м и частн ы м I Р-адресом . Вы можете испол ьзовать публ и ч н ы й I Р-адрес с ал горитмом S S H , но программа gcloud имеет полезную оболочку для упрощения входа в систему S S H : $ gcloud compute s sh ulsah L a s t l o gi n : Mon Jan 2 5 0 3 : 3 3 : 4 8 2 0 1 6 u l s ah : - $

6 Выполните команду aws ес2 wai t для получения и нформации об опросе событий или состоян и й в AWS ЕС2.

глава 9. Облачные вычисления

31 7

DigitalOcea n С объя вл е н н ы м временем загрузки 55 с виртуальн ые серверы D igitalOcean (дропле­ ты) - это сам ы й быстрый путь к корневой оболочке . Стоимость начального уровня со­ ставляет 5 долл. США в месяц , поэтому они также н е разорят вас.

m Дополнительную и нформаци ю о настрой ке "драгоценных кам ней" Ruby см. в разделе 7.6. После создания учетной записи в ы можете управлять своим и дроплетами через веб­ сайт DigitalOcean. Тем н е менее нам удобнее прим е н ять буксир, и нструмент ком анд­ ной строки, написанн ы й н а я з ы ке Ruby, которы й испол ьзует опубл и кован н ы й API DigitalOcean. Предположим, что у вас есть Ruby и е го менеджер библиотеки, gem, уста­ новленн ы й в локал ьной системе. Для и нсталляц ии программ ы tugboat просто выпол­ ните команду gem install tugboat. Необходимо выполнить несколько этапов настройки. Сначала создайте пару крипто­ графических ключей , которые вы можете испол ьзовать для контроля доступа к дроплетам . $ s sh-keygen - t rsa -Ь 2 0 4 8 -f / s sh/id rs a do Gene r a t i n g puЫ i c /p ri v a t e r s a k e y p a i r . Ent e r pa s s p h r a s e ( emp t y f o r n o p a s s p h r a s e ) : Ent e r s ame p a s s p h r a s e a g a i n : Your i d e n t i f i c a t i on h a s b e e n s aved i n / U s e r s /be n / . s s h / i d_ r s a_do . Your puЫ i c k e y h a s b e e n s aved in / U s e r s / b e n / . s s h / i d_ r s a_do . pub . "

.

_

_

Скопируйте содержи мое файла откры того кл юча и вставьте е го в веб- консоль DigitalOcean ( в настоящее врем я в разделе Setti n g � Secu rity) . В рамках этого процесса назначьте короткое имя открытому ключу. Затем подключ ите программу tugboat API D igitalOcean, введя токен доступа, кото­ рый вы получите с веб-сайта. П рограмма tugboat сохраняет токен для будущего ис­ пользования в файле " / . tugboat. W Допол нительную и нформацию об ал горитме SSH см. в разделе 22.7. $ tugboat authorize Note : You can get your Acce s s T o ke n f r om h t tp s : / / c l ou d . di g i t a l o c e a n . c om/ s e t t i n g s / t o ke n s / n e w Ent e r y o u r a c c e s s t o k e n : e 9dffla9a7 ffdd8faf3". f3 7b0 1 5b3d4 5 9 c 2 7 95bб4 Ent e r your SSH key path ( de fa u l t s t o - / . s s h / i d_ r s a ) : " / . s sh/ id_rsa_do Ent e r you r S S H u s e r ( op t i o n a l , de f a u l t s t o roo t ) : Ent e r y o u r S S H p o r t numЬ e r ( op t i ona l , de f au l t s t o 2 2 ) : Ent e r y o u r de f a u l t r e g i o n ( op t i ona l , de f a u l t s to n y c l ) : sfol Aut h e nt i ca t i o n w i t h D i g i t a l Oc e a n wa s s u c ce s s f u l .

Чтобы создать и запустить дроплеты, с начала укажите имя образа систе м ы , которы й в ы хотите использовать в качестве базовой. Например, так. $ tugboat iшages 1 grep - i uЬuntu 16 . 04 16 . 04 16 . 04 16 . 04

.1 .1 .2 .2

х64 х64 х64 х32

( s l u g : , i d : 2 1 6 6 9 2 0 5 , di s t r o : Ubunt u ) ( s l u g : , i d : 2 2 6 0 1 3 6 8 , di s t r o : Ubun t u ) ( s l u g : ubun t u - 1 6 - 0 4 - x 6 4 , i d : 2 3 7 5 4 4 2 0 , di s t r o : Ubun t u ) ( s l u g : ubun t u - 1 6 - 0 4 - x 3 2 , i d : 2 3 7 5 4 4 4 1 , di s t r o : Ubu n t u )

Вам также нужен цифровой идентификатор DigitalOcean для ключа S S H , вставлен­ ного в веб- консоль.

Часть 1. основы администрирования

31 8

$ tuqboat keys SSH Keys : N ame : i d_ r s a_do , ( i d : 1 5 8 7 3 6 7 ) , f i ng e r p r i n t : b c : 3 2 : 3 f : 4 d : 7 d : b 0 : 3 4 : ac : 2 e : 3 f : O l : f l : e l : e a : 2 e : da

Этот вывод показывает, что ч исловой идентификатор для ключа с именем i d- r s a_ d o равен 1 58 7 367. Создайте и запустите дроплеты следующим образом: $ tuqboat create - i uЬuntu - 1 6 - 0 4 -x64 -k 1 5 8 7 3 67 ulsah-uЬuntu queue i n g c r e a t i on o f d r o p l e t ' ul s a h-ubun t u ' . . . D r op l e t c r e a t e d !

Здесь аргумент -k это идентификатор ключа S S H , а последни й аргумент - корот­ кое и м я для дроплета, которое вы можете назначить по своему усмотрению. Как только дроплет загрузится , вы м ожете войти в систему с помощью команды tugboat ssh. -

$ tuqboat ssh ulsah-uЬuntu D r op l e t f u z z y name p rovi de d . F i n d i n g d r op l e t I D . . . don e , 2 3 7 5 4 4 2 0 ( ub u n t u - 1 6 - 0 4 -x 6 4 ) E x e c u t i n g S S H on D r op l e t ( ub u n t u - 1 6 - 0 4 - x 6 4 ) . . . T h i s d r op l e t h a s а p r iva t e I P , c h e c k i n g i f you a s ke d t o u s e t h e P r i v a t e I P . . . You d i dn ' t ! U s i n g puЫ i c I P f o r s s h . . . A t t emp t i n g S S H : r o ot @ 4 5 . 5 5 . l . 1 6 5 W e l c ome to Ubun t u 1 6 . 0 4 ( ( GN U / L i nu x 4 . 4 . 0 - 2 8 - ge n e r i c х 8 6_ 6 4 ) r o o t @ u l s a h - ub u n t u : - #

В ы можете создать столько дроплетов, сколько вам нужно, но имейте в виду, что вам будет выставлен счет за каждый из н их, даже если он выключен . Чтобы отключить дроплет, выполните команду tugboat snapshot имя -дропле та имя - снимка , чтобы сделать сни­ мок памяти систе м ы, и команду tugЬoat destroy имя-дроплета, чтобы отключить дро­ плет. Позднее вы можете воссо:щать дроплет, используя снимок в качестве исходного образа.

9.5. КОНТРОЛЬ ЗАТРАТ Новички в облач н ых вычислениях часто наивно предполагают, что крупномасштабные систе м ы будут значительно дешевле работать в облаке, чем в дата- центре. Это ожидан ие может быть с вязано с превратной интерпретацией низкой стоимости ч аса работы с экзем­ пляром на облачной платформе. Кроме тоrо, возможно, пользователи поддаются уговорам облачн ы х маркетологов, чьи тематические исследования всегда показывают огромную экономию. Независимо от их источн и ка, мы обяза н ы отбросить надеж:ды и оптимизм. По наше­ му опыту, новые пользователи облачных вычислен и й часто уди вляются, когда затраты быстро растут. Тарифы облака обычно состоят из нескольких ком понентов. •

•

•

В ы числительные ресурсы виртуальных ч астны х серверов, балансировщиков на­ грузки и всеrо остального, которые потребляют циклы процессора для запус ка ва­ ш их служб. Цена взимается за час использования . Передача данных в И нтернете ( как входящая , так и исходящая ) , а также трафик меж:ду зонами и регионами. Цены взимаются за двоич н ые гига- ил и терабайты. Хран ил и ща всех типов: блочн ые тома хране н и я , объе ктные хран ил и ща , моме н ­ тал ьн ые с н и м ки диска, а в не которых случаях и операции ввода- в ывода в раз­ л и ч н ы х постоя н н ых хранили щах. Взимается цена за каж:дый двоич н ы й гига- или терабайт в месяц.

Глава 9. Облачные вычисления

31 9

Для вычислительн ых ресурсов наиболее дорогостоя ще й я вляется модель " плати или иди" , также известная как " ценообразование по требованию". У AWS и DigitalOcean мини­ мальный и нтервал биллинrа составляет один час, а на GCP м и нута. Цен ы варьируются от долей процента в час (самый маленький тип дроплета DigitalOcean с 5 1 2 Мбайт и одним ЯдРОМ процессора или экземплярами AWS t 2 . nano) до нескольких долларов в час (экзем­ пляр i 2 . 8 x l a rge в AWS с 32 ядрами , ОЗУ 1 04 ГиБ и 8 х 800 Г5 локальных SSD). Вы можете добиться существе н ной экономии н а в и ртуал ь н ы х серверах , заплатив авансом за более длительные сроки. В компании AWS это называется " ценой зарезерви­ рованных экзем пляров " . К сожалению, чтобы точно определ ить, что покупать, необхо­ димо выпол н ить очень тяжелую и дл ительную работу. Зарезервирован ные экзе м пляры ЕС2 привязаны к опр еделе н н ом у семейству экзе м ­ пляров. Если позже вы решите , что в а м н ужно что-то другое , в а ш и и н вести ц и и будут потеряны . С другой стороны , если вы зарезервируете экзе м пл я р , вам гарантируется , что он будет доступе н для вашего испол ьзования. С экзе м плярами по запросу желаем ы й тип может быть недоступен даже при его установке , в за в иси мост и о т текуще й емкости и спроса. AWS продолжает корректировать свою структуру ценообразова н и я , поэтом у, к счастью, нынешняя система может быть упрощена в будущем . Для рабочих нагрузок, которые допускают перерывы , AWS предл агае т точечное цено­ образование. Спот- рынок - это аукцион . Если ваша ставка п ре в ы ш ает текущую с пот­ цену, вам будет предоставл е н тип запраши ваемого вами экзе м пляра, пока цена не пре­ высит максимальную ставку, после чего работа вашего экзе м пляра будет прервана. Цен ы могут быть значительно с н ижен ы п о сравнению с ЕС2 п о требованию и зарезервирован­ ным ценам , но варианты испол ьзования ограниче н ы . Сравнить цен ы на Google Compute Engine достаточно п р ос то . П р и дл ительном и с ­ пол ьзовании автоматически применяются скидки , и в ы н икогда н е будете платить аван­ сом . Вы платите пол ную базовую цену за первую неделю месяца , а и н крем е н т н ая цена падает каждую неделю на 20% от базовой ставки до макс и мальной скидки 60% . Ч истая скидка на пол н ы й месяц ис пользования составляет 30% . Это примерно сопоставимо с дисконтом на оди н год зарезервированного экзе м пл яра ЕС2 , но в ы можете изменять экземпляры в л юбое время.7 Еще более сложно прогнозировать сетевой трафик. Факторы , к оторы е как правило, вызывают высокие затраты на передачу данн ых, включают в себя следующее. -

,

•

•

• •

Веб-сайты , которые загружают и обслуживают бол ьшие м ул ьтимедийные файлы (видео, образы , Р D F-файлы и другие крупные доку м е нты) н епоср едс т ве н н о из об­ лака, а не выгружают их в C D N . Межзо н н ы й или межрегиональный трафик для кла стеров баз данных, которые ре­ плицируются для отказоустойчивости; например, программ ное обеспечение, такое как Cassandra, MongoD B и Riak. MapReduce ил и кластер хранилищ данн ых, которые охватывают несколько зон . Образы дисков и с н и м к и томов, передаваем ы е между зона м и или регионами для резервного копирования (или другим автом ат и ч ес к и м процессо м ) .

В ситуациях, когда репли кация между несколькими зонами важна для обеспечения доступности, вы сэкономите на трансферных расходах , огра н и ч и в кл астеры до двух зон , 7Совет для бережливых людей: поскольку схема скидок связана с ва шим билли нrовым циклом, время переходов и меет значение. Вы можете переключать типы экземпляров в н ач ал е или в ко н це цикла без штрафа. Н аихудш и й случай заключается в том , чтобы перекл ючаться на пол пуrи б илл и н говоrо цикла. Эго переключение штрафуется примерно на 20% от меся чной базовой ставки экземпляра .

Часть 1. Основы администрирования

320

а н е испол ьзуя три ил и более. Н е которые программы предлагают такие настройки, как сжатие , которое может умен ьш ить коли чество ре плицирован ных дан н ых. Существен н ы м источ ником расходов на AWS я вляется количество операци й ввода­ вывода ( IO PS) Дll Я томов EBS ( Extemal B LO B Storage). Цены за использование EBS взима­ ются за кол ичество двоичных гигабайтов в месяц и за количество операций I OPS в месяц. Цена за 200 IОайт EBS объемом 5000 IOS составляет несколько сотен долл аров в месяц. Их кластер может разорить компанию. Л уч шая защита от высоких счетов - это измерение , мон итори н г и трезвый расчет. Испол ьзуйте функции автомасштабирования для удаления емкости , когда это не требу­ етс я , сн ижая затраты в периоды н изкого спроса. Используйте более мелкие экзе м пляры дл я более детального управле н и я . Следите за шаблонами ис пол ьзова н и я , прежде чем тратить пакет на зарезервированны е экзе м пляры ил и объем ы с высокой пропускной способностью. Облако я вляется гибким , и вы можете вносить изменения в свою инфра­ структуру по мере необходимости. W Дополнительную информацию об CDN см. в разделе 1 9 . 2 . О кружающая среда ЦС растет, выя вление того, где ден ьги расходуются , может стать проблемой. Больш им облач н ы м учетны м зап исям могут быть полезны сторонние служ­ б ы , которые анализируют испол ьзование и предлагают фун кции отслеживания и от­ четности . М ы испол ьзовал и Cloudabllity и Cloud Health. Оба подкл ючаются к фун кциям выставления счетов AWS для разбивки отчетов по пользовател ьскому тегу, сервису или географичес кому м естоположению.

9.6. ЛИТЕРАТУРА •

Wптю , A N D REлs , A N D М 1 с нлЕ L Wпт ю .

Amazon Web Services /п A ction . M a n ni ng

PuЫications, 20 1 5. •

G ooG L E .

c l o u d p l a t f o rт . g o o g l e Ы o g . с от. Официал ь н ы й блог Google Cloud

Platfonn . •

•

•

•

•

•

•

BAR R , J E F F , AN D OT H E RS АТ Амлzо N WE B S E RV I C E S . a w s . a тa z o n . c oт / Ы o g s / a w s . Официальн ы й блог Amazon We b Se rvices. D ю 1тлLОСЕАN . d i g i ta l o c ea n . coт / c oтpan y / Ь l og . Техн ический и производствен­ н ы й блог DigitalOcean.

А/1 Things Distributed. a l l t h i n g s d i s t r i b u t e d . сот. Блог Вернера Фогельса (Wemer \Ьgels) , техн ического директора ком пан ии Amazon .

VoG ELS, WERN ER.

S1мoN . Bits or pieces ? Ы о g . g a rdev i a n c e . org. Блог исследователя и за­ конодателя мод в области облачных технологий Саймона Уордли ( Simon Wardley) , содержащий анализ тенденций в области облачных технологи й , а и ногда и резкую критику. Wл RDLEY,

В 1 л s , RлN DY. c l o u d s c a l i n g . с о т / Ы о g . Рэнди Байес - директор ком пании OpenStack, имеющий инсайдерскую информаци ю об и ндустри и частн ых облаков и е го будущем .

The Observation Deck. d t r a c e . o r g / Ы o g s / Ьт с . И нтересные точ­ ки зрения и технические идеи о вычислен иях технического директора ком пании Joyent, разработавшей специальную, но очень и нтересную платформу. CлNТRJ LL, BRYA N .

А м л zо N .

y o u t u b e . c oт / Aт a z o n W e b S e rv i c e s . В ы ступле ния на конферен циях и другие видеоматериалы от компании AWS.

глава

10

Журналирование

Систе м н ые демоны, ядро, утилиты и приложения - все они генерируют журнальные данн ые , которые ре г истрируются и попадают на дале ко н е безразмерные диски. Срок полезной службы большинства дан н ых о гран и че н , поэтому их приходится групп иро­ вать, сжим ать, архивировать и , наконец, удалять. Доступом и журнал а м и аудита необхо­ димо управлять точно в соответствии с ре гуляти в н ы м и правилами хранения и нформа­ ции или политикой безопасности, принятой для ва ше го хоста. В большинстве случаев ре гистрируемое событие перехватывается в виде одной стро­ ки текста, которая вкл ючает вре м е н ну ю метку, тип и сте п е н ь серьезности события , а также и м я и иде нтифи катор процесса. Систе м н ые адм и нистраторы н есут ответствен ­ ность з а извлечение полезной информации из это го потока сообще н и й . Данная задача называется управлением журналами , и е е можно разделить н а несколь­ ко основных подзадач. • •

•

Сбор журналов из различ н ых источн и ков. Предоставление структурированно го интерфейса для запросов, анализа, фильтра­ ции и мон иторин га сообщен и й . Управление хран е н и е м и истечением срока действия сообщен и й , чтобы инфор­ мация сохранялась до тех пор, пока она поте н ц иал ьно полезна ил и юридически необходима, но не на неопредел е н н ы й срок.

322

Часть 1. Основы администрирования

Система UNIX исторически упрамяет журналам и через интегрированную, но несколько рудиментарную систему, известную как syslog, коrорая предстамяет приложения со стан­ дартизованным интерфейсом для отправки сообщений журнала. Демон syslog сортирует сообщения и сохраняет их в файлы или пересьтает их другому хосту по сети. К сожалению, sys log решает только первую из перечисленных выше задач регистрации (сбор сообще­ ний), а ее конфи l)'рация сил ьно варьируется среди операционн ых систем. Возможно, из-за недостатков демона sys log м н огие приложе н и я , сетевые де мон ы , с це нарии запуска и другие средства веден ия журнала пол ностью обходят syslog и зап и ­ с ы вают сообщения в свои собственные файлы . Это привело к тому, что в разных версиях U N I X и даже среди дистрибутивов Liпux журнал ы значительно отличаются друг от друга. Журнал sys temd от Linux представляет собой вторую попытку привнести здравомыслие в этот беспорядок. Журнал собирает сообще н и я , сохран яет их в и ндексированном и сжатом двоичном формате и предоставляет и нтерфе йс командной строки для прос мотра и фил ьтра ции жур налов. Журнал может существовать в одиночестве или сосуществовать с демоном syslog с разной степе нью и нтеграции в зависимости от конфигурации . Разнообразные сторонн и е и нструменты ( как запатентованные, так и с открытым ис­ ход н ы м кодом ) затрагивают более сложную проблему отбора сообще н и й , которые по­ ступают из большой сети с и сте м . Эти и н струменты вкл ючают такие вспомогательные средства, как граф ические интерфе й с ы , языки запросов, визуал и зация дан н ых, опове­ щен и е и автоматическое обнаружен и е аном ал и й . Они могут масштабироваться для об­ работки томов сообщен и й порядка терабайт в день. Вы можете подписаться на эти про­ дукты в виде облачной службы или разместить их самостоятельно в частной сети. Н а рис. 1 0. 1 изображе на архитектура сайта, на котором испол ьзуются все службы упрамения журнал ам и , упомянутые в ы ш е . Адм и н истраторы и другие заи нтересован­ ные сторон ы могут запус кать графи ческий и нтерфе йс централ изован ного журнально­ го кластера для прос м отра сообщен и й журнала, поступающих из систе м по всей сети. Администраторы могут также регистрироваться на отдел ьных хостах и получать доступ к сообщен и я м через журнал systemd ил и файл ы обычного текста, зап исанные демоном syslog. Если эта диаграмма вызывает у вас больше вопросов , чем ответов, вы ч итаете правил ьную главу. П р и отладке пробл е м и устра н е н и и о ш и бок опытн ые адм и н истраторы в п ервую оч ередь обращаются к журнал а м . Файл ы журналов часто содержат важные подсказки, указывающие на источ н и к неприятных ош ибок конфи гураци и , ошибок програ м много обес печ е н и я и пробл е м безопасности. Журнал ы - это первое место , которое вы долж­ ны посмотреть, если демон дал сбой или произошел отказ от е го запуска л ибо возникла хрон ическая ош ибка при загрузке с исте м ы . П осле п р и нятия официал ьн ых стандартов, таких к а к PC I DSS, С О В П и I SO 2700 1 , и достижения зрелости регуляторн ых норм в отдел ьных отраслях важность четко опре­ дел е н н о й жур н ал ьной стратегии возросла. В н астоя щее вре мя эти в н е ш н и е стандарты могут потребовать, чтобы для веден и я журнала вы поддерживал и централ изован н ы й репозитарий предприятия с вре м е н н ы м и меткам и , подтвержден н ы м и протоколом N TP ( N etwork Тime Protocol) и строго определ е н н ы м граф и ком хранен ия . 1 Однако даже ор­ га н и зац и и , не и меющие нормативных требований или требован и й соответстви я , могут извлечь вы году из централ изованного веден ия журналов. 1 Конеч но, точ ное систем ное время и меет значение даже без н ал и ч и я ре гуляторных норм. Мы настоятел ьно рекомендуем включить протокол NTP дЛЯ всех ваш и х систе м .

Глава 1 О. Журналирование

323

Система Linux Источники журналов

Apache httpd SSH NTP cron другие...

systemd-journal

syslog

Двоичный журнал

Обычные текстовые файлы

Система FreeBSD Источники журналов

syslog

Apache httpd SSH NTP cron другие...

Обычные текстовые файлы

Централизованный кластер журналов

Рис. 10. 1. Архитектура централизованной журнальной системы

В этой гл аве описы вается собстве н н ое програм м н ое обес п еч е н ие для управл е ­ н ия журналам и , используемое в системах Li nux и Free B S D , в кл ючая syslog, журнал sys temd и приложение logrotate. М ы также вводим некоторые допол н ительные и н ­ струменты для централ и зации и анал иза журналов по всей сети . Глава закрывается н е ­ которы м и общими советами для создания разумной пол итики управления журналом .

1 0. 1 . МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ ФАЙЛОВ РЕГИСТРАЦИИ Систему U N IX часто критикуют з а несогласован ность, и эта крити ка впол н е спра­ ведл и ва. П осмотрите на содержимое каталога файлов ре гистраци и - вы обязател ьно н айдете файл ы с таки м и и м е нам и , как ma i l log, cron . log и, возможно, еще нечто спе цифичное для демонов и дистрибутивов. По умолчанию бол ь ш инство этих фа йлов хран ится в каталоге /var/adm или /var/log, но некоторые приложения разбрас ы вают журнальные файлы по файловым системам. В табл . 1 0. 1 представлена информация о наиболее часто испол ьзуе м ых журнальных файлах демонстрацион ных дистрибутивов. Указа н ы , в частности , следующие сведения: •

журнал ьные файл ы , подлежащие архи вированию ил и другой обработке;

•

программа, создающая каждый из этих файлов ;

•

информация о том , где задается имя файла;

• •

•

периодичность удаления устаревшей и нформации , которая считается приемлемой ; с исте м ы (из ч исла демонстрацион н ых) , в которых испол ьзуется каждый из этих файлов; описание содержи мого файлов.

Имена файлов в табл. 1 0. \ дан ы относительно каталогов, /var/log, если не указано и ное. М н огие журнал ьные файлы из числа перечисленных в табл . 1 0. 1 контролируются систе мой Syslog , а остал ьные - приложения м и .

Часть 1. Основы администрирования

3 24

Табл и ца 1 0 . 1 . Журнальные файлы ФаАл

Проrрамма

Место" Ч астота• СистемЫ" Содерасимое/наэн ачение

apache2 / *

httpd АРТ

д м

D D

Журналы НПР-сервера Арасhе (версия 2)

apt*

ф ф s ф ф

м м

DF R

Авторизационные сообщения

s

н

RA

Сведения о выполнении и об ошибках демона сrоn

s

н

D*

Все сообщения средств демона

s в ф н

д

auth . log

sudo и дp.6

boot . loq

Сценарии rс

cloudini t . log

cloud-init

cron, cron/ cron log daemon . Различные loq c\eЬuq* Различные dmesq Ядро

Программы для инсталляции программных пакетов Выходная информация сценариев запуска Выходная информация сценариев запуска облаков

F, D*

Отладочные сообщения

все

Образ буфера сообщений ядра

м н

u

Журнал управления пакетом

D*

Сообщения о неудачных попытках регистрации в системе

ф s в

д н

R D R

Журналы НПР-сервера Apache

mail*

Связанные с элек- s тронной почтой

н

RF

Все сообщения средств электронной

messaqes

Различные

Основной системный журнальный файл

smЬd и др.

н н

R

saJDЬa/ *

s ф

secure

sshd и дp.6

s

м

R

Конфиденциальные авторизационные сообщения

suloq

su

ф

SAH

Учет удачных и неудачных попыток использования команды su

sysloq*

Различные loqin

s в

н м

D RD

Основной системный журнальный файл

wtmp

xen/*

Хеп

ф

1m

RD

ф

н

R

dpkq . loq

dpkq

failloq"

loqin

httpd/ *

httpd

kern . loq

Ядро loqin

lastloq

Xorq . n . loq Xorq

Все сообщения средств ядра Время последней регистрации в системе каждого пользователя (бинарный файл) ПОЧ1ЪI

SamЬa (совместное использование файлов в системах Wпdows/SMB)

Сообщения о регистрации в системе (бинарный файл) Информация от монитора виртуальных ма ш и нах Хе п Сообщения об ошибках сервера

X W пdows yum . loq

yum

ф

м

R

Журнал управления пакетом

' Здесь используются следующие обозначения: в столбце "Место" : Ф - конфигурационный файл , В - встроенный, S - Syslog , в столбце "Частота": Д - ежедневно, Н - еженедельно, М - ежемесячно, Nмn - зависит от размера ( например, 1 m - мегабайт) , в столбце "Системы" : D - Deblan и Ubuntu , D* - только Deblan, R - Red Hat и CeпtOS, F - FreeBSD . б Команды

pas swd, s shd, login и shutdown тоже записывают информацию в журнал авторизации.

'Двоичный файл, который должен быть прочитан с помощью утилиты faillog.

Глава 1 0. Журналирование

325

Журнал ьн ы е файл ы обы чно п р и надл ежат пол ьзовател ю r o o t , хотя соглаш е н и я о владел ьцах и режимах доступа к эти м файлам н е оди наковы в разных систе мах. В не­ которых случаях менее привилегированный де мон (такой как httpd или mysqld) может потребовать доступ для записи, а затем определ ить ее владел ьца и режим работы соот­ ветственно. Вам , возможно, для просмотра важн ых журнальных файлов, которые имеют строгие разрешения доступа, придется испол ьзовать команду sudo. m Дополнительную информацию о разделении диска см. в разделе 20 . б . Журнальные файлы могут очен ь быстро увел ичи ваться в размере , особенно это каса­ ется файлов для службы электронной почты , веб- и D N S -cepвepoв. Н е контролируе м ы й файл регистрации может запол н ить весь диск и тем сам ы м вы вести с истему из строя . Поэтому м ы п редпочитае м определять раздел /var/ 109 как отдел ьный раздел диска или отдел ьную файловую систему. (Этот совет одинаково полезен как для облач ных эк­ земпляров, и частн ых виртуал ьн ых маш и н , так и для физических серверов.)

Специал ьные журнальные фа йл ы Бол ьш и нство журнал ьных файлов - это обычные текстовые файл ы , в которые запи­ сываются сообщения о " важных" событиях. Но не которые файл ы из числа перечислен­ ных в табл . 1 0. 1 имеют совершенно другое назначение. Файл wtmp (иногда wtmpx) содержит зап иси о том, когда пользователи входил и в систе­ му и выходили из нее, а также когда система выкл ючалась или перезагружалась. Это до­ вольно простой файл (новые записи просто добавляются в конец), тем не менее он хранится в бинарном виде. Расшифровать содержимое файла можно с помощью команды last. В файле lastlog регистрируется время последнего входа в систему каждого пользовате­ ля. Это разреженный бинарн ый файл, записи которого индексируются по идентификатору пользователя U I D. Размер файла будет меньше, если назначать идентификаторы по поряд­ ку, хотя вряд ли об этом стоит сильно беспокоиться. Файл las tlog не должен участвовать в цикле ротаци и , поскольку его размер в больш инстве случаев остается неизменным. Кроме того, некоторые приложения (особе нно базы дан н ых) создают двоичные фай­ лы транзакций. Н е п ытайтесь управлять эти ми файлами и даже просматри вать их, иначе терминал ьное окно выйдет из строя.

Ка к п росмотреть зап иси

в

журнале sys temd

В с истемах Linux, в которых ведется журнал sys temd, сам ым простым и легким спо­ собом просмотра записей я вляется команда j ournal ctl , которая вы водит на экран сообще ния из журнала sys temd. С ее помощью можно прос мотреть все записи в жур­ нал е ил и , указав флаг -u, сообщения, касающиеся конкретного служебного модуля. Сообщения можно фил ьтровать и устанавл ивать другие огран иче н и я , такие как интер­ вал времени, идентификатор процесса и даже путь к конкретному выполняемому файлу. Например, следующая выходная информация извлечена из зап исей журнала о демо­ не S S H : -

$ j ou rna l c tl - u s sh - - Logs begin a t S a t 2 0 1 6- 0 8 - 2 7 2 3 2 3 : 3 3 : 2 0 uтс . - Aug 2 7 2 3 : 1 8 : 2 4 u x en i a l s s hd [ 2 2 3 0 ] Au g 2 7 2 3 : 1 8 : 2 4 u x e n i a l s s hd [ 2 2 3 0 ] Aug 2 7 2 3 : 1 8 : 2 4 u x e n i a l s y s temd [ l ] Aug 2 7 2 3 : 1 8 : 2 4 uxe n i a l s y s temd [ l ]

: 1 8 : 1 7 uтс , : : : :

end at S a t 2 0 1 6 - 0 8 - 2 7

S e rver l i s tening o n О . О . О . О port 2 2 . S e rve r l i s t e ning on : : p o r t 2 2 . S t a r t i n g S e c u r e S he l l s e r ve r . . . S t a r t e d Ope n B S D S e c u r e S h e l l s e rve r .

Часть 1. Основы администрирования

326

Aug 27 2 3 : 1 8 : 2 8 uxe n i a l s s hd [ 2 3 2 6 ] : Ac c e p t e d p uЫ i c ke y for bwh a l e y f rom 1 0 . 0 . 2 . 2 p o r t 6 0 3 4 1 s s h 2 : RSA S HA2 5 6 : a a R f G d 1 0 u n t n 7 5 8 +UCpx L 7 g kS w c s z kAYe / w u k r dBATc Aug 27 2 3 : 1 8 : 2 8 uxen i a l s s hd [ 2 3 2 6 ] : pam_un i x ( s s h d : s e s s i on ) : s e s s ion op e n e d f o r u s e r bwh a l e y Ь у ( ui d = O ) Aug 2 7 2 3 : 1 8 : 3 4 ux e n i a l s s h d [ 2 4 8 0 ] : D i d n o t r e c e ive i d en t i f i c a t i on s t r i n g f r om 1 0 . 0 . 2 . 2

С помощью команды j ournalctl - f можно выводить на экран новые сообще н ия по мере их постуШiения. Это эквивалент л юбимой команды tail -f, позволяющей сле­ дить за добамяемыми текстовыми файлами по мере их постуШiения. В следующем разделе мы рассмотрим демон systeшd-j ournald и его конфиrурацию.

1 0.2. ЖУРНАЛ

SYSTEМD

Журнал sys temd долже н б ыл заме н ить все остал ьные подс исте м ы Linux и поэтому он содержит демон регистрации с именем systemd - j ournald. О н выпол няет больши нство функци й , связа н н ых с регистрацией событи й , в зависимости о т конфигурации систе м ы . Есл и в ы сомневаетесь. стоит л и переходить на systemd, потому что syslog и так делает все , что вам нужно, пос вятите н е м ного времени изуч е н и ю возможностей sys temd. После этого вы убедитесь в его преимуществах. В отл ичие от системы syslog, которая обычно сохраняет сообщения журнала в тек­ стовых файлах, журнал systemd хранит сообщения в двоичном формате . Все атрибуты сообщен и й индексируются автоматическ и , что делает журнал проще и быстрее для по­ иска. Как обсуждалось выше, вы можете испол ьзовать команду j ournalctl дл я про­ смотра сообще н и й , хранящихся в журнале. Журнал собирает и индексирует сообщения из нескол ьких источн и ков. •

•

•

•

•

Сокет /dev/log для сбора сообщений от программного обеспечен и я , отпрамяю­ щего сообщения согласно соглашениям систе м ы Syslog. Файл устройства /dev/Шsg для сбора сообщений от ядра Linux. Журнал ьн ый де­ мон systemd заменяет традицион н ы й процесс klogd, который ранее прослуш и­ вал этот канал и п еренапрамял сообщения от ядра в систему Syslog. Сокет U N IX / run/ sys temd/ j ournal / s tdout для обслуживания програ м м н ого обеспечения, которое записывает сообщения журнала в стандартн ый вывод. Сокет U N IX / run/ systemd/ j ournal для сервисного программного обеспечения , отпрамяющего сообщения через API журнала systemd. Сообщения аудита от демона ядра audi td.

Смелые адм и н истраторы моrут испол ьзовать утил иту systemd - j ournal - remo te (и ее аналоги , sys temd - j ournal-gateway и systemd - j ournal-upload) для потоко­ вой передач и сериал изованных сообще н и й журнала по сети в удал е н н ы й журнал . К со­ жал е н и ю , эта фун кция не постамяется предуста новлен ной в обычн ы х дистрибути вах. На момент написания дан н ого те кста эти пакеты б ыл и доступн ы дл я систем Deblan и Ubuntu, но не для Red H at или CentOS. Мы ожидаем , что в ближайшее время эта ситу­ ация будет испрамена; тем временем мы рекомендуем придерживаться с исте м ы Syslog, если вам нужно пересьшать сообще ния журналов между системами .

Глава 1 о. Журналирование

327

Настройка журнала sys temd Конфигурацион н ы й файл журнала ло умолчан и ю / e t c / sys temd / j ournald . conf; однако этот файл не предназначе н для прямого редактирования . Вместо этого до­ бавьте свои настроен н ые конфигурации в каталог / etc/ sys temd/ j ournald . conf . d. Л юбые файл ы , размещен н ые там с рас ш ирением . con f , автоматически вкл ючаются в конфи гурацию. Чтобы настроить собствен н ые параметр ы , создайте в этом каталоге новый файл с расш ирением conf и вкл ючите н ужные параметры. П о умолчан и ю файл j ourna ld . conf содержит п роком м е н т и рова н ную верс и ю каждой возможной опци и , а также знач е н и е по умолчан и ю каждо го параметра, п о ­ этому вы �.tожете сразу увидеть, ка кие о п ц и и доступ н ы . О н и в кл ючают в себя м а к ­ симал ь н ы й размер жур нал а , период хран е н ия сообще н и й и разл и ч н ы е огран и ч е н и я скорости . Опция S t o ra g e определяет, следует ли сохранять журнал на диск. Возможные зна•1е­ ния н есколько сбивают с толку: -

.

• •

•

•

vo l a t i l e сохраняет журнал только в памяти . pe r s i s t e n t сохраняет журнал в каталоге /var/ log/ j ournal / , создавая его при необходи мости. auto сохраняет журнал в каталоге /var/ log/ j ournal / , но не создает каталог. Это значение по умолчанию. none удаляет все данные журнала.

Большинство дистрибутивов Linux (вкл ючая все наши примеры) по умолчани ю ис­ пол ьзуют значение a u t o и содержат каталог /var/ l og/ j ourna l . Следовательно, жур­ нал не сохраняется между перезагрузками по умолчанию, что я вляется неудачн ы м . В ы можете измен ить это поведе н и е л и бо путе м создан и я каталога / v a r / l og / j ournal , л ибо путем обновления журнала для испол ьзования постоя н ного хранил и ща и перезапуска systemd- j ournald: # mkdir /etc/ sys temd/ j ournald . conf . d/ # cat /etc/ sys temd/ j ournald . conf . d/ s torage . conf [ Journal ] Storage=pers i s tent

END # sys temctl res tart sys temd- j ournald

Эта серия команд создает настраи ваем ы й каталог конфигурации j ournald . conf . d, создает файл конфигураци и , чтобы установить параметр S t o ra g e равным p e r s i s t e n t , и перезапус кает журнал , чтобы новые настройки вступ ил и в силу. Демон sys temd ­ j ourna ld теперь создаст каталог и сохран ит журнал . М ы рекомендуем выпол н ить это изме нение для всех систем; было бы очень обидно терять все данн ы е журнала при каж­ дой перезагрузке системы. Одн и м из самых неожиданн ых параметров журнала я вляется S e a l , что позвол яет систе ме Forward Secure Sealing ( FSS) повысить целостность сообще н и й журнала. П р и вкл ючен ной системе FSS сообще ния , отправленные в журнал , не могут быть изме н е ­ ны без доступа к паре кри птографических кл ючей. Вы сам и генери руете пару ключе й , выпол н и в команду j ournal ctl - - setup - keys . Обратитесь к справоч н ы м стран и цам для файла j ournald . conf и команды j ournalctl , чтобы увидеть пол н ы й обзор этой опци и.

328

Часть 1. Основы администрирования

Доба вление дополн ительных параметров фильтрации для журнала В кон це разделе 1 0. 1 . м ы привели короткий пример поиска журнала с помощью ко­ манды j ournal ctl . В этом разделе мы покажем несколько допол н ительных способов испол ьзования команды j ournalctl для фильтрации сообще н и й и сбора информации о журнале. Для того чтобы нормальные пользовател и могл и ч итать из журнала без необходимых разрешений sudo, добавьте их в группу U N lX s y s t emd - j o u rna l . Опция -di sk-usage показывает размер журнала н а диске. # j ournalctl - -disk-us age J o u r n a l s t a ke up 4 . ОМ on di s k .

П араметр - l i s t -boots показывает посл едовател ьный список с исте м н ы х загрузок с числовы м и идентифи катора м и . Самая последняя загрузка всегда и меет идентифика­ тор, равн ый О. Даты в конце строки показы вают временные метки первого и последне го сообще н и й , с генерирован ных во время этой загрузки. # j ournalctl - - l i s t-boots - 1 с е О . . . Sun 2 0 1 6 - 1 1 - 1 3 1 8 : 5 4 : 4 2 UTC -Mon 2 0 1 6 - 1 1 - 1 4 0 0 : 0 9 : 3 1 о 8 4 4 . . . Mon 2 0 1 6 - 1 1 - 1 4 0 0 : 0 9 : 3 8 UTC -Mon 2 0 1 6 - 1 1 - 1 4 0 0 : 1 2 : 5 6

Вы можете использовать опцию -Ь, чтобы ограничить отображен и е журнала опреде­ л е н н ы м сеансом загрузки . Например, для просмотра журналов, сгенерирова н н ых ал го­ ритмом SSH во время текущего сеанса: # j ournalctl -Ь О -u s sh

Для того чтобы показать все сообще н и я , начи ная с прошлой пол ноч и до сегодняш­ него дня, выполн ите команду: # j ournalctl - - s ince=yes terday - -unti l=now

Для того чтобы показать последн ие 1 00 зап исей журнала из определен ного двоично­ го файла, выпол н ите команду: # j ournalctl -n 1 0 0 /usr/ sbin/ s shd

Дл я п ол уч е н и я краткой с п р а в к и об этих а р гу м е н тах и с п ол ьзуйте команду j ournalctl - -help.

Совместное использова ние с системой Syslog К а к система Syslog , т а к и журнал sys temd по умолчан и ю актив н ы для каждой из наших демонстрационных с истем Linux. Оба пакета собирают и сохраняют сообщения журнала. Зачем нужно, чтобы оба они работали , и как это сделать? К сожал е н и ю , в журнале отсутствуют м ногие функции , доступн ы е в системе Syslog. Как будет показано в разделе 1 0. 3 , с истема rsyslog может получать сообще н и я от раз­ л ичных входных допол нительных модулей и перенаправлять их на разнообразный набор выходов в соответствии с фил ьтрами и правила м и , которые невозможны , есл и исполь­ зуется журнал sys temd. В среде sys temd существует и нструмент удал е н ного потока, sys temd - j ournal - remote , но он относительно новы й и не сравни вался с систе мой Syslog. Адм и н истраторам также может быть удобно хран ить определ е н н ы е файлы жур­ налов в виде обычного текста , как это делает систе ма Syslog, а не в двоичном формате журнала.

Глава 1 о. Журналирование

329

М ы ожидае м , что с о временем новые функции в журнале узурп и руют обязан ности системы Syslog. Н о на дан н ы й момент дистрибутивам Linux по-прежнему необходимо запустить обе системы для достижения пол ной функциональности. Механ и ка взаимодействия между журналом sys temd и системой Syslog несколько запутанна. Н ачнем с того, что демон systemd- j ournald берет на себя ответственность за сбор журнал ьн ых сообщен и й из /dev/log, сокета протоколирова н и я , который исто­ рически контрол ировался системой Syslog.2 Для того чтобы с истема Syslog могла выпол ­ нить регистрацию, о н а должна получ ить доступ к потоку сообще н и й через систе м н ы й менеджер sys temd. Система Syslog может извлекать сообщен ия из журнала двумя с по­ собам и . •

•

Журнал sys tem.d может перес ылать сообщен ия другому сокету (обычно / run / sys tem.d/ j ournal / syslog ) , из которого демон систе м ы Syslog может их читать. В этом режиме демон system.d- j ournald им итирует исходны х отправителей со­ обще н и й в соответствии со стандартн ы м A P I с исте м ы Syslog. Следовател ьно, пе­ ренаправляются только основные параметры сообще н и я ; некоторые метаданные, специфич ные для систе м ы , теря ются. В качестве альтернати вы с исте ма Syslog может обрабаты вать сообще ния непо­ средстве нно из и нтерфейса прикладного програ м м ирован ия журнал а таким же образом, как и команда j ournalctl. Этот метод требует я вной поддержки сотруд­ н ичества со сторон ы syslogd, но это более полная форма и нтеграци и , которая сохраняет метаданные для каждого сообщения.3

СистеМ1>1 Deblan и Ubuntu по умолчанию используют преж ний метод, но Red Hat и CentOS ис пол ьзуют послед н и й . Чтобы определить, какой тип и нтегра ц и и был на­ строен в ваш е й с исте м е , проверьте о п ц и ю ForwaгdToSyslog в файле / e t c / s y s tem.d/ j ournald . conf. Есл и его значение равно ye s , испол ьзуется переадресация сокетов.

1 0.3. С истЕмА SvsLoG Syslog это пол нофун кционал ьная с и стем а регистрации событи й , нап исан ная Эриком Олл маном ( Eric Allman ) , и стандартн ы й п ротокол регистра ц и и событи й , ут­ вержде н н ы й I ETF.4 Она выполняет две важные фун кции : освобождает программ истов от утом ител ьной механ ической работы по веде н и ю журнал ь н ы х файлов и п ередает управление журнальной регистрацией в руки адми н истраторов. До поя вл е н ия систе м ы Syslog каждая программа сама выбирала схему регистрации событий , а у системных ад­ министраторов не было возможности контрол ировать, какая и нформация и где именно сохраняется. Система Syslog отличается высокой гибкостью. Она позволяет сортировать сообще­ ния по источ н и кам (facility) и уровню важности (severity) и направлять их в разл ичные пун кты назначения: в журнальные файл ы , на терминал ы пол ьзователе й и даже на дру­ гие ком пьютеры. Одной из самых цен н ы х особенностей этой систе м ы я вляется ее спо­ собность централ изовать процедуру ре гистрации событий в сети . -

2 Точнее, ссылки журнала из /dev/log в / run/ sys temd/ j ournal/dev- log . 1 Краткое описание досту п н ых метада н н ых с м . на с п равоч ной стран и uе s y s temd . j ourna l ­ fields .

•последняя по времени версия спецификации системы Syslog RFC5424, но п редыдущая версия, RFCЗ \ 64, луч ше отражает реальную инсталлирован ную систему. -

Часть 1. Основы администрирования

330

В с истемах Linux исходный демон систе м ы Syslog (syslogd) был заменен более но­ вой реал изацией , назы вае мой Rsyslog (rsys logd) . Rsyslog - проект с открытым исход­ н ы м кодом , который рас ш иряет возможности исходной систе м ы Syslog, но поддержива­ ет обратную совмести мость с интерфейсом прикладного программ и ро ван ия. Это сам ый разу м н ы й выбор для адм и н и страторов , работающих в совре м е н н ы х с истемах U N IX и Linux, и это единственная версия Syslog, которую м ы рассмотри м в этой главе . Систе ма Rsyslog доступна для Free B S D , и м ы рекомендуем вам прин ять ее, а не стандартный систе м н ы й журнал Free B S D , если у вас нет простых тре ­ бован и й . И нструк ции по преобразованию системы Free B S D для испол ьзован и я демона rsyslog содержатся по адресу w i k i . r s y s l o g . с от / i nd e x . php / FreeB S D .

Есл и в ы решите придержи ваться традиционной системы s y s l o g в операционной с и ­ стеме Free B S D , перейдите в раздел "Синтаксис sysklogd" для получ е н ия и нформации о конфи гурации .

Ч тение сооб щ ени й си сте м ы Syslog П ростые сообщ е н и я с исте м ы Syslog можно ч итать с помощью и н струм е нтов с и ­ стем U N IX и Linux для обработки те кста , например команд grep , l e s s , cat и awk. П р и веде н н ы й н иже фрагмент кода де монстрирует сообще н и я о т и п и ч н ы х со б ытиях в жур нале /var/ log/ eyelog, поступ ившие от хоста системы Deblan. j e s s i e # cat /var/ log/ sysloq Jul 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e ne two r k i ng [ 2 4 4 ] : bound t o 1 0 . 0 . 2 . 1 5 -- renewal i n

4 2 0 9 3 s e conds . Jul 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e Jul 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e s t a t d i dm ap d . Jul 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e Jul 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e Jul 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e Jul 16 1 9 : 4 3 : 0 1 j essie

rpcb i nd [ 3 9 7 ] : S t a r t i ng rpcb i n d daemon . . . . n f s c omm on [ 4 1 2 ] : S t a r t i n g NFS c ommon u t i l i t i e s : -

c r on [ 4 3 6 J : ( C RON ) I N FO ( p i d f i l e fd 3) c r on [ 4 3 6 ] : ( C RON ) I N FO ( Ru n n i n g @ r e b o o t j ob s ) acpid : s t a r t i ng up w i t h ne t l i n k and t he i n p u t l a y e r docke r [ 4 8 6 ] : t ime = " 2 0 1 6 - 0 7 1 6 T 1 9 : 4 3 : 0 1 . 9 7 2 6 7 8 4 8 0 Z " l e ve l = i n fo ms g = " Da emon h a s comp l e t e d ini t i a l i zation" J u l 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e doc k e r [ 4 8 6 ] : t ime = " 2 0 1 6 - 0 7 1 6T l 9 : 4 3 : 0 1 . 9 7 2 8 9 6 6 0 8 Z " l e ve l = i n fo m s g = " Do c ke r da emon " c ommi t= c 3 9 5 9Ы e x e c d r i v e r=n a t ive 0 . 2 g r a p h d r i ve r = a u f s ve r s i on= l . 1 0 . 2 Jul 1 6 1 9 : 4 3 : 0 1 j e s s i e doc ke r [ 4 8 6 ] : t i me= " 2 0 1 6 - 0 7 1 6T 1 9 : 4 3 : 0 1 . 9 7 9 5 0 5 6 4 4 Z " l e ve l = i n f o ms g = " A P I l i s t e n o n / v a r / ru n / d o c ke r . s o c k " =

-

Этот п р и м е р содержит сооб ще н и я , посту пив ш и е от нескол ьких разных де монов и п одсистем : сети , NFS, aron , D ock er и демона управл е н ия питан ием acpid. Каждое сообщение содержит следующие поля , разделен ные пробелам и. •

Времен ная метка.

•

Систе м ное и м я хоста , в да нном случае j e s s i e .

•

И м я п роцесса и его идентификатор в квадратных скобках.

•

Полезная нагрузка сообщен и я .

Глава 1 о. Журналирование

331

Некоторые демоны кодируют полезную нагрузку сообщения , добавляя в них мета­ данные, которые сопровождают это сообщения. В приведенном выше примере процесс docker вкл ючает свою временную метку, уровен ь журнала и информацию о конфигура­ ции демона. Эту дополн ительную и нформацию генерирует и форматирует посылающий процесс .

А рхитектура системы Rsyslog Сообще н ия журнала можно представить как поток событий, а с истему Rsyslog - как механ изм обработки потока событий . Журнальные сообщен ия , которые и нтерпретиру­ ются как события , представляются в виде входов , обрабатываются фил ьтрами и пере­ сылаются по ацресу назначения . В с истеме Rsyslog каждый из этих этапов является кон ­ фигурируе м ы м и модул ьн ы м . По умолчан ию система Rsyslog настроена в файле /etc/ rsyslog . conf. П роцесс rsy s l ogd обычно запус кается при загрузке и в ы полняется н е п рерывно. Програ м м ы , которые известн ы системе Syslog , заносят записи журнала в специальный файл /dev/ log, сокет домена U N IX. В конфигураци и систем без демона sys temd де­ мон rsyslogd напрямую считывает сообщения из этого сокета , консул ьтируется с его конфигурационн ы м файлом для руководства по их маршрутизации и отправляет каждое сообщение в соответствующее место назначения. Также можно (и желательно) настраи ­ вать демон rsyslogd для прослуш и вания сообщен и й в сетевом сокете. Есл и вы изменяете файл /etc / r sys log . conf ил и л юбой из его вкл юче н н ых фай­ лов, то должн ы перезапустить демон rsys logd, чтобы ваши изменения вступили в силу. Сигнал T E RM прекращает работу демона. Сигнал HU P заставляет демон rsyslogd закры­ вать все открытые файл ы журналов, что полезно для ротации ( пере и менования и пере­ запуска) журналов. По сложившейся трациции демон rsyslogd записывает свой идентификатор процесса в файл /var/run/syslogd . pid, поэтому послать сигнал из сценария в процесс rsyslogd не составляет труда.5 Например, следующая команда посылает сигнал зависания. $ sudo kill -НUР ' /bin/cat /var/run / sys loqd . pid '

Поп ытка сжать или выпол н ить ротацию журнал ьного файла, который был открыт демоном rsyslogd для зап иси, - плохая идея, которая приводит к непредсказуемым резул ьтатам , поэтому перед эти м обязател ьно отправьте сигнал H U P . И н формацию о правил ьной ротации журнала с помощью утилиты logrotate см. в разделе 1 0.4.

Версии Rsyslog Систе м ы Red H at и CentOS используют Rsyslog версии 7 , а Deblan и Ubuntu обновле­ н ы до версии 8. Пользователи Free B S D , устанавливающие с исте му из портов, могут вы­ брать л ибо верс и ю 7, либо 8 . Как и следовало ожидать, в проекте Rsyslog рекомендуется испол ьзовать самую последн юю версию, но мы не следуем эти м советам . Тем не менее, есл и ваша операцион ная система я вляется самой современ ной , это не повл ияет на ваш опыт ведения журнала. Версия Rsyslog 8 я вляется основным переработанным вариантом основного механиз­ ма, и, хотя в его устройстве м ногое изменилось с точки зрения разработчи ков модулей, аспекты , обращенные к пользователю, остаются в основном неизменными. За некоторы­ м и исключениями, конфигурации в следующих разделах действительны для обеих версий. 5 В современных версиях системы I.inux /var/ run является символической ссылкой н а / run.

332

Часть 1. Основы администрирования

К онфигурация Rsyslog Поведе н ие демона rsyslogd контролируется настрой ками в файле /etc/ rsyslog . conf. Все н аш и примеры дистрибутивов Linux включают в себя простую конфигураци ю с разум н ы м и значениями п о умолчани ю , которые подходят бол ьшинству организаций . Пустые строки и строки , начинающиеся с символа # , и гнорируются . Строки в конфигу­ рации систе м ы Rsyslog обрабатываются в порядке от н ачала до кон ца, а порядок имеет значение. В верхн е й части файла конфигурации находятся глобальные свойства, которые на­ страивают сам дем о н . В этих строках указа н ы загружаем ы е модул и , формат сообще­ н и й по умолчан и ю , п рава собствен ности и разрешения файлов, рабоч и й каталог, в ко­ тором можно сохранить состоян и е систем ы Rsyslog, и другие параметр ы . Следующая примерная конфигурация адаптирована из стандартного файла rsyslog . conf в вер­ сии Deblan Jessie. # Поддержка л о к а л ь н о й с и с т емы р е г и с т р а ции $ ModLoad imux s o c k # Поддержка р е ги с т р а ции ядра $ ModLoad imkl o g # Выводи т ь с о о бще ния в тр адици онном форма т е с временными мет ками $ Ac t i on F i l e D e f a u l t T e mp l a t e R S Y S L OG_T r a d i t i on a l Fi l e Fo rmat # Н о в ым файлам р е г и с т р ации н а з н ач а е т с я владелец r oot : a dm $ Fi l e 0wne r r o o t $ Fi l e G r oup a dm # С т андартны е пра в а д о с тупа дл я в н о в ь с о з данных файлов и к а т а л о г о в $ Fi l e C r e a t eMode 0 6 4 0 $ Di r C r e a t eMode 0 7 5 5 $ Uma s k 0 0 2 2 # К а т а л о г , в к о т о р ом х р а н я т с я р а б очие файлы r s y s l og $ W o r kDi r e c t o r y / va r / s p o o l / r s y s l o g

Большин ство дистрибутивов испол ьзуют устаревшую директиву $ I n c l ud e C o n f i g для вкл ю ч е н и я допол н ител ь н ы х файлов и з каталога конфигураци и , обы ч н о / e tc / rsyslog . d/ * . conf. Поскольку порядок важе н , дистрибутивы организуют файлы с по­ м ощью п редшествующих имен файлов с номерами . Например, конфигурация Ubuntu по умолчанию включает следующие файл ы : 2 0 -ufw . conf 2 1 - cloudini t . conf 5 0 - defaul t . conf

Система Rsyslogd и нтерполирует эти файлы в файл /etc/rsys log . conf в лексико­ графическом порядке , чтобы сформировать окончательную конфигурацию. Ф ил ьтр ы , иногда называемые селекторами , составляют основную часть конфигура­ ции систе м ы Rsyslog. Они определя ют, как с исте ма Rsyslog сортирует и обрабаты вает сообще н и я . Фильтры формируются из в ыраже н и й , выбираются конкретные критерии сообщений и действия , которые направляют выбранные сообщения в нужное место на­ значения.

Глава 1 0. Журналирование

333

Система Rsyslog понимает три синтаксиса конфигурации. •

•

•

Строки, испол ьзующие формат исходного файла конфигура ц и и с истем Syslog. П осле появления демона регистрации ядра sysklogd этот формат известен как "формат sysklogd " . О н прост и эффективен , но и меет некоторые ограничения. Ис пол ьзуйте е го для создания простых фильтров. Устаревшие директивы системы Rsyslog, которые всегда начинаются с знака $. И х с интакси с уходит корн я м и в старые версии с истем Rsyslog и действительно дол­ жен быть признан устаревш и м . Однако не все опции бьm и преобразованы в новый с интаксис, и поэтому этот с интаксис остается важны м для н екоторых фун кций. С интаксис RainerScript , назва н н ы й в честь Райнера Герхардса ( Reiner Gerhards) , ведущего автора систе м ы Rsyslog. Это с интаксис сценариев, который поддержи­ вает выражен и я и функции. Вы можете использовать е го для настройки большин­ ства, но н е всех аспектов с истемы Rsyslog.

М н огие конфигурации в реальном мире вкл ючают в себя сочетание всех трех фор­ матов, иногда с запутанным эффектом. Хотя синтаксис RainerScript существует с 2008 r. , он все еще испол ьзуется нем ного реже других. К счастью, н и оди н и з диалектов н е яв­ ляется особен но сложны м . Кроме того , н а м ногих сайтах н е придется делать крупную операцию по простым конфигурациям , включенным в их распределение ресурсов. Для того чтобы перейти из традиционной конфигураци и Syslog, просто начните с су­ ществующего файла syslog . conf и добавьте параметры для функций с исте м ы Rsys\og, которые вы хотите активировать.

Модули Модули систем ы Rsyslog расш иряют возможности основного механизма обработки . Все входы (источн ики) и выходы (адресаты) н астраиваются через модул и , а модули мо­ гут даже анализировать и изменять сообщен ия . Хотя большинство модулей были н ап и ­ саны Рай нером Герхардсом , некоторые из н их были внесен ы третьим и лицами . Если в ы програм м ист на языке С , то можете написать свой собствен н ы й . И мена модулей соответствуют предсказуемому префиксному ш аблону. Те , которые нач инаются с префикса im, являются модулями ввода; om* модули вывода, mm* мо­ дули модификации сообщен и й и т.д. Большинство модулей и меют допол нительные па­ раметры конфигурации , которые настраи вают и х поведение. Докуме нтаци я о модулях с исте м ы Rsyslog является пол н ы м и исчерпывающи м справочн иком. В следующем списке кратко описаны некоторые из наиболее распространенных (или интересных) модулей ввода и вывода, а также несколько экзотических примеров. -

•

•

• •

-

Модул ь i m j o u rn a l и нтегрируется с жур н алом sys temd, как описано в разделе " Совместное использование с системой Syslog". М одул ь i m u x s o c k считывает сообщения из сокета домена U N IX. Если журнал systemd отсутствует, это значение устанавл ивается по умолчанию. Модуль i m k l o g пон имает, как читать сообщения ядра в с истемах Linux и BSD. М одул ь im f i l e преобразует простой текстовый файл в формат сообщен и я систе­ мы Syslog. Это полезно для импорта файлов журналов, созданных с помощью про­ грамм ного обеспечения, не имеюще го встроенной поддержки Syslog. Существуют два режима: режим опроса, который проверяет файл на наличие обновлений в на­ страиваемый интервал и режи м уведомления ( i n o t i f y ) , который использует и н ­ терфейс событий файловой систе м ы Linux. Этот модуль допускает восстановление после отключения при перезапуске демона rsyslogd.

Часть 1. Основы администрирования

334 •

•

•

•

•

•

•

Модул и imt c p и imudp прини мают сете вые сообще н ия через ТС Р и U D P соот­ ветствен но. Они позволяют централизовать веден и е журнала в сети . В сочетании с драй вера м и сетевого потока с истем ы Rsyslog модул ь ТС Р также может при н и ­ м ать взаимно аутентифицирован н ые сообщен ия систе м ы Syslog через T L S . Для сайтов Linux с чрезвычайно высоким объемом с м . также модуль imp t cp. Если модул ь imma r k присутствует, система Rsyslog создает сообщен ия с отметкой времени через равные промежутки времени. Эти метки времени могут помочь вам понять, что ваща машина потерпела крах между 3 : 00 и 3 : 20 утра, а не просто но­ чью. Эта информация также я вляется бол ьшой помощью, когда вы отлаживаете пробле м ы , которые происходят регулярно. Для настройки и нтервала метки ис­ пользуйте параметр Ma r kМe s s a g e P e r i od. М одул ь omf i l e зап исывает сообщения в файл . Это наиболее часто используе м ы й модул ь вывода и единстве н н ы й , который настроен п р и установке по умолчанию. М одул ь o m f w d пересылает сообщения на удал е н н ы й сервер Syslog через ТС Р ил и U D P. Этот модуль особен н о полезен , есл и ваша орган изация н уждается в центра­ л изован ном протоколировании. Модул ь omka f ka это реализация производителя для потокового движка Apache Katka. Пол ьзователи крупн ых сайтов могут извлечь выгоду из возможности обра­ батывать сообще н и я , у которых есть много поте нциальных потребителей. -

Аналогично модул ю omka f ka модуль ome l a s t i c s e a r c h записывается непосред­ ственно в кластер Elasticsearch. Дополн ител ьную и нформацию о стеке управления журналом ELK, который включает Elasticsearch в качестве одного из с воих ком по­ н ентов, с м . в разделе I 0. 5 . М одуль ommys q l отправляет сообщения в базу дан н ы х MySQL. Распределение ис­ точн и ков Rsyslog содержит примерную схему. Для повышен ия надежности объеди ­ н ите этот модуль с устаревшей директивой $Ma i nMs gQueue S i z e .

Модул и можно загружать и настраивать либо с помощью устаревших форматов кон ­ фигурац и и , л ибо с помощью с интаксиса RainerScript . Н иже м ы п р и водим н екоторые примеры в разделах, пос вяще н н ых кон кретны м форматам .

Синтаксис демона sysklogd С интаксис демона sysklogd это традицион н ы й формат систе м ы Syslog. Если вы знаете, как работает стандартный демон syslogd, например е го версия, и нсталли рован­ ная в системе Free B S D , то, вероятно, в ы знаете все , что требуется . (Но учтите , что файл конфигурации традиционного демона syslogd называется / etc/ syslog . conf , а н е /etc/rsyslog . conf . ) И значал ьно этот формат был предназначен для пересылки сообщен и й определен но­ го типа в заданный файл или по задан ному сетевому адресу. Базовый синтаксис зап исей файла таков. -

с ел ект ор

д е й ств ие

Селектор отделе н от действия одн и м или н ескол ькими пробелами ил и знаком табу­ ляции. Например, строка auth . *

/ va r / l o g / a u t h . l og

обеспечивает сохранение сообщений, связанных с аутентификацией пользователей, в файле /var/ log/auth . log.

Глава 1 0. Журналирование

335

Селектор указывает источник (facility), посьmающий журн ал ьн ое сообще н и е , и уровень важности (severity) эrого сообщения. Формат селектора выглядит следующим образом. и с то чни к . уров ень_в а жно с ти

Названия источ ников и уровней важности следует выбирать из стандартного спис ка значений; программ ы не могут самостоятельно составлять так и е с п и с к и . Есть источ н и ­ ки , определенные для ядра, для основных групп утилит и для локальных программ. Все остальное проходит под общим названием u s e r (т.е. пол ьзовател ь) . Селекторы могут содержать сим вол ы * и none , которые обозначают " все" и " н иче­ го" соответствен но. В селекторе разрешается через за п я тые перечислять группу и сточ­ ников. Допускается также разделение самих селекторов с помощью точки с запятой. В общем случае селекторы объединяются операцией OR, т. е . указанное действие бу­ дет выпол няться для сообщения, соответствующего любому селектору. Селектор уровня none означает исключение перечисленных в нем источ н и ков, независимо от того, что указано в остальных селекторах этой же строки. При ведем несколько примеров селекторов. # Приме н я ем д е й с т в и е ко в с е м с о о бще ниям о т f a c i l i t y . l eve l fac i l i t y . l e v e l

action

# Приме н я ем д е й с т в и е к о в с е м сообщениям о т f a c i l i t y l . l ev e l и f a c i l i t y2 . l eve l fac i l i t y l ,

f a c i l i t y 2 . l ev e l

action

# Приме н я ем д е й с т в и е т о л ь к о к с о общениям от f a c i l i t y l . l e ve 1 1· и f ac i l i t y 2 . l eve l 2 action

faci l i t y l . l e v e l l ; f a c i l i t y2 . 1 eve 1 2

# Приме н я ем д е й с т в и е т ол ь ко и с точникам с з аданным уровнем в ажн о с ти * . level

action

# Приме н я ем д е й с т в и е ко в с е м и с т очникам,

* . l e vel ; ba d f a c i l i t y . none

кр оме b a d f a c i l i t y action

В табл. 1 0.2 перечислен ы допустимые назван ия источн иков. Они определены в стан­ дартной библ иотеке в файле sys log . h. Таблица 1 0 . 2 . Названия средств Syslog Источник

Проrраммы или сообщения, которые ero ис п ольэу�от

auth

Команды, связанные с безопасностью и авторизацией

*

Все источники, кроме ma r k

a u t hp r i v

Конфиденциальные авторизационные сообщения

cron

Демон cron

daemon

Системные демоны

ftp

Демон ftpd (устаревший)

kern

Ядро

l o ca l 0 - 7

Восемь разновидностей локальных сообщений

lpr

Система спулинга построчной печати

ma i l

Система sendmail , pos tfix и другие почтовы е программы

ma r k

Метки времени, генерируемые через одинаковые промежутки

news

Система телеконференций Usenet (устаревшая )

syslog

Внутренние сообщения демона sys logd

user

Пользовательские процессы (это установка по умолчанию, если не указано иное)

Часть 1. Основы администрирования

336

Не воспри н и майте сл и ш ком серьезно различие между сообще н и я м и систе м ы Syslog типа a u t h и a u t h p r i v. В действительности все авторизационные сообщения явл яются конфиде н циальн ы м и , и ни одно из н их не должно быть открытым для всеобщего досту­ па. Журн ал sudo использует a u t h p r iv. В табл . 1 0. 3 перечислены уровни важности , существующие в системе Syslog ( в поряд­ ке убы вания важности ). Таблица 1 0 . 3 . Уровни важности сообщений Syslog Уровень

Приблиэитепьное значение

eme r g

Экстренные сообщения; система вышла из строя Срочные сообщения ; требуются срочные действия Критические состояния Другие ошибочные состояния Предупреждения Необычные события, которые заслуживают внимания Информационные сообщения Отладочные сообщения

alert crit err warning notice info debug

Уровень сообще н и я определяет е го важность. Границы между разл и ч н ы м и уровн я ­ м и н есколько размыты. Существует четкое различие между событи я м и , заслуживаю­ щими внимания, и предупреждениями (а также между предупрежде н и я м и и сообщен и ­ я м и о б ошибках), но трудно однозначно разграничить значения уровней a l e rt и c r i t . Уровн и обозначают м и н им ал ьн ую важность, которую сооб ще н и е должно и м еть дл я того, чтобы быть заре гистрирова н н ы м . Например, сообще н и е от SSH и меющее уровен ь важности wa r n i n g , будет соответствовать селектору a u t h . w a r n i n g , а также сел е кторам a u t h . i n f o , a u t h . n o t i c e , a u t h . debug , * . w a r n i n g , * . n o t i c e , * . i n f o и * . d e b u g . Если в конфигурации указано, что сообщен ия a u t h . i n f o должн ы регистр и ­ роваться в файле, т о сообщен ия a u t h . wa r n i n g тоже будут направляться в этот файл . Этот формат также допускает с и м вол ы = и ! перед назван иями уровней , означаю­ щие "тол ько этот урове н ь " и " за исключением этого и более высоких уровн е й " соот­ ветствен но (табл . 1 0.4). Таблица 1 0.4. Примеры использования квалификаторов уровня Селекто р

Назначение

auth . info

Выбор почтовых сообщений уровня i n f o и выше Выбор почтовых сообщений только уровня i n f о Выбор почтовых сообщений уровней i n f o , n o t i c e и wa r n i n g Выбор почтовых сообщений любого уровня, кроме w a r n i n g

auth . =info auth . in f o ; auth . ! e r r a u t h . debug ; a u th . ! =wa r n i n g

Поле действие определяет способ обработки сообще ния. Возможн ые варианты пе­ речислены в табл . 1 0. 5 . Таблица 1 0 . 5 . Типичные действия

Действие

Назначение

имя_ фа йл а

Дописать сообщение в указанный файл на локальном компьютере

@имя_х о с та

Переслать сообщение демону rsyslogd, выполняющемуся на компьютере с указанным именем

Глава 1 о. Журналирование

337 Окончание табл. 10.5

действие

Назначение

Переслать сообщение на rР_адрес по протоколу UDP, порт 5 1 4 Переслать сообщение на IР_ адрес п о протоколу ТСР, порт 5 1 4 l имя_ FIFO Записать сообщение в указанный именованный канал• польз о ва тель l , польз о ва тель 2 , ... Вывести сообщение на экраны терминалов указанных пользовате­ лей, если они зарегистрированы в системе * Вывести сообщение на экраны терминалов всех пользователей, зарегистр ированных в системе Игнорировать сообщение лпроrрамма ;ша блон Форматировать сообщение в соответствии со спецификацией шаблон и п ослать его пр о rрамме как первый аргумент

на

Orde r Deny , Al l ow Deny From A l l Al low F r om 1 2 7 . 0 . 0 . 1 Al l ow F r om а дре с_ с е ти < / Loc a t i on >

В качестве параметра адрес с е ти следует указать I Р-адрес сети , из которой должны приниматься задания на печать ( например, 1 9 2 . 1 6 8 . О . О ) . Далее нужно отыс кать кл ючевое слово B r ow s eAdd r e s s и указать напротив него адрес рассылки в этой сети и порт C U PS. Brows eAdd r e s s 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 2 5 5 : 6 3 1

Эти два действия заставят сервер принимать запросы с л юбой маш и н ы в сети и рас­ сылать известную е му и нформацию об обслуживаемом им принтере все м и меющимся в сети демонам CU PS. Вот и все! П осле перезапуска демон cupsd станет сервером.

А втоматическое конфигурирование принтера На самом деле систе ма C U P S может испол ьзоваться и без при нтера ( н апример, для преобразования файлов в формат P D F или формат факса) , но в основном она все­ таки испол ьзуется для управл е н и я принтерам и . В этом разделе реч ь пойдет о самих принтерах. В некоторых случаях добавление при нтера явля ется тривиал ьн ы м . Система C U PS старается автоматически обнаружить U S В - принтеры при их подключении и выясн ить, что с ними нужно делать. Даже если установку приходится выполн ять самостоятельно, процесс добавления принтера часто состоит всего лишь из подключения оборудован ия, установки соединения с веб-интерфейсом C U PS по адресу l o c a l h o s t : 6 3 1 / a dmi n и предоставления ответов на несколько вопросов. Среды KDE и GNOM E поставляются с собственными утилитами для конфигурирования принтера, которые могут использоваться вместо интерфейса CU PS. Если кто-то другой добавляет принтер и об этом становится известно одному или не­ скольким фун кционирующим в сети серверам C U PS, ваш сервер C U PS тоже уведомля­ ется о появлении нового принтера. Н и добавлять этот при нтер явно в локальный пере­ чень устройств, ни копировать его РDD-файл на свою машину вам не нужно. Это магия.

Конфигурирование сетевых при нтеров Сетевым принтерам - ос новной частью интерфейса которых явл яется сетевая пла­ та Ethemet или оборудование Wi- Fi н еобходима собствен ная конфигурация тол ько для того, чтобы быть членами сети TC P/I P. В частности, им необходимо знать свой I Р­ адрес и сетевую маску. Такая информация обычно передается им одни м из двух способов. Почти все современные принтеры могут получать эту информацию по сети от серве­ ра ВООТР или D H C P. Этот метод работает хорошо в средах со множеством гомогенных принтеров. Более подробную информацию о D H C P можно найти в разделе 1 3 .6. -

Часть 1. Основы администрирования

390

Второй с пособ закл юч ается в установке статического 1 Р-адреса при помощи консол и п р и н тера, которая обы ч но состоит из ряда кнопок на п е редн е й панел и и одностроч н ой и ндикатор ной панел и . Все , что нужно сдел ать, - это " походить" по м е н ю и отыскать раздел , где можно уста новить I Р-адрес. ( Если вдруг попадется команда , позвол я ю щая распечатать м е н ю , следует воспол ьзоваться е ю и сохранить печатную верс и ю . ) П осле заве р ш е н и я к о н ф и гур и р о ва н и я сете в ы е п р и нтеры об ы ч н о пол у ч а ют в е б ­ консол ь , доступную ч ерез браузер . Однако для того , чтобы с н и м и м о ж н о б ыло рабо­ тать через эту консол ь , у них должен быть I Р-адрес и они уже должны фун кционировать в сети , когда вы к н и м обратитес ь , так что этот интерфейс оказывается недоступн ы м как раз тогда , когда он вам оче н ь н уже н .

Примеры конфигурирования при нтеров В качестве п р и меров добав и м п р и нтер с параллельн ы м и нтерфе йсом g ro u c h o и с е ­

тевой принтер f е zmo и з командной строки.

$ sudo lpadmin -р groucho -Е -v parallel : /dev/ lpO -m pxl color . ppd $ sudo lpadmin -р fe zmo -Е -v socke t : / / 1 92 . 1 6 8 . 0 . 1 2 -m laserj e t . ppd Ка к вы видите , и н те р ф е й с g r o u c h o п р едост а вл я ется ч е р е з порт а femz o

-

/ de v / l p O ,

через I Р-адрес 1 9 2 . 1 6 8 . О . 1 2 . М ы указывае м каждое устройство в в иде у н и ­

версал ьного иде нтифи катора ресурса ( U RI ) и в ы б и р а е м Р D D-файл и з с п и с ка Р D D ­

/usr/ share/ cups /mode l . cupsd с конфигурирован как сетевой сервер, он сразу ж е сде­

файлов, находящихся в каталоге Есл и локал ьн ы й демон

лает эти новые принтеры доступн ы м и для других кл иентов в сети . Пос кольку сервер

cupsd конфи гурируется как сетевой , он н емеме нно делает новые

при нте р ы доступн ы м и для других кли ентов в сет и . Перезапус к при этом н е требуетс я . C U PS п озвол я ет ис пол ьзовать мя при нтеров самые разн ы е U Rl - иде нтификаторы . Вот е ще нескол ько п р и меров.

i pp : / / z o e . c a n a r y . com/ipp l pd : / / r i l e y . c a na r y . c om / p s s e r i a l : / / d e v / t t y S O ? b a u d= 9 6 0 0 +p a r i t y= e v e n +b i t s= 7 s o c k e t : / / g i l l i an . c a na r y . com : 9 1 0 0 u sb : / /X EROX / Ph a s e r % 2 0 6 1 2 0 ? s e r i a l =YGG2 1 0 5 4 7 Одн и U RI - идентифи каторы п р и н им ают параметры (например, s e r i a l ) , а другие нет. Команда

lpinfo -v отображает с п и сок устройств, которы е система м ожет в идеть,

и с писок типов U Rl-идентификаторов, которые понимает система C U P S .

Откл ючение принтера Есл и в ы хотите удал ить п р и нтер ил и клас с , это можно л е гко сделать при помощи команды

lpadmin -х.

$ lpadmin -х fezmo Но к а к быть, есл и н ужно тол ько вре м е н н о откл ю ч ить п р и нтер для прохожде н ия тех н и ч е с ко го ос м отра , а н е удал ять е го? В таком случае можно просто заблокировать очередь печати на входе ил и выходе. Есл и отключ ить "хвост'' (т. е . выходную или п р и н ­ тер н ую сторону) очереди , пользователи по- прежне м у с м о гут отправлять зада н и я , но эти задан ия н и когда не будут печататься. Есл и откл юч ить " головную" ( входную) часть оче­ реди , те задания , которы е уже находятся в очереди , будут расп ечата н ы , а вот все попыт­ к и добавить в очередь новые зада н и я будут отклоняться .

Глава 1 2. печать

391

cupsdisaЫe и cupsenaЫe контрол ируют выходную сторон у очереди , rej ect и accept ее п р и н и мающую сторону.

Команды а команды

-

$ sudo cupsdisaЫe qroucho $ sudo rej ect corbet Какую же и з н их луч ш е испол ьзовать'? П р и н и м ать зада н и я н а печать, которые точ но не будут распечата н ы в бл ижа й ш е м будуще м , гл упо, поэтом у для дл ител ьн ых периодо в простоя луч ш е испол ьзовать команду

rej ect. Для коротких перерывов, которые даже

не должн ы быть за м ет н ы пол ьзователя м ( н а п р и м е р , когда н ужно п росто удал ить за ­ стря вшую в п р и нтере бум агу) , луч ш е испол ьзовать команду

cupsdisaЬle.

Адм и н истраторы и н огда п росят дать и м какую - н и будь подс каз ку, которая помогла бы запо м н ить, какие ко манды контролируют каждый коне ц очереди . П редлагае м поп ро­ бовать такой вар иант: есл и с истема

C U PS " отклоняет" (rej ect) зада н и е , это означ ает,

что его н ел ьзя " предоставить " . Еще оди н с пособ не путать команды - это запом н ить,

(accept) и отклон яться (rej ect) могут тол ько задания на печать, а от­ (disaЬle) и включаться (enaЬle) только принтеры. Систе ма CU PS и н огда сама вре ме н но откл ючает при нте р , с которы м н е м ожет н ор­

что пр и н и м аться

-

кл ючаться

мал ьно работать ( н а п р и м е р , из-за того , что кто-то вьщер н ул е го кабел ь) . Устран и в п ро­ бле му, следует с нова активизировать очередь. Есл и забыть это сделат ь , команда

lpstat

напом н ит. ( Бол ее подробную и н формаци ю по это й те м е и ал ьтер н ат и в н о м у п одходу можно н айти по адресу www . l i nuxp r i n t i n g . o r g / b e h . html . )

Другие связа нные с конфигурирова нием задач и Совре м е н н ы е при нте р ы и м е ют оч е н ь м н ого о п ц и й , которые можно конфигуриро­

C U PS позволяет н астраи вать самые раз н ы е фун к ц и о н ал ьн ы е возмож­ lpadmin и lpopt i o n s . Как правил о , ком анду lpadmin испол ьзуют для в ы п ол н е н ия задач н а уро в н е с и сте м ы , а кома нду lpoptions для выпол н е н ия задач на уровне пол ьзователя . Ко манда lpadmin позволяет более четко задать о гран и ч е н и я доступа, ч е м команды disaЬle и rej ect. Н а п р и м е р , с ее помощью можно создавать квоты на печать и ука:1 ы ­ ват ь. Систе м а

ности с помощью е е веб- и н терфе йса и ком а нд -

вать, на каких и м е н н о при нте рах разре шается вы пол нять печать те м ил и и н ы м пол ьзо­ вател я м .

В табл . 1 2 . 1 перечисл е н ы все команды , которые поставля ются с систе мой C U PS , и и х источ н и к и , в которых он и испол ьзовал ись первоначал ьн о . Таблица 1 2 . 1 . Утилиты командной строки , поставляемые с системой CUPS, и системы, в которых они использовались первоначально

CUPS

Команда

Фун кция

cups-confiq

Выводит информацию об АР l -интерфейсе , компиляторе, каталоге и ка­ нале связи системы CUPS

cupsdisaЬle• cupsenaЬle" lpinf o lpoptions """".." ... ".""

Останавливает печать принтера или класса

Восстанавливает печать принтера или класса

П оказывает доступные устройства или драйверы Отображает или устанавливает опции и параметры по умолчанию принтера

:1:����� �� ... "." .. " ... " . .�?.?.������"�.�.� �����.���.У.������.��Р.О��.?.:�.���.�.?.:�...... .

.

. . .

"." "" " "

.

."........ ""

Часть 1. Основы администрирования

392

Окончание табл. 1 2. 1

Команда

Syste m V accept , re j ect cancel lpadllli. n lps tat

BSD

lpc lpq

Принимает или отклоняет поступа ющие в очередь задания Отменяет задания Печатает файлы

lp lp111ove

Функция

К онфигурирует принтеры и классы CUPS Перемещает задание в новое место Печатает информацию о состоянии CUPS

."" . . " . " " . . " " " ... " . . . . . . . . . . " . . . . " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " . . . . . . . . . . . "" . . . " . . . " . " . . . . . . . . " . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . " . . . . • . • . . • " . . . . . . . . . . . . . " . . . . . . " ... " " . .

Представляет собой общую программу для управления принтерами Отображает статус очереди принтера

lpr

Печатает файлы

lprm

Отменяет задания на печать

• На самом деле это просто переименованные команды disaьle и еnаЫе из System V.

1 2 .3 . СОВЕТЫ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ ПРОБЛЕМ П р и нтеры сочетают все слабости механичес кого устройства со стран ностя м и внеш­ ней операционной систе м ы . О н и (и п рограмм ное обеспечение, которое и м и управляет) обожают создавать проблемы для вас и ваш их пользователей. Рассмотрим нескол ько со­ ветов по борьбе с проблемными принтерами.

Повторный запуск демона печати Н и когда н е следует забы вать пе резапус кать демо н ы после внесе н и я измене н и й в конфигурационн ы й файл . Перезапустить демон cupsd можно л юбым способом , которы й операцион ная систе­ ма предусматривает для повторного запуска демонов, - выпол нить команду sys temctl re s tart org . cups . cupsd . service или аналогичную команду. Теоретически можно также отправить демону cupsd сигнал H U P или испол ьзовать графичес кий пол ьзова­ тельский и нтерфейс систе м ы CU PS.

Регистра ционные журналы Система CU PS поддерживает три регистрационных журнала: журнал страниц, жур­ нал доступа и журнал ошибок. Журнал страниц представляет собой просто сп исок напе­ чатанных страниц. Журнал доступа и журнал ошибок похожи на аналогичные журнал ы в неб-сервере Apache. И в этом нет н ичего удивительного, потом у что сервер C U PS это веб-сервер. Уровен ь регистрации и путь к журнальным файлам задается в файле cupsd . conf. Обычно журнал ьные файл ы сохраняются в каталоге /var/log. Н иже приведен фрагмент из журнального файла, охватывающий одно задание на печать. -

I I I I I

[ 1 2 / Ju l / 2 0 1 7 : 1 8 : 5 9 : 0 8 - 0 6 0 0 ) [ 1 2 / Ju l / 2 0 1 7 : 1 8 : 5 9 : 0 8 - 0 6 0 0 ) [ 1 2 / Ju l / 2 0 1 7 : 1 8 : 5 9 : 0 8 - 0 6 0 0 ) [ 1 2 / Ju l / 2 0 0 6 : 1 8 : 5 9 : 0 8 - 0 6 0 0 ) ( P I D 1 9 9 8 5 ) f o r j ob 2 4 . [ 1 2 / Jul / 2 0 1 7 : 1 8 : 5 9 : 0 8 - 0 6 0 0 ) ( P I D 1 9 9 8 6 ) f o r j ob 2 4 .

Addi ng s t a r t b a nn e r p a g e " none " to j ob 2 4 . Adding end bann e r p a g e " none " t o j ob 2 4 . Job 2 4 queue d on ' Ph a s e r_ 6 1 2 0 ' Ь у ' j s h ' . S t a r t ed f i l t e r u s r / l i be x e c / cups / f i l t e r / p s t o p s S t a r t e d bac kend / u s r / l i b e x e c / cu p s / b a c k e n d / u s b

Глава 1 2. П ечать

393

Проблемы с п рямой печатью Удостовериться в наличии физического соединения с локальны м принтером можно, напрямую выпол н и в внутреннюю программу принтера. Например, вот что мы получи м , если выпол н и м внутрен н юю программу принтера, которы й подключается через U S В ­ кабель. $ /usr/ li.Ь/ cups /backend/usb d i r e c t u s b " Un known " " U S B P r i n t e r ( u sb ) " d i r e c t u s b : / /X E ROX / P ha s e r % 2 0 6 1 2 0 ? s e r i a l =YGG2 1 0 5 4 7 " XEROX Pha s e r 6 1 2 0 " " Ph a s e r 6 1 2 0 "

Если U S В - кабель принтера Phaser 6 1 20 отключится, строка дл я этого принтера ис­ чезнет из вывода внутренней программ ы . $ /usr/liЬ/ cups /backend/usb di r e c t u s b " U n known " " U S B P r i n t e r ( u sb ) "

Проблемы с печатью в сети Прежде чем нач инать искать проблему печати в сети, попробуйте установить соеди­ нение с обслуживающи м данн ы й принтер демоном cupsd при помощи браузера (имя_ хоста: б З l } или команды telnet ( telnet имя_ х о с т а 6 3 1 ) . В случае возникнове н и я проблем при настройке соедине ния с сетевым принтером помните о том , что на кл и ентском комп ьютере у вас должна быть очередь для заданий, способ для решения того, куда отправлять задани е , и метод отправки задан и я на ком ­ пьютер, которы й отвечает за обслуживание очереди на п ечать. Н а сервере печати у вас должно быть м есто для постановки задания в очередь, соответствующие п рава доступа для разрешения печати задания и с пособ для вывода данных на устройство. Для того чтобы выяснить причину этих пробл е м , возможно , п р идется загл я н уть в следующие файлы . •

•

•

•

•

•

С исте м н ы е журнал ь н ы е файлы на кл иентском комп ьютере ( в случае пробл е м с распознаванием и мен и правами доступа) . Систе мные журнальные файлы на сервере печати ( в случае п роблем с правами до­ ступа). Журнальные файлы на клиентском ком пьютере (если отсутствуют какие-то филь­ тры или каталоги или есл и имеются неизвестные принтеры и т.д. ) . Журнальные файлы демона на сервере печати ( в случае появл е н и я сообщен и й о неправил ьных именах устройств, неправил ьн ых форматах и т.д. ) . Журнальные файлы при нтера на комп ьютере , получившем задан ие ( в случае по­ я вле н и я ошибок при передаче зада н и я ) , как указано в перем е н ной l f в файле /etc/printcap/ в системе B S D . Журнальные файл ы принтера на ком пьютере , отправившем задание ( в случае по­ я вл е н и я сообщений о н еправил ьной предварительной обработке или ошибочной постановке задания в очередь).

Путь к журнал ьн ы м файлам C U PS указан в файле /etc/ cups / cupsd . conf. Общую информацию об управлен ии журналами регистраци и см. в главе 1 0.

Часть 1. Основы администрирования

3 94

1 2.4. ЛИТЕРАТУРА Система C U PS поставляется с обш ирной документацией в формате HTM L. Для того чтобы пол уч и т ь к н е й дос ту п необходимо соедин иться с сервером C U PS и щелкнуть на справоч ной ссылке . Разумеется это не поможет, ели у вас нет с вязи с этим серве­ ро м . Впрочем , на вашем ком п ьютере эта документация инсталлируется в каталог /usr/ share/ doc/ cups в форматах H T M L и P D F. Есл и ее там нет, обратитесь к менеджеру, поставившему дистр ибути вный пакет, или на сайт cups . o r g . ,

•

Sн лн , AN KtJ R. CUPS Administrative Guide: А practical tutorial to installing, managing, and securing this powerful printing system. Birmingham , U К: Packt PuЫ ishing, 2008.

ЧА СТЬ

11

Ра б ота в сетях

глава

13

Сети TCP/IP

Трудно переоцен ить важность сетей в современном компьютерном мире, хотя мно­ гие все же п ытаются это сделать. Во м ногих орган изациях - возможно, даже в боль­ шинстве из них - компьютеры используются , в первую очередь, для работы в веб и до­ ступа к эле ктронной почте . По оцен кам сайта i n t e r n e t w o r l d s t a t . c om , к средине 20 1 7 года в И нтернете работало более 3 , 7 млрд пользователе й , что составляет чуть менее половины населения Земл и . В Северной Америке внедрение И нтернета уже прибл ижа­ ется к 90% . TC P/I P (Transmission Control Protocol/lnternet Protocol) - это сетевая система, ле­ жащая в основе И нтернета. Она не зависит н и от аппаратного обеспечения , н и от опе­ рационной систе м ы , поэтому все устройства, использующие протокол ы TCP/IP, могут обмениваться дан н ы м и (" взаимодействовать" ) , несмотря на различия. Система TC P/ I P работает в сетях л юбого размера и л юбой топологии , независимо от того, соедине н ы они с внешн и м м иром или нет. В этой главе протоколы TCP/ I P рас­ сматри ваются в пол итическом и техническом аспектах, связанных с И н тернетом , но изолирован ные сети на уровне протоколов TC P/ I P очень похожи друг на друга.

1 3. 1 . С ИСТЕМА TCP/I P и И НТЕРНЕТ И стория систе м ы TC P/I P тесно связана с историей И н тернета и уходит корнями на нескол ько десятилетий назад. Популярность Интернета во м ногом обусловлена эле ­ гантностью и гибкостью системы TC P/ I P, а также тем , что это открытое и некоммерче­ ское семейство протоколов. В свою очередь, широкое распространение системы TC P/IP

Часть 11. Работа в сетях

3 98

именно в И нтернете позвол ило этому семейству одержать верх над нескольким и кон ку­ рирующими семействами , популярн ы м и в свое время по политическим ил и ком мерче­ ским прич инам. П рародител ь н и ц е й И нтерн ета была сеть A R PAN EТ, организованная в 1 969 году М и н истерством оборон ы США. К кон цу 1 980-х годов эта сеть перестала быть науч ­ но-исследовател ьской и наступ ила эра ком мерческого И нтернета. В настоящее врем я И нтернет представляет собой совокупность частных сете й , принадл ежащих провайде­ рам и нтернет-услуг (intemet service provider - I S P) и соединяющихся в так называем ых "точках обмена трафиком " (peering points).

Кто управляет И нтернетом П рое ктирова н и е Интернета и е го п ротоколов все гда осуществлялось на коопе­ ративных и открытых началах, но его точ ная структура изменялас ь по мере того, как И нтернет превращался в и нструмент открытого пользования и движущую с илу мировой экономики. В настоящее время управление И нтернетом разделено на адм и нистратив­ ное , техническое и пол итическое , н о границы между этим и функциям и часто разм ыты . Основны м и действующими л и цами в управлении И нтернетом я вляются следующие ор­ ганизации. •

•

•

I CAN N ( l nte rnet Corpo ration for Assigned Names and Numbe rs - Кор порация по назнач е н и ю и м е н и адресов в И нтернете ) . Эта группа с н аибол ьш и м правом может быть названа ответствен ной за И нтернет. Только она обладает всем и реал ь­ н ы м и полномочиями. Корпорация I CAN N контрол ирует выделение адресов и до­ м е н н ых и м е н в И нтернете , а также другие аспекты его деятельности , например номера протокол ьных портов. Эта органи заци я , основанная как некоммерческая корпораци я , расположе на в Калифорнии (www . i c a n n . o rg ) . I SO C ( l ntemet Soc iety - Сообщество пользователе й И нтерн ета) - открытая членс кая орга н иза ц и я , представл я ю щая и нтересы пол ьзо вателе й И нтер н ета. Н е с м отря на то что эта орга н и зация пресл едует образовател ьные и пол и т и ­ ч еские цел и , о н а ш ироко известна к а к п р и крытие для техн ического развития И нтерн ета. В частности , орга н и зация I SOC я вл яется головной орга н и за ц и е й по отно ше н и ю к пробл е м ной груп п е проектирова н и я И нтернета ( i e t f . o r g ) , контролирующей в с ю техническую работу. I SOC я вляется м еждун ародной н е ­ ко м м ерчес ко й орган и зац и е й . Ее офи с ы рас п оложе н ы в Ваш и н гтоне , округ Колумбия , и Жен е ве ( www . i s o c . o r g ) . I G F ( l ntemet Gove rnance Foru m ) - это орган изация , создан ная Орга н и зацией Объединенн ых Наций относительно недавно, в 2005 году, чтобы предоставить воз­ можность для проведе н ия международных и пол итических дискусси й , посвящен­ н ых Интернету. Она п роводит ежегодные конфере н ц и и , но ее рол ь со временем возрастает, поскольку правител ьства разных стран п ытаются установить более жесткий контроль за И нтернетом ( i n t govfo rum . o r g ) .

Среди перечисленных организаций наибольшая ответстве нность лежит н а I CAN N : она выступает в качестве руководящего органа И нтернета, исправляя ошибки, допущен­ ные в прошлом , и продумы вая пути дал ьнейшего развития И нтернета с учетом потреб­ ностей пользователе й , правительств и бизнеса.

Глава 1 3. Сети TCP/ IP

399

Сетевые ста нда рты и документа ция Если вы не уснул и сразу после того , как прочитал и назван ие этого раздела, значит, вы выпили несколько чашек кофе. Тем не менее умение разбираться в технической до­ кументаци и , в ыпускаемой руководя щ и м и органам и И нте р н ета , ч резвычай н о важ но ДJIЯ сетевых адми н истраторов, и это не так уж и скучно, как кажется н а первый взгляд. Техническая деятельность сообщества пользовател ей И н тернета н аходит отражен и е в серии документов, известных к а к R F C ( Request For Comments запрос ком м ента­ риев). В формате документов RFC публ икуются ста н да рт ы п ротоколов, п р едлагае м ые нововведен и я , а также информационн ые бюллетен и . Получая сначала статус черновых проектов ( l ntemet Drafts) , после бурных дебатов в тел е ко н фере н ц иях и н а форумах I ETF они либо отвергаютс я , либо получают официал ьн ы й статус . Свое мнение по поводу предлагаемого стандарта может высказать л юбой уча ст н и к обсужде н и я . И ногда доку­ мент RFC представляет собой не стандартизацию протоколов И нтернета, а вс его л и ш ь констатацию и л и объяснение некоторых аспектов сов реме н но й практи ки . Докуме нты R FC и меют порядковые номера. На сеrодняшний ден ь их более 8200. У каждого документа есть описательное название ( на п р и мер Algorithms for Syn ch ron izing Network C/ocks алгор итмы сетевой синхронизации часов), но во избежание неодно­ значности на документы чаще всеrо ссылаются по номерам . Будучи о публ и кова н н ы м , документ R F C н икогда не меняется. Изменения и дополнения публи куются в виде но­ вых документов с собствен н ы м и номерам и . Обновл е н ие может л ибо дополн ять и разъ­ яснять документ RFC, либо полностью его заменять. Существует м ножество источн и ков, распростра н я ю щих документы RFC, но с ай т t f c - e d i t o r . o rg я вляется централ ьн ы м диспетчерским пункто м и всеrда содержит са­ мую свежую и нформацию. П режде чем тратить вре м я н а чте н и е документа R F C , в ы ­ ясните его статус на сайте t f c - e d i t o r . o r g ; возможно, этот документ уже не содержит наиболее актуальную информацию. Процесс публикации стандартов Интернета подробно описан в док у е н те RFC2026 . Другой полезн ый метадокумент - RFC5540, 40 Years о/ RFCs (40 л ет существования до­ кументов RFC). В нем описаны культурн ы е и техни ч е с кие аспекты пу блика ци и доку­ ментов RFC. Пусть читателей н е пугает обил ие технических под р о б н осте й в документах RFC. В большинстве из них содержатся вводн ые описани я , резюме и толкован и я , которые будут полезны с исте м н ы м адми н истраторам . Н екото рые документы специально напи­ саны в виде обзора или общего введения. Чте н ие докум е нтов R FC - это, возможно, не самый простой способ разобраться в той или иной тем е , но это авторитетны й , лаконич­ ный и бесплатн ый источн и к информации. Не все документы R FC написаны сухим техническим я з ы ко м Встречаются докумен­ ты развлекательного содержания (часть из н их опубл и ко ва на п ервого апрел я ) , с ред и них нам особенно нравятся следующие: -

,

-

м

.

•

RFC l 1 49 А Standardfor the Transmission о/ /Р Datagrams оп A v ia n Ca"iers (стандарт передачи датаrрамм с помощью птиц) 1 ; -

•

RFC 1 925 - The Twelve Networking Truths ( 1 2 сетевых исти н ) ;

•

R F C325 1 - Electricity over /Р (передача электричества п о протоколу I P) ;

1 Группа энтузиастов систе м ы Liпux и з города Берген в Норвеги и , назы вающая себя B L U G ( Bergen Linux User Group ) , действительно реализовала протокол С Р \ Р ( Carrier Pigeon l nternet Protocol межсетевой протокол голубиной почты) в соответствии с документом RFC l 1 39 . Детали см. на их веб-сайте по адресу: Ы u g . l i n ux . n o /r fc l l 4 9 . -

Часть 11. Работа в сетях

400 •

• •

•

R FC404 1 - Requirementsfor Morality Section in Routing Агеа Drafts ( морал ьный кодекс маршрутизатора) ; R FC62 1 4 - Adaptation of RFC I J49for /Рvб (адаптация RFC I 1 49 к протоколу 1 Pv6) ; R FC692 I - Design Considerationsfor Faster- Than-Light Communications ( вопросы про­ е ктирования систем связи , работающих со сверхсветовой скоростью) ; R FC75 1

I

- Scenic Routingfor /Рvб (живописная маршрутизация для lvб ) .

n ом и мо собстве н н ых порядковых номеров, докуме нтам RFC могут н аз начать­ ся номера серий FYI ( For You r l nfonnation - к вашему с веде н и ю ) , ВСР ( Best Current Practice - луч ш и й существующий подход) и STD (Standard - стандарт). Переч ислен н ые серии являются подмножествами серии RFC, группирующими документы по важности ил и назначен ию. Документы FYI - это вводные или информационные материал ы , п редназнач е н н ые для ш ирокой аудитории . Как правило, именно с них лучше все го начинать изучать не­ знакомую тем у. К сожалению, эта серия в последнее время стала иссякать, и сейчас со­ вре м е н н ых документов FYI оче н ь н е много. Документы ВС Р описыва ют рекоме ндуемые процедуры для адм и н истраторов веб­ сайтов в И нтернете . О н и содержат адм и н истрати вные предписан и я и представл я ют большую цен ность для систем ных ад ми н истраторов. Документы STD содержат описания протоколов И нтернета, прошедш их процедуру проверки и тестирования в I ET F и формально принятых в качестве стандартов. Нумерация документов в рам ках серий RFC, FYI , STD и В С Р ведется раздельно, по­ этому оди н документ может и м еть несколько номеров. Например, документ RFC 1 7 1 3 , Toolsfor DNS Debugging ( инструменты для отладки системы DNS) известен также под но­ мером FYl 1 27 .

1 3.2. Основы РАБОТЫ в СЕТИ Заве р ш и в краткий обзор , давайте подробнее рассмотр и м , что собой представляют п ротоколы TC P/ I P. TC P/ I P - это семе йство сетевых протоколов, ориентирова н н ы х на совместную работу. В состав семейства входит несколько ком поне нтов: •

•

•

•

•

I P ( lntemet Protocol - межсетевой протокол) обеспечивает передачу пакетов дан ­ н ы х с одного компьютера на другой ( RFC79 I ) ; I C M P ( l ntemet Control M e ssage Protocol - протокол управляющих сообщен и й в Интернете) отвечает з а разли чн ы е виды н изкоуровневой поддержки протокола IP, вкл ючая сообщен ия об ошибках, вспомогательн ые маршрутизирующие запро­ с ы и отладочные сообщен ия ( RFC792) ; A R P (Address Resolution Protocol - протокол преобразования адресов) обеспечи­ вает трансляцию I Р-адресов в аппаратные адреса ( R FC826) 2 ; U DP ( U ser Datagram Protocol - протокол передачи датаграмм пользователя ) обе­ спечивает непроверяемую одностороннюю доставку дан ных ( R FC768) ; ТС Р (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) обеспеч и­ вает надежны й дупле кс н ы й канал связи меЖду процессами на двух ком пьютерах с возможностью управления потоками и контроля ош ибок ( R FC793).

2 М ы немного гре ш и м против ист и н ы , уrверждая , что п ротокол A R P входит в семейство TC P/I P. На самом деле он вполне может использоваться вместе с другими семействами протоколов. Просто этот протокол я вляется неотъемлемой частью стека ТС Р/1 Р в больши нстве локальных сете й .

Глава 1 3. Сети TCP/ IP

401

Эти протоколы образуют иерархи ю ( ил и стек) , в которой протокол верхнего уровня испол ьзует протокол н ижележащего уровн я . Систему TC P/I P обычно описывают в виде пятиуровневой структуры (рис. 1 3 . 1 ), но реал ьная с истема TC P/ I P содержит тол ько три из этих уровней. УРОВЕНЬ ПРИЛОЖЕНИЙ

arp

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ

SSH, SMTP, HTTP

DNS, DOTA 3

TCP

UDP IP

traceroute

ICMP

КАНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

ARP, драйверы устройств

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

Медный провод, оптоволокно, радиоволны Рис. 13. 1. Семейство протоколов ТСР//Р

В ерсии 1 Pv4 и I Pvб В течение последн их трех десятилетий ш ирокое распростране ние получила четвертая версия п ротокола TC P/ I P, известная также под и м е н е м 1 Pv4. В н е й ис пол ьзуются че­ тырехбайтовые 1 Р-адреса. Современная версия , 1 Рvб, расширила адресное пространство до 1 6 байт, а также учла опыт испол ьзования верс и и I Pv4. В нее не был и вкл ючены воз­ можности протокола 1 Pv4, которые оказались не очен ь нуж н ы м и . Это позволило уско­ рить работу протокола и облегчило его реализацию. Кроме того, версия 1 Pv6 объединила с исте м ы безопасности и ауте нтификации в рам ках одного базового протокола. Все совре м е н н ы е операционные с исте м ы и м ногие сетевые устройства уже поддер­ жи вают протокол 1 Pv6. Ком пания Google публ и кует статисти ку испол ьзования прото­ кола 1 Pv6 с вои м и кл иентам и на сайте g o o g l e . c o m / i pv б . По состоя н и ю на март 20 1 7 года дол я пол ьзователе й протокола 1 Рvб , обращавшихся к серверам ком пан и и Google , составила около 1 4% . В С ША и х доля составляет 30%. Хотя эти ч исла и выглядят правдоподобн ы м и , на самом деле они могут вводить в за­ блужде н и е , потому что бол ьш и нство мобил ьных устройств по умолчанию испол ьзуют протокол 1 Pv6 при передаче дан ных по сети. В то же время домашние и корпоративные сети преи муществе нно испол ьзуют протокол I Pv4. Разработка и развертывание протокола 1 Pv6 был и в бол ьшой степени моти вирован ы беспокойством о том , что четырехбайтное адресное пространство протокола 1 Pv4 прак­ тически исчерпано. Это действител ьно так: в настоящее время свободные 1 Рv4-адреса остал ись только в Афри ке (см . сайт i pv4 . p o t a roo . n e t ) . Первым свободные I Pv4 адре­ са исчерпал Азиатс ко-Тихоокеанский регион еще 19 апреля 20 1 1 года. Возн икает вопрос : если все 1 Рv4-адреса в м ире исчерпан ы , то почему эта версия про­ токола остается домин ирующей? По большей части это объясняется тем , что мы науч ились более эффективно испол ь­ зовать адреса 1 Pv4 , которые у нас есть. П ротокол NAT ( N etwork Address Translation трансляция сетевых адресов, см. раздел 1 3 .4) позволяет цел ым сетям маш ин скрываться за одн и м адресом 1 Pv4. Технология C I D R (Classless lnter- Domain Routing бесклассовая м еждомен ная маршрутизация , с м . раздел 1 3 .4) гибко разделяет сети и способствует эф-

-

402

Часть 11. Работа в сетях

фективной магистральной маршрутизаци и . Кон фл и кт адресов 1 Pv4 по- прежнему суще­ ствует, но, как и диапазон вещател ьных частот, в наши дни о н и , как п равил о , перерас­ пределя ются по экономически м , а не технологическим критерия м . Основная проблема, которая ограничивает принятие версии 1 Pv6, закл ючается в том , что поддержка верс ии 1 Pv4 остается обязател ьной д11 Я того, чтобы устройство было пол ­ ноце н н ы м эле м е нтом И нтернета. Например, вот нес кол ько основн ых веб-сайтов, ко­ торые по состоя н и ю на 20 1 7 год еще не доступны через протокол 1 Pv6: Amazon, Reddit , е Вау, I M D B , H ot mail, TumЬ\r, M S N , Apple, The N ew York Times, Twitter, Pinterest , Bing 3 , Word Press, Dropbox , Craigslist , Stack Overtlow. М ы моrл и бы продолжить, но полагае м . что вы понял и намек. 4 Ваш выбор не между 1 Pv4 и 1 Pv6, а между поддержкой исключител ьно 1 Pv4 и одновре­ менной поддержкой как 1 Pv4, так и 1 Pv6. Когда все службы , перечисле нные выше, и мно­ гие другие службы второго уровня, добавят поддержку 1 Pv6 , вы сможете трезво рассмо­ треть возможность испол ьзования 1 Pv6 вместо 1 Pv4. До тех пор будет впол не разум н ы м попросить разработчиков версии 1 Pv6 оправдать усилия по его внедрен и ю , обеспеч ивая луч шую производительность, безопасность или фун кционал ьность. Ил и , возможно, от­ крыть дверь в м ир услуг 1 Рvб , которые просто невозможно получить через 1 Pv4. К сожалению, этих услуг не существует, и 1 Pv6 фактически не предлагает каких-либо из этих преи муществ. Да, это эле гант н ы й и хорошо п родуман н ы й п ротокол , который улучшает 1 Pv4. И да, в некотором см ысле и м п роще управлять, чем 1 Pv4, и он требует меньше усил и й ( наприм е р , м е н ьше зависит от технологи и NAT) . Н о , в конце кон цов, это просто улуч ш е н ная версия 1 Pv4 с бол ьш и м адрес н ы м п ространством. Тот факт, что вы должны управлять и м вместе с 1 Pv4, искл ючает л юбое потенциал ьное повы ш е н ие эффективности . Прич и ной существования протокола 1 Pv6 остается опасение исчерпа­ ния 1 Рv4-адресов, и на сегодня ш н и й де нь последствия этого исчерпания п росто не был и достаточ но болезне н н ы м и , чтобы стимул и ровать широкомасштабный переход н а 1 Рvб . М ы издаем эту к н и гу в течение дл ительного врем е н и , и в последних нес кол ьких из­ дан иях мы писал и , что протокол 1 Pv6 находится всего в одном шаге от того, чтобы стать ос новной технологией. В 20 1 7 году мы исп ытываем сверхъестествен ное чувство дежавю, связанное с протоколом 1 Pv6 , которы й все ярче сияет на горизонте , но все еще н е реша­ ет н и каких пробл е м и п редлагает сли ш ком мало стимулов для преобразования. 1 Pv6 это будущее сете й , и , очевидно, так будет всегда. Аргументы в пол ьзу фактического развертывания 1 Рv б внутри вашей сети остаются прежн и м и : в какой-то момент это придется сделать. П ротокол 1 Pv6 превосходен с и нже­ нерной точк и зрения. Вам необходимо получить опыт работы с 1 Pv6 , чтобы вас не застал врасплох его п риход. Все крутые пар н и должны это уметь. Мы говор и м : " Конечно, вперед, поддержи вайте 1 Pv6, если вам так хочется. Это от­ ветстве н н ы й и перспе ктив н ы й путь. Это ваш гражданский дол г - осваи вая 1 Pv6 , вы прибл ижаете тот ден ь , когда п ротокол 1 Pv6 станет единствен н ы м , с ч е м вам придется и м еть дело. Но если вам не нравится разбираться в его деталях, ничего страш н ого. У вас впереди годы, пока возникнет реальная необходимость п ерехода" . Разумеется, н и оди н и з этих ком м ентариев н е и м еет с ил ы , если ваша организация пред11агает публ ич н ые услуги в И нтернете . В этом случае внедре н ие 1 Pv6 - ваша свя' П рисутствие сайта B i пg ком п ан и и M icrosoft в этом с п и с ке особе н но интересно, учитывая , что это оди н из нескольких круп ных сайтов, представленных в материалах Всем и рной маркетинговой кампани и \ Рvб Lauпch 20 1 2 (под девизом « Н а этот раз это реал ьно»). Мы не знаем полной истории этой с итуа ци и , но сайт B iпg, очевидно, поддерживал \ Рvб в какой -то момент, а затем ком пания реш ила, что это не стоит возн и кающих проблем. См. Wo r l dipvбl a u n c h . o rg. 4Эrо сайты, ч ьи первичные веб-адреса не связаны ни с одн и м адресом I Pvб (зап исью АААА) в D N S .

глава 1 3. Сети TCP/ IP

403

тая обязанность. Не слушайте тех, кто продолжает отговари вать вас от перехода на 1 Pv6. Кем вы хотите быть: Google ил и Microsoft Bing? Кроме того, есть аргументы в пользу внедрения протокола 1 Рvб в центрах обработки данн ых, где прямая с вязь с вне ш н и м м иром через 1 Pv4 не требуется. В этих ограничен­ ных средах у вас действительно есть возможность перейти на I Pvб и оставить 1 Pv4 поза­ ди, тем сам ы м упростив свою и нфраструктуру. Серверы , ориентированные на Интернет, могут общаться с помощью протокола 1 Pv4, даже если они маршрутизируют весь вну­ тренний и внутрен н и й трафи к через I Pvб. В заключен ие приведем несколько допол нительных соображен и й . •

•

П ротокол I Pvб уже давно готов к производству. Ошибки реали зации не я вляются серьезной проблемой. Ожидается, что он будет работать так же надежно, как и 1 Pv4. С точки зрения аппаратного обеспечения поддержка протокола I Pvб должна счи­ таться обязательной для всех новых приобретаем ых устройств. Сом нительно, что в наши дни вы можете найти какой-либо ком плект сетевого оборудования кор­ поративного уровн я , которы й н е поддерживает I Pvб, но многие потребительские устройства по-прежнему испол ьзуют 1 Pv4.

В книге мы сосредоточились на протоколе 1 Pv4, поскольку именно он является ос­ новной версией протокола TC P/ I P. Все , что касается версии I Pvб, м ы отговари ваем от­ дельно. К счастью для с истемных адм и нистраторов, верси и 1 Pv4 и I Pvб очень похожи . Если в ы знаете протокол 1 Pv4, то в ы знаете большую часть того, что вам следует знать о протоколе 1 Рvб. Основное разл ичие между этими версиям и заключается в том, что они испол ьзуют разные схе м ы адресации . В верс и и I Pvб использовано несколько новых концепций адресации и несколько новых обознач ен и й . Вот и все .

Пакеты и их инка псуля ция Система TC P/I P располагает средства м и поддержки целого ряда физических сетей и транспортных систе м , включая технологии Ethemet , Token Ring, M P LS ( Multiprotocol Label Switchi ng) , беспроводную технологию Ethemet , а также систе м ы с последователь­ н ы м и соедин е н ия м и . Управл ени е аппаратн ы м и устройства м и осуществляется на ка­ нальном уровне архитектуры ТСР/1 Р, а протоколам более высоких уровней неизвестно, как именно испол ьзуются аппаратные средства. Дан н ы е передаются по сети в виде пакетов, которые имеют макс и м ал ь н ы й размер, определяемый огран ичени я м и канал ьного уровня. Каждый пакет состоит из заголовка и полезного содержимого. Заголовок содержит сведения о том , откуда прибыл пакет и куда он направляется. В него могут также включаться контрольные сум м ы , и нформа­ ция, характерная для конкретного протокола, и другие и нструкци и , касающиеся обра­ ботки пакета. Полезное содержимое - это данные, подлежащие пересылке. Название базового блока передачи дан н ы х зависит от уровня протокола. На каналь­ ном уровне это кадр, или фре й м , в протоколе IP - пакет, а в п ротоколе ТС Р - сегмент. М ы будем придерживаться универсального терм ина " пакет " . Готовя щ и йся к отправке пакет передается в н и з п о стеку протоколов, и каждый про­ токол добавл яет в него собствен н ы й заголовок. Сформированный пакет одного прото­ кола становится полезн ым содержим ы м пакета, генерируемого следующим протоколом. Эта операция называется инкапсуляцие й . Н а принимающей стороне и нкапсул ирован­ ные пакеты восстанавл иваются в обратном порядке при прохожден и и вверх по стеку. Например, пакет U D P, передаваем ы й по сети Ethemet , упакован в трех разл и ч н ых " конвертах " . В среде Ethernet он " вкладывается" в простой физический фре й м , заго-

Часть 11. Работа в сетях

404

ловок которого содержит сведения об ап паратных адресах отправителя и бл ижайш е го п олучател я , дл и н е фре й ма и е го контрол ьной сум ме ( C RC ) . П олезн ы м содержи м ы м Ethe rnet-фpe ймa я вляется I Р- пакет. П олезное содержи мое I Р-пакета - это U D Р- пакет, и, наконец, полезное содержи мое U D Р-пакета состоит из собствен н о дан ных, подлежа­ щих передаче . Ком поне нты такого пакета изображены на рис. 1 3 . 2 . Заголовок Ethernet

Заголовок IPv4

14 байт

20 байт

Заголовок UDP

Данные приложения

8 байт

100 байт

Ethernet CRC 4 байт

Пакет UDP (108 байт) Пакет IPv4 (128 байт)

Фрейм Ethernet (146 байт)

Рис. 13. 2. Стандартный сетевой пакет

Ста нда рты формирования фреймов Ethernet На канал ьном уровне к пакетам доба вля ются заголовки и между н и м и вставл я ют­ ся разделител и . Заголовки содержат информацию об адресах канального уровня и кон ­ трольные сум м ы , а раздел ител и позвол я ют прин имающей стороне пон ять, где зака н ­ ч и вается один пакет и нач и нается другой. П роцесс добавления вспомогател ьных битов назы вается форм ирован ием фре й мов ил и кадровой разби вкой. На самом деле канал ьн ы й урове н ь разделен на две части: МАС ( подуровен ь M e d ia Access Cont rol ) и L LC ( п одурове н ь Link Layer Contro l ) . П одурове н ь М АС работает с аудиовизуал ьной информацией и передает пакеты по проводам. Подуровен ь LLC фор­ м ирует фрей м ы . В настоя щее время существует единственный стандарт формирован ия фреймов по тех­ нологии Ethernet: DIX Ethernet 1 1 . Кроме того, по историческим причинам используется еще нескол ько стандартов, основанных на стандарте I EE E 802.2, особен но в сетях N ovell.

Максимальный разм ер пере даваемого блока Размер сете вых пакетов огран и ч и вается как характеристи кам и а п паратн ых средств, так и требован иями п ротоколов. Например, объем полезного содержимого стандартного Ethe rnet-фpe ймa не может превышать 1 500 байт. П редел ьн ый размер пакета устанавл и­ вается на канальном уровне и называется макс и м альной еди н и це й п ередач и ( Maxi mum Transfer Unit - M T U) . Стандартн ые значения параметра MTU для разных видов сете й приведены в табл . 1 3 . 1 . Табл ица 1 3 . 1 . Максимальные размеры передаваемых блоков в сетях различных типов Тип сетевого соединения

Максимальная единица передачи

Etheгnet

1 500 байт ( 1 492 в спецификации 802.2)

I Pvб

( на любом аппаратном обеспечении)

Token Ring Двухточечные WА N -соединения Двухточечные канал ы ГВС ( Т 1 , ТЗ)

а

Н е менее 1 280 байт на уровне I P

К онфигурируется 6 К онфигурируется , обычно 1 500 или 45006 байт К онфигурируется , обычно 1 500 или 4500 байт

'Дополнительную информацию об Ethernet-naкeтax "jumbo" см. в разделе 1 4. 1 . 6 Распространенные

значения таковы : 552, 1 064, 2088, 4508 и 8232. Иногда выбирается значение 1 500 для совме­ стимости с Etheгnet.

Глава 1 3 . Сети TCP/ IP

405

Протокол 1 Pv4 разделяет пакеты на такие фрагменты , чтобы их размер соответство­ требованиям к MTU конкретного сетевого соединения. Есл и пакет проходит через несколько сете й , в одной из них параметр MTU может оказаться мен ьш и м , чем в исход­ ной сети . В этом случае марш рутизатор , пересылающий пакет в сеть с меньш и м значе­ нием MTU , подвергнет пакет дал ьнейшей фрагментаци и . Фрагментаци я " на лету" нежелательна в условиях сильной загруженности м аршрути­ заторов. В протоколе 1 Pv6 эта возможность устранена. Пакеты по-прежнему могут фраг­ ментироваться , но эту задачу должен выполнять вызываюши й хост. В рамках протокола 1 Pv4 отправитель может обнаружить канал , способны й пропустить пакет с наименьш им показателем MTU , установив на пакете флаг " не фрагментировать" . Если пакет достигнет промежуточного маршрутизатора, который не с пособен его пропу­ стить, этот маршрутизатор вернет отправителю сообщение об ошибке ICM P. Пакет I C M P содержит показатель MTU сети, требующей пакеты меньшего размера, и этот показатель за­ тем становится ориентировочным размером для пакетов, отправляемых по данному адресу. Обнаружение МТU- пути в п ротоколе 1 Pv6 осуществляется аналогично, но пос коль­ ку промежуточн ы м маршрутизаторам н и когда не разрешается фрагментировать пакеты 1 Pv6 , все пакеты 1 Pv6 действуют так, как будто у н их вкл ючен флаг " не фрагментиро­ вать" . Л юбой пакет 1 Pv6 , который сли ш ком вел ик для разме ще н ия в н исходящем кана­ ле, вызывает отправку I С М Р-сообщения отправителю. В п ротоколе ТС Р путь M T U определ яется автомати чески , даже в верс и и 1 Pv4 . Протокол U D P такой возможности не и меет и переклады вает допол н ительную работу на уровен ь I P. П роблема фрагме нтации в п ротоколе lv4 может оказаться достаточ но коварной . Несмотря на то что выявление пути MTU должно автоматически разре ш ить конфл и к­ ты , иногда админ истратору приходится вме ш и ваться. Например, в виртуальной частной сети с тун нельной структурой необходимо проверять размер пакетов, проходящих через тун нел ь. Обычно и х начальный размер 1 500 байт, но когда к н и м добавляется тун ­ нельн ы й заголовок, размер пакетов становится равн ым примерно 1 540 байт и уже требу­ ется фрагментация. Уме н ьшение максимал ьного размера передаваемого блока позволяет избежать фрагментации и повысить производител ьность туннел ьной сети. П росмотрите справочные страницы команд ifconfig ил и ip-l ink , чтобы узнать, как настроить па­ раметр MTU сетевой платы . вал

-

1 3 .3 . АДРЕСАЦИЯ ПАКЕТОВ Подобно п исьмам и сообще ниям электронной почты, сете вые пакеты могут достич ь пун кта назначения тол ько при налич и и правил ьного адреса. В с истеме TC P/I P исполь­ зуется сочетан ие нескол ьких схем адресации . • •

•

Адреса МАС (media access control) для испол ьзования в сетевом оборудован ии. Сете вые адреса протоколов 1 Pv4 и 1 Pv6 для использования в программном обе ­ спече н и и . И мена ком пьютеров для использования пользователя м и .

А ппа ратная адресация (М АС ) Каждый сетевой и нтерфейс ком пьютера и м еет оди н МАС-адрес канал ьного уров­ ня, который отличает е го от других ком п ьютеров в физической сет и , а также один ил и

Часть 11. Работа в сетях

406

нескол ько I Р-адресов, идентифицирующих и нтерфейс в глобал ьной сети И нтернета. П оследнее утверждение стоит повторить: I Р-адрес идентифицирует сетевые интерфейсы, а не машины. (Для пол ьзователе й это различие не и меет знач е н и я , но адми н истраторы должны об этом знать.) Сам ы й н и ж н и й урове н ь адреса ц и и задается сете в ы м и ап паратн ы м и с редства­ ми. Например, Еthеrпеt -устройствам в процессе изготовл е н ия назначаются у н и кал ь­ ные шестибайтовые аппаратн ые адреса. Эти адреса традиционно записываются в виде ряда двухцифровых ш естнадцатеричных байтов, разделенных двоеточ иям и , например 0 0 : 5 0 : 8d : 9a : Зb : df. Сетевые платы Token Ring также и м е ют шестибайтовые адреса. В некоторых сетях с двухточеч н ы м соеди н е н и е м ( например, в Р Р Р-сетях) аппаратные адреса вообще не н уж н ы : адрес пункта назнач е н и я указывается непосредстве н н о п р и установке соеди­ нения. Ш естибайтовый Ethemet-aдpec разби вается н а две части : первые три байта опре­ деля ют изготовителя устройства, а последние три - выступают в качестве ун и кал ь­ ного се р и й ного номера, назначае мого изготовител е м . Систе м н ы е адм и н и страторы могут выяснить марку устройства , вызывающего п робл е м ы в сети , поискав трехбай­ тов ы й идентифи катор соответствующих пакетов в таблице идентифи каторов изгото­ вител е й . Трехбайтовые коды на самом деле представл я ют собой идентификаторы O U I (Organizationally U nique l dentifier - у н и кал ьн ы й идентифи катор орган и за ц и и ) , при­ с ваиваем ы е орган и зацией I E E E , поэтому их можно найти непосредствен но в базе дан­ н ы х I E E E по адресу s t a nda rds . i e e e . o r g / r e g a u t h / o u i . Разумеется, отнош е н ия между производителя м и м и кросхем . ком понентов и с исте­ мы носят слож н ы й характер , поэтому иде нтифи катор изготовителя , закодирован н ы й в МАС-адресе , может ввести пол ьзователя в заблужде н и е . Теоретически аппаратн ые адреса Ethemet должны назначаться н а постоя н н о й ос­ нове и оставаться н е измен н ым и . К сожал е н и ю , н екоторые сете вые платы допус ка­ ют програ м м ное зада н и е аппаратн ы х адресов. Это удобно при зам е н е испорче н н ых ком пьютеров ил и сетевых карт, МАС-адрес которых м е нять по те м ил и и н ы м причи­ нам нежелател ьно (например, если е го фил ьтруют все ваш и ком м утаторы , есл и ваш D Н С Р-сервер выдает адреса на основе МАС-адресов или МАС-адрес б ыл испол ьзован как л и це н зион н ы й кл юч для програм м ного обес пече н ия ) . Ф ал ьсифицируе м ы е МАС­ адреса могут также оказаться полезны м и , есл и вам необходимо п рон и к н уть в беспро­ водную сеть, ис пользующую механизм управления доступом на основе М АС-адресов. Одн а ко , чтобы не усл ожн ять с итуа ц и ю , мы рекоме ндуе м сохран я т ь у н и кальность МАС-адресов.

I Р-адресация Ш Дополн ительную и нформацию о технологии NAT и п ространствах ч астн ых адресов см . в разделе 1 3 .4.

Н а следующе м , более высоком , уровне ис пол ьзуется и н тернет-адресация ( ч а ще назы ваемая I Р-адресаци е й ) . I Р-адреса ап паратно н езависи м ы . В л юбом кон кретном сете вом конте ксте 1 Р-адрес иде нтифи цирует кон кретное и уни кал ьное место назна­ чен ия . Тем не менее не совсем точ но говорить, что I Р-адреса глобал ьно ун и кал ьн ы , потому что существует н ескол ько искл ючен и й : N AT использует оди н I Р-адрес и нтер­ фейса для обработки траф и ка для нескольких маш и н ; п ространства частных адресов I P - это адреса , которые могут ис пол ьзовать сразу в нескол ьких локал ь н ы х сетях,

Глава 1 3 . Сети TCP/IP

407

есл и эти адреса не вид н ы в И нтернете ; ал ьтернати вная адресация н азначает оди н I Р­ адрес нескольким машинам одновре менно. Соответствие между I Р-адресам и и аппарат н ы м и адресам и устанавл и вается на ка­ нальном уровне модели ТС Р/1 Р. В сетях, поддерживающих ш ироковешательн ы й режим (т.е. в сетях, позволяющих адресовать пакеты " всем ком п ьютерам дан ного физичес кого сегмента " ) , протокол ARP обеспеч и вает автоматическую привязку адресов без вмеша­ тельства системного адм и н истратора. В протоколе 1 Pv6 МАС-адреса интерфе йсов мож­ но испол ьзовать как часть I Р-адресов, благодаря чему преобразование I Р-адресов в а п ­ паратные адреса становится практически автоматическим. W Подробнее о протоколе ARP рассказы вается в разделе 1 3. 5 . 11

Адресация " имен ма ш и н m Дополн ительную и нформацию о системе DNS см. в главе 1 6 .

Пос кол ьку 1 Р-адреса представля ют собой дл и н н ые ч исла , запоминать их трудно. Операционные системы позволяют закреплять за I Р-адресом одно или н есколько текстовых имен , чтобы вместо 4 . 3 1 . 1 9 8 . 4 9 пользователь мог ввести rfc-edi tor . org. В системах U N IX и Linux это отображен ие можно осуществить с помощью статического файла (/etc/ hosts), базы дан н ых LDAP и, наконец, DNS ( Domain Name System) - глобальной системы доменных имен. Следует помн ить о том , что имя ком пьютера - это лишь сокраще н н ы й способ записи I Р-адреса, и о н относится к сетевому интерфейсу, а н е ком пьютеру.

П орты I Р-адреса иде нтифицируют сетевые интерфейсы ком п ьютера, н о они недостаточно кон кретн ы для идентификации отдел ьн ых процессов и служб, м ногие и з которых могут активно испол ьзоваться в сети одновремен но. П ротоколы ТС Р и U D P расширяют кон ­ цепцию I Р-адресов, вводя понятие порта . Порт представляет собой 1 6-разрядное ч исло, добавляемое к I Р- адресу и указы вающее кон кретный канал взаи модействия. Его з н а 2 4 . 8 . 175 . 64 / 2 8 Networ k : B roadc a s t : 2 4 . 8 . 175 . 65 HostMin : 24 . 8 . 175 . 7 8 24 . 8 . 175 . 7 9 H o s t Ma x : 14 Host /Net

28

00110000 . 00001000 . 10101 1 1 1 . 0 1 00 lllllll l . 11111111 . 1111111 1 . 1111 00000000 . 00000000 . 00000000 . 1 1 1 1

0101 0000 1111

000 1 1000 00011000 00011000 00011000 Class А

0000 0001 1110 1111

. 00010000 . . 00010000 . . 00010000 . . 00010000 .

10101 1 1 1 . 1010111 1 . 10101111. 1010111 1 .

0100 0100 0100 0100

Эти результаты позволяют н е только просто и понятно представить адреса , но и " ко­ пировать и вставлять" версии. Оче н ь полезная п рограмма. Есл и этот калькулятор вам по каким-то причинам не подойдет, воспол ьзуйтесь стан­ дартной утилитой Ьс, поскол ьку она может в ыполнять арифметические операции в лю­ бой с истеме счисле н и я . Установите основан и я систе м счисления для ввода и вы вода, используя директивы ibase и obase. Сначал а вы пол ните директиву obase, в п ротив­ ном случае ее резул ьтат будет и нтерпретироваться в зависимости от нового основания системы счисл е н и я , устаноWiе н ной директивой ibase.

CI DR: п ротокол бесклассовой междоменной маршрутизации Как и подсети , пря м ы м расширен ием которых о н я вляется, протокол C I D R основан на испол ьзован ии я вной маски подсети , определяющей границу между сетевой и ма­ ш и н ной частям и адреса. Н о , в отличие от подсетей , п ротокол C I D R доп ускает, чтобы сетевая часть была меньше, чем того требует класс адреса. Благодаря укороче нной маске воз н икает эффект объединения нескол ьких сетей для облегчен ия маршрутизаци и . По этой причине протокол C I D R иногда называют протоколом формирования суперсетей . W Протокол C I D R определен в документе RFC4632. П ротокол C I D R упрощает и нформацию о маршрутизаци и и устанавл ивает иерархию в этом процессе. Несмотря на то что протокол C I D R задумывался как временная мера для облегчения маршрутизации в рамках протокола 1 Pv6, он оказался достаточно мощным средством для решения проблемы роста И нтернета, возникшей в последнее десятилетие. П редположим , организации предоставл е н блок и з восьм и адресов класса С, про­ нум е рова н н ы х п осл едовател ьно от 1 92 . 1 44 . 0 . 0 до 1 9 2 . 1 44 . 7 . 0 (в нотаци и C I D R 1 92. 1 44.0.0/2 1 ) . Внутри самой орган изаци и адреса могут распределяться так : •

1 сеть с дли ной маски /2 1 - 2046 хостов, сетевая маска 255.255.248 .0;

•

8 сетей с длиной маски /24 - 254 хоста в каждой , сете вая мас ка 255.255.255.0;

глава 1 3. Сети TCP/ IP

41 3

•

1 6 сетей с м иной маски /25 - 1 26 хостов в каждой , сетевая м ас ка 255.255.255 . 1 28 ;

•

32 сети с м иной маски /26 - 6 2 хоста в каждой, сетевая маска 255.255.255. 1 92 и т.д.

Для перечислен н ых адресов не обязательно иметь 32 , 1 6 или даже 8 записей в таблице маршрутизаци и . Ведь все о н и ссылаются на хосты одной и той же орга низац и и , поэтому пакеты предварител ьно н ужно доставлять в общи й приемн ы й пункт. В табли­ цу маршрутизации достаточно внести зап ись 1 9 2 . 1 44.0.0/2 1 . П ротокол C I D R позволяет даже выделять фрагменты адресных пространств классов А и В, благодаря чему увеличи­ вается ч исло доступных адресов. Внутри сети доп ус кается с м е ш е н и е подсете й с разной длиной маски , есл и только они не перекрывают друг друга. Это называется фор мирова н и е м подсетей пере м е н ­ ного размера . Например , и нтерн ет- провайде р , которому в ыделе н а адрес ная область 1 92 . 1 44 . 0 . 0/2 1 , может создать групп у сете й с маской /30 для коммутируе м ых Р РР ­ клиентов, несколько сетей с маской /24 - д11 я крупн ых клиентов и р яд сетей с м ас кой /27 - д11 я более мелких компаний. Все хосты кон кретной сети должны конфигурироваться с помощью одной сетевой маски . Нельзя д11 я одного хоста задать мину маски /24, а для другого - /25.

Выделение адресов Формал ьн о назначаются л и ш ь адреса сете й . Организаци и должн ы самостоятельно определять номера комп ьютеров и закреплять за н и м и I Р-адреса. Деле ние на подсети также осуществляется произвольно. Организация I CAN N в административном порядке делегировала полномочи я по рас­ предел е н и ю адресов тре м регионал ьн ы м организация м , которые предоставля ют блоки адресов и нтернет-провайдерам в рамках своих регионов (табл. 1 3 .4). Провайдеры , в свою очередь, вьщеля ют адреса отдельным кл иентам . Только крупные провайдеры могут напря­ мую посылать запросы в один из регистров, спонсируемых организацией I CAAN . Таблица 1 3 .4. Региональные реестры IР-адресов Орrаниэацин

Веб-адрес

ОхватываемыА регион

ARI N APNIC

arin . net

С еверная часть Карибских островов Азия и Океания , включая А встралию и Н овую З еландию Африка Центральная и Южная А мерика, часть Карибских островов Е вропа и прилегающие регионы

a p n i c . ne t

AfriNIC LACNIC

adrini c . ne t

RIPE NCC

ripe . ne t

l a cn i c . n e t

Делегирова н ие пол номоч и й организации I CAN N региональным регистрам обеспе­ ч и вает должную агрегацию адресов в табли цах маршрутизации магистральных сете й . Клиенты, получившие адреса о т своего провайдера, не обяза н ы иметь маршрутн ые за­ писи в магистрал ьных серверах. Достаточно одной записи , ссылающейся на провайдера.

Ч астные адреса и система NAT Другое временное решение проблемы сокращающегося адресного пространства п ро­ токола I Pv4 заключается в испол ьзова н и и частн ы х областей I Р-адресов , описан н ы х в докуме нте R FC 1 9 1 8 . Частные адреса используются только в о внутрен н е й сети пред­ приятия и н икогда не мар шрутизируются в И нтернет ( во вся ком случае , преднамерен ­ но) . Преобразовани е частных адресов в адреса, вьщеленн ые и нтернет-провайдером , осу­ ществляется погран и ч н ы м маршрутизатором .

Часть 11. Работа в сетях

41 4

Документ RFC 1 9 1 8 определяет, что одна сеть класса А, 1 6 сетей класса В и 256 сетей класса С резервируются для частного испол ьзования и н и когда не в ыделя ются глобал ь­ но. В табл . 1 3 . 5 показаны диапазо н ы частных адресов ( каждый диапазон представл е н в более короткой нотации протокол а C I D R) . Табnица 1 3 . 5 . IР-адреса, зарезервированные дn я частного испопьзования Кnасс

Начапо

Конец

Диапазон CIDR

в

1 0.0.0.0 1 72. 1 6.0.0 1 92. 1 68.0.0

1 0. 255.255.255 1 72.З 1 . 255. 255 1 92 . 1 68.255.255

1 0.0. 0.0/8 1 72. 1 6.0.0/1 2 1 92. 1 68.0.0/ 1 6

А

с

И значально идея состояла в том , чтобы хосты могл и самостоятельно выбирать класс адресов из указанных возможностей и правильно определять свой размер. Однако в на­ стоящее врем я протокол C I D R и подсети стал и универсал ьн ы м инструментом , поэтому дл я всех новых частных сете й целесообразнее всего испол ьзовать адреса класса А (раз­ умеется, с подсетям и ) . Для того чтобы хосты , ис пол ьзующие частн ы е адреса, могл и получать доступ в И нтернет, н а пограничном маршрутизаторе организации должна выполняться с исте­ ма NAT ( N etwork Address Translation - трансляция сетевых адресов) . Эта система пере­ х ватывает пакеты и заменяет в них адрес отправителя реал ьным вне ш н и м I Р-адресом. Может также происходить замена номера исходного порта. Систе ма хран ит табл и цу преобразовани й между внутре н н и м и и внеш н и м и адресам и/портами , чтобы ответные пакеты доставлялись нужному адресату. Многие варианты системы NAT на самом деле выполняют преобразование адресов пор­ тов ( Port Addre� Tmnslation - РАТ): они используют оди н внешний I Р-адрес и соединяют его с несколькими внутренними хостами. Например, эта конфигурация по умолчанию уста­ новлена в большинстве популярных маршрутизаторов, использующих кабель и модемы. На практике реализации систем NAT и РАТ очень похожи, поэтому они обе называются NАТ. Хост, испол ьзующий с истему NАТ, запрашивает небольшой сегм е нт адресного п ро­ странства у провайдера, но большинство адресов теперь используется дл я внутрисистем­ н ых привязок и н е назначается отдельным ком п ьютера м . Есл и хост позднее пожелает смен ить провайдера, потребуется л и ш ь измен ить конфигурацию пограничного маршру­ тизатора и е го с исте м ы NАТ, но не самих ком пьютеров. Крупные организаци и , использующие адреса NAT и R FC l 9 1 8 , должны и меть неко­ торую форму центральной координации , чтобы все хосты , независи мо от их отдела или адм инистративной груп п ы , и мели уникал ьн ые I Р-адреса. Ситуация может осложниться , когда одна компан и я , испол ьзующая адресное пространство R FC 1 9 1 8 , приобретает дру­ гую ком панию, которая делает то же самое, или объединяется с ней. Части объединен­ ной организации необходимо часто перенумеровывать. Существует возможность заставить операционные систе м ы U N IX ил и Linux вы пол ­ нять функции N АТ, хотя в о м ногих организациях предпочитают делегировать эти обя ­ занности маршрутизаторам или устройствам подключения к сети .6 Вопрос ы , с вязан ные с кон кретны м и поставщикам и , мы обсудим в этой главе позднее. Неправильная конфигурация с истемы NAT может привести к тому, что пакеты с част­ ными адресами начнут проникать в И нтернет. Они могут достичь хоста н азначен ия , но от-

'' Разумеется , м ногие маршрутизаторы в н астоя щее время могут запускать встрое н н ы е ядра систе м ы Linux. Но даже в этом случае их изначальные с исте м ы остаются более эффекти в н ы м и и безопас н ы м и , ч е м ун иверсал ьные компьютеры , которые также пересылают пакеты .

Глава 1 3. Сети TCP/ IP

41 5

ветные пакеты не будуг получены. Организация CAI DA7, замеряющая трафик магистраль­ ных сетей , сообщает о том , что О, 1 -0 , 2 % пакетов, проходящих по магистрали , и м е ют либо частные адреса, либо неправильные контрольные суммы. На первый взгляд показа­ тель кажется незначительным, но на самом деле это приводит к тому, что каждую минуту в сети циркулируют тысячи пакетов. Информацию по статистике И нтернета и средствам измерения производительности глобальной сети можно получ ить на сайте ca ida . o r g . Одной из особен ностей системы NAT является то, что хост Интернета не может на­ прямую подключиться к внугрен н и м машинам организации. Для того чтобы преодолеть это огран ичение, в некоторых реализациях систе м ы NAT разрешается создавать тунне­ ли, которые поддерживают пря м ые соединения с выбран н ы ми хостами . н Еще одн а проблема закл ючается в том , что некоторые приложен ия встраи вают I Р­ адреса в информационную часть пакетов. Такие приложен и я не могуг нормально ра­ ботать совместно с NАТ. К н и м относятся о пределе н н ые протоколы маршругизаци и , програм мы потоковой доставки дан ных и ряд FТР-ком анд. Система NAT иногда также отключает виртуал ьн ые частные сети (virtual private network - YPN ) . Система NAT скрывает внугреннюю структуру сети. Это может показаться преимуще­ ством с точки зрен ия безопасности, но специалисты считают, что на самом деле система NAT не обеспечивает должную безопасность и уж во всяком случае не устраняет потреб­ ность в брандмауэре. Кроме того, она препятствует попыткам оценить размеры и топологию Интернета (см. документ RFC4864, Local Network Protection /or !Рvб, содержащий полезную информацию о реальных и мнимых преимуществах системы NAT и протокола 1 Pv4).

Ад реса ция в ста н дарте I Pvб Адреса 1 Pv6 имеют длину 1 28 бит. Эrи длинные адреса изначально бьvtи предназначен ы дл я решения проблемы исчерпания I Р-адресов. Однако теперь они, помимо прочего, позво­ ляют справиться с проблемами маршругизации , мобильности и локальности ссылок. Гран и ца между сетевой частью и машинной частью 1 Рv6-адреса фиксирована на /64, поэтому не может возн икн угь н и каких разногласий ил и путаницы в отнош е н и и того, насколько длин ной является сетевая часть адреса на самом деле. И н ы м и словами , ис­ тин ной подсети в мире J Pv6 больше не существует, хотя терми н подсеть сохраняется как синоним локальной сети . Несмотря на то что номера сетей всегда и меют дли н у 64 бит, маршрутизаторы не должны учитывать все 64 бита при прин ятии решений о маршрути­ зации. Они могут маршрутизировать пакеты по префиксу, как и в п ротоколе C I D R.

Нотация адресов /Р vб Стандартная нотация адресов 1 Pv6 делит 1 28 бит адреса на 8 групп по 1 6 бит каждый , разделенных двоеточиями. Например, 2 6 0 7 : f 8 b 0 : 0 0 0 a : 0 8 0 6 : 0 0 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 0 0 : 2 0 0 e9 7CA I DA ( Cooperative Association for l nternet Data Analysis - совместная ассоциация по анализу данн ы х в сети И нтернет) находится в Центре суперкомп ьютеро в , который рас п оложен в здании Калифорнийского университета в Сан -Диего ( www . c a i da . o r g ) . 8 М ногие м а р шрутизаторы поддержи вают также стандарты U n i versal Plug and Play ( U PnP) , продвигаемые компанией Microsoft . Эти стандарты позволяют внутренним машинам устанавливать собствен ные динамические туннели NАТ. В зависимости от точк и зрения пользователя , это может оказаться как удачным решени е м , так и угрозой безопасности . При желан ии эту функциональную возможность марш рутизатора легко отключить. �Это настоя щий 1Рv6-адрес , поэтому не используйте ero в своих системах даже для экспериментов. В стандарте RFC3 849 предполагается , что в документаци и и п ри м е рах указа н ы адреса 1 Pv6 в блоке с п р е ф и ксом 2 О О 1 : db В : : / З 2 . Н о мы хотели показать реальный п р и мер, которы й маршрутизируется в сети И нтернет.

Часть 11. Работа в сетях

41 6

Каждая 1 6-б итная группа представлена четырьмя ш естнадцатерич н ы м и ц ифрам и . Эrо отл ичается от нотации 1 Pv4, в которой каждый байт адреса представлен десятичн ы м номером. Несколько условных упрощен и й помогают о гран ичить объем ввода, н еобходимо­ го для представления адресов 1 Pv6. Во- первых, вам н е нужно указывать ведущие н ул и внутри груп п ы . Групп а О О О а в третьей группе выше может быть записана просто как а , а четвертая группа 0 8 0 6 как 8 0 6 . Групп ы с о значением 0 0 0 0 должны быть представ­ лены как О. Применен ие этого правила уменьшает адрес, приведе н н ы й выше, до следу­ ющей строки: -

2 60 7 : f8bO : a : 8 0 6 : 0 : 0 : 0 : 2 00e

Во-вторых, в ы м ожете заме нить любое кол ичество смежных нулевых 1 6-разрядных групп двойн ы м двоеточием: 2 60 7 : f8b0 : a : 8 0 6 : : 2 0 0 e

Символы : : в адресе можно использовать только оди н раз. О н и могут отображаться как первый или последний ком понент. Например, адрес обратной связи I Pv6 (аналоги ч ­ н ы й 1 27.0.0. 1 в 1 Pv4) равен : : 1 , что эквивале нтно О : О : О : О : О : О : О : 1 . Исходная спецификация адресов 1 Pv6, R FC492 l , описывала эти упрощения нотации , н о не требовала их использования. В результате для зап иси заданного 1 Рv6-адреса может существовать несколько с пособов, совместим ых со спецификацией RFC49 1 , что илл ю­ стрируется нескол ьк им и версиями приведен ного выше примера. Эrа полиморфность делает поиск и сопоставление трудной задаче й , потому что адре­ са перед сравнением необходимо нормализовать. Это проблема: мы н е можем ожидать, что стандартное програ м м ное обесп ечение для обработки данных, такое как электрон ­ ные таблицы, языки сценариев и базы данных, знает подробности нотации 1 Pv6. Документ R FC5952 обновил спецификаци ю RFC492 l , чтобы сделать упрощен н ые обозначения обязател ьн ы м и . Он также добавил еще несколько правил , гарантирующих, что каждый адрес и меет только одно текстовое представление. •

Ш естнадцатеричные цифры a - f должны быть представлены строчн ы м и буквами .

•

Эле мент : : не может заменять одну 1 6-битную группу. ( Просто используйте : О : . )

•

Если есть несколько групп , которые можно заменить элементом : : , то выбирать следует максимально дл и нную последовательность н улей.

Н а практике все еще сущест вуют адреса , несовмести м ые со с п е ц и ф и ка ц и е й RFC5952 , и почти все сетевое программное обеспечение их тоже принимает. Однако м ы настоятельно рекомендуем следовать правилам R FC5952 в ваших конфигурациях, веде­ н и и документаци и и программном обеспечении.

Пр еф иксь1 /Рvб Адреса 1 Pv4 н е были предназначены ДII Я географической класте ризаци и наподобие телефон н ых номеров или почтовых и ндексов, но кластеризация бьmа добавлена пост­ фактум в виде соглаш е н и й C I D R. ( Разумеется, соответствующая " география" на самом деле представляет собой пространство маршрутизаци и , а не физическое местоположе­ ни е .) П ротокол C I D R бьm настолько технически успеш н ы м , что иерархическое перена­ значение сетевых адресов теперь принимается во всем протоколе 1 Pv6. Ваш интернет-провайдер I Pv6 получает блоки префиксов 1 Pv6 от одного и з регио­ нальных реестров , перечислен н ых в табл . 1 3.4. И нтернет-провайдер, в с вою очередь, назначает вам префикс , которы й вы добавляете к локальным частям адресов, обычно

Глава 1 3. сети TCP/ IP

41 7

на пограничном маршрутизаторе . Организации могут с вободно устанавл ивать границы делегирования в назнач е н н ых им адресных пространствах. Всякий раз, когда префикс адреса представляется в текстовой форм е , протокол 1 Pv6 использует обозначение C I D R для представления дл и н ы префикса. Общий шаблон име­ ет следующи й вид:

/Рvб-адрес/преф икс-длина-в -д есятичном -виде Часть 1 Рv6-адреса приведена в предыдушем разделе . Это должен быть пол норазмер­ ный 1 28-разрядны й адрес. В большин стве случаев биты адресов за префиксом устанав­ ливаются равными нулю. Однако иногда бывает необходимо указать полный адрес хоста вместе с длиной префикса; намерение и с мысл обычно ясны из контекста. 1 Рv6-адрес , указанн ы й в предыдущем разделе , приводит к серверу Google. 3 2-разряд­ ный префикс, который маршрутизируется на североамериканской и нтернет- магистра­ ли, имеет вид: 2 607 :

f8b0 : : / 3 2

В этом случае адресн ы й префикс был присвоен региональным интернет-регистрато­ ром ARI N непосредстве нно компани и Google. Это можно проверить, просмотрев пре­ фикс на сайте a r i n . ne t . 1 0 Промежуточ н ы й и нтернет-провайдер отсутствует. Ком пания Google отвечает за структурирование оставш ихся 32 бит сетевого номера по с воему ус­ мотрению. Скорее всего , в и нфраструктуре G oogle используются нескол ько допол н и ­ тельных уровней префиксов.

Автомати ческая нумерация машин Идентификатор 64-битного и нтерфейса м аш и н ы (маш и нная часть адреса 1 Pv6) мо­ жет быть автоматически получен из 48-разрядного МАС-адреса и нтерфейса (аппаратно­ го) и нтерфейса с помощью алгоритма, известного как " изме н е н н ы й E U I -64" , докуме н ­ тированного в спецификации RFC429 I . В частности , идентификатор и нтерфейса представляет собой тол ько МАС-адрес с двумя байтами O x FF FE , вставлен н ы м и в середин е , и одни м и н вертирова н н ы м битом . И нвертированн ы й бит - это седьмой самы й старш и й бит первого байта; други м и слова­ м и , вы применяете операцию XOR к первому байту и ч ислу О х 0 2 . Например, на интер­ фейсе с М АС-адресом О О : l b : 2 1 : 3 О : е 9 : с 7 идентификатор автоматически сгенериро­ ванного интерфейса будет равен O�l b : 2 1 f f : fе З О : е 9 с 7 . П одчеркнутая цифра равна 2 , а н е О, из-за и нвертированного бита. Эта схема позволяет автоматически нумеровать маш и н ы , что удобно для с исте м н ых адми н истраторов, поскольку и м достаточно управлять только сетевой частью адресов. То, что МАС-адрес можно увидеть на уровне протокола I P, и меет как хорошие, так и плохие последствия. Хорошая часть состоит в том , что н умерация машин м ожет быть полностью автоматической. Плохая часть закл ючается в том , что изготовител ь и н тер­ фейсной платы кодируется в первой половине МАС-адреса (см . раздел 1 3 . 3 ) , поэтому вы неизбежно частично отказываетесь от конфиденциальности. Это раскрывает хакерам часть и н формации об архитектуре сети. Стандарты 1 Pv6 указывают на то, что серверы не обязаны испол ьзовать МАС-адреса для получения идентификаторов ком пьютеров ; о н и могут использовать любую с истему н умерации . 1 0 8 этом случае дли н а префи кса блока адреса, н азначен ного регистратором AR1 N , и записи табл и цы маршрутизации одинаковы, но это не всегда верно. П рефикс распределен и я определяет адми н истративную гра н и ц у, тогда как преф и кс маршрутизаци и относится к местоположе нию маршрутного пространства.

418

часть 11. Работа в сетях

Виртуальные серверы имеют виртуальные сетевые и нтерфейсы. МАС-адреса, связан­ ные с эти м и интерфейсами , обы ч н о рандомизирован ы , что гарантирует уникальность тол ько в кон кретном локал ьном контексте .

Автомати ческая конф игурация локальных а дресо в Автоматичес к и с ге нерирован н ы е номера компьютеров, оп исан н ы е в предыдуще м разделе , объединяются с несколькими другими простыми фун кция м и 1 Pv6, чтобы обе­ спечить автоматическую настрой ку сети для и нтерфейсов 1 Рvб. Общая схема называет­ ся S LAAC (State Less Address AutoConfiguration ) . Конфигурация S LAAC для и нтерфейса нач инается с назначени я адреса локальной сети , которая и меет фикси рова н н ы й сете­ вой адрес f е В О : : / 6 4 . Ч асть адреса, определя ющая машину, устанавл и вается на основе МАС-адреса и нтерфейса, как описано выше. Протокол 1 Pv6 н е и меет ш ироковещательных адресов в стиле 1 Pv4 как таковых, но тер­ м и н локальная сеть и грает примерно ту же роль и означает "данную физическую сеть" . Маршрутизаторы н икогда не пересылают пакеты, отправленные по адресам в этой сети . П осле того как был установл е н локальн ы й адрес связи для и нтерфейса, стек прото­ кола 1 Pv6 отправляет пакет I C M P Router Solicitation (запрос к маршрутизатору по про­ токолу I C M P) на адрес м ногоадресатной рассылки , вкл ючающей все марщрутизаторы . Маршрутизаторы отвечают пакетами сообщен и й I C M P Router, в которых перечисле­ ны сетевые номера 1 Pv6 (на самом деле, префиксы ) , испол ьзуемые в сети . Если в одной из этих сетей установлен флаг автоконфигурации ( "autoconfiguration О К" ) , запраши вающи й хост назначает допол н ител ьн ы й адрес своему и нтерфейсу, кото­ ры й объединяет часть сети , объявляемую маршрутизатором , с частью автоматически ге­ нерируемого адреса хоста, создан ного с использованием модифицированного ал горитма E U I -64. Другие поля в анонсе маршрутизатора позволя ют ему идентифицировать себя ка к соответствующий шлюз по умолчанию и передавать сетевой параметр MTU . В конечном резул ьтате новый хост становится пол ноправн ы м элементом сети 1 Рvб без необходимости запус ка какого-либо сервера ( кроме м аршрутизатора) и без какой­ л ибо локальной конфигурац и и . К сожалению, эта система не расп ростран яется на кон ­ фигураци ю програ м много обеспечения более в ысокого уровня , такого как D N S , поэто­ му вы все равно должны запускать традицион н ы й сервер D H CPv6. m Дополнител ьную информацию ПО протоколу DCH P см . в разделе 1 3. 7 . И ногда можно встретить сетевую автоматическую конфигураци ю 1 Pv6, связанную с именем, получен ному по протоколу обнаружен ия соседей (Neighbor Discovery Protocol , N D P). Хотя протокол N D P описывается в документе R FC486 1 , этот тер м и н на самом деле довол ьно расплы вчатый. О н охватывает использова н ие и интерпретацию разл и ч ­ ных типов пакетов I C M Pv6 , н екоторые из которых связа н ы только с перифер и й н ы м до­ ступом к обнаружен и ю сетевых соседей . С техн ической точ ки зре н и я взаимосвязь за­ кл ючается в том , что описанная выше п роцедура S LAAC испол ьзует некотор ы е , но не все , типы I C M Pv6, определ ен н ые в документе R FC486 1 . П роще назвать это S LAAC или "автоконфигурацией 1 Pv6" и зарезервировать тер м и н обнаружение соседа для описан но­ го процесса сопоставления I P- M AC , описанного в разделе 1 3 . 5

Туннелирование /Р vб Для облегчения перехода от 1 Pv4 к 1 Pv6 был и п редложен ы разл и ч н ы е схе м ы , в ос­ новном ори е н тирова н н ы е на с пособы тун нелировани я трафика 1 Pv6 через сеть 1 Pv4 для ком пенсации пробелов в поддержке 1 Pv6. Две ш ироко испол ьзуе м ы е систе м ы тун-

Глава 1 3. С ети TCP/ IP

41 9

нелирования называются 6to4 и Teredo; последни й , н азванн ы й в честь семьи древес­ ных чер ве й , сверлящих деревья , может испол ьзоваться на системах, расположе н н ых за устройством NАТ.

Источники информации о протоколе /Рvб Н иже перечислены некоторые полезные источн и ки информации о протоколе 1 Pv6 . •

wo r l d i pv б l a u n c h . c o m - м н ожество разнообразной и нформации о протоколе I Pvб.

•

RFC3587 - спецификация /Рvб Global Unicast Address Fonnat.

•

R FC429 I

-

спецификация Version 6 Addressing Architecture.

1 3 .5. МАРШРУТИЗАЦИЯ Маршрутизация - это процесс н аправления пакета по лабиринту сете й , находящих­ ся между отправителем и получател е м . В системе TC P/I P маршрутизация происходит примерно так , как путешествен н и к , первый раз посетив ш и й страну, находит н ужн ы й ему дом , задавая вопросы м естны м жителям. Первый человек, с которы м он заговорит, возможно, укажет ему нужны й город. Войдя в город, путеш ествен н и к с просит другого человека, и тот расскажет, как попасть на нужную ули цу. В конце концов наш путеше­ ственник подойдет достаточно близко к конечному пункту своих странстви й , чтобы кто­ нибудь указал ему дом , которы й он и щет. Маршрутная и н формация в системе TC P/ I P и м еет форм у правил (маршрутов) , на­ пример: "Для того чтобы достичь сети А, посылайте пакеты через ком пьютер С". Часто существует и стандартн ы й маршрут. В нем объясняется , что нужно делать с пакетам и , предназначе н н ы м и для отправки в сеть, маршрут к которой не указан явным образом. Дан н ые маршрутизации хранятся в одной из табли ц ядра. Кажды й эле м е н т этой таблицы содержит нескол ько параметров , включая сетевую маску. Для н аправл е н и я пакета по заданному адресу ядро подбирает н а иболее кон крет н ы й маршрут (т. е . тот, где самая дл и н ная маска ) . Если н и оди н из маршрутов ( в том ч исле стандартн ы й ) н е подходит, т о отправителю возвращается I С М Р-сообщение вида " network unreachaЫ e " (сеть недоступна). Слово " маршрутизация " широко употребляется в двух различных смыслах: •

•

процедура поиска сетевого адреса в специал ьной таблице для передачи пакета в пункт е го назначен и я ; процесс построен ия этой таблицы.

Н иже м ы рассмотрим , как осуществляется переадресация пакетов и как вручную доба­ вить или удалить маршрут. Более сложные вопросы, связанн ые с работой протоколов марш­ рутизации, создающих и обслуживающих маршрутные таблицы, освещаются в главе 1 5.

Таблицы ма рш рутизации Табл ицу маршрутизации можно просмотреть с помощью команды i p route show в системе Linux или netstat - r в с истеме Free B S D . Команда netstat в с истеме Linux также существует и продолжает применяться. Мы используем ее в примерах просто, что­ бы не приводить две разные версии одного и того же вывода. Версия ip в ыдает такое же содержимое , но в другом формате.

Часть 11. Работа в сетях

420

Команда ne tstat - rn запрещает поиск дом е н н ых и м е н в с исте ме D N S и выводит всю и нформацию в числовом виде , что в принципе полезнее. Н иже пр иводится табли ца маршруrизаци и I Pv4, которая должна дать читателя м более ясное представление о том , что такое маршруr. r e dh a t $ nets tat - rn Destination Genma s k 132 . 236 . 227 . О 255 . 255 . 255 de f a u l t О.О.О.О 132 . 23 6 . 2 12 . О 255 . 255 . 255 1 3 2 . 2 3 6 . 22 0 . 64 2 5 5 . 255 . 2 55 127 . 0 . 0 . 1 255 . 255 . 2 55

.0 . 1 92 . 1 92 . 255

G a t e wa y 132 . 236 . 227 132 . 23 6 . 227 1 32 . 2 3 6 . 2 12 132 . 23 6 . 2 12 127 . 0 . 0 . 1

. . . .

93 1 1 6

Fl U UG U UG u

MS S 1500 1500 1500 1500 3584

I fa c e ethO ethO ethl e th l lo

В рассм атри ваемой с истеме есть два сетевых и нтерфе йса: 1 32 . 2 36 . 2 2 7 . 9 3 ( e t h O ) в сети 1 32 . 2 36. 227.Q/24 и 1 32.236.2 1 2 . 1 (e t h l ) - в сети 1 32. 236.2 1 2 .Q/26. Поле de s t i na t i on обычно содержит адрес сети. В поле g a t ew a y отображается адрес локального сетевого интерфейса или соседнего хоста; в ядре систе м ы Linux для вызова шлюза, установленного по умолчан ию, в поле g a teway может быть записан адрес О.О.О.О. Например, четвертый маршруr указывает, что для достижения сети 1 32 . 236. 220.64/26 пакеты следует посьшать в шлюз 1 32 . 2 36. 2 1 2 . 6 через и нтерфейс e t h l . Вторая запись со­ держит описание стандартного маршруrа. П акеты , не адресованные явно н и в одну из трех указанных сете й (или самому комп ьютеру), будуr направлены в стандартн ы й шлюз 1 32. 236.227 . 1 . Ком п ьютеры могут посылать пакеты тол ько тем шл юзам , которые физически под­ клю ч е н ы к той же сети. Л о кал ьн ы е ком п ьютеры м о гут пере м е щать пакеты только на оди н шаг в направле н и и пункта н азначения, поэтому в него бессм ысле н но включать и нформацию о шл юзах , не я вляющихся смежн ы м и в таблице локал ьной маршруrи­ заци и . Каждый шлюз, ч ерез которы й проходит пакет, при н и м ает следующее решение о его перемеще н и и , анал изируя собствен ную табл и цу локальной маршруrизаци и . 1 1 Вести таблицы маршруrизаци и можно статически, динамически или комбинирован­ ным способом. Статический маршруr задается в явном виде с помощью команды route ( Free B S D ) . О н должен оставаться в табли це маршрутизаци и в теч е н и е все го вре м е н и работы систе м ы . Во многих случаях такие маршруrы задаются н а этапе начал ьн о й за­ грузки с помощью одного из сценариев запус ка систе м ы . Например, команды в системе Linux ip route add 1 3 2 . 2 3 6 . 2 2 0 . 6 4 / 2 6 via 1 3 2 . 2 3 6 . 2 1 2 . 6 dev ethl ip route add default via 1 3 2 . 2 3 6 . 2 2 7 . 1 dev ethO

добавляют, соответстве н но, ч етвертый и второй маршруrы из ч исла тех , что отобража­ ются выше командой netstat - rn (первый и третий маршруrы добавляются командой i fconfig при конфигурирова н и и и н терфейсов e t h O и e t h l ) . Эквивал е нтная команда в системе Free B S D имеет вид route add -net 1 3 2 . 2 3 6 . 2 2 0 . 6 4 / 2 6 gw 1 3 2 . 2 3 6 . 2 1 2 . 6 ethl route add default gw 1 3 2 . 2 3 6 . 2 2 7 . 1 ethO

П оследн и й маршруr также добавляется на этапе начальной загрузки. Он определяет интерфейс обратной связи (loopback i nterface ) , препятствующ и й пакетам , которые ком ­

п ьютер посьшает сам себе, выходить в сеть. В место этого о н и напрям ую переносятся и з выходной сетевой очереди ядра в о входную очередь.

11

Маршрутизация по 1 Р-адресу отправителя является исключением из этоrо правила; см. раздел 1 3 . 8 .

Глава 1 3. Сети TCP/ I P

421

В относительно стабильной локальной сети статическая маршрутизация я вляется до­ статочно эффектив н ы м реше нием. Эта с истема проста в управл е н и и и надежна в экс­ плуатаци и , но требует знан и я с исте м н ы м администратором топологии сети на момент начал ьной загрузки , а также того, чтобы эта топология в периоды между загрузкам и не изменялась. Больш инство ком п ьютеров локал ьной сети имеет единстве н н ы й вы ход во в н е ш н и й м и р , поэтому маршрутизация осуществляется оче н ь просто: достаточ н о на этапе н а ­ чал ьной загрузки добавить стандарт н ы й маршрут. Ком п ьютер может получ ить ста н ­ дартный маршрут в месте со своим I Р-адресом у сервера D H C P (этот п ротокол описан в разделе 1 3 . 7 ) . В сетях с более сложной топологией требуется динамичес кая маршрутизация . О н а осуществля ется процессом -демоном , которы й ведет и модифицирует табли цу маршру­ тизации. Демоны маршрутизации , "обитающие" на различн ых ком пьютерах, взаимо­ действуют друг с другом с целью определения топологии сети и решен ия вопроса о том , как добраться до удален н ых адресатов. Существует несколько таких демонов. Подробно они будут рассмотрен ы в главе 1 5.

Директи вы переадреса ции протокола ICMP Несмотря н а то что протокол I P не предусматривает средств управления маршрутной информацией , в нем имеется м еханизм контроля наруш е н и й : директи вы переадреса­ ции протокола I C M P. Есл и маршрутизатор направляет пакет ком пьютеру, находящему­ ся в той же сети, из которой этот пакет б ыл получ е н , то что-то работает н е п равиль­ но. Поскол ьку отправитель, маршрутизатор и марш рутизатор следующего перехода находятся в одной сети , то пакет можно послать не через два перехода , а через оди н . Маршрутизатор делает в ывод о том , что табл ицы м аршрутизации отправителя я вляются неточн ы м и или непол н ы м и . В этой ситуации маршрутизатор может уведом ить отправителя о проблеме с помо­ щью переадресующеrо I С М Р-пакета. В таком пакете сообщается следующее: " Н е нужно посылать мне пакеты для хоста .ххх ; их следует адресовать хосту ууу " . Теоретически , получи в директиву переадресаци и , отправитель может обновить свою таблицу маршрутизаци и , чтобы следующие пакеты , предназначенные дан ному адресату, шли по более п рямому пути. На практике переадресация не подразумевает этапа ауте н ­ тифи кации и поэтому н е может считаться доверен ной. Маршрутизатор может проиг­ норировать получ е н н ую команду перенаправить трафик в другое место, но чаще всего систем ы U N IX и Liпux п ытаются это сделать по умолчанию. В таких ситуациях н еобхо­ димо уточнить возможн ые источн и ки команд переадресаци и в своей сети и откл ючить их, если они могут создать проблемы. В Liпux допусти мость I СМ Р-ди ректив определяется эле ментом accept_ redirects файловой с исте м ы /proc. О том , как проверять и устанавливать этот и подобные ему параметры, рассказывается в разделе 1 3 . 1 О . В с истеме Fre e B S D допустимость переадресаци и I C M P управляется параме­ трам и n e t . i n e t . i cmp . drop red i re c t и n e t . i n e t б . i cmp б . re d i r a c cept соответствен но. Для того чтобы игнорировать переадресацию установите их равны м и един и це и нулю соответствен но в файле /etc/ sysctl . conf. (Для активации новых установок н еобходимо в ы пол н ить перезагрузку ил и ко­ манду sudo /etc/rc . d/ sysctl reload) .

Часть 1 1 . Работа в сетях

422

1 3 .6. ARP: ПРОТОКОЛ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АДРЕСОВ в 1 Pv4 и 1 Pv6 Нес мотря н а то что I Р-адреса явля ются аппаратно-независ и м ы м и , для фактиче­ ской передачи дан н ы х н а канал ьном уровне должны применяться аппаратные адре­ са 1 2 . В протоколах 1 Pv4 и Jv6 испол ьзуются разные протокол ы , которые практически одинако в ы м образом определя ют, какой а п парат н ый адрес связан с тем и л и и н ы м I Р-адресом . прото­ В протоколе 1 Pv4 испол ьзуется протокол A R P (Address Resolution Protocol кол преобразован ия адресов), определенн ы й с пецификацией RFC826. В протоколе 1 Pv6 используется протокол обнаружен и я соседей ( Ne ighЬor Discovery Protocol , N D) , опре­ дел е н н ы й спецификацией RFC486 l . Эти протоколы можно применять в сетях л юбых типов, которые поддерживают ш и роковещательны й режим или м ногоадресатную рас­ сьmку по всем хостам , но чаще всего их рассматривают в контексте сетей Ethemet . Когда комп ьютер А хочет послать пакет ком п ьютеру Б , находящем уся в той же сети Etheгnet , он использует протоколы ARP или N D для н ахожден ия а п паратного адре­ са Б . Есл и же ком п ьютер Б расположе н в другой сети, то ком п ьютер А с помощью подсисте м ы маршрутиза ц и и определя ет I Р-адрес маршрутизатора следующего пере­ хода , а затем с помощью протоколов A R P ил и N D выясняет аппаратн ы й адрес этого маршрутизатора. Эти п ротоколы позвол я ют н аходить только адреса устройств, непо­ средственно подключен н ых к той же сети . Каждый компьютер хранит в памяти специальную табли цу, называемую кешем A R P или N D , которая содержит резул ьтаты последн их АRР-запросов. В нормал ьных усло­ виях м ногие адреса, необходимые ком пьютеру, выявляются вскоре после начальной за­ грузки , поэтому таблицы ARP и N D мало влияют на загружен ность сети . П ротоколы ARP и N D функцион ируют путем широковещательной рассылки паке­ тов примерно следующего содержания : " З нает л и кто-нибудь аппаратны й адрес для I Р­ адреса Х'?" Устройство, которое разыскивают, узнает свой I Р-адрес и посьmает ответ: "Да , это I Р-адрес одного из моих сетевых и нтерфейсов, соответствующий Ethernet­ aдpec О 8 : О О : 2 О : О О : fb : ба". И сходн ы й запрос вкл ючает I P- и МАС-адрес запрашивающей сторо н ы , бла годаря чему разыскиваемое устройство может ответить, не посылая собствен н ы й запрос . Это позволяет обоим компьютерам узнать адреса друг друга за оди н сеанс обмена пакетами. Другие ком пьютеры , "сл ышавшие" исходное ш ирокове щательное сообщен и е , послан­ ное и н и циатором запроса, тоже могут записать информацию о е го адресах. -

-

В систе м е Linux команда ip neiqh и зучает и обрабатывает содержимое кеша ARP или N D. Обычно она используется для добавления и удаления за­ писе й , но может также очищать всю таблицу и отображать ее. В частности, команда ip neigh show отображает содержимое кеша . В с истеме Free B S D команда arp управляет кешем ARP, а команда ndp пре­ доставляет доступ к кешу N D.

Эти команды , как правило, применяются для отладки и при работе со специальн ы м оборудованием. Например , если два хоста сети имеют оди наковый I Р-адрес , то н а од­ ном из н и х запись в АRР-табл и це будет правил ьной, а на другом - н ет. С помощью команды arp можно найти хост-наруш итель. 1 2 Это не касается двухточечных соединен и й , где получатель и ноrда подразумевается неявно.

Глава 1 3. Сети TCP/IP

423

Н е правильные записи в кеше могут быть признаком того, что н е кто, и меющий до­ ступ в вашу локальную сеть осуществляет подмену сетевого траф и ка. Этот вид атаки известен как АRР-фиш и н г (ARP spoofing) или отравление кеша (cache poisoni ng) .

1 3 .7. DHCP: ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ W Протокол DHCP определен в документах RFC2 1 3 1 , 2 1 32 и 3 1 1 5 . Когда вы добавляете устройство или ком пьютер в сеть, то обыч но получаете с вой I Р-адрес в локал ьной сети , настраиваете соответствующ и й маршрутизатор , зада н н ы й по умолчанию, и присоедин яетесь к локал ьному серверу DNS. В с е это з а вас может сде­ лать протокол D H C P ( Dynamic H ost Configuration Protocol протокол динамического конфигурирования хостов). П ротокол D H C P дает возможность клие нту взять сетевые и адм и н истрати вные параметр ы " в аренду" у це нтрального сервера , отвечающего за и х распростране н и е . Принцип аренды особенно удобен дл я персонал ьных ком пьютеров , которые вы ключе­ ны, когда на них н и кто не работает, и и нтернет-провайдеров, чьи кли енты подключают­ ся по коммутируе м ы м л и н ия м . К "арендуе м ы м " параметрам относятся следующие: -

•

I Р-адреса и сетевые маски;

•

адреса шл юзов (стандартные маршруты);

•

адреса DN S-cepвepoв;

•

имена комп ьютеров, на которых выполняется система Syslog;

•

адреса серверов WI N S , Х-серверов ш рифтов, прокси-серверов и NТР-серверов;

•

адреса серверов ТFТР (для получения файла начал ьной загрузки) .

Существуют десятки других параметров ( с м . R FC2 1 32 для \ Pv4 и RFC33 1 5 для lvб). Впрочем , на практике экзотические параметры используются редко. Периодически кл иенты должны повторно обращаться к D Н С Р-серверу с целью продл е н и я срока аренды . Есл и этого не делать, аренда рано ил и поздно закон ч ится . DНС Р-сервер будет тогда волен предоставить адрес ( ил и иной арендова н н ы й параметр) другому клиенту. Срок аренды конфигурируется , но обычно он достаточно вел и к (до не­ скольких дней). Даже если вы хотите , чтобы каждый хост и мел собствен н ы й постоян н ый I Р- адрес , протокол D H C P может знач ительно сэконом ить ваш и время и ус или я . Когда сервер D H C P сконфигурирован и запуще н , клиенты почти автоматически определяют параме­ тры сетевой конфигурации на этапе н ачал ьной загрузки, и н и какой путаницы не воз­ никает.

Программное обеспечение DHCP Организация I S C ( 1 11te rnet Software Consortium консорциум разработчиков про­ грамм ного обеспечен ия для И нтернета) поддерживает пре красный открыты й исто 11 1 0 . 1 1 0 . 0 . 0 / 1 6 11 de f a u l t n e t wo r k a c l i d : => 11 < c omput e d> 11 de f a u l t _s e c u r i t y_gr oup_i d : = > 11 < c ompu t e d > 11 dhcp op t i o n s i d : => 11 < c ompu t e d > 11 => " 1 " е n а Ы е dns h o s t name s : => " < compu t e d > " enaЫ e_dn s _ s upp o r t : = > " < comp u t e d > 11 ma i n r o u t e_taЫ e_i d : aws_vpc . de fa u l t : C r e a t i on comp l e t e aws_i n t e r n e t _ g a t e w a y . de fa u l t : C r e a t i n g . . . vpc_ i d : " " = > " vp c - a 9 e b e 3 c c 11 aws_subne t . puЫ i c - u s - we s t - 2 a : C r e a t i n g . . . avai l ab i l i t y_z o n e : 1 1 11 => " u s -we s t - 2 a " c i d r Ы о с k : " 11 => 11 1 0 . 1 1 0 . 0 . 0 / 2 4 " map_puЫ i c i p_on l aunch : " " => 11 0 11 vp c_i d : " " => " vp c - a 9 e b e 3 c c 11 aws_subne t . pu Ы i c - u s - we s t - 2 a : C r e a t i o n comp l e t e aws_r oute_taЫ e . puЫ i c - u s - we s t - 2 a : C r e a t i on c omp l e t e [ s nip ] App l y comp l e t e ! Re s o u r c e s : 5 adde d , О change d , О d e s t r o y e d . r e a l Om4 . 5 3 0 s u s e r Om0 . 2 2 1 s s y s Om0 . 1 7 2 s -

-

-

-

-

Ком анда time измеряет, с колько вре м е н и потребуется для создан и я всех ресурсов в конфигурации (около 4,5 с). Значения < c omput e d> указывают, что программа Terrafonn выбрала значения по умолчанию, потому что м ы не указали эти настройки явно. Состоян и е всех ресурсов, создан н ых Te rraform , сохраняется в файле terraform . tfstate. Этот файл должен быть сохране н , чтобы программа Terrafonn знала, какие ре­ сурсы находятся под ее контролем. В будущем Terraform самостоятельно откроет управ­ ляемые ресурсы . М ы также легко можем стереть УРС. $ terraform des troy - force aws_vpc . de f a u l t : Re f r e s h i n g s t a t e . . . ( I D : vpc - 8 7 eb e 3 e 2 ) aws_ s u b n e t . puЫ i c - u s - we s t - 2 a : Re f r e s h i n g s t a t e . . . ( I D : subnet - 7 c 5 9 6 a 0 b ) aws_i n t e r n e t_ g a t e wa y . de f a u l t : Re f r e s h i n g s t a t e . . . ( I D : i gw - dc 9 5 e db 9 ) aws_r oute_taЫ e . puЫ i c - u s - we s t - 2 a : Re f r e s h i n g s t a t e . . . ( I D : r t b - 2 f c 7 2 1 4 b ) aws _ r o u t e _ t a Ы e _ a s s o c i a t i o n . p uЫ i c - u s -we s t - 2 - a : Re f r e s h i n g s t a t e . . . ( I D : r t b a s s o c - da 4 7 9bbe ) aws_r o u t e _ t a Ы e _a s s oc i a t i on . p uЫ i c - u s -we s t - 2 - a : De s t r o y i n g . . . aws_r o u t e_taЫ e_a s s oc i a t i on . p uЫ i c - u s -we s t - 2 - a : De s t ru c t i o n c omp l e t e aws_subn e t . pu Ы i c - u s - we s t - 2 a : D e s t r o y i n g . . . aws_r o u t e _ t aЫ e . puЬ l i c - u s - we s t - 2 a : De s t r o y i n g . . . aws_r o u t e t a Ы e . puЫ i c - u s - we s t - 2 a : De s t ru c t i o n c omp l e t e _ aws_i n t e r n e t g a t e wa y . de f a ul t : D e s t r o y i n g . . . aws_s ubne t . p uЫ i c - u s - we s t - 2 a : D e s t r uc t i on comp l e t e a w s i n t e rn e t_g a t e w a y . de f a u l t : De s t ru c t i on comp l e t e aws_vpc . de fa u l t : D e s t r o y i n g . . . aws vpc . de f a u l t : De s t ru c t i on comp l e t e App l y c omp l e t e ! Re s o u r c e s : О adde d , О c h an g e d , 5 de s t r o y e d .

Часть 1 1 . Работа в сетях

472

П рограмма Te rгaform не зависит от кон кретного облака , поэтому она может управ­ лять ресурсам и для AWS , GCP, Digital Ocean , Azure , Docker и других п оставщи ков. Когда испол ьзоват ь Te rraform , а когда - C L I ? Есл и вы создаете и нфрастру ктуру для команды ил и проекта , ил и вам н ужно будет внести изм е н е н и я и повтор ить сборку позже , используйте Terraform . Если вам нужно запустить быстрый экзе м пляр в кач естве теста, просмотреть с ведения о ресурсе ил и получ ить доступ к A P I из с ценария оболоч ки, испол ьзуйте C L I .

Сеть на платформе Goog le Cloud Platform Н а платфор ме Google C\oud Platform сете вое взаимоде йствие я вляется функцио­ нал ьной частью платформ ы , а н е представляет собой отдел ьн ы й сервис . Частн ые сети G C P я вля ются глобал ьн ы м и : экзе м пляр в регионе u s - e a s t l может с вязываться с дру­ гим экзе м пляром в ре гионе e u r o p e - w e s t 1 через частную сеть, что упрощает созда н ие глобальных сете вых служб. Сете вой трафик между экзе м пл я рами в одной и той же зоне я вляется бесплатн ы м , но есть плата за трафик между зонами или регионам и . Новые прое кты имеют сеть по умолчанию с диапазоном адресов 1 О . 2 4 О . О . О / 1 6 . Вы можете создать до пяти отдел ьн ых сетей для каждого проекта, а экзе м пляры я вля ются чл енами одной сети. М ногие сайты испол ьзуют эту сетевую архитектуру для и золяции тестов и разработки от производствен н ых систе м . Сети могут подразделяться п о регионам с подсетя м и . Это относ ительно недавнее до­ пол н е н и е к платформе G C P, которое отличается от подсетей на базе AWS . Глобал ьная сеть н е должна быть частью одного диапазона префиксов 1 Pv4, и в каждом ре гионе мо­ жет быть нескол ько префиксов. Платформа G C P настраи вает всю маршрутизацию, по­ этому экзе м пляры на разн ых С I D R-блоках в одной и той же сети могут по- п режнему взаимодействовать друг с другом . Эта топология показана на рис . 1 3 . 7 .

Внутренняя маршрутизация

10.100.0.103

10.100.0.105

us-central1-f

us-central1-b

10.120.0.94

192.168.10.19 us-central1 10.100.0.0/16 192.168.10.0/24

us-east1-b us-east1 10.120.0.0/16

Рис. 13. 7. Частная сет ь GCP с подсетями и несколькими регионами

Подсети не класс ифицируются как публ и ч н ые или частные; вместо этого экзе м пл я ­ р ы , которые н е должн ы п р и н и м ать входя щий трафик из И нтер н ета, могут просто не и меть общедоступ ного адреса , обраще н ного к И н те р нету. Ком п а н и я G oogle п редлага­ ет статические в н е ш н и е I Р-адреса, которые вы можете использовать в зап исях DNS, не

Глава 1 3. Сети TCP/IP

473

опасаясь, что они будут назнач е н ы другом у клиенту. Когда экзе м пляр и меет в н е ш н и й адрес , вы все равно н е увидите его, выпол н и в команду i p addr show; компания Google выполняет перевод адресов дЛ Я вас . По умол чани ю правила брандмауэра в сети G C P применяются ко всем экзе м плярам. Чтобы ограничить правила меньш и м набором экзем пляров, в ы м ожете пометить экзем ­ пляры и фил ьтровать правила в соответствии с тегами . Глобал ьные правила брандмауэра по умолчани ю запрещают все , кроме следующих: •

I С М Р-трафик дЛЯ О/О;

•

RDP (удален н ы й настольный ком пьютер

•

SSH (порт ТС Р 22)

дЛЯ

О/О;

•

все порты и протоколы

дЛЯ

дЛЯ

Wi ndows, ТСР-порт 3389)

дЛЯ

0/0;

внутренней сети (по умолчани ю 1 0. 240.0.0/ 1 6) .

Когда речь идет о реш е н и ях, влияющих на безопасность, м ы всегда возвращаемся к принципу наименьших привилегий. В этом случае мы рекомендуем сузить эти пра­ вила по умолчани ю , чтобы полностью блокировать R D P, разрешать SSH только и з ва­ ших собствен н ы х исходных I Р-адресов и допол н ительно ограни ч ивать трафик в сети GCP. В ы также можете заблокировать I C M P, но имейте в виду, что вам н ужно разреш ить I С М Р-пакеты типа 3, код 4, чтобы вкл юч ить обнаружен и е МТU-пути.

Сеть DigitalOcea n Сеть DigitalOcean не имеет частной сети , по крайней мере такой , как G C P и AWS. Дроплеты могут иметь частны е и нтерфейсы , которы е обмен и ва ются данн ы м и по вну­ тренней сети в одном регионе . Однако эта сеть испол ьзуется совместно со всем и други­ м и кл и ентами DigitalOcean в том же регионе . Это небольшое улучшение по сравнен и ю с использованием И нтерн ета, но брандмауэры и ш ифрование в пути становятся жестки­ м и требова н ия м и . М ы можем исследовать загружен н ый дроплет DigitalOcean с помощю и нтерфейса CLI tugboat: $ tugboat info ulsah D r op l e t f u z z y n ame p r ov i d e d . F i n d i n g d r o p l e t I D . . . done , 8 8 5 7 2 0 2 ( ul s ah - ubun t u - 1 5 - 1 0 ) u l s ah - ubun t u- 1 5 - 1 0 Name : ID: 8857202 Status : a c t ive 4 5 . 55 . 1 . 1 65 IP4 : 2 6 0 4 : A8 8 0 : 0 0 0 1 : 0 0 2 0 : 0 0 0 0 : 0 0 0 0 : 0 1 E F : D0 0 1 IP6 : 10 . 134 . 131 . 213 P rivate I P : S a n F r a nc i s co 1 - s fo l Re g i on : I ma g e : 1 4 1 6 9 8 5 5 - ubunt u - l 5 - 1 0 - x 6 4 5 1 2 МВ Size : B a c kup s Ac t i ve : false

Вывод включает в себя адрес I Pvб в дополнение к общедоступн ы м и частны м адре­ сам 1 Pv4. На примере мы можем продолжить изучение, просмотрев адреса на локал ьных интерфейсах. # tugboat ssh ulsah-uЬuntu- 1 5 - 1 0 # i p address show ethO

2 : e t h O : < BROADCAS T , MUL T I CAST , U P , LOWER_U P > mtu 1 5 0 0 qdi s c p f i f o f a s t s t a t e U P g r oup de f au l t q l e n 1 0 0 0 l ink/ether 0 4 : 0 1 : 8 7 : 2 6 : d6 : 0 1 b r d f f : ff : ff : f f : ff : ff

Часть 11. Работа в сетях

474

i n e t 4 5 . 5 5 . 1 . 1 6 5 / 1 9 brd 4 5 . 5 5 . 3 1 . 2 5 5 s c ope g l ob a l e t h O va l i d _ l f t f o r eve r p r e f e r re d _ l f t f o reve r i n e t 1 0 . 1 2 . 0 . 8 / 1 6 s c ope g l ob a l e t h O va l i d_l f t f o r e v e r p r e f e r r e d_l f t fo reve r i ne t 6 f e 8 0 : : 6 0 1 : 8 7 f f : fe 2 6 : d 6 0 1 / 6 4 s c ope l i n k va l i d_l f t f o r e v e r p r e f e r r e d_ l f t f o reve r # ip address show ethl

3 : e t h l : < BROADCAS T , MU L T I CAS T , U P , LOWER_U P > mtu 1 5 0 0 qdi s c p f i f o_ f a s t s t a t e UP g r oup de f a u l t q l e n 1 0 0 0 l ink/ether 0 4 : 0 1 : 8 7 : 2 6 : d 6 : 02 b r d f f : f f : f f : f f : f f : f f i n e t 1 0 . 1 3 4 . 1 3 1 . 2 1 3 / 1 6 b r d 1 0 . 1 3 4 . 2 5 5 . 2 5 5 s c op e g l ob a l e t h l va l i d_l f t f o r e v e r p r e f e r r e d_ l f t f o r e v e r i ne t 6 f e 8 0 : : 6 0 1 : 8 7 f f : f e 2 6 : d 6 0 2 / 6 4 s c ope l i n k va l i d _ l f t f o r e v e r p r e f e r r e d_ l f t f o r eve r

Общий адрес п р исваи вается непосредстве н но и нтерфейсу e t h O , а не трансл ирует­ ся провайдером , как на других облач ных платформах. Каждый интерфейс также и меет 1 Рv6 адре с , поэтому можно одновременно обслуживать трафи к через 1 Pv4 и 1 Pv6. -

1 3 . 1 6. ЛИТЕРАТУРА Исто рия •

С ом Е R Do u u Lлs Е. Jntern etworking with ТСР//Р Volume 1: Principles, Protocols, and Architectures (бth Edition) . U pp er Saddle River, N J : Prentice Hal l , 20 1 3 . Эта книга дол­ гое время являлась стандартным справоч н иком по протоколам TC P/ I P. Она напи­ сана как учеб н и к дл я студе нтов и я вляется хорошим введением в тему.

•

Sлшs, PET E R Н . Casting the Net, From ARPANET to INTERNET and Beyond. Reading, МА: Addison-Wesley P rofe ss i onal , 1 995. Это прекрасная истори я A R PAN ET, пред­ теч и И нтернета, написанная уче н ы м , который так долго был близко знаком с раз­ работч и кам и систе м ы U N IX, что стал восприн и маться как оди н из н их. Эта книга представляет собой отл и ч н ы й сбор н и к документов об истори и И нтернета и е го ра111 ичных технологиях (с м . сайт i s o c . o r g / i n t e rn e t / h i s t o ry).

,

Классик а •

SтEVF. N S , W. R1cнARIJ. UNJX Ne twork Programming. Upper Saddle River, N J : Pre ntice Hall, 1 990.

•

Sпvt.: N s , W. R 1 c 11 л R D , B I L. L F E N N E R , A N D A N D R E W М . R u DO FI' . UNJX Network Programming, Volume 1, The Sockets Networking A PJ (Зrd Edition). Upper Saddle River, NJ: Addison-�sley, 2003.

•

SТEVENS, W. RICHARD. UNJX Network Programming, Volume 2: lnterprocess Communications (2nd Edition). Upper Saddle River, NJ: Addison-Wesley, 1 999.

Эти кн иги - кано н и ческие учебн и ки о сете вых классах, в том ч исле о сетевом програ м м и рован и и в U N IX. Есл и вам нужен тол ько и нтерфейс сокетов Berkeley, ори г и н ал ьное и зда н ие по- прежнему я вляется прекрас н ы м источ н и ком знан и й . Если ва м нужен и нтерфейс ST R EAM S, то третья версия, вкл ючающая I Pvб , хо­ рош и й выбор. Все три кн и ги четко и ясно написан ы в типичном стил е Ричарда Стивенса. -

Глава 1 3. Сети TCP/IP •

475

ТлN Е N влu м , AN DREW S. , A N D Dлvr o J. WEТ H E RALL. Computer Networks ( 5th Edition) . U pper Saddle River, NJ : Prentice H al l PTR, 20 1 1 .

Это первая книга о сетях, которая стала классикой . Она содержит подробное опи­ сание всех деталей физических и канальных уровней стека протоколов. Последнее издание охватывает бесп роводные сети , гигабитную сеть Ethernet , одноран говые сети , голосовую I Р-телефонию, сотовые сети и т.д.

Протоколы •

FлLL, KEVIN R" AN D W. R1снлRо SТEVENS. ТСР//Р lllustrated, Volume Опе: The Protocols (2nd Edition). Reading, МА: Addison-Wesley, 20 1 1 .

•

WRIGHT GлRY R " A N D W. RtcHARD S TEVEN S . ТСР//Р lllustrated, Volume Two: The lmplementation. Reading, МА: Addison-Wesley, 1 995 . ,

Книги в сер и и TC P/ I P l l lustrated протоколов ТСР/1 Р.

-

отличное и подробное руководство по стеку

•

H tJNT, СRлю. ТСР//Р Ne twork Administration (Згd Edition). Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 2002. Как и другие кн и ги данной сер и и , эта к н и га предназначена для ад­ м и нистраторов с истем U N IX. П оловина к н и ги посвящена п ротоколу TC P / I P, а остал ьная часть описывает высокоуровневые функции UN IX, такие как элек­ трон ная почта и удаленная регистрация .

•

FлRREL, AoRtAN . The lnternet and lts Protocols: А Comparative Approach . San Francisco, СА: Morgan Kaufmann PuЬlishers, 2004.

•

Kozr ERAK, CНARLES М. The ТСР//Р Guide: А Comprehensive, !llustrated lnternet Protocols Reference. San Francisco, СА: No Starch Press, 2005.

•

DoNAH U E , GARY А. Ne twork Warrior: Everything Уои Need to Know That Wasn 't оп the CCNA Ехат . Sebastopol , СА: O ' Reilly Media, 20 1 5 .

Глава

14

Сетевые аппаратные средства

Независимо от  того, работают ваши системы в  центре обработки данных, в  облаке или пусковой ракетной шахте, у  них есть нечто общее  — необходимость обмена информацией по  сети. Возможность быстрой и  надежной передачи данных необходима в любой среде. Если есть область, в которой технология UNIX затронула человеческие жизни и повлияла на другие операционные системы, то она связана с практической реализацией крупномасштабного пакетированного транспорта данных. Сети проходят такую же эволюцию, как и  серверы, поскольку физические и  логические представления сети все больше разделяются уровнем виртуализации, имеющим собственную конфигурацию. В облаке такие конфигурации являются стандартными, но даже физические центры обработки данных в настоящее время часто включают в себя слой программно конфигурируемых сетей (software-defined networking — SDN). Администраторы взаимодействуют с сетевым оборудованием реального мира менее часто, чем когда-то, но знакомство с традиционными сетями остается решающим навыком. Виртуализированные сети тесно имитируют физические сети в своих функциях, терминологии, архитектуре и топологии. Многие сетевые технологии продвигались в течение долгих лет, но в результате появился очевидный победитель — Ethernet. Сегодня технологию Ethernet можно встретить всюду: от игровых приставок до холодильников. Глубокое понимание принципов работы этой системы чрезвычайно важно для успешной работы системного администратора. Совершенно очевидно, что быстродействие и  надежность сетей непосредственно влияют на результаты деятельности компаний. Однако в настоящее время сетевые технологии настолько вездесущи, что состояние сети может повлиять на возможность вза-

478

Часть II. Работа в сетях

имодействия между людьми, например возможность делать телефонные звонки. Плохая организация сети — это личная и профессиональная неудача, которая может иметь катастрофические социальные последствия. Кроме того, устранение этих недостатков порой обходится очень дорого. Успешное создание сети зависит от по крайней мере четырех важнейших факторов: • разработки разумной структуры сети; • выбора высококачественного оборудования; • правильной инсталляции и документирования; • компетентной эксплуатации и сопровождения. В этой главе рассматриваются принципы, инсталляция и  функционирование сетей Ethernet. Мы также кратко опишем такие устаревшие технологии, как DSL (Digital Subscriber Line), которые обычно предстают перед конечными пользователями в облике — сюрприз! — технологии Ethernet.

14.1. Технология Ethernet: сетевая панацея Захватив более 95% мирового рынка локальных сетей (Local Area Network — LAN), технология Ethernet в самых разных формах проявляется почти всюду. Разработку стандарта Ethernet начал Боб Меткалф (Bob Metcalfe) из Массачусетского технологического института в рамках своей кандидатской диссертации, но в настоящее время она описана во многих стандартах IEEE. В первоначальной спецификации Ethernet была определена скорость передачи данных 3 Мбит/c (мегабит в секунду), но почти сразу же она выросла до 10 Мбит/с. Как только в 1994 году была закончена работа над стандартом, предусматривавшим скорость 100 Мбит/с, стало ясно, что технология Ethernet будет лишь эволюционировать, а не вытесняться новой технологией. Это вызвало гонку технологий, в ходе которой производители старались создать все более быстродействующую версию Ethernet, и это соревнование еще не закончено. Основные этапы эволюции различных стандартов Ethernet приведены в табл. 14.11. Таблица 14.1. Эволюция Ethernet Год

Скорость

Название стандарта

Номер IEEE Расстояние

Средство передачиа

1973

3 Мбит/с

Xerox Ethernet

–

?

Коаксиальный кабель

1976

10 Мбит/с

Ethernet 1

–

500 м

Коаксиальный кабель RG-11

1989

10 Мбит/с

10BASE-T

802.3

100 м

Медный кабель НВП категории 3

1994

100 Мбит/с 100Base-TX

802.3u

100 м

Медный кабель НВП категории 5

1999

1 Гбит/с

1000BASE-T (“gigabit”)

802.3ab

100 м

Медный кабель НВП категорий 5e и 6

2006

10 Гбит/с

10GBASE-T (“10 Gig”)

802.3an

100 м

ВП категории 6a, 7, НВП категории 7a

2009

40 Гбит/с

40GBASE-CR4

P802.3ba

10 м

Медный кабель НВП

100 м

ММ-оптоволокно

40GBASE-SR4

Мы не упомянули несколько менее популярных стандартов.

1 

479

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

Окончание табл. 14.1

Год

Скорость

Название стандарта

Номер IEEE Расстояние

Средство передачиа

2009

100 Гбит/с

P802.3ba

2018б

200 Гбит/с

2018б

400 Гбит/с

2020б

1Тбит/с

100GBASE-CR10 100GBASE-SR10 200GBASE-FR4 200Gbase-LR4 400GBASE-SR16 400Gbase-DR4 400GBASE-FR8 400Gbase-LR8 TbE

Медный кабель НВП МM-оптоволокно CWDM-оптоволокно CWDM-оптоволокно МM-оптоволокно (16 жил) МM-оптоволокно (4 жилы) CWDM-оптоволокно CWDM-оптоволокно TBD

P802.3bsв P802.3bs

TBD

10 м 100 м 2 км 10 км 100 м 500 м 2 км 10 км TBD

а

 ММ — многомодовое, НВП — неэкранированная витая пара, ВП — витая пара, CWDM — разреженное спектральное мультиплексирование. б

 Промышленный проект.

в

 Мы немного сомневаемся и предполагаем, что этот вариант кодировки был неудачным совпадением.

Как работает Ethernet Технологию Ethernet можно представить в виде великосветского раута, на котором гости (компьютеры) не перебивают друг друга, а  ждут паузы в  разговоре (отсутствия трафика в сетевом кабеле), чтобы заговорить. Если два гостя начинают говорить одновременно (т.е. возникает конфликт), оба они останавливаются, извиняются друг перед другом, ждут немного, а затем один из них начинает говорить снова. В технической терминологии такая схема называется CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов). Смысл этого названия заключается в следующем: • контроль несущей (CS) — вы можете говорить одновременно с другими; • множественный доступ (MA) — говорить могут все; • обнаружение конфликтов (CD) — вы знаете, когда перебиваете кого-то. Фактическая задержка при обнаружении конфликтов является случайной. Это поз­ воляет избежать такого развития событий, при котором два компьютера одновременно передают сообщения в  сеть, обнаруживают коллизию, ждут некоторое время, а  затем синхронно возобновляют передачу, переполняя, таким образом, сеть конфликтами. В настоящее время важность соглашений CSMA/CD осознали даже приверженцы коммутаторов, которые обычно ограничивают количество хостов в домене, в  котором происходят коллизии, до  двух. (Если продолжить аналогию с  великосветским раутом, можно описать этот вариант как ситуацию, в  которой два собеседника, как в  старом кино, чопорно сидят на противоположных концах длинного обеденного стола.)

Топология Ethernet С точки зрения топологии сеть Ethernet представляет собой разветвляющуюся шину, но без петель. У пакета есть только один путь следования между любыми двумя хостами, расположенными в одной сети. В сети Ethernet могут передаваться пакеты трех типов: однонаправленные (unicast), групповые (multicast) и  широковещательные (broadcast). Пакеты первого типа адресованы одному хосту, второго  — группе хостов, третьего  — всем хостам сегмента.

480

Часть II. Работа в сетях

Широковещательный домен — это совокупность хостов, которые принимают пакеты, направляемые по  аппаратному широковещательному адресу. В каждом логическом сегменте сети Ethernet существует только один широковещательный домен. В ранних стандартах Ethernet и  средствах передачи (например, 10Base5) понятия физического и логического сегментов были тождественными, поскольку все пакеты передавались по одному большому кабелю, в который втыкались сетевые интерфейсы компьютеров2. С появлением современных коммутаторов логические сегменты стали включать в  себя множество (десятки и  даже сотни) физических сегментов, к  которым подключено всего два устройства: порт коммутатора и  компьютер. Коммутаторы отвечают за доставку групповых и однонаправленных пакетов в физический сегмент, где расположен нужный адресат (адресаты); широковещательные пакеты направляются во все сетевые порты логического сегмента. С появлением коммутаторов сегодняшние логические сегменты обычно состоят из многих физических сегментов (возможно, десятков или сотен), к  которым подключены только два устройства: порт коммутатора и  хост.3 Коммутаторы несут ответственность за сопровождение многоадресатных и  одноадресатных пакетов к  физическим (или беспроводным) сегментам, на  которых находятся предполагаемые получатели. Широковещательный трафик пересылается всем портам в логическом сегменте. Логический сегмент может состоять из физических сегментов, имеющих разную скорость передачи данных. Следовательно, коммутаторы должны иметь средства буферизации и синхронизации для предотвращения возможных конфликтов.

Неэкранированная витая пара Неэкранированная витая пара (НВП)  — самая популярная среда передачи данных в сетях Ethernet. Общая схема сети на основе НВП изображена на рис. 14.1. Коммутатор НВП

соединение с магистралью

Питание C:>

C:>

PUNISHER 2000

PUNISHER 2000

Рабочая станция

Рабочая станция

Ethernet-принтер

Рис. 14.1. Схема сети на основе НВП

Мы не шутим! Подключение нового компьютера к  сети предполагало прокалывание отверстия в изоляции кабеля с помощью специального соединителя, называемого «зуб вампира», который позволял добраться до центрального проводника. Этот соединитель затем зажимался винтами. 3  Беспроводные сети — еще один распространенный тип логического сегмента Ethernet. Они ведут себя, скорее, как традиционные формы Ethernet, которые используют один кабель для соединения многих хостов сети (cм. раздел 14.2). 2 

481

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

Провода, используемые в  современных локальных вычислительных сетях на  основе неэкранированной витой пары, обычно подразделяют на восемь категорий. Эта система оценки параметров была впервые введена компанией Anixter, крупным поставщиком кабельной продукции, и  впоследствии стандартизирована организацией TIA (Telecommunications Industry Association  — ассоциация телекоммуникационной промышленности). Сегодня выделяются категории 1–7 и промежуточные категории 5e и 6a. Организация ISO (International Organization for Standartization  — Международная организация по стандартизации) тоже подключилась к процессу стандартизации кабелей и  предложила собственную классификацию, которая почти в  точности повторяет классификацию TIA. Например, кабель категории 5 в системе TIA эквивалентен кабелю класса D в системе ISO. Для наглядности в табл. 14.2 подытожены ключевые различия между основными современными стандартами кабелей. Эта таблица поможет вам произвести впечатление на своих друзей во время вечеринки. Таблица 14.2. Характеристики кабелей НВП Параметра Ширина полосы Затухание NEXT ELFEXT Затухание отраженного сигнала (обратная потеря) Задержка распространения сигнала

Единица измерения

Категории 5 Dб

5e

6E

6a EA 7 F

7a FA 8 I

МГц дБ дБ дБ дБ

100 24 27,1 17 8

100 24 30,1 17,4 10

250 21,7 39,9 23,2 12

500 18,4 59 43,1 32

600 20,8 62,1 46,0 14,1

1000 60 60,4 35,1 61,93

2000 50 35,6 – 8

нс

548

548

548

548

504

534

548

а

NEXT (Near-end crosstalk)  — ослабление перекрестной наводки на  ближнем конце. ELFEXT (Equal level far-end crosstalk) — ослабление равноуровневой перекрестной наводки на дальнем конце. б

Включая дополнительные спецификации TIA TSB 95 и ISO FDAM 2.

Кабель категории 5 поддерживает работу на скорости 100 Мбит/с. Кабели категорий 5е, 6 и 6а поддерживают скорость передачи 1 Гбит/с и в настоящее время используются в качестве стандарта. Кабель категории 6a лучше всего подходит для организации новых сетей, поскольку он особенно устойчив к  помехам, возникающим из-за использования старых стандартов передачи сигналов (например, 10BASE-T). При прокладке кабелей категорий 5 и 5е были зафиксированы определенные проблемы. Кабели категорий 7 и 7а предназначены для передачи данных со скоростью 10 Гбит/с, а кабели категорий 8 — 40 Гбит/с. Более быстродействующие стандарты требуют применения нескольких пар НВП. Это ускоряет передачу данных по линии связи по сравнению с использованием единственной пары. Для соединений 10BASE-T требуются две пары проводов категории 5. В соединениях 100BASE-TX предельная длина та же, но используются две пары проводов категории 5. Соединение 1000BASE-TX требует четырех пар проводов категорий 5e или 6/6а. Аналогично соединение 10GBASE-TX требует четырех пар проводов категорий 6а, 7 или 7а. Длина кабеля во всех стандартах ограничена 100 м. Существуют провода с поливинилхлоридной и тефлоновой изоляцией. Выбор изоляции диктуется средой, в которой будут проложены кабели. В замкнутых помещениях, связанных с вентиляционной системой здания, обычно требуется тефлоновая изоляция4. Поливинилхлоридная изоляция дешевле и проще в эксплуатации. Конкретную информацию можно получить у пожарного инспектора или ответственного за пожарную безопасность. 4 

482

Часть II. Работа в сетях

Подключая четырехпарный НВП-кабель к коммутационным панелям и настенным розеткам RJ‑45, придерживайтесь стандарта разводки TIA/EIA‑568A. Этот стандарт, совместимый с другими вариантами RJ‑45 (например, RS‑232), позволяет избежать ошибок при разводке концов кабеля, независимо от того, есть ли свободный доступ к парам. Требования стандарта отражены в табл. 14.3. Таблица 14.3. Стандарт TIA/EIA-568A для подключения четырехпарного НВП-кабеля к розетке RJ‑45 Пара

Цвета

Контакты разъема

1

Белый/синий

5/4

2

Белый/оранжевый

3/6

3

Белый/зеленый

1/2

4

Белый/коричневый

7/8

Имеющаяся в здании проводка может не подходить для прокладки сетей, в зависимости от того, как и когда она прокладывалась.

Оптическое волокно Оптическое волокно используется в  тех ситуациях, когда применение медного кабеля по  тем или иным причинам неприемлемо. Оптическое волокно передает сигнал быстрее, чем медный провод. Кроме того, оно является более устойчивым к электрическим помехам, что в некоторых приложениях очень важно. Там, где оптическое волокно не является абсолютно необходимым, обычно выбирают медный кабель, поскольку он дешевле и с ним легче работать. Оптическое волокно бывает “многомодовым” и “одномодовым”. Многомодовое оптическое волокно обычно используется в зданиях или комплексах зданий. Оно толще, чем одномодовое, и может проводить несколько лучей света; это свойство позволяет использовать менее дорогую электронику (например, в  качестве источника света можно использовать светодиоды). Одномодовое оптическое волокно часто используется в магистральных приложениях, например для прокладки линий связи между городами и регионами. Оно может проводить только один световой луч и требует дорогой прецизионной электроники в конечных точках. Стандарт TIA-598C рекомендует цветовую кодировку оптического волокна, представленную в табл. 14.4. Следует помнить основное правило: все элементы должны соответствовать друг другу. Оптическое волокно, соединяющее конечные точки, оптические кабели перекрестной коммутации и электронные приборы, установленные в конечных точках, должны иметь один и тот же тип и размер. Обратите внимание на то, что кабели OM1 и OM2 не являются взаимозаменяемыми, хотя и окрашены в один и тот же оранжевый цвет — проверьте размеры, указанные на кабелях, чтобы убедиться, что они соответствуют друг другу. Если вы нарушите это правило, то вам будет сложно обеспечить изоляцию в конечных точках. На концах оптических волокон используются разъемы более чем 30 типов, и нет ни четких правил, ни принципов, регламентирующих их выбор. В каждой конкретной ситуации на  выбор того или иного типа разъема влияют поставщики оборудования или параметры оптического волокна, уже проложенного внутри здания.

483

Глава 14. Сетевые аппаратные средства Таблица 14.4. Атрибуты стандартных оптических волокон Количество мод Название ISO*

Диаметр сердечника, мкм

Диаметр оптической оболочки, мкм

Цвет

Много

OM1

62,5

125

Оранжевый

Много

OM2

50

125

Оранжевый

Много

OM3

50 *

125

Голубой

Одна

OS1

8–10

125

Желтый

а

В соответсвии со стандартатом ISO 11801.

б

OM3 оптимизирован под лазерный луч.

Соединение и расширение сетей Ethernet Сети Ethernet можно соединять с  помощью устройств нескольких типов. На выбор устройств, описанных ниже, влияет их стоимость, причем более дешевые устройства описаны в  первую очередь. Чем сложнее логические правила, по  которым устройства перемещают биты из одной сети в другую, тем больше аппаратного и встроенного программного обеспечения необходимо и тем более дорогой становится сеть.

Концентраторы Концентраторы (hub)  иногда еще называют повторителями (repeators). Это активные устройства, используемые для соединения сегментов сетей Ethernet на физическом уровне. Им требуется внешний источник питания. Выступая в качестве повторителя, концентратор ретранслирует Ethernet-фреймы, но никак не интерпретирует их. Он “не имеет представления” ни о  том, куда направляются пакеты, ни о том, какой протокол они используют. За исключением экзотических ситуа­ций, концентраторы больше не должны использоваться в промышленных сетях, и мы не советуем их использовать даже в домашних сетях. (Почему? Потому что коммутаторы (switches) значительно эффективнее используют полосу пропускания частот в  сети и в настоящее время стоят недорого.)

Коммутаторы Коммутатор соединяет сети Ethernet на канальном уровне. Его назначение — объединить две физические сети так, чтобы они выглядели как одна большая физическая сеть. В настоящее время коммутаторы являются промышленным стандартом для соединения устройств Ethernet. Коммутаторы принимают, регенерируют и  ретранслируют пакеты на  аппаратном уровне. Они используют алгоритм динамического обучения. Коммутаторы запоминают, какие исходные адреса поступают с одного порта, а какие — с другого. Пакет переходит из одного порта в другой только при необходимости. Первоначально пересылаются все пакеты, но через несколько секунд, когда коммутатор изучит расположение большинства хостов сети, запускается механизм фильтрации. Поскольку между сетями пересылаются не все пакеты, каждый сегмент кабеля менее загружен, чем в  случае, когда все компьютеры подключены к  одному кабелю. А если учесть, что основной трафик имеет тенденцию к локализации, то увеличение реальной пропускной способности может оказаться заметным. Кроме того, коммутатор не влияет на логическую модель сети, поэтому его установка требует лишь незначительного вмешательства со стороны администратора.

484

Часть II. Работа в сетях

Если сеть имеет петли, коммутатор может безнадежно запутаться, потому что пакеты, посылаемые одним компьютером, окажутся сразу на  двух (или более) портах коммутатора. В одной сети Ethernet петлей не бывает, но после объединения нескольких таких сетей с помощью маршрутизаторов и коммутаторов топология изменится, вследствие чего может образоваться несколько путей к одному хосту. Некоторые коммутаторы решают эту проблему путем резервирования альтернативных маршрутов на тот случай, если основной маршрут станет недоступным. Они упрощают топологию видимой ими сети, отсекая дублирующиеся пути до тех пор, пока в оставшихся сегментах не окажется только по одному маршруту к каждому хосту сети. Другие коммутаторы создают между сетями двойные каналы и переключают трафик по циклическому принципу. Коммутаторы должны просматривать каждый пакет, определяя, нужно ли его пересылать в другой сегмент. Производительность этих устройств обычно измеряют как скоростью просмотра пакетов, так и скоростью их пересылки. Многие поставщики не указывают в  диаграммах производительности коммутаторов размеры протестированных пакетов, поэтому реальная производительность может быть ниже объявленной. Несмотря на то что быстродействие коммутаторов Ethernet все время растет, эффективно использовать их можно при объединении в  один логический сегмент не более сотни компьютеров. В крупных коммутируемых сетях часто возникают проблемы наподобие “широковещательных штормов”, поскольку широковещательный трафик должен проходить через все порты. Для решения этой проблемы нужно изолировать широковещательный трафик между коммутируемыми сегментами посредством маршрутизатора (создавая тем самым более одного логического Ethernet-сегмента). Выбор коммутатора может представлять определенную трудность. В этом сегменте рынка очень высокая конкуренция, следствием которой являются многочисленные рекламные заявления, не всегда подтверждаемые на практике. Поэтому не стоит особо доверять данным, которые приводятся поставщиками; лучше прислушаться к советам независимых экспертов (просмотрите тесты, приводимые в журналах). В последние годы нередко случалось так, что чей-то продукт оказывался “лучшим” в течение нескольких месяцев, а затем, после попыток внесения улучшений, его производительность или надежность падала ниже критической отметки. В любом случае убедитесь, что скорость объединительной панели коммутатора является достаточной. У хорошо спроектированного коммутатора эта скорость должна превышать сумму скоростей всех его портов.

Коммутаторы, позволяющие создавать виртуальные локальные сети В крупных организациях можно использовать коммутаторы, позволяющие разбивать их порты (программным путем) на группы, называемые виртуальными локальными сетями (Virtual Local Area Network  — VLAN). Виртуальная локальная сеть  — это группа портов, принадлежащая к одному логическому сегменту, как если бы порты были соединены со своим собственным выделенным коммутатором. Подобное секционирование позволяет повысить степень изоляции трафика, что полезно с точки зрения как безопасности, так и производительности. Трафиком между виртуальными локальными сетями управляет маршрутизатор или, в некоторых случаях, модуль маршрутизации или уровень программной маршрутизации самого коммутатора. Расширение этой системы, называемое транкингом виртуальной локальной сети (один из примеров реализации — протокол IEEE 802.1Q), позволяет разным коммутаторам обслуживать порты одной логической виртуальной локальной сети.

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

485

Важно помнить, что сами сети VLAN почти не обеспечивают дополнительной защиты. Для того чтобы обеспечить защиту, необходимо фильтровать трафик VLAN.

Маршрутизаторы Маршрутизаторы (известные также как “коммутаторы третьего уровня”) направляют трафик на третьем сетевом уровне модели OSI. Маршрутизаторы доставляют пакеты адресатам на основании информации, хранящейся в TCP/IP-заголовках. Помимо простого перемещения пакетов, маршрутизаторы могут также выполнять ряд особых функций, например фильтрацию пакетов (в соответствии с  правилами безопасности), разделение трафика по приоритетам (в соответствии с заданным качеством обслуживания) и обнаружение общей сетевой топологии. Конфигурация маршрутизаторов бывает фиксированной или модульной. • Устройства первого типа содержат сетевые интерфейсы, установленные в  заводских условиях. Они обычно подходят для специализированных применений. Например, маршрутизатор с интерфейсами T1 и Ethernet может оказаться удобным, когда нужно подключить небольшую компанию к Интернету. • Модульные маршрутизаторы имеют слотовую или шинную архитектуру, а  интерфейсы к  ним добавляются пользователями. Как правило, это более дорогие устройства, но зато они гибче в эксплуатации. В зависимости от необходимой надежности и ожидаемого трафика, специализированный маршрутизатор может оказаться как дороже, так и дешевле системы UNIX или Linux, сконфигурированной в  качестве маршрутизатора. Однако специализированное устройство, как правило, демонстрирует более высокую производительность и надежность. Это та область сетевого проектирования, где лучше заранее вложить чуть больше денег, чем потом иметь головную боль.

Автосогласование С появлением разных стандартов Ethernet возникла необходимость, чтобы устройства могли идентифицировать конфигурацию своих соседей и  согласовывать с  ними свои настройки. Например, сеть не будет работать, если на одной стороне соединения она работает со скоростью 1 Гбит/с, а  на другой — со скоростью 10 Гбит/с. Для выявления и решения этой проблемы организацией IEEE был разработан стандарт автосогласования Ethernet. В одних случаях он работает, а в других применяется неправильно и лишь усугубляет проблему. Следует запомнить два золотых правила автосогласования. • Вы обязаны использовать автосогласование всех интерфейсов, работающих на скорости 1 Гбит/с и выше. Этого требует стандарт. • Если интерфейсы ограничены скоростями 100 Мбит/с и ниже, необходимо либо конфигурировать оба конца соединения, либо вручную настроить скорость и дуплекс (половинный или полный) обеих сторон. Если в режиме автосогласования настроить только одну сторону соединения, то в большинстве случаев она не сможет выяснить, какую конфигурацию имеет другая сторона. В результате конфигурация станет несогласованной и производительность упадет. Для того чтобы выяснить, как задать стратегию автосогласования интерфейсов, прочитайте специальный раздел 13.10.

486

Часть II. Работа в сетях

Передача электропитания по сетям Ethernet Технология передачи питания по сетям Ethernet (Power on Ethernet — PoE) основана на передаче электропитания по той же неэкранированной витой паре (UTP Ethernet), по которой передается сигнал Ethernet. Данная технология регламентируется стандартом IEEE 802.3af. Это особенно удобно для систем связи, обеспечивающих передачу речевого сигнала по  сети Интернет (Voice over IP  — VoIP), или пунктов доступа к  системе беспроводной связи (мы указали только два примера, но список можно продолжить), в которых требуется как маломощный источник питания, так и сетевое соединение. По мощности питания системы PoE разделяются на  четыре класса в  диапазоне от 3,84 до 25,5 Вт. Промышленность, которая никогда не останавливается на достигнутом, уже работает над новым стандартом (802.3bt), предусматривающим более высокую мощность (более 60 Вт). Будет ли этого достаточно, чтобы подключить духовку EasyBake к сетевому порту в конференц-зале?5 Технология PoE порождает два обстоятельства, о  которых должен знать системный администратор. • Вы должны знать о существовании устройств PoE в вашей инфраструктуре, чтобы правильно спланировать доступ к портам коммутаторов, поддерживающих технологию PoE. Эти порты дороже, чем порты, не поддерживающие технологию PoE. • Вычисляя расход электроэнергии на  обслуживание коммуникационных шкафов, содержащих коммутаторы PoE, следует учитывать мощность устройств PoE. Обратите внимание на  то, что вы не должны учитывать дополнительный расход электроэнергии на охлаждение коммуникационных шкафов, поскольку большая часть тепла, выделяемого из-за потребления мощности PoE, рассеивается за пределами шкафа (обычно по офису).

Гигантские пакеты Технология Ethernet стандартизована для  типичного пакета размером 1  500  байт (вместе с фреймом — 1 518 байт). Это значение было выбрано давно, когда сети были медленными и память для буферов была дефицитной. В настоящее время пакеты размером 1 500 байт выглядят крохотными в контексте гигабитных сетей Ethernet. Поскольку с каждым пакетом связаны накладные расходы и определенное время задержки, производительность сети можно повысить, если допустить более крупные размеры пакетов. К сожалению, стандарты IEEE для разных типов сетей Ethernet запрещают использование крупных пакетов по соображениям совместимости сетей. Однако, поскольку скорость магистрального трафика часто во много раз превышает установленный предел, нестандартные большие пакеты Ethernet в современных сетях перестали быть редкостью. Подстрекаемые нетерпеливыми потребителями, производители сетевого оборудования негласно бойкотируют стандарт IEEE и  обеспечивают поддержку крупных фреймов в своей гигабитной продукции. Для использования так называемых гигантских пакетов (jumbo frames) необходимо лишь повысить максимально возможный размер пакета (maximal transmission unit  — MTU) в интерфейсах сети. Повышение производительности зависит от  вида трафика, но наибольший выигрыш достигается для крупномасштабных перемещений по протоколу TCP (например, в файловых службах NFSv4 или CIFS). Ожидается, что умеренное, но заметное повышение производительности должно составить примерно 10%. Для интересующихся этим вопросом: да, существует возможность загрузить небольшую систему Linux через порт сети PoE. Возможно, проще всего это сделать с помощью Raspberry Pi и коммутатора Pi PoE Switch HAT. 5 

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

487

Тем не менее следует отметить следующее. • Поддерживать и использовать гигантские пакеты должно все сетевое оборудование в подсетях, включая коммутаторы и маршрутизаторы. Их нельзя смешивать и подгонять. • Поскольку гигантские пакеты являются нестандартными, обычно их необходимо разрешать явным образом. Устройства могут принимать гигантские пакеты по умолчанию, но, вероятнее всего, они не будут их генерировать. • Поскольку гигантские пакеты представляют собой незаконное явление, не существует соглашения, насколько большими они могут или должны быть. Типичной величиной является 9000 байт или 9018 вместе с фреймом. Необходимо проверить, какой максимальный размер пакета может принять ваше устройство. Пакеты размером больше 9 Кбайт иногда называют сверхгигантскими, но это экзотическое название вас пугать не должно. Чем больше размер, тем лучше, по крайней мере в диапазоне до 64 Кбайт. Мы одобряем использование гигантских пакетов в  гигабитных сетях Ethernet, но будьте готовы к  дополнительной отладке, если что-то пойдет не так, как надо. Лучше всего развернуть новую сеть, задав максимально возможный размер пакета по умолчанию, а позднее, когда надежность сети будет проверена, изменить эти настройки и разрешить гигантские пакеты.

14.2. Беспроводные сети: локальная сеть для  кочевников Беспроводные сети состоят из беспроводных точек доступа (Wireless Access Points — WAP) и  клиентов беспроводной сети. Точки WAP могут соединяться традиционными проводными сетями (обычная конфигурация) или с другими точками WAP без использования проводов (конфигурация известна под названием “беспроводная сеть”).

Стандарты беспроводных сетей Распространенными стандартами беспроводных сетей в настоящее время являются IEEE 802.11g, 802.11n и .802.11ac Стандарт 802.11g работает на частоте 2,4 ГГц и обеспечивает доступ к локальной сети со скоростью, достигающей 54 Мбит/с. Радиус действия одной точки доступа колеблется от 100 м до 40 км, в зависимости от оборудования и физических особенностей местности. Стандарт 802.11n обеспечивает скорость до 600 Мбит/с 6 и может использовать частоты как 5 ГГц, так и 2,4 ГГц (при этом рекомендуется использовать диапазон 5 ГГц). Радиус действия точки доступа в  стандарте IEEE  802.11n в  два раза больше, чем в  стандарте IEEE 802.11g. Преемником стандарта IEEE 802.11n является стандарт IEEE 802.11ac, поддерживающий производительность многостанционной сети на уровне до 1 Гбит/с. Все эти стандарты обозначаются одним общим термином Wi-Fi. Формально говоря, метка Wi-Fi ограничена семейством стандартов IEEE 802.11. Однако это лишь один из многих видов аппаратного обеспечения Ethernet, доступных на рынке, поэтому все беспроводные сети Ethernet называются Wi-Fi.  Скорость 600 Мбит/с в стандарте 802.11n является, скорее, теоретической. На практике полоса пропускания в окрестности точки WAP при оптимальной конфигурации может обеспечить скорость передачи данных не более 400 Мбит/с. Это объясняется различием между теоретическими и практическими возможностями оборудования и среды. В беспроводных сетях всякое бывает! 6

488

Часть II. Работа в сетях

В настоящее время стандарты 802.11g и 802.11n стали общепринятыми. Трансиверы недороги и встроены в большинство ноутбуков. Кроме того, платы расширения также стоят недорого и доступны для любых персональных компьютеров.

Доступ клиентов к беспроводной сети Вы можете настроить системы UNIX или Linux для  подключения к  беспроводной сети в качестве клиента, если у вас есть правильное оборудование и драйвер. Поскольку большинство беспроводных плат на  базе персональных компьютеров все еще предназначены для системы Microsoft Windows, они могут не поставляться с завода с драйверами FreeBSD или Linux. При попытке добавить беспроводное подключение к  системе FreeBSD или Linux вам, скорее всего, понадобятся следующие команды: • ifconfig — для конфигурирования интерфейса беспроводной сети; • iwlist — для получения списка доступных точек доступа к беспроводной сети; • iwconfig — для настройки параметров беспроводного соединения; • wpa_supplicant  — для  аутентификации в  беспроводной сети (или проводной сети 802.1x). К сожалению, гонка продаж дешевого оборудования часто означает, что для  настройки правильной работы беспроводного адаптера в  системе UNIX или Linux может потребоваться много часов проб и ошибок. Планируйте все заранее или выясните в Интернете, какой адаптер лучше всего подходит для вашей операционной системы.

Беспроводные коммутаторы и точки беспроводного доступа Все хотят иметь доступ к беспроводной сети в любом месте, и для обеспечения этой услуги доступно множество продуктов. Но, как и во многих других областях, вы получаете то, за что платите. Недорогие устройства часто удовлетворяют потребности домашних пользователей, но не могут хорошо масштабироваться в корпоративной среде.

Топология беспроводных сетей Точки беспроводного доступа (Wireless Access Point  — WAP) обычно представляют собой специализированные устройства, состоящие из одной или нескольких радиостанций и некоторой формы встроенной сетевой операционной системы, часто урезанной версии Linux. Одна точка WAP может обеспечить подключение нескольких клиентов, но их число ограничено. Хорошее эмпирическое правило состоит в том, чтобы одновременно обслуживать не более сорока клиентов с помощью одной корпоративной точки WAP. В качестве клиента может действовать любое устройство, которое обменивается данными по беспроводному стандарту, поддерживаемому вашими точками WAP. Точки WAP имеют один или несколько “служебных идентификаторов сети”, а также идентификатор SSID, который служит именем беспроводной локальной сети и должен быть уникальным в определенной окрестности. Когда клиент хочет подключиться к беспроводной локальной сети, он выясняет, какие идентификаторы SSID доступны, и выбирает одну из этих сетей. Вы можете сделать имя своего идентификатора SSID осмысленным и легко запоминающимся, например Third Floor Public (Третий этаж, открытый доступ), или изобрести что-нибудь необычное. Некоторые из наших любимых имен SSID:

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

489

• FBI Surveillance Van (Служба наблюдения ФБР); • The Promised LAN (Обещанная локальная сеть); • IP Freely (Свободный IP); • Get Off My LAN (Убирайся из моей локальной сети); • Virus Distribution Center (Центр распространения вирусов); • Access Denied (Доступ запрещен). Нет ничего лучше, чем изобретательные чудаки... В простейших сценариях точка WAP объявляет единственный SSID, ваш клиент подключается к этому SSID и всё — вы в сети! Тем не менее несколько аспектов беспроводной сети действительно просты. Что делать, если ваш дом или здание слишком большие, чтобы обслуживаться одной точкой WAP? Или что если вам нужно предоставлять разные сети различным группам пользователей (например, сотрудникам или гостям)? Для этих случаев вам необходимо стратегически структурировать свою беспроводную сеть. Вы можете использовать несколько SSID для  разбивки групп пользователей или функций. Как правило, вы сопоставляете их с  отдельными виртуальными локальными сетями, которые затем можно маршрутизировать или фильтровать по желанию, как и проводные сети. Частотный спектр, выделенный для  беспроводной сети 802.11, разбивается на  полосы, обычно называемые каналами. Точка WAP самостоятельно выбирает свободный радиоканал для объявления SSID. Клиенты и точка WAP используют этот канал для связи, формируя единый широковещательный домен. Ближайшие точки WAP, скорее всего, будут выбирать другие каналы, чтобы максимизировать доступную полосу пропускания и минимизировать помехи. Теория состоит в  том, что по  мере того, как клиенты перемещаются по  окружающей среде, они будут отделяться от одной точки WAP, когда ее сигнал становится слабым, и соединяться с ближней точкой WAP с более сильным сигналом. Однако теория и реальность часто не согласуются друг с другом. Многие клиенты поддерживают связь с точкой WAP, излучающей слабый сигнал, и игнорируют лучшие варианты. В большинстве ситуаций вы должны разрешить WAP автоматически выбирать свои предпочтительные каналы. Если вы должны вручную вмешаться в  этот процесс, используя стандарты 802.11b/g/n, рассмотрите выбор между каналами 1, 6 или 11. Спектр, выделенный этим каналам, не перекрывается, поэтому комбинации этих каналов обеспечивают наибольшую вероятность широкого распространения  — открытую беспроводную магистраль. Каналы по  умолчанию для  802.11a/ac не перекрываются вообще, поэтому просто выберите свой любимый номер. Некоторые точки WAP имеют несколько антенн и используют технологию множественного ввода и  множественного вывода (multiple-input, multiple-output  — MIMO). Эта практика может увеличить доступную полосу пропускания, используя несколько передатчиков и приемников, чтобы использовать преимущества смещения сигнала в результате задержки распространения. В некоторых ситуациях эта технология может обеспечить небольшое улучшение производительности, хотя, вероятно, не такое значительное улучшение, как широкая сеть антенн. Если вам нужна физически большая зона покрытия, разверните несколько точек WAP. Если область полностью открыта, вы можете развернуть их в  структуре решетки. Если существуют физические препятствия вроде стен, проведите исследование для  определения наилучших вариантов размещения точек WAP с  учетом физических атрибутов вашего пространства.

490

Часть II. Работа в сетях

Дешевая беспроводная связь Нам нравятся продукты Ubiquiti (ubnt.com) для недорогих, высокопроизводительных домашних сетей. Google Wifi — замечательное облачное решение, если вы поддерживаете связь с удаленными членами семьи. Другим вариантом является запуск урезанной версии Linux (например, OpenWrt или LEDE) на коммерческой точке WAP (см. сайт Openwrt. org для получения дополнительной информации и списка совместимого оборудования). Буквально десятки продавцов сейчас поставляют оборудование для  точек беспроводного доступа. Вы можете купить их в Home Depot и даже в продуктовом магазине. Дешевые точки доступа (в диапазоне 30 долл.), вероятно, будут плохо работать при обработке больших файлов или наличии нескольких активных клиентов.

Дорогая беспроводная связь Большая беспроводная связь означает большие деньги. Предоставление надежной беспроводной сети высокой плотности (в крупных больницах, спортивных учреждениях, школах, городах) представляет собой сложную задачу, связанную с ограничениями физических установок, плотностью пользователей и законами физики. В таких ситуациях вам нужны беспроводные устройства корпоративного класса, которые знают местоположение и состояние каждой точки WAP и активно настраивают каналы WAP, силу сигналов и группы клиентов, чтобы обеспечить наилучшие результаты. Эти системы обычно поддерживают прозрачный роуминг, который позволяет группе клиентов с определенной виртуальной локальной сетью и сессией беспрепятственно перемещаться между точками WAP. Наши любимые крупные беспроводные платформы — это Aerohive и Meraki (последняя принадлежит компании Cisco). Эти платформы следующего поколения управляются из облака, что позволяет вам пить мартини на пляже, контролируя свою сеть через браузер. Вы даже можете выбросить отдельных пользователей из беспроводной сети, не вставая с шезлонга. Уйди, противный! Если вы развертываете беспроводную сеть в больших масштабах, вам, вероятно, придется приобрести анализатор беспроводной сети. Мы настоятельно рекомендуем аналитические продукты, разработанные компанией AirMagnet.

Безопасность беспроводных сетей Традиционно безопасность беспроводных сетей очень низкая. Существует протокол WEP (Wired Equivalent Privacy), применяемый в сетях 802.11b и для шифрования пакетов, передаваемых с помощью радиоволн. К сожалению, в современной версии стандарта была обнаружена фатальная проектная недоработка, которая делает его практически бесполезным. Посторонний человек, находящийся за пределами здания, может получить прямой доступ к сети и остаться незамеченным. Тем не менее недавно появившиеся стандарты Wi-Fi Protected Access (WPA) возродили доверие к безопасности беспроводных сетей. В настоящее время во всех новых инсталляциях должны использоваться стандарты WPA (в частности, стандарт WPA2), а не WEP. Без применения стандарта WPA2 беспроводные сети должны считаться полностью незащищенными и  не должны использоваться за пределами предприятия. Даже дома не используйте стандарт WEP! Для того чтобы запомнить, что стандарт WEP является незащищенным, а стандарт WPA — безопасным, просто расшифруйте аббревиатуру WAP (Wired Equivalent Privacy — конфиденциальность на  уровне проводных сетей). Это название точно отражает суть дела; протокол WEP обеспечивает такую защиту, как проводная сеть, допускающая

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

491

непосредственное подключение посторонних лиц. (Иначе говоря, никакой защиты  — по крайне мере на уровне IP.)

14.3. SDN: программно-коммутируемые сети Как и при виртуализации серверов, разделение физического сетевого оборудования с функциональной архитектурой сети может значительно повысить гибкость и управляемость. Лучшим средством для достижения этих целей являются программно-коммутируемые сети (software-defined networking — SDN). Основная идея SDN заключается в том, что компоненты, управляющие сетью (плоскость управления), физически отделены от компонентов, которые пересылают пакеты (плоскость данных). Плоскость данных программируется через плоскость управления, поэтому вы можете настраивать или динамически изменять маршруты передачи данных для достижения целей производительности, безопасности и доступности. Как и многое в нашей отрасли, SDN для корпоративных сетей превратилась в маркетинговый трюк. Первоначальная цель состояла в том, чтобы стандартизировать независимые от поставщика способы перенастройки сетевых компонентов. Несмотря на то что некоторые из этих планов были реализованы, многие поставщики теперь предлагают собственные продукты SDN для предприятий, которые в какой-то мере степени противоречат первоначальной цели SDN. Если вы изучаете пространство предприятия SDN, выбирайте продукты, соответствующие открытым стандартам и совместимые с продуктами других поставщиков. Для крупных поставщиков облачных вычислений SDN добавляет уровень гибкости, который уменьшает вашу потребность знать (или заботиться) о том, где определенный ресурс находится физически. Хотя эти решения могут быть коммерческими, они тесно интегрированы в платформы облачных провайдеров и могут упростить настройку вашей виртуальной инфраструктуры. Сеть SDN и  ее система управления, основанная на  интерфейсах API, предлагают системным администраторам соблазнительную возможность интегрировать управление топологией сети с другими инструментами стиля DevOps для непрерывной интеграции и  развертывания. Возможно, в  каком-то идеальном мире у  вас всегда есть производственная среда, поставленная и  готовая к  активации одним щелчком мыши. По мере того как новая среда продвигается к производству, сетевая инфраструктура магическим образом преобразуется, устраняя простои, заметные для пользователя, и необходимость планировать окна обслуживания.

14.4. Тестирование и  отладка сетей Ключ к отладке сети — ее разбивка на сегменты и тестирование каждого из них до тех пор, пока не будет обнаружена неисправность. Загадочные лампочки на  коммутаторах и концентраторах (обозначающие, к примеру, состояние канала и наличие трафика пакетов) помогают быстро выявить источник проблемы. Для того чтобы эти индикаторы работали так, как вы хотите, следует руководствоваться первоклассной документацией. Как всегда, важно иметь под рукой нужные инструменты, чтобы выполнить работу правильно и без проволочек. На рынке предлагаются средства сетевой отладки двух типов (правда, наблюдается тенденция к их объединению). Устройство первого типа  — ручной кабельный тестер. Он измеряет электрические характеристики кабеля, включая его длину (для этого применяется особая технология,

492

Часть II. Работа в сетях

называемая рефлектометрией во временной области). Такие устройства способны выявлять простейшие проблемы, например разрыв или неправильную разводку кабеля. Нашим любимым инструментом тестирования локальных сетей является устройство Fluke LanMeter. Это универсальный анализатор, способный даже посылать эхо-пакеты протокола ICMP. Профессиональные варианты этого оборудования описаны на специальном веб-сайте. Для телекоммуникационных сетей WAN лучше всего подходит тестер T-BERD, выпускаемый компанией Viavi (viavisolutions.com). Средства отладки второго типа  — это анализаторы сетевых пакетов. Они просмат­ ривают сетевые пакеты на  предмет наличия ошибок протоколов, неправильной конфигурации и  прочего беспорядка. Эти анализаторы работают на  уровне каналов, а  не на  электрическом уровне, поэтому они не могут распознавать проблемы, связанные с физическими повреждениями кабелей или электропитанием. Существуют профессиональные анализаторы сетевых пакетов, но мы нашли свободно распространяемую программу Wireshark7 (wireshark.org), которая может выполняться на полнофункциональном ноутбуке. Именно ее можно считать наилучшим выбором. Более подробная информация об анализаторах сетевых пакетов приведена в разделе 13.12.

14.5. Прокладка кабелей Если вы занялись прокладкой кабелей в здании, то самый ценный совет, который мы можем вам дать, звучит так: “Делайте все правильно с первого раза”. Это не та область, в  которой можно скупиться или халтурить. Покупая качественные материалы, выбирая компетентного подрядчика для прокладки кабелей и устанавливая дополнительные разъемы (отводы), вы тем самым избежите многолетних мучений.

Неэкранированная витая пара Кабель категории 6a имеет наилучшее соотношение цены и производительности на современном рынке. Его стандартный вариант — четыре пары проводов под одной оболочкой, что подходит для большинства соединений, включая RS‑232 и гигабитные линии. Спецификации кабеля категории 6a требуют, чтобы скрутка провода заканчивалась в точке контакта. Для того чтобы обеспечить это требование, необходимы специальное обучение и оконечное оборудование. При этом необходимо использовать настенные розетки и коммутационные панели категории 6а. Самые хорошие отзывы заслужила продукция компании Siemon.

Офисные точки подключения Многие годы идут споры, сколько точек подключения требуется для офиса. Одной точки подключения на офис явно недостаточно. Сколько же нужно — две или четыре? Мы рекомендуем четыре, обосновывая это следующими причинами. • Их можно использовать просто для подключения телефонов и других специализированных устройств. • Большинство пользователей предпочитают подключаться с помощью беспроводных сетей, а не проводов. • Гораздо дешевле проложить весь кабель сразу, чем делать это поэтапно.  Как и многие популярные программы, программа Wireshark часто подвергается атакам хакеров. Убедитесь, что вы используете самую последнюю ее версию. 7

493

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

• Средства, выделенные на приобретение проводов, лучше потратить на основную инфраструктуру, а не на оборудование отдельных офисов. При прокладке кабеля в здании можно установить дополнительные розетки в коридорах, конференц-залах, столовых, туалетных комнатах и  на потолках (для точек беспроводного доступа). Однако не забывайте о безопасности и размещайте открыто предоставляемые порты на “гостевой” виртуальной локальной сети, не допуская посторонних к своим внутренним сетевым ресурсам. Публикуя защищенные публичные порты, используйте стандарт аутентификации 802.1x.

Стандарты кабельных систем Необходимость обеспечения всех видов деятельности внутри современных зданий обусловливает потребность в крупной и сложной кабельной инфраструктуре. Заглянув в  обычный коммутационный шкаф, вы будете потрясены, увидев его стенки, сплошь покрытые непомеченными проводами одного цвета. С целью улучшения оперативного контроля и стандартизации кабельных систем зданий в феврале 1993 г. организация TIA опубликовала административный стандарт на телекоммуникационную инфраструктуру коммерческих зданий (TIA/EIA‑606). В 2012 г. появилась его обновленная версия TIA/EIA-606-B. Этот стандарт устанавливает требования и принципы идентификации и документирования телекоммуникационной инфраструктуры. Он касается следующих аспектов: • оконечной аппаратуры; • кабелей; • прокладки кабелей; • расстояний между элементами оборудования; • цветовой маркировки; • символических обозначений стандартных компонентов. В частности, определены стандартные цвета маркировки проводов (табл. 14.5). Таблица 14.5. Таблица цветовой маркировки по стандарту TIA/EIA-606 Тип оконечного устройства

Цвет

Кода

Комментарии

Граничное

Оранжевый

150С

Центральная телефонная станция

Сетевые соединения

Зеленый

353С

Также применяется для вспомогательных электросетей

Общее оборудованиеб

Фиолетовый

264С

Основное оборудование коммутации и передачи данных

Магистраль первого уровня

Белый

—

Кабели

Магистраль второго уровня

Серый

422С

Кабели

Станция

Синий

291С

Горизонтальные кабели

Магистраль между зданиями

Коричневый

465С

Кампусные кабели

Разное

Желтый

101С

Служебные и сигнальные линии

Ключевые телефонные системы

Красный

184C

—

а

В соответствии с цветовой моделью Pantone.

б

Офисные АТС, компьютеры, локальные сети, мультиплексоры и т.д.

494

Часть II. Работа в сетях

14.6. Проектирование сетей В этом разделе рассматриваются вопросы, связанные с  логическим и  физическим проектированием сетей среднего размера. Представленные здесь идеи подходят для нескольких сотен хостов, но неприменимы ни для трех, ни для нескольких тысяч компьютеров, включенных в одну сеть. Также предполагается, что работа будет начата с нуля. Основной объем работ по проектированию сети состоит из определения: • типов сред передачи; • топологии и способов прокладки кабелей; • системы концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов. Еще один ключевой вопрос проектирования сети связан с управлением перегрузкой. Например, файловые протоколы NFS и SMB очень сильно загружают сеть, поэтому такие файловые системы нежелательно подключать по магистральному кабелю. Ниже анализируются аспекты, которые необходимо учитывать при проектировании сети.

Структура сети и архитектура здания Структуру сети проще изменить, чем архитектуру здания, но обе они должны нормально сосуществовать. Если вам крупно повезло, т.е. представилась возможность проектировать сеть до постройки здания, будьте щедрым. К сожалению, в большинстве случаев здание и отдел технического обслуживания компании на момент проектирования сети уже существуют и налагают жесткие ограничения на структуру сети. В уже построенных зданиях сеть должна адаптироваться к архитектуре, а не противостоять ей. В современных зданиях, помимо высоковольтной электропроводки, водои  газопроводов, иногда имеются каналы для  прокладки кабелей. Часто монтируются подвесные потолки  — настоящий подарок для  тех, кто прокладывает сеть. Во многих университетских городках существуют туннели, которые облегчают создание сетей. Необходимо следить за целостностью брандмауэров.8 При прокладке кабеля через брандмауэр отверстие должно соответствовать диаметру кабеля и заполняться негорючим веществом. Выбирая кабель, учитывайте наличие приточной вентиляции. Если узнают, что вы нарушили правила пожарной безопасности, вас могут оштрафовать и  заставить устранить недостатки, даже если для этого придется проложить заново всю сеть. Логическая структура сети должна соответствовать физическим ограничениям зданий, в  которых она будет функционировать. Приступая к  проектированию, помните, что можно найти логически красивое решение, а затем вдруг обнаружить, что реализовать его физически сложно или вообще невозможно.

Расширение сетей Прогнозировать потребности на десять лет вперед очень сложно, особенно в области вычислительной техники и  сетей. Поэтому, проектируя сеть, всегда следует учитывать перспективы ее расширения и увеличения пропускной способности. Прокладывая кабель, особенно в труднодоступных местах, протягивайте в три-четыре раза больше пар,  Р ечь идет о брандмауэрах в виде бетонных, кирпичных или огнеупорных стен, которые препятствуют распространению огня по всему зданию. Значительно отличаясь от сетевых брандмауэров, они не менее важны. 8

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

495

чем нужно. Помните: основная часть стоимости прокладки сети приходится на оплату труда, а не на материалы. Даже если волоконно-оптические линии не планируется использовать немедленно, разумно будет все же проложить немного оптического волокна, особенно если известно, что впоследствии протянуть его будет гораздо труднее. Прокладывайте и многомодовый, и одномодовый кабели. Как правило, нужным оказывается как раз тот кабель, который не проложен.

Перегрузка Сеть  — как цепь: ее качество определяется самым слабым или самым медленным звеном. Производительность Ethernet, как и многих других сетевых технологий, при увеличении нагрузки падает. Активно эксплуатируемые коммутаторы, нестыкующиеся интерфейсы, низкоскоростные каналы связи  — все это может привести к  перегрузке. Эффективный способ борьбы с ней заключается в локализации трафика путем создания подсетей и установки маршрутизаторов. Подсети можно использовать и  для изоляции компьютеров, задействованных в отдельных экспериментах. Трудно проводить эксперимент на нескольких компьютерах, если нет надежного способа изолировать их физически и логически от остальной части сети.

Обслуживание и документирование Опыт показывает, что удобство обслуживания сети напрямую зависит от качества документации на нее. Точная, полная, своевременно корректируемая документация абсолютно необходима. Кабели следует маркировать во всех точках подключения. Рекомендуем вкладывать копии местных монтажных схем в коммутационные шкафы, чтобы при всех изменениях эти экземпляры можно было скорректировать на месте. Каждые несколько недель необходимо переносить все корректировки в электронную базу данных. Стыки между крупными системами в виде коммутаторов или маршрутизаторов могут упростить отладку, поскольку позволяют изолировать части сети и отлаживать их по отдельности. Полезно также разграничивать административные области.

14.7. Управление сетью Если необходимо обеспечить нормальную работу сети, одни функции управления следует централизовать, другие — распределить, а третьи — оставить на локальном уровне. Требуется сформулировать и согласовать обоснованные “правила поведения добропорядочных граждан”. Типичная крупномасштабная среда включает в себя: • магистральную сеть, соединяющую здания; • сети подразделений, подключенные к магистрали; • подсети рабочих групп в рамках подразделения; • соединения с внешним миром (например, с Интернетом или периферийными филиалами).

496

Часть II. Работа в сетях

При проектировании и реализации сетей следует предусматривать централизованные контроль, ответственность, сопровождение и финансирование. Поскольку подразделения, как правило, стремятся свести к  минимуму собственные расходы, быстро растет число сетей с централизованной оплатой каждого соединения. Вот основные объекты централизованного управления: • структура сети, в том числе принципы использования подсетей, маршрутизаторов, коммутаторов и т.д.; • магистральный кабель, в том числе подключения к нему; • IP-адреса и имена компьютеров, доменные имена; • используемые протоколы (требуется обеспечить их взаимодействие); • правила доступа в Интернет. Имена доменов, IP-адреса и сетевые имена компьютеров в определенном смысле уже находятся под  централизованным контролем таких организаций, как ARIN (American Registry for Internet Numbers) и ICANN, но координация использования этих элементов на локальном уровне также необходима. Центральный орган управления имеет общее представление о  сети, ее структуре, производительности и перспективах роста. Он может позволить себе иметь собственное контрольное оборудование (и обслуживающий его персонал) и следить за нормальной работой магистральной сети. Центральный орган может настоять на правильном выборе структуры сети, даже если для  этого придется заставить подразделение купить маршрутизатор и создать подсеть для подключения к магистрали. Такое решение иногда необходимо для того, чтобы новое соединение не навредило работе существующей сети. Если в сети работают разнородные компьютеры, операционные системы и протоколы, обязательно нужно иметь “высокоинтеллектуальный” маршрутизатор (например, компании Cisco), который будет служить шлюзом между сетями.

14.8. Рекомендуемые поставщики Занимаясь более 30 лет инсталляцией сетей по  всему миру, мы не раз обжигались на  продуктах, которые не соответствовали спецификациям, имели завышенную цену, неправильно указанные характеристики или как-то иначе не оправдывали ожидания. Ниже приведен список поставщиков, которым мы доверяем и услугами которых рекомендуем пользоваться.

Кабели и разъемные соединения AMP (подразделение Tyco) (800) 522-6752 amp.com Belden Cable (800) 235-3361 (765) 983-5200 belden.com

Anixter (800) 264-9837 anixter.com

Black Box Corporation (724)746-5500 blackbox.com

Siemon Company (860) 945-4395 siemon.com

Newark Electronics (800) 463-9275 newark.com

497

Глава 14. Сетевые аппаратные средства

Тестовые приборы Fluke (800) 443-5853 fluke.com

Siemon (800) 945-4395 siemon.com

Viavi (844) 468-4284 vivasolutions.com

Маршрутизаторы/коммутаторы Cisco Systems (415) 326-1941 www.cisco.com

Juniper Network (408) 745-2000 juniper.com

14.9. Литература • ANSI/TIA/EIA-568-A. Commercial Building Telecommunications Cabling Standard и ANSI/TIA/EIA-606, Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Buildings. Это стандарты телекоммуникационной промышленности для построения кабельных систем зданий. К сожалению, они не бесплатны. Посетите веб-сайт www.tiaonline.org. • Barnett David, Groth David and Jim McBee. Cabling: The Complete Guide to Network Wiring (3rd edition). San Francisco: Sybex, 2004. • Goransson, Paul, and Chuck Black. Software Defined Networks, A Comprehensive Approach (2nd Edition). Burlington, MA: Morgan Kaufman, 2016. • Spurgeon, Charles, and Joann Zimmerman. Ethernet: The Definitive Guide: Designing and Managing Local Area Networks (2nd Edition). Sebastopol, CA: O’Reilly, 2014.

Глава

15

IР- маршрутизация

Во всем м ире доступн ы более 4,3 миллиарда I Р-адресов, поэтому получение пакетов в нужном месте в И нтернете - непростая задача. 1 Маршрутизация I Р- пакетов уже была кратко представлена в главе 1 3 . В этой главе мы рассмотрим процесс м аршрутизации более подробно и исследуем несколько сетевых протоколов, которые позволяют марш­ рутизаторам автоматически обнаруживать эффективные маршруты. П ротоколы маршру­ тизации не только уменьшают административную нагрузку, связанную с обработкой ин­ формации о маршрутизации , но также позволяют быстро перенаправить сетевой трафик, если маршрутизатор, соединение или сеть не вышли из строя. Важно отл ичать реальное перенаправлен ие I Р- пакетов от управл е н и я табл и ц е й маршрутизаци и , хотя в обоих случаях употребляют один и тот ж е термин - маршрути­ зация . Перенаправление пакетов - простая п роцедура, тогда как вычислен ие маршрутов происходит по довольно запутанному алгоритму. Мы познакомимся только с одноадрес­ ной маршрутизацией, так как при многоадресной ( когда пакеты направл яются групп е подписчиков) возникает ряд новых проблем , рассмотреть которые, учитывая объем кни­ ги, не представляется возможным. Для того чтобы составить правильное представл е н ие о маршрутизации , в бол ьш и н ­ стве случаев достаточ н о и н формац и и , изложе н н о й в главе 1 3 . Если сетевая и нфра­ структура уже налажена, можно просто задать единственный статический маршрут ( как описано в разделе " Маршрутизация " ) и все готово - у вас есть и н формация обо все м И нтернете . Если ж е вы стрем итесь с правиться с сетью, имеющей сложную топологию , или используете операционные систе м ы U N IX л ибо Linux как часть своей сетевой и н ' C м . wapo . s t /w o r l d- i p .

Часть 11. Работа в сетях

500

фраструктур ы , тогда эта глава о протоколах и инструме нтах динамической маршрутиза­ ции окажется полезной для вас .2 \ Р- м аршрутизация ( как дл я 1 Pv4, так и для \ Рvб ) - маршрутизация " следующего перехода " . В л юбой момент времени с истеме, обрабатывающей пакет, необходимо опре­ дел ить тол ько следующ и й хост ил и маршрутизатор в пути пакета до конечного пун кта назначен и я . Это отличается от подхода многих устаревших протоколов, которые опре­ деляют точн ы й путь, по которому пакет будет перемещатьс я , прежде чем покинет свой исход н ы й хост, схему, известную как маршрутизация от источн и ка. 3

1 5 . 1 . ПОДРОБНЕЕ О МАРШРУТИЗАЦИИ ПАКЕТОВ П режде чем приступать к изуч е н и ю ал горитмов марш рутизаци и , расс мотрим под­ робнее , как испол ьзуются маршрутн ые табл и ц ы . П редположим , сеть и меет топологи ю , изображенную на р и с . 1 5 . 1 .

Хост A

199.165.146 сеть

145.17 145.24

Маршрутизатор R1

146.1

146.4

Хост B

146.3

Маршрутизатор R2

199.165.145 сеть

в Интернет 216.12.111.80

Рис. 15. 1. Демонстрационпая сеть

Для простоты м ы нач и наем этот пример с протокола 1 Pv4; табл и ца маршрутизации \ Рv б приведен а ниже . М аршрутизатор R I соед и н яет две сети , а маршрутизатор R2 одну из э т и х сете й с вне ш н и м миром. П осмотр и м , как выглядят таблицы маршрутизац и и и не которые кон­ кретные сценар и и перенаправле ния пакетов. Табл и ца хоста А выглядит следующим об­ разом. -

А$ nets tat - rn

De s t i n a t i on 127 . 0 . 0 . 0 1 9 9 . 1 65 . 1 4 5 . 0

Gateway

о.о.о.о о.о.о.о

Ge nma s k 255 . 0 . 0 . 0 255 . 255 . 255 . 0

u u

о.о.о.о

1 99 . 1 65 . 1 4 5 . 2 4

о.о.о.о

UG

Fl a g s

M S S W i ndow i r t t I fa c e о о lo о e th O о о о о ethO о о

В приведе н ном в ы ш е при мере для запроса табл и ц ы маршрутизаци и и спол ьзует­ ся хорошо известн ы й инструмент netstat. Этот и нструмент распространяется с опе­ рационной системой Free B S D и доступен для Li nux как часть пакета net - too l s . Этот пакет бол ьше не и меет активной поддержки и , как резул ьтат, считается устарев ш и м . Официал ьно рекомендован н ы м с пособом получить эту и н формаци ю в Linux я вляется менее фун кционал ьная команда ip route: 2 М ы не рекомендуем использовать с истемы U N I X или Linux в качестве сетевых маршрутизаторов в производствен ной и нфраструктуре - лучше купите выделенный маршрутизатор. ' 1 Р- п а кеты также м о гут м арш рут изи роваться на ос н ове адреса отп ра в ител я - п о кра й н е й мере теорети чес к и , но это почти н и когда не вы п ол няется . Эта фун к ция н е получ ила ш и рокого расп ространения из соображен и й безопасности .

Глава 1 5. IР-маршрvтизация

501

А$ ip route de f a u l t v i a 1 9 9 . 1 6 5 . 1 4 5 . 2 4 dev e t h O onl i n k 1 9 9 . 1 6 5 . 1 4 5 . 0 / 2 4 dev e t h O p r o t o k e r n e l s c ope l i n k s r c 1 9 9 . 1 6 5 . 1 4 5 . 1 7

Результат работы команды netstat - rn н е м ного легче ч итать, поэтому м ы исполь­ зуем его для последующих примеров и исследования рис. 1 5 . 1 . Хост А и меет самую п ростую кон ф и гурацию среди всех ч етырех ком пьютеро в . Первые два маршрута описы вают собствен н ы е сете вые интерфейсы хоста. О н и необхо­ дим ы , чтобы пакет ы , направляе м ы е непосредстве нно в подкл юче н н ые сети , не марш­ рутизировал ись особы м образом. Устройство e t h O - это Еthеrnеt- и нтерфейс хоста А, а lo - и нтерфейс обратной связи (виртуал ьн ы й сетевой и нтерфе йс, эмулируе м ы й про­ грам м н ы м обес печ е н и е м ) . Обы ч но такие записи автоматически добавля ются при кон ­ фигурирова н и и сетевого и нтерфейса.

W См. обсуждение сетев ых масок в разделе 1 3 .4. Ста ндартн ы й маршрут хоста А задает пере направл е н и е всех пакет ов, не адр есова н ­ н ых и нтерфейсу обратной связи и л и сети 1 95 . 1 65. 1 45, на маршрутизатор R I , адрес кото­ рого в дан ной сети - 1 99 . 1 65 . 1 45 . 24. Шлюзы должн ы находиться на расстоя н и и одного перехода.

m Дополн ительную и нформацию об адресах см. в разделе 1 3 . 3 . Предположи м теперь, что хост А пос ылает пакет хосту В с адресом 1 99. 1 65 . 1 46 . 4 . I Р- подсистема ищет маршрут к сети 1 99. 1 65. 1 46 и , не найдя такового , отправляет пакет по стандартному маршруту, т. е . маршрутизатору R 1 . На рис. 1 5 . 2 приведен а структура пакета, проходящего по сети Ethemet (в заголовке Ethe rnet указаны МАС-адреса соот­ ветствующих интерфейсов ком пьютеров А и R I в сети 1 45 ) . Заголовок Ethernet

Заголовок IP

От: A Кому: R1 Тип: IP

От: 199.165.145.17 Кому: 199.165.146.4 Тип: UDP

Заголовок UDP и данные

ПАКЕТ UDP ПАКЕТ IP ФРЕЙМ ETHERNET

Рис. 15. 2. Ethernet-naкem

Аппаратн ы й Ethernet-aдpec пол учателя соответствует марш рутизатору R 1 , но 1 Р­ пакет, скрытый в Ethe met-фpe й м e , не содержит н и каких упоми н ан и й о маршрутизато­ ре. Когда маршрутизатор просматривает поступи в ш и й пакет, он обнаруживает, что н е я вляется его получател е м . Тогда он обращается к собствен ной табли це маршрутизаци и , чтобы узнать, как переслать пакет хосту В , н е переписывая его I Р-заголовок ( необходи ­ мо, чтобы отправителем пакета оставался хост А). Табл ица маршрутизации устройства RI выглядит следующим образом. R l $ netstat - rn G a t ewa y De s t i na t i on о.о.о.о 127 . 0 . 0 . 0 1 9 9 . 1 65 . 1 4 5 . О о . о . о . о 1 99 . 1 65 . 1 4 6 . 0 о . о . о . о 1 99 . 1 65 . 1 4 6 . 3 о.о.о.о

Genma s k 255 . 0 . 0 . О 255 . 255 . 255 . 0 255 . 255 .255 . О

u u u

Flags

MSS

о.о.о.о

UG

о о о о

W i ndow i r t t I f a c e lo о о о ethO о ethl о о ethl о о

Часть 11. Работа в сетях

502

Она почти аналогична табл ице хоста А. за искл ючением того, что здесь присуrству­ ет два физических сетевых и нтерфейса. Стандартн ы й маршрут в дан ном случае ведет к устройству R2, поскольку через него осуществляется выход в И нтернет. Пакеты , адре­ сован ные любой из сетей 1 99. 1 65 , доставляются напря мую. Подобно хосту А, хост В имеет оди н реальный сетевой интерфейс. Но для корректного функцион ирования ему необходим допол н ительный маршруr, поскольку хост имеет пря­ мое соединен ие сразу с двумя маршруrизаторам и . Трафик сети 1 99 . 1 65 . 1 45 должен про­ ходить через устройство R l , а весь остальной трафик - направляться в И нтернет через устройство R2. В$ netstat rn De s t i n a t i on 127 . 0 . 0 . 0 1 99 . 1 65 . 1 4 5 . 0 1 99 . 1 65 . 14 6 . 0 -

о.о.о.о

G a t ewa y

Fl a g s

u u u

MSS

о.о.о.о

Genma s k 255 . 0 . 0 . 0 255 . 255 . 255 . 0 255 . 255 . 255 . О

1 99 . 1 65 . 1 4 6 . 3

о.о.о.о

UG

о о о

о.о.о.о 1 99 . 1 65 . 14 6 . 1

W i ndow i r t t I f a c e lo о о о ethO о о о ethO о ethO о

о

lll Описание переадресации I C M P с м . в разделе 1 3 . 5 . Теоретически, как и хост А, хост В можно сконфигурировать так, чтобы изначально он "знал " только об одном шл юзе , полагаяс ь на помощь дире ктив переадресации про­ токола I C M P для устранения избыточ ных переходов. Н иже показан пример начал ьной конфигурации. В $ netstat

-

rn

D e s t i n a t i on 127 . 0 . 0 . О 1 99 . 1 65 . 14 6 . 0 О.О.О.О

Gateway О.О.О.О О.О.О.О 1 99 . 1 65 . 1 4 6 . 3

G e nma s k 255 . О . О . О 255 . 255 . 255 . 0 О.О.О.О

Flags U U

UG

MSS О О О

W i ndow О О О

irtt О О О

I face lo ethO ethO

Теперь, есл и хост В посылает пакет хосту А ( 1 99. 1 6 5 . 1 45 . 1 7 ) , пря мой марш руr най­ ден не будет, и пакет отправится на устройство R2. П оскольку устройство R2 я вляется маршруrизатором , оно и меет полную информацию о состоя н и и сети и. следовател ьно, "знает" о роли устройства R l , куда и будет послан пакет. Кроме того, маршруrизатор R2 обнаружит, что хосты Rl и В находятся в одной сети, поэтому он допол н ител ьно напра­ вит хосту В I С М Р-сообщение, в соответстви и с которы м хост В добавит в свою табли цу маршруrизации прямой маршруr к хосту А. 1 9 9 . 1 6 5 . 1 4 5 . 1 7 1 9 9 . 1 6 5 . 1 4 6 . 1 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 UGHD

о

о

о

ethO

Благодаря этому маршруту весь трафик, адресован н ы й хосту А, начнет идти непо­ средстве нно через маршруrизатор R l . Однако это изме н е н ие н е затраги вает трафи к к другим хостам в сети 1 45. Для н и х нужно получ ить отдельн ые директивы о т маршру­ тизатора R2. Некоторые адм и н истраторы выбирают для своих систе м директивы переадресации протокола I C M P в качестве основного " протокола" маршруrизаци и , думая , что подоб­ н ы й подход обеспечит бол ьшую динам ичность. К сожалению, с исте м ы и маршруrиза­ торы осуществля ют перенаправление по-разному. Н екоторые хранят эти директивы по­ стоя нно. Другие удаля ют их из табл и ц ы маршруrизаци и через относител ьно короткое время ( 5- 1 5 минут) . Третьи вообще и гнорируют их, что, вероятно, правил ьно с точ ки зрения безопасности. П ере направле н ия и м е ют нес кол ько других поте н циальных недостатков: напр и м е р , увел ичение нагрузки на сеть, увеличение нагрузки на R2 , беспорядок в табл и це мар ш ­ руrизации и зависимость о т дополнительных серверов, поэтому м ы не рекомендуе м и х

Глава 1 5 . IР- маршрутизация

503

использовать. В правил ьно настроен ной сети перенаправл е н и я н и ко гда не должны по­ являться в табл и це маршрутизации . Если в ы используете адреса 1 Pv6 , применяется та ж е модель. Вот как выгл ядит таб­ лица маршрутиза ц и и с хоста. работающе го под управл е н и е м операци о н н о й с исте м ы Fre e B S D , на котором запущен протокол 1 Pv6: $ ne tstat - rn De s t i n a t i on de fau l t 2 0 0 1 : 8 8 бЬ : 4 4 5 2 : : / 6 4 fe B 0 : : / 1 0 fe 8 0 : : % r e 0 / 6 4

G a t eway 2 0 0 1 : 8 8 6Ь : 4 4 5 2 : : 1 link# l : :1 link# l

Fl a g s UGS u

UGRS

u

Neti f reO reO loO reO

Exp i r e

Как и в протоколе 1 Pv4, первый маршрут я вляется значением по умолчани ю , которое испол ьзуется , когда нет более конкретн ых записей. Следующая строка содержит марш рут к глобальной сети 1 Pv6, где н аходится хост, 2 0 0 1 : 8 8 6Ь : 4 4 5 2 : : / 6 4 . П оследн ие две строки я вля ются особе н н ы м и ; о н и представл я ют марш рут к зарезервирова н н ой сети 1 Pv6 f e 8 0 , известной как локал ьная сеть одноадресатной п ередач и . Эта сеть испол ьзу­ ется для трафи ка, которы й при вязан к локальному ш ироковещател ьному домену ( как правило, к одному и тому же сегменту физической сет и ) . Он чаще всего используется сете в ы м и службам и , которые должны найти друг друrа в одноадресатной сети, напри­ мер OSPF. Н е испол ьзуйте подобн ы е локал ьн ы е адреса для обычных сетевых цел е й .

1 5.2. ДЕМОНЫ И ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ В простых сетях , подобно той , которая представлена на рис. 1 5 . 1 , маршрутизацию целесообразно настраи вать вручную. Одн ако с определен ного моме нта сети становят­ ся сл и ш ко м слож н ы м и для подобного адми нистрирова н и я . Вместо того чтобы явно со­ общать каждому ком п ьютеру, как находить другие ком п ьютер ы и сети , лучш е заставить сам и ком п ьютеры искать эту и н формацию. Данная задача возлагается н а протокол ы марш рутизации и демон ы , которы е их реал изуют. Основное преимущество протоколов маршрутизации над системами статической марш ­ рутизации закл ючается в том , что они позволяют быстро адаптироваться к изменениям в тополоrии сети. Когда пропадает канал с вязи, демоны быстро находят альтерн ативные маршруты, если они существуют, и сообщают о н их в сети, связанн ые с этим каналом. Де м о н ы марш рутиза ц и и собирают и н форм а ц и ю из трех источ н и ков: конфи гура­ цио н н ы х файлов , существующих табл и ц марш рутиза ц и и и '' родстве н н ы х " демонов других с исте м . Собра н н ы е дан н ы е объединяются , и вычисляется оптимал ьн ы й набор марш рутов, после чего новые марш руты записываются в систе м н ую табл и цу (и при н е ­ обходимости пос ылаются другим систе мам посредством протоколов маршрутизац и и ) . Состоя н и е сети вре мя о т вре м е н и м е н яетс я , поэтому демон ы дол ж н ы периодически опра ш и вать друг друга , чтобы убедиться в актуал ьности имеющейся у них и н формации. Конкретн ы й ал горитм выч исл е н и я маршрутов зависит от протоколов. Последн и е бывают двух типов: дистанционно- векторн ые и топологические.

Ди ста нционно - векторные п ротокол ы В основе дистан ционно-векторных протоколов лежит следующая идея: если маршрути­ затор Х находится в пяти переходах от сети У и я вляется моим соседом, то я нахожусь в ше­ сти переходах от дан ной сети. Демон , работающий по такому протоколу, объя вля ет о том .

Часть 11. Работа в сетях

504

как далеко, по его расчетам, расположены известные ему сети. Если соседние демоны не "знают" более коротких маршрутов к этим сетям, они помечают данный компьютер как оп­ тимальны й шлюз. В противном случае они просто игнорируют этот анонс. Предполагается, что со временем таблицы маршрутизации придут в стабильное состояние. Это де йствител ьно эле гантная идея , и , если бы все работало так, как задумано, маршрутизация существенно упростилась бы. К сожал е н и ю , описа н н ы й ал горитм н е луч ш и м образом справляется с измен е н и я м и топологии . 4 И ногда стабилизация таблиц вообще н е наступает вследствие возникновения бесконеч н ых циклов (например, марш ­ рутизатор Х получает и нформацию от маршрутизатора У и посылает ее маршрутизатору Z, который возвращает ее маршрутизатору У) . На практике приходится вводить сложные эвристические правила или задавать ограничения . К примеру, в протоколе R I P ( Routing Information Protocol - протокол маршрутной и нформации) сч итается , что л юбая сеть, находящаяся на расстоян и и более пятнадцати переходов, недоступна. Даже в обы ч н ы х ситуациях может потребоваться сли ш ком м н ого циклов обновле­ ний, прежде чем все маршрутизаторы перейдут в стабильное состоя н ие. Следовательно, чтобы не превысить допустимые пределы , необходимо сделать периоды обновл е н и й ко­ ротк и м и , а это , в свою очередь, ведет к тому, что дистанционно-векторные протокол ы о казываются сли ш ком " словоохотл и в ы м и '' . Н апример, протокол R I P требует, чтобы маршрутизаторы осуществляли ш и роковещательную рассылку всей и м е ющейся у н и х информации каждые 30 с. В протоколе E I G R P обновления анонсируются каждые 9 0 с. В противоположность этому в протоколе BG P ( Border Gateway Protocol - протокол гранич ного шлюза) вся таблица посылается один раз, после чего изменения распростра­ няются по мере возни кнове н и я . Такая опти м изация позволяет существе нно с н и зить " переговорн ы й " трафик (бол ьш е й частью ненужн ы й ) . В табл . 1 5 . 1 перечислены дистан ционно-векторные протоколы , ш ироко используе­ мые в настоящее время. Таблица 1 5 . 1 . Распространенные дистанционно- векторные протоколы маршруrизации Аббревиатура

Полное название

Область применения

RIP

Routing lnformation Protocol (протокол маршрутной информации)

Локальные сети

RI Png

Routing lnformation Protocol (протокол маршрутной информации), следующее поколение

Локальные сети с протоколом IPvб

EIGRP •

Enhanced lnterior Gateway Routing Protocol (улучшенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза)

Глобальные сети, корпоративные локальные сети

BGP

Border Gateway Protocol (протокол граничного шлюза)

Магистральные сети Интернета

• П ротокол EIGRP является собственностью компании Cisco .

Топологические п ротокол ы В топологичес к и х протоколах, или протоколах состояния канал а , и н формация рассылается в относительно н еобработан ном виде . Записи в ы гл ядят п р и м ерно так: " Маршрутизатор Х является с м ежн ы м по отноше н и ю к маршрутизатору У, и канал функцион ирует " . Пол н ы й набор таких записей образует карту сетевых связе й , на ос4 П робле ма заклю ч ается в том , что и з м е н е н ия топологии могут п р и водит ь к удл и н е н и ю существующих маршрутов. Некоторые дистанционно-векторные протокол ы , например E I G RP, хранят и нформацию о всех возможны х марш рута х , чтобы н а кра й н и й случай б ыл " пл ан отступления " . Впрочем , ко н кретные детали не так уж важны .

Глава 1 5. IР-маршрутизация

505

нован и и которо й кажд ы й маршрутизатор может сформ ировать собственную табл ицу. Основное преимущество топологических протоколов, по сравнению с дистанционно­ вектор н ым и , закл ючается в с пособности быстро стабилизировать табли ц ы маршрути­ зации в случае н епредвиденного сбоя . К издержкам относится необходимость хранения полной карты соеди н е н и й на каждом хосте , дл я чего требуются допол н ительн ые про­ цессорные мощности и память. Поскольку процесс общения между маршрутизаторами не ямяется частью собственно алгоритма вычисления маршрутов, поямяется возможность реализовать топологические протоколы так, чтобы не возникало циклов. Изменения в тополоmческой базе данн ых рас­ пространяются по сети очень быстро, не перегружая ни канал, ни центральны й процессор. Топологические протоколы сложнее дистанционно-векторных, зато они позволяют ре­ ализовать такие технологии , как маршрутизация на основании запраши ваемого типа об­ служивания (поле TOS I Р- пакета) и поддержка нескольких маршрутов к одному адресату. Единствен н ы м топологически м протоколом , п ол уч и в ш и м ш ирокое распростране­ ние, я мяется протокол O S P F.

М етрика стоимости Для того чтобы протокол марш рутизации мог определить, какой путь к заданной сети я вляется кратчайш и м , необходи мо в начале выяснить, что значит " кратчайши й " . Это путь с наименьш им числом переходов? С наименьш е й задержкой? С наименьшими финансовы м и затратами? Для целей маршрутизации качество канала связи определяется числом , называем ы м метрикой стоимости . П утем сложения м етрик отдельных отрезков пути вычисл яется общая стоимость маршрута. В простейших с истемах каждому каналу назначается сто­ имость 1 , и в резул ьтате метрикой маршрута становится число переходов. Но л юбой из перечисленных выше критериев может я вляться метрикой стоимости . Эксперты в области сете й дол го и упорно трудил ись над тем , чтобы определ е н и е такого понятия , как метрика стоимости , было максимальн о гибки м , а н екоторые со­ временные протоколы даже позволяют использовать разн ые метрики для разн ых видов сетевого трафика. Тем не менее в 99% случаев на все это можно не обращать внимания. Для больши нства систем вполне подойдут стандартн ые метрики. Бы вают ситуаци и , когда кратчай ш и й физичес к и й марш рут к адресату н е должен быть выбран по умолчанию из адм ин истративных соображен и й . В таких случаях мож­ но ис кусстве нно завысить метрики критических каналов. Всю остал ьную работу предо­ ставьте демонам.

Внутрен ние и внеш ние п ротоколы Автономная система это группа сете й , находящ ихся под адми нистратив н ы м ил и пол итически м контролем одного юридического л и ца. Такое определен ие довольно рас­ пл ы вчато. Реальные автономные с исте м ы могут представлять собой как глобальные корпоративные сети , так и сети универс итетов или даже отдельных факультетов. Все зависит от того , как осуществляется маршрутизация . Се йчас наблюдается тенде нция к укрупнению автономных систе м . Это упрощает адми н истрирование и повышает эф­ фективность маршрутизации . Маршрутизация внутри автономной систе м ы отл ичается от маршрутизации между такими систе мам и. Протокол ы второго типа (внешние, или протокол ы вне ш н их шлю­ зов) дол ж н ы управлять множеством маршрутов к разл и ч н ы м сетя м и учиты вать тот -

Часть 11. Работа в сетях

506

факт, что соседн ие маршрутизаторы находятся под контролем других люде й . Внешние п ротокол ы не раскры вают топ ологи ю автономной систе м ы , поэтом у в определенном с м ысле и х можно рассматривать как второй уровен ь маршрутизаци и , на котором соеди­ н я ются групп ы сете й , а не отдельные ком пьютеры ил и кабели . На практике небольш и м и среднего размера организациям редко требуется внешний протокол, если только они не подключены к нескольким провайдерам одновременно. При наличии нескольких провайдеров традицион ное разделение на локальный домен и доме н Интернета нарушается, поскольку маршрутизаторам приходится определять, какой марш ­ рут в Интернете лучше всего подходит для конкретного адреса. (Это не означает, что каж­ дый маршрутизатор должен знать всю необходимую информацию. Большинство хостов мо­ жет направлять свои пакеты внутреннему шлюзу, хранящему необходимые сведения . ) Поскольку внеш ние протокол ы не сильно отличаются о т своих внутре нних аналогов, в этой главе мы сосредоточ им внимание на внутренних протоколах и демонах, которые их поддерживают. Есл и в ваш е й сети поддерживается внешний протокол , обратитесь к литературн ы м источн и ками , ссыл ки на которые при веде н ы в кон це главы .

1 5 .3 . ОСНОВНЫЕ ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ В этом разделе м ы познаком имся с ос новн ыми внутрен н и м и протоколами маршру­ тизаци и , узнаем их преи мущества и недостатки .

Протокол ы RI P и RI Png RIP ( Rout i ng I nform at ion Protocol - протокол мар шрутной и н формац и и ) - это стары й протокол ком п а н и и Xerox , адаптирован н ы й для I Р-сете й . Е го I Р- верс и я была описана примерно в 1 988 году в документе RFC 1 058. Существует три верс и и этого про­ токола: R I Pv l , RI Pv 2 и RI Png тол ько для протокола 1 Pv6 (ng (next generation) озн ачает "следующее поколен ие " ) . В с е версии этого протокола п редставля ют собой простые дистан ционн о -векторные протокол ы , метрикой стои мости в которых я вляется кол ичество переходов. П оскол ьку п ротокол R I P разрабатывался в те времена, когда отдельные ком п ьютеры были доро­ гим и , а сети мален ьки м и , в верс и и R I Pv l п редполагаетс я , что все хосты , находящие­ ся на расстоя н и и пятнадцати и более переходов, н едоступны. В более поздн их версиях это огран ичение не было с нято , чтобы стим ул ировать адм и н истраторов сложн ых сетей переходить на более сложн ые п ротокол ы маршрутизаци и. W И нформация о бе склассовой адресаци и , и з вестной под и м е н е м C I D R , п р и веде на в разделе 1 3 .4. П ротокол R I Pv2 это улучшенная версия протокола RI P, в которой вместе с адре­ сом следующего перехода передается сетевая маска. Это упрощает управление сетя м и , где есть подсети и применяется п ротокол C I D R, по сравн е н и ю с п ротоколом RI Pv l . В нем была также предпринята невнятная попытка усилить безопасность протокола R I P. П ротокол R I Pv2 можно в ыпол нять в режим е совместимости . Это позволяет сохра­ н ить бол ь ш инство его новых фун кциональных возможносте й , не отказываясь от п олу­ ч ател е й , ис пользующих простой протокол RI P. Во м н огих асп е ктах протокол R I Pv2 идентичен исходному протоколу, и отдавать предпочте ние следует именно е м у. -

W Детал и протокола 1 Pv6 при ведены в разделе 1 3. 2 .

Глава 1 5. IР-маршрутизация

507

Протокол RI Png представляет собой переформул ирование п ротокола RI P в терми­ нах протокола 1 Pv6. О н может испол ьзоваться только в рамках протокола 1 Pv6 , в то вре мя как п ротокол R I Pv 2 - тол ько в рамках протокола I Pv4. Если в ы хотите и с ­ пользовать к а к протокол I Pv4, так и протокол 1 Pv6 вместе с протоколом R I P, т о RI P и RI Png н еобходимо выполнять как отдел ьные протоколы . Н есмотря на то что протокол R I P известе н своим расточительн ы м испол ьзова н и ­ ем широковещательного режима, он весьма эффективен при частых изменениях сети , а также в тех случаях, когда топология удаленных сетей н еизвестна. Однако после сбоя канала он может замедлить стабилизацию системы. Сначал а исследовател и были уверен ы , что появл е н ие более сложных протоколов маршрутизации , таких как OSPF, сделает протокол R I P устаревшим. Тем не менее про­ токол R I P продолжает испол ьзоваться , потому что он п росто й , легкий в реал изац и и и не требует сложной настройки. Таким образо м , слухи о смерти протокола R I P оказа­ лись сли ш ком преувеличенными. Протокол R I P ш ироко испол ьзуется на платформах, н е использующих операцион ­ ную систему U N IX. М н огие устройства, вкл ючая сетевые принтеры и сетевые управля­ емые SNМ Р-ком поненты, с пособ н ы принимать RI Р-сообщения , узнавая о возможн ых сетевых шлюзах. Кроме того , почти во всех версиях с истем UN IX и Linux в той или иной форме существует клиент протокола RI P. Таким образом, протокол R I P считается " наименьш и м общим знаменателем" протоколов маршрутизации. Как правило, он при­ меняется для маршрутизации в пределах локальной сети, тогда как глобальную м аршру­ тизацию осуществляют более мощные протоколы . Н а некоторых серверах запускаются пассивные демоны протокола R I P (обычно де­ мон routed или ripd из пакета Quagga ) , которые ожидают сообщен и й об изме н ен и ­ я х в сети , н е осуществляя ш и роковещател ьной рассылк и собствен ной и н формаци и . Реал ьн ы е выч исления маршрутов выпол н я ются с помощью более производительных протоколов, таких как OSPF (см . следующий раздел) . П ротокол RIP используется толь­ ко как меха н изм распространения.

Протокол OSPF O S P F (Open Shortest Path First - открытый протокол обнаружения первого кратчайше­ го маршрута) является самым популярным топологическим протоколом . Термин первый кратчайший маршрут (shortest path first) означает специальны й математический алгоритм , по которому вычисляются маршруты; термин открытый (ореn) - синоним слова "непатен­ тованный". Основная версия протокола OSPF (версия 2) определена в документе RFC2328, а расш иренная версия протокола OSPF, поддерживающая протокол 1Pv6 (версия 3), - в до­ кументе R FC5340. Первая версия протокола OSPF устарела и сейчас не используется. O S PF - протокол про м ы шлен ного уров н я , который эффективно фун кцион ирует в кру п н ы х сетях со сложной топологией . По срав н е н и ю с протоколом R I P, он и меет ряд п р е и м уществ, вкл ючая возможность управл е н и я н е с кольким и маршрутам и , ве­ дущ и м и к одному адресату, и возможность разделения сети н а сегменты ( "области " ) , которые будут делиться друг с другом только высокоуровневыми дан н ы м и маршрути­ зац и и . Сам протокол очень сложны й , поэтому и меет смысл испол ьзовать е го только в крупных системах, где важна эффективность маршрутизации . Для эффективного ис­ пол ьзования протокола OSPF н еобходимо, чтобы ваша схема адресации и м ела иерар ­ хический характер.

508

Часть 11. Работа в сетях

В спецификации протокола O S P F не навязывается конкретная метрика стоимости. По умолчани ю в реализац и и этого протокола компанией Cisco в качестве метрики ис­ пользуется пропускная способность сети.

П ротокол EIGRP E IG RP ( Enhanced l nterior Gateway Routing Protocol - улуч ш е н н ы й протокол мар ш ­ рут изац и и внутр е н н е го шлюза) - это патентова н н ы й протокол маршрутизаци и , и с ­ пользуе м ы й только маршрутизаторам и ком пани и Cisco. Протокол I G RP б ы л разработан для устранения н е которых недостатков протокола R I P еще в те времена, когда не было такого надежного стандарта, как протокол O S PF. Протокол I G RP был отклонен в пользу протокола E I G R P, которы й допускает произвольные сетевые м аски C I D R. Протоколы I G RP и E I G P R конфигурируются оди наково, несмотря на различия в их организации . Протокол E I G RP поддерживает протокол 1 Pv6, но в н е м , как и во всех других про­ токолах маршрутизаци и , адресные пространства 1 Pv6 и 1 Pv4 конфигурируются отдельно и существуют как параллельные дом е н ы маршрутизации. П ротокол E I G R P является дистанционно-вектор н ы м , но он спроектирован так, что­ бы избежать пробл е м зацикливания и м едл е нной стабилизации , свойстве н н ых другим протокола м дан ного класса. В этом с мысле протокол E I G R P считается образцом . Для большинства прим е н е н и й протоколы E I G RP и O S P F обеспечи вают равн ые функцио­ нальные возможности.

BG P: п ротокол граничного шл юза Протокол BGP ( Border Gateway Protocol - протокол гран ич ного шл юза) я вляется протоколом внешней м ар шрутизаци и , т. е . он управляет трафиком между автономн ы м и системами , а не м ежду отдельны м и сетя м и . Существовало несколько популярных про­ токолов внеш н е й маршрутизации , но протокол BG Р пережил их всех. В настоящее время BG Р является стандартны м протоколом , испол ьзуе м ы м для ма­ гистральной м ар ш рутизации в И нтернете . В средине 20 1 7 года табл и ца маршрутиза­ ции И нтернета содержала около 660 тысяч префиксов. Совершенно оче видно, что это масштаб , при которо м маг истральная маршрутизация существе н н о отличается от ло­ кальной.

1 5.4. Мно гоАдРЕСАТНАЯ кооРдинАция ПРОТОКОЛА МАРШРУТИЗАЦИИ Маршрутизаторы должны обме н иваться информаци е й , чтобы узнать, как добраться до м ест в сети , но, чтобы добраться до мест в сети, он и должны поговорить с маршрути­ затором . Эта проблема с курицей и яйцом чаще всего решается посредством м ногоадре­ сатной связи. Это сетевой эквивалент согласия на встречу с ваш и м другом на опреде­ ленном углу улицы, если вы разделитесь. Этот процесс обычно невидим для с исте м н ых адми нистраторов, но иногда вы можете видеть этот м ногоадресатный трафик в трасси­ ровке пакета или при других видах сетевой отладки. Согласованн ые групповые адреса для различных протоколов маршрутизаци и пере­ ч исле н ы в табл . 1 5. 2 .

Глава 1 5. IР-маршрутизация

509

Таблица 1 5 . 2 . Групповые адреса дпя протоколов марwрутизации Описание

1 Pv6

1Pv4

Все системы в подсети

f f02 : : 1

22 4 . 0 . 0 . 1

Все маршрутизаторы в подсети

ff02 : : 2

224 . 0 . 0 . 2

Неназначенные

f f02 : : 3

224 . 0 . 0 . 3

Маршрутизаторы DVM RP

ff02 : : 4

224 . 0 . 0 . 4

f f02 : : 5

224 . 0 . 0 . 5

Маршрутизаторы OSPF Маршрутизаторы OSPF DR

f f02 : : 6

224 . 0 . 0 . 6

Маршрутизаторы RIP

f f0 2 : : 9

224 . 0 . 0 . 9

Маршрутизаторы EIGRP

f f02 : : 1 0

224 . 0 . 0 . 10

1 5.5. ВЫБОР КРИТЕРИЕВ СТРАТЕГИИ МАРШРУТИЗАЦИИ Существует четыре уровня сложности, характеризующих процесс управления мар ш рутизацией в сети: •

отсутствие маршрутизации как таковой;

•

только статическая маршрутизация;

•

•

п р е и м уществе н н о статическая мар ш рутизаци я , но кли енты п р и н имают RI Р­ обновления; динамическая маршрутизация.

Общая топология сети существенно влияет на маршрутизаци ю каждого конкретно­ го сегмента. В различных сетях могут требоваться соверш е н но разные уровн и поддерж­ ки маршрутизации. При выборе стратегии следует руководствоваться перечисленн ы м и ниже эмпирически м и правилами . • •

•

•

•

•

Автономная сеть не нуждается в маршрутизации. Если из сети есть только оди н выход во внешний мир, клиенты сети (нешл юзовые хосты) должн ы иметь стандартный статический маршрут к этому шлюзу. Ни какой другой конфигурации не требуется , кроме как на самом шлюзе. Можно задать явный статический маршрут к шлюзу, ведущему в небольшую груп­ пу сете й , и стандартн ы й маршрут к шлюзу, ведущему во в не ш н и й м и р . Однако динамическая маршрутизация предпочтительнее , если до нужной сети можно до­ браться разн ы м и маршрутами. Если сети пересекают государствен н ые или адми нистративные границы , следует испол ьзовать динамическую маршрутизацию, даже если сложность сетей этого не требует. П ротокол R I P отл и ч н о работает и ш ироко испол ьзуется . Н е отказы вайтесь от него просто потому, что он и меет репутацию устаревшего протокола. П роблема протокола R I P заключается в том , что его невозможно масштабировать до бесконечности . Расширен ие сети рано или поздно приведет к отказу от него. Из-за этого протокол RIP считается промежуточ н ы м протоколом с узкой обла­ стью применения. Эта область ограничена с одной сторон ы сетя м и , которые яв­ ляются сл и ш ком простым и , чтобы примен ять в н их какой-либо протокол мар ш ­ рутизации , а с другой сторон ы - сетя м и , которые являются сл и ш ком сложны м и

Часть 11. Работа в сетях

51 0

для протокола RI Р. Если вы планируете расширять свою сеть, то было бы целесоо­ бразно игнорировать протокол R I P вообще. •

•

•

•

•

Даже если протокол R I P не соответствует вашей стратегии глобал ьной маршру­ тизации , он остается хоро ш и м способом распределения маршрутов к кон цевым хостам . Однако его не следует применять без особой надобности : систе м ы в сети, и ме ющей только оди н шлюз, н и когда не требуют динам ического обновления. П ротоколы E I G R P и OSPF имеют одинаковые функционал ьные возможности , но протокол E I G R P является собствен ностью ком пан и и Cisco. Ком пания Сisсо дела­ ет прекрасные и оптимал ьн ые по соотношению " цена - качество" маршрутизато­ р ы ; тем не менее стандартизация протокола EIG RP ограничивает ваши возмшк­ ности будущего расширения . Маршрутизаторы , подкл юченные к магистрали И нтернета, должны использовать протокол BG P. Обычно больши нство маршрутизаторов имеет только один вход и , следовательно, дл я н их достаточно задать простой статический стандартный маршрут. E I G RP и O S P F примерно одинаково фун кционал ь н ы , но E I G R P я вляется соб­ ствен н остью Cisco. Cisco делает превосходные и кон куре нтоспособн ы е по стои­ мости маршрутизаторы ; те м н е менее стандартизация E I G R P ограничивает ваш выбор для будущего рас ширения . Маршрутизаторы , подключе н н ые к И нтернету через нескол ько провайдеров вос­ ходя щего потока, должны ис пол ьзовать протокол B G P. Одн а ко бол ь ш и нство маршрутизаторов имеют только один восходящий путь и поэтому могут использо­ вать простой статический маршрут по умолчанию.

Хорош е й стратегией по умолчан и ю для орган изации среднего размера с относитель­ но стабильной локал ьной структурой и подключе н и е м к чужой сети является исполь­ зование комбинации статической и динами ческой маршрутизаци и . Маршрутизаторы в локальной структуре, которые не приводят к внеш н и м сетя м , могут использовать ста­ тическую маршрутизацию, пересылку всех неизвестн ых пакетов на машину по умолча­ нию, которая пон имает внешн и й мир и вы полняет динамическую маршрутизацию. Сеть, которая сли ш ком сложна для управления с помощью этой схе м ы , должна опи­ раться на динам ическую маршрутизацию. Статические маршруты по умолчан ию все е ще можно испол ьзовать в сетях, состоя щих из л истьев, но маш и н ы в сетях с нескол ь­ кими маршрутизатора м и должны запускаться маршрутизирова н н ы м или другим R I Р­ прие м н и ком в пассивном режиме.

1 5.6. ДЕМОНЫ МАРШРУТИЗАЦИИ М ы не рекомендуем использовать систем ы U N IX и Linux в качестве маршрутизато­ ров в производственных сетях. Специал изированные маршрутизаторы проще, надежнее, безопаснее и более быстродействующие (даже если они с крытно запускают ядро систе ­ мы Linux) . И наче говоря , очень хорошо иметь возможность организовать новую подсеть, используя всего лишь сетевую карту стоимостью 1 5 долл. и коммутатор за 40 долл . Это вполне разумный подход к организации разреже н н ых, тестовых и вспомогательных сетей. С исте м ы , действующие ка к шлюзы в так и х подсетях , н е требуют допол н ител ь­ н ых и нструм е нтов для управл е н и я их собстве н н ы м и табл и ца м и маршрутиза ц и и . Статические маршруты впол н е адекватны как для м аш и н , испол ьзуе м ы х в качестве шлюзов, так и для маш и н , представля ющих собой хосты самой подсети. Однако если

Глава 1 5 . IР-маршрутизация

51 1

вы хотите , чтобы ваша подсеть была доступной для других сетей в ваше й организации, вам необходимо сообщить о ее существова н и и и идентифицировать марш рутизатор , к которому будут привязаны пакеты, посылаем ы е дан ной подсетью. Обычно для этого на шлюзе запускается демон маршрутизации. Систем ы U N IX и Linux могут участвовать в большинстве п ротоколов маршрутизации с помощью различных демонов маршрутизаци и . Важ н ы м и с кл юче н и е м из этого пр ави ла является протокол E I G R P, которы й , наскол ько нам и звестно, не и м еет ш ироко до­ ступной реал изации в системах U N IX и Linux. Поскольку демон ы маршрутизаци и редко реализуются в производстве н н ы х систе­ мах, мы н е будем подробно описывать их использование и конфигурацию. Тем не менее в следующих разделах м ы приведем краткое описание типич н ых програм м и укаже м , где искать детали конфигурации . ­

Демон routed: уста ревшая реа л изаци я в протоколе RIP Долгое время демон routed был стандартным демоном маршрутизации, и его до сих пор включают в дистрибутивы н екоторых с исте м . Демон routed п о н и м ает только п ро­ токол R I P и при этом плохо: даже поддержка верси и R I Pv2 н е поправила с итуацию. Демон routed н е понимает протокол R I Png, реализация которого основана н а совре­ менн ых демонах, таких как Quagga и ramd в системе H P - UX. Демон routed целесообразн о ис пользовать в пасс и вном режим е ( -q) , в котором он п р и н и м ает сообщ е н и я об обновл е н иях маршрутов, но не осуществляет ш ироко­ вещател ьную расс ылку собствен н ых сообщен и й . Кроме указания оп ций в командной строке , демон routed не требует конфигурирования. О н представляет собой дешевый и простой с пособ получе н ия сообще н и й об обновлениях маршрутов без сложного кон ­ фигурировани я . Демон заносит обн аруже н н ы е маршруты в табл и цу ядра . Все маршруты долж­ н ы анонсироватьс я , как м и н и мум каждые четыре м и нуты , и наче они б удут удал е н ы . Правда , демон route пом н ит, какие маршруты он добавлял , и не удаляет статические маршруты , заданные с помощью команды route.

W С м . способы ручного управления табл ицами мар ш рути за ции

в

разделе 1 3 .5.

П акет Quagga : основной демон маршрут изаци и Quagga (qu a g g a . n e t ) это опытно- конструкторс кое подразделе н ие проекта Zebra, выполняемого в рам ках проекта G N U . Проект Zebra был запущен Кун ихиро И ш и гуро ( Kunihiro Ishiguro) и Й ошинари Й ошикава (Yoshinari Yoshikawa) для реализации много­ протокольной маршрутизации с помощью коллекции независимых демонов, а не одного монол итного приложения. В реальной жизни квагга (quagga) - это исчезнувший подвид зебры, которая была последний раз сфотографирована в 1 870 году. Но его цифровая ре­ инкарнация Quagga выжила, а проект Zebra закрылся . В настоящее время пакет Quagga реализует все протокол ы RI P ( все в е р с и и ) O S P F (верси и 2 и 3) и BG P. Он выпол н яется в системах Linux, Fre e B S D и разных вариантах систем ы B S D . В системе Solaris и версиях систе м ы Li nux , имеющихся в нашем распо­ ряже н и и , пакет Quagga л и бо и нсталлирован по умол ч а н и ю , л ибо доступен в качестве вспомогательного пакета, которы й можно загрузить из стандартного с исте м ного репо­ зитория программ ного обеспечен и я . В пакете Quagga демон zebra и грает роль информационного центра для маршрути­ зации . О н управляет взаимодействием между табл ице й марш рутиза ц и и ядра и демона-

,

Часть 11. Работа в сетях

51 2

м и , соответствующими отдельным протоколам маршрутизации (ripd, ripngd, ospfd, ospfбd и Ьgpd). Кроме того, он управляет потоками и нформации о маршрутах, которы ­ м и обмен иваются протокол ы . Кажды й демон имеет свой собствен н ы й конфигурацион ­ н ы й файл в каталоге /etc/'J)J.agga. Для того чтобы послать запрос или измен ить конфигурацию, можно соеди н иться с любым из демонов Quagga с помощью и нтерфейса командной строки (vtysh в систе­ ме Linux и 'J)J.aggaadm в системе Solaris) . Командный язык разработан так , чтобы он был понятен пол ьзователя м операцион ной с истем ы I O S ком пании Cisco; допол нительные детали можно найти в разделе , посвященном маршрутизаторам Cisco. Как и в системе IOS, для того чтобы войти в режим "суперпользовател я " , необходимо выпол н ить коман­ ду еnаЫе, дл я того чтобы ввести команды конфигурирования , необходимо выполнить команду config term, а дл я того чтобы сохран ить изменения конфигурации в файле конфигурации демона, необходимо выполн ить команду wri te. Официальная документация доступн а на сайте qua g g a . n e t в виде файлов в форма­ тах HTM L и PDF. Несмотря на свою полноту, эта докуме нтация содержит, в основном , удобн ы й каталог опций , а не общи й обзор систе м ы . Более практичную докуме нтацию можно н айти на сайте w i k i . q u a g g a . n e t . Здесь находятся подробно прокомме нтиро­ ванные примеры файлов конфигурации, ответы на часто задаваемые вопросы и советы . Несмотря на то что файлы конфигурации имеют простой формат, необходимо знать протокол , конфигурацию которого вы настраиваете , а также пон и мать, что означают те или и н ы е опции. С писок рекомендованной литературы по этому вопросу приведе н в конце главы.

М а ршрутизатор XORP Проект XORP (eXtensiЫe Open Router Platform расширяемая платформа маршрути­ зации с открытым кодом ) бьm открыт примерно в то же вре м я , что и проект Zebra, но его цели бьmи более универсальными. Вместо маршрутизаци и проект XORP бьm нацелен на эмулирование всех функций задан ного маршрутизатора, включая фильтрацию пакетов и управление трафиком . И нформация об этом проекте хранится на сайте x o r p . o r g . И нтерес н ы й аспект платформ ы XOR P заключается в том , что она н е только фун к­ ционирует в раз н ых операцио н н ы х системах ( Linux, разных версиях B S D , Мае OS Х и Wi n dows Seiver 2003 ) , но и может запускаться н епосредстве н но с "живого " компакт­ диска (т. е . н епосредстве н н о с ком пакт-диска, без инсталля ции на жестк и й диск. Примеч. ред. ) н а персональном комп ьютере. Этот "живо й " ком пакт-диск ( live C D) скрытно основан на системе Linux, но он прошел долгую эвол юцию и позволяет превра­ щать типич н ы й персональный ком пьютер в специализированн ое устройство для марш­ рутизации. -

-

1 5.7. МАРШРУТИЗАТОРЫ C1sco Маршрутизатор ы , вы пускаем ы е компанией Cisco Systems, I nc . , се годня я вля ются стандартом де-факто -на р ы н ке и нтернет-маршрутизаторов. Захватив более 60% рынка, ком пан ия Cisco добилась ш ирокой известности своих продуктов, к тому же есть м ного специалистов, умеющих работать с этим и устройствами . Раньше в качестве маршрути­ заторов часто приходилось испол ьзовать U N IХ-систе м ы с несколькими сете в ы м и и н ­ терфейсам и . Сегодня специализирован ные маршрутизаторы размещены в ком мутаци­ онн ых ш кафах и над подвесн ы м и потолками , где сходятся сетевые кабели.

Глава 1 5. IР-маршрутизация

51 3

Большинство маршрутизаторов Cisco работает под управлением операционной систе­ мы Cisco IOS , которая я вляется собственностью ком пании и не и меет отношения к си­ стеме U N IX. У нее достаточно большой набор команд: полная бумажная документация занимает на полке почти полтора метра. Мы н икогда н е смогл и бы полностью описать здесь эту операционную систему, но все же постараемся дать о ней основные сведения. П о умолчанию в системе IOS определе н ы два уровня доступа (пол ьзовател ьск и й и привилегированный) , каждый из которых включает механизм парольной защиты . Чтобы войти в пользовательский режим можно воспол ьзоваться s sh. Вы получите приглаше н ие на ввод пароля. $ ssh acme-gw . acme . com Pas sword :

После ввода правильного пароля появится приглашение и нтерпретатора ЕХЕС. acme -gw . a cme . c om>

С этого момента можно нач и нать вводить команд ы , например show interface s для отображен и я списка сетевых и нтерфейсов мар шрутизатора или show ? для получе ­ ния справки по возможны м параметрам . Для того чтобы перейти в при вилегирова н н ы й режи м , введите команду еnаЫ е , а при последующем запросе - привилегирова н н ы й пароль. П ризнаком привилегиро­ ванного режима я вляется наличие символа " # " в конце строки приглашения. acme - gw . a cme . c om#

Будьте осторожн ы! В данном режиме можно делать все что угодно, включая удаление конфигурационной информации и даже самой операционной с исте м ы . Если сомневае­ тесь, обратитесь к справочным руководствам по системе Cisco или одной из исчерпыва­ ющих кни г, выпускаемых издательством Cisco Press. Команда show running позволяет узнать текущие динамические параметры м арш­ рутизатора , а по команде show config отображаются текущие неизменяемые парамет­ ры. В большинстве случаев оба набора дан н ых иденти ч н ы . Типичная конфигурация вы­ глядит следующим образом . acme - gw . a cme . c om# show running C u r r e n t c on f i gu r a t i on : ve r s i o n 1 2 . 4 hos t name a cme - gw еnаЫе s e c r e t х х х х х х х х i p s u b n e t - z e ro i n t e r f a c e E t h e rne t O de s c r ip t i on Acme i n t e r n a l n e t wo r k i p a dd r e s s 1 9 2 . 1 0 8 . 2 1 . 2 5 4 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . О n o i p di r e c t e d - b r o a dc a s t i n t e r f a c e E t h e rne t l de s c r i p t i o n Acme b a c kbone n e t wo r k i p addre s s 1 9 2 . 2 2 5 . 3 3 . 2 5 4 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 0 n o i p di r e c t e d - b r o a dc a s t ip c l a s s l e s s line c o n О t ra n s p o r t input none l i ne aux О t r a n s p o r t input t e l n e t line vty О 4 pas sword хххххххх

Часть 11. Работа в сетях

514

login end

М оди ф и ц и р о вать конфи гураци ю м а р ш р утизатора м о ж н о раз н ы м и с п особам и . Ком па н и я Cisco предлагает графические утилиты , работающие в н е котор ы х верс и я х LJ N JX/Linux и Windows, но о п ы т н ы е сетевые адм и н истраторы н и ко гда и м и н е пользу­ ются . Их самы й м о щ н ы й " инструм е нт" - командная строка. Кром е того, с помощью команды s cp можно загрузить с маршрутизатора е го конфигурацио н н ы й файл и отре­ дакти ровать в л юби мом текстовом редакторе , после чего с нова записать файл в память маршрутизатора. Для того чтобы отредактировать конфи гурацион н ы й файл в режи м е ком а ндной строки, введите команду config term. acme - gw . a cme . c om# config term E п t. e r c o n f i g u r a t i o п c ommands , o n e p e r l i n e . End wi t h CNT L / Z . acme - gw ( co n f i g ) #

Теперь можно вводить конфигурационн ы е команды в том виде , в котором их будет отображать кома нда show running. Например, есл и требуется изменить I Р-адрес и н ­ терфейса E t h e r n e t O , введите следующее . i п t e r f a c e E t h e r пe t O i p addre s s 1 9 2 . 2 2 5 . 4 0 . 2 5 3 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . О

П о окончани и в вода конфигурационн ы х команд нажмите < Ct rl + Z > , чтобы вернуть­ сн к обычной командной строке . Если все прошло успешно, сохраните новую конфигу­ ра цию в постоянной памяти посредством команды wri te mem. П р и ведем несколько советов, касающихся эффективной работы с маршрутизаторам и Cisco. •

•

•

•

•

•

•

Присвойте маршрутизатору и м я с помощью команды hostname . Это позволит из­ бежать несчастны х случаев, связанных с изменением конфигурации не того мар ш ­ рутизатора. Заданное и м я всегда будет отображаться в командной строке . Всегда храните резервную копи ю конфигурацион ного файла марш рутизатора. С помощью команд scp или tftp можно каждую ночь пересылать текущую конфи­ гурацию в другую систему на хранение. Зачастую сушествует возможность хран ить копию конфигурации в энергонезависи­ мой памяти NVRAM или на переносном флеш-накопителе. Не пренебрегайте этим! Сконфигурировав маршрутизатор для S S Н -доступа, откл юч ите протокол Tel net совсем . Контрол и руйте доступ к командной строке маршрутизатора , создавая списки до­ ступа для каждого порта УТУ (аналоги ч е н порту РТУ в U N IХ-системе). Это не по­ зволит посторо н н и м пользователя м " взломать" маршрутизатор. Управля йте трафиком между сетя м и (по возможности , и во внеш н и й мир тоже), создавая сп иски доступа для каждого и нтерфейса. Более подробная и нформация приведен а в разделе 22. 1 1 . Физически огран и ч и вайте доступ к маршрутизаторам . Ведь если у злоум ышлен­ н и ка будет физический доступ к устройству, он л егко сможет измен ить п ароль привилегированного режима.

Если у вас нес кол ько маршрутизаторов и н е с колько с отрудн и ко в , отвечающих за их работу, воспользуйтесь утилитой RAN C I D , которую можно загрузить с сайта s h r u b e r r y . n e t . Н азвание RANC I D ( и гра слов: rancid негодный. - Примеч. ред. ) го-

Глава 1 5. IР-маршрутизация

51 5

ворит само за себя , но у этой программ ы есть одно преимущество: она регистрируется на ваших маршрутизаторах каждую ноч ь и получает их файлы конфигурации. Затем она сравнивает эти файлы и сообщает вам об их изменен иях. Кроме того, она автоматиче­ ски передает файлы конфигурации системе контроля версий (см . раздел 7 . 8 ) .

1 5 .8. Л ИТЕРАТУРА •

PERLMAN Rло1л. Interconnections: Bridges, Routers, Switches, and lnterworking Protocols (2nd Edition) . Readiпg, МА: Addisoп-Wiley, 2000. Это вьщающаяся книга в данной

области . Если в ы реш ил и купить тол ько одн у к н и гу об основах работы в сетях, покупайте ее. Кроме того, не упус кайте шанса " зависнуть" с Радией - она оче н ь веселая и обладает удивительно обширн ы м и знаниями. •

EDG EWORT H , B RAD, AлRoN Foss, AND Rлм 1 Rо G лRZA Rюs. / Р Routing оп Cisco /OS, IOS ХЕ, and IOS XR: Ап Essential Guide to Understanding and Implementing /Р Routing Protocols. l пdiaпapolis, I N : Cisco Press, 20 1 4.

•

Н u пЕмл CнRISТIAN. Routing in the lnternet, Second Edition. Pre пt ice Hall , 2000. Эта книга представляет собой отл ич ное введение в маршрутизацию для нач инающих. В ней описано большинство используемых сегодня протоколов маршрутизаци и , а также рассматри вается ряд сложных тем , например групповое вещание.

Существует м ного документов RFC, посвященных маршрутизаци и . Основные из них перечислены в табл. 1 5 . 3 . Таблица 1 5 . З . Документы RFC, посвищенные маршрутизации RFC

Название

Авто р ы

1 256

ICMP Router Discovery Messages

Deering

1 724

RIP Version 2 MIB Extension

Malkin, Baker

2080

Rlng for 1 Pv6

Malkin, Minnear

2328

OSPF Version 2

М оу

2453

RIP Version 2

Malkin

427 1

А

Rekhter, Li , et al.

4552

Authentication/Confidentiality for OSPFv3

Gupta, Melam

4822

R I Pv2 Cryprographic Authentication

Arki nson, Fanto

486 1

Neighbor Discovery for 1 Pv6

Narten et al.

5 1 75

I Pvб Router Advertisement Flags Option

Haberman, Hinden

5308

Routing 1 Pv6 with IS-IS

Hopps

5340

OSPF for I Pvб

Coltun et al.

5643

Management l nformation Base for OSFv3

Joyal, NManral, et al.

Border Gateway Protocol 4 (BGP-4)

глава

16

DNS: система доменных имен

И нтернет обеспечивает мгнове н н ы й доступ к ресурсам по всему м иру, и каждый из этих ком п ьютеров или сайтов и м еет ун и кал ьное имя (например, g o o g l e . com). Те м не менее л юбой , кто пытался найти друга ил и потерянного ребен ка на переполненном ста­ дионе , знает, что мало просто знать имя и его вы кри кивать. Существе н н ы м фактором для поиска чего-л ибо ( ил и кого-либо) я вляется организован ная систе ма передач и , об­ новления и распространения имен и их местоположен и й . П ол ьзовател и и програм м ы на уровне пол ьзователя л юбят ссылаться на ресурс ы по имени (например, ama z o n . c om), но сетевое программ ное обеспечение н изкого уров­ ня пон имает только I Р-адреса (например, 54.239 . 1 7 .6). Сопоставл е н ие имен и адресов является самой известной и, возможно, самой важной фун кцией D N S , систе м ы домен­ н ых имен. D N S вкл ючает в себя другие элементы и фун кции , но почти без исключения все они существуют для поддержки этой ос новной цел и . На протяжении всей истории И нтернета система DNS вызывала как восхищение, так и критику. Ее первоначальная элегантность и простота способствовал и ус пеху в первые годы и позволили И нтернету быстро расти под небол ьшим централизован ным управлением. По мере роста потребностей в дополн ител ьных функциональных возможностях систе ма DNS стала нуждаться в усовершенствовании. И ногда эти фун кции добавлялись с пособом, ко­ торый сегодня выглядит уродливым. Скептики указывают на недостатки инфраструктуры DNS в качестве доказательства того, что Интернет находится на грани краха. Однако, что ни говори , основные кон цепции и протокол ы D N S до сих пор выдержи ­ вали рост от нескол ьких сотен хостов в одной стране до всемирной сет и , которая под-

Часть 11. Работа в сетях

51 8

держи вает более трех м иллиардов пол ьзователей на более чем одном м иллиарде ком­ п ьютеров. ' Примеров и н формацион ной с исте м ы , которая выросла до этого масштаба с таким количеством вопросов, бол ьше нет. Без D N S И нтернет давно бы провал ился .

1 6. 1 . АРХИТЕКТУРА D N S С истема D N S - это распределенная база дан ных. В рам ках этой модел и оди н сервер хра н ит дан н ы е для комп ьютеров, о которы х он знает, а другой сервер хранит дан н ые для с воего собствен ного набора комп ьютеров, при этом серверы взаимодействуют и об­ мени ваются данн ы м и , когда одному серверу н еобходимо найти данные на другом серве­ ре. С адми нистративной точки зрения DN S-cepвepы , которые вы настроил и для своего домена, отвечают на внешн ие запросы об именах в ваш е м домене и в свою очередь за­ праши вают серверы других доменов от и мен и ваш их пользователе й .

З а п росы и ответы DN S-зaпpoc состоит из имени и типа зап иси. Возвращаемый ответ - это набор "запи­ сей о ресурсах" (resource records - R R) , которые реаmруют на запрос (или, альтернативно, на ответ, указывающий, что имя и тип записи, которые вы запрашивали, не существуют). " Реаrирует" не обязательно означает "знает" . D N S-cepвepы образуют иерархию, и для ответа н а конкретный запрос может потребоваться связь с серверами на несколь­ ких уровнях (см. раздел 1 6.4) .2 Серверы, не знающие ответа на запрос , возвращают за­ писи ресурсов , которые могут помочь клиенту найти сервер, знающий ответ. Наиболее распростране н н ы й запрос - это запрос записи А, которая возвращает I Р­ адрес , связа н н ый с именем. На рис. 1 6. l показан типичный с ценарий.

“Переместите меня на сайт facebook.com.”

“Найти систему, в которой находится сайт facebook.com.”

“Какая запись A у сайта facebook.com?”

“Запись A у сайта facebook.com — 31.13.73.36.”

gethostbyname( ”facebook.com”)

Человек

Web-браузер

Системная библиотека и механизм преобразования имен

Сервер имен

Рис. 16. 1. Простой поиск имени

Во-первых, человек вводит имя желаемого сайта в веб-браузер . Затем браузер вызы­ вает библиотеку DNS Resolver для поиска соответствующего адреса. Библ иотека Resolver создает запрос на запись А и отправляет ее на сервер и м е н , которы й возвращает запись А в своем ответе. Наконец, браузер открывает ТСР-соединение с целевым хостом через I Р-адрес , возвращаем ы й сервером имен . ' Статистика относительно пол ьзователей взята с сайта i n terne t l i ve s t a t s . com/ interne t ­ u s e r s , а статисти ка по хостам - на сайте s tatista . com. 2Серверы и ме н обычно п олуч ают зап росы на порт 53 U D P.

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

51 9

П оставщики услуг DNS Несколько лет назад одной из основных задач каждого с исте м ного адм и н истратора было создани е и обслуживан ие DNS-cepвepa. Сегодня с итуация измен илась. Есл и ор га­ н изация вообще поддерживает DNS-cepвep, он часто испол ьзуется тол ько для внутре н ­ него испол ьзования. 3 Каждой орган и за ц и и по-прежнему нужен внеш н и й DN S-cepвep, но те перь для ис­ пользования этой фун кции ис пол ьзуется оди н из м ногих ком м ерческих "управляем ых" поставщиков D N S . Эrи службы предлагают и нтерфе йс управлен ия графически м интер­ фейсом и высокодоступную, защище нную D N S - и н фраструктуру за очень небольшую плату в де нь. Amazon Route 5 3 , Cloud Flare , Go Daddy, D N S Made Easy и Rackspace это лишь некоторые из основных поставщи ков. Конечно, вы можете настроить и сохран ить свой собстве н н ы й DNS-cepвep (внутрен ­ ний ил и внеш н и й ) , если хотите . У вас есть десятки реали заци й D N S на выбор, но с и ­ стема и нтернет- и м е н Berkeley I nternet N a m e Domain ( B I N D) по- прежнему дом и н и рует в Интернете . Более 75% DN S-cepвepoв я вля ются ее разновидностью.4 Независимо от того , какой путь вы выберете , в кач естве с исте м ного адм и н истрато­ ра вам необходимо понять основн ые концеп ц и и и архитектуру D N S . Первые н есколько разделов дан ной главы посвяще н ы эти м важн ым фундаментальным зна н и я м . Н ач и ная с раздела 1 6 . 8 , мы показываем не которые конкретные конфи гурации для B I N D. -

1 6.2. DN S для ПОИСКА Независ имо от того, запус каете л и вы свой собстве н н ы й сервер и м е н , пользуйтес ь управляе мой службо й D N S ил и кто-то предоставляет службу D N S дл я вас , вы обяза­ тельно захотите настроить все свои системы на поиск и м е н в DNS. Для этого необходимо пройти два этапа. Во-первых, следует настроить с во и с исте ­ мы как D N S - кл ие нты . Во- вторых, нужно сообщить с истемам , когда испол ьзовать D N S , а не другие методы поиска имен , такие как статический файл /etc/hosts.

resol v . conf: конфигурация кл иентского модуля распознавания Кажд ы й комп ьютер, подкл юче н н ы й к сети , должен быть кл ие н том с исте м ы D N S . Конфигурация клиентс кой части систе м ы D N S задается в файле /etc/resolv . conf, содержащем список D N S-cepвepoв, которы м можно посылать запросы . m Дополн ител ьную информацию о протоколе с м . в разделе 1 3 . 6 . Есл и ваш ко м п ьютер получает свой 1 Р-адрес и сете вые параметры от D Н С Р­ сервера, то файл /etc/ resolv . conf должен заполн яться автоматически. В противно:\! случае его нужно редактировать вручн ую. Формат зап исей файла и м еет следующи й вид. s e a r c h имя_ домена . . . name s e rve r IР- адрес

1Система Active Directory M icrosoft вкл ючает и нтегрирова н н ы й D N S -cepвep, которы й прекрас­ но сочетается с други м и службам и , поддержи вае м ы ми M ic rosoft в корпорати вной среде . Одн ако Active Directory п одходит только для внутреннего ис пользовани я . Эта система н и когда не должна использоваться как внеш н и й DN S-cepвep, связан н ы й с И нтернетом, из-за поте нuиа.1ьных проб­ лем с безопасностью. •см . обзор /SC lnternet Domain Survey , опубл и кованный в июле 20 1 5 г.

Часть 11. Работа в сетях

520

Может быть указано от одного до трех серверов имен . Рассмотрим пример. s e a rc h a t r u s t . com b o o k l a b . a t r u s t . com n ame s e rv e r 6 3 . 1 7 3 . 1 8 9 . 1 ; nsl ; ns2 n ame s e rv e r 1 7 4 . 1 2 9 . 2 1 9 . 2 2 5

В строке s e a r c h приведе н с писок доменов, которые следует опраш и вать, если и м я ком п ьютера определено не полностью. Н апример, когда пользователь вводит команду s sh coraline, то распознаватель дополняет имя первым доменом в списке (в рассмот­ ренном выше примере - a t r u s t . с от ) , после чего и щет хост c o r a l i n e . a t r u s t . с о т . Если это и м я н е найдено, делается попытка найти хост c o r a l i ne . b o o k l a b . a t r u s t . с от. Количество доменов, которые можно задать в директиве s e a r c h , зависит от специ­ фики распознавателя ; большинство из них допускает от ш ести до восьми доменов, при этом предельное количество символов равно 256. Серверы и м е н , указанн ы е в файле resol v . conf, должны разре шать вашему ком ­ п ьютеру посылать запросы и обязаны давать на них пол н ые ответы (т.е . быть рекурси в­ н ы м и ) , а не отсылать вас на другие серверы имен (см. раздел 1 6.4). Серверы и мен опрашиваются по порядку. Если первый сервер отвечает на запрос , другие серверы игнорируются. Если возникает проблема, то по истечен и и времен и , от­ веден ного для ответа на запрос , он переадресуется следующему серверу. Все серверы опра ш иваются по очереди , до четырех раз каждый . С каждой неудаче й тайм-аут уве ­ л ич и вается . По умолчанию интервал тай м - аута задается равн ы м пяти секундам , что для нетерпеливых пользователей кажется веч ностью.

ns swi tch . conf': кого я за п ра ш ива ю п о имен и ? Операцион н ы е систе м ы Free B S D и Linux испол ьзуют файл перекл юче ния / e t c / nsswi tch . conf для того, чтобы указать, как выпол няется отображен и е I Р-адреса в и м я ком п ьютера и в каком порядке следует испол ьзовать с истему D N S - первой , последней или вообще не использовать. Если файла перекл ючения нет, то по умолчани ю устанав­ л ивается следующее поведение. h o s t s : d n s [ ! U NAVAI L= r e t u r n ]

files

Раздел ! UNAVAI L означает, что если служба D N S доступна, н о и м я в н е й не найдено, следует прекратить попытки поиска и не продолжать просмотр следующей записи (в дан ­ ном случае файла /etc/hosts). Если сервер имен н е был запущен (это бывает во время загрузки с истемы), то процесс поиска рекомендуется согласовывать с файлом hosts . Во всех рассматриваем ы х нами дистрибутивах систем в файле n s swi tch . conf со­ держится следующая запись, определяющую поведение по умолчанию. h o s t s : f i l e s dns

Эта конфигурация дает приоритет файлу /etc/hosts, который всегда проверяется . Обращен и е к системе D N S п роисходит только для поиска и м е н , которые невозможно распознать с помощью файла /etc/hosts . Не существует " наилучш его" способа конфигурации поиска - все зависит от того, как управляется ваша сеть. В общем , мы предпочитаем хранить как можно больше инфор­ мации об хаете в системе D N S , но м ы также п ытаемся сохран ить возможность вернуться при необходимости назад к статическим файлам hosts в процессе загрузки системы. Если служба имени предоставляется вам внешней организацией, вы м ожете выпол ­ н ить настройку D N S после настройки файлов resolv . conf и ns swi tch . conf . В этом случае вы можете пропустить оставшуюся часть этой главы или п родолжать ч итать даль­ ше, чтобы узнать больш е .

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

521

1 6.3. П РОСТРАНСТВО ИМЕН D N S П ространство имен D N S представляет собой дерево с двумя основ н ы м и ветвям и , со­ ответствующ и м и пря м ы м и обратн ы м преобразования м . Прямые преобразован и я ставят в соответствие и ме н ам ком пьютеров их I Р-адреса (и другие зап и с и ) , а обратн ые пре­ образован и я отображают 1 Р-адреса в и м е н а ком пьютеров. Каждое пол ностью опреде­ ленное и м я ком пьютера (например, n u b a r k . a t r u s t . c oт) - это узел дерева на ветви пря мых преобразова н ий , а каждый I Р-адрес - это узел дерева на ветви обратн ых преоб­ разований. Уровни дерева разделя ются точ ками ; корнем дерева я вляется точ ка.

Зоны обратного преобразования

Зоны прямого преобразования

. (root)

arpa in-addr ...

61

62 ...

...

...

...

189 ...

...

63

173

1

org

com

net ...

amazon www

atrust

www

de

...

...

nubark

...

au ... ...

... ...

...

... Рис. 1 6. 2. Дерево DNS-зoн

Для того чтобы система D N S могла работать с дан н ы м и обоих видо в , ветвь I Р­ адресов в пространстве имен и н вертируется , т. е. октеты I Р-адресов записываются в об­ ратном порядке. Например, если хост " n uba r k . a t ru s t . с от . " имеет адрес 63. 1 73 . 1 89. 1 , то соответствующий узел на ветви прямых преобразований в дереве и м еет имя " n uba r k . а t r u s t . сот . " а узел на ветви обратных преобразова н и й и м еет и м я " 1 . 1 8 9 . 1 7 3 . 6 3 . i n - a d d r . a rpa . " 5 Оба эти и м е н и зака н ч и ваются точ кой , так же как пол н ые пути файлов все гда на­ ч инаются с косой черты . Это делает их " пол ностью квал ифицирован н ы м и дом е н н ы м и и менам и " , или FQ D N для краткости . Вне контекста с истем ы D N S и м е на, такие как n u ba r k . а t r u s t . сот (без конечной точ к и ) , и ногда называются " полностью квалифицирова н н ы м и и менами хостов" , но это жаргонизм. В самой системе D N S налич ие или отсутствие конечной точки имеет реша­ ющее значение. Существует два ти па доменов верхнего уровня: национальн ые дом е н ы верхнего уров­ н я (country code top-level domain - ccTLD) и общие дом е н ы верхнего уровня (generic top level domain - gT LD). Орган изация I CAN N ( lnternational Corporation for Assigned Names and N umbers) управляет проектом регистраци и имен в доменах gTL D , таких как с от, n e t и o r g , с помощью аккредитован ных агентств. Для регистраци и и ме н и в дом е н е ccTLD зайдите на веб-страницу орган изации IANA ( l nternet Assigned Numbers Authority) i a na . o r g / c c t l d и найдите реестр соответствующей страны. ,

'· Часть имени i n - add r . a r p a п редставляет собой фи ксирова н н ы й суффи кс .

Часть 1 1 . Работа в сетях

522

Регистра ци я дом е нного имени Для того чтобы зарегистрировать домен второго уровня, необходимо подать зая вку в админ истрацию соответствующего домена верхнего уровня. Для того чтобы запол н ить бланки ре гистрации , необходимо назнач ить ответствен ного техничес кого специал иста и ответстве н н ого адм и н истратора, а также выбрать хотя бы два ком п ьютера, которые будут серверами домена. Кроме того, необходимо выбрать доме н ное и м я , н и ке м не за ­ нятое . Стоимость ре гистрации зависит от аге нтства, но в настоящее вре мя она относи­ тельно небол ьшая .

Созд а ни е со б ств е н н ы х поддоменов П роцедура создан и я поддомена аналогична той , что испол ьзуется при регистрации домена второго уровня , только це нтрал ьная адми нистрация теперь находится в пределах самой орган изации. Этот процесс предусматри вает следующие этапы . •

Выбор и м е н и , уникал ьного в пределах орган изаци и .

•

Назначение двух и л и бол ее ком пьютеров серверами нового домена.6

•

Согласование де йствий с администратором родительс кого домена.

П режде ч е м передавать пол номоч и я , адм и н истратор родительского дом ена должен убедиться в том , что серr�еры и м е н дочернего доме на с конфигурированы и работают правил ьно. В противном случае произойдет то , что назы вается некорректным делегиро­ ванием, и вы получите по электронной почте неприятное сообщен ие с требованием ис­ править ош ибку (см. раздел 1 7 . 1 5) .

1 6.4. КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА D N S Серверы имен по всему м иру работают вместе . чтобы отвечать н а запросы . Как пра­ вило, они расп ространяют информацию, поддерживае мую л юбым адм и н истратором , ближайш и м к цели запроса . Понимание ролей и взаи моотношен и й серверов имен важ­ но как для повседневных операци й , так и для отладки.

Серверы им е н Сервер имен в ыполняет несколько рутин н ы х операци й . • •

•

•

Отвечает н а запрос ы о б и м е нах и I Р-адресах ком пьютеров. Посылает зап росы локальн ы м и удал е н н ы м ком пьютерам от имени своих пол ьзо­ вателей. Кеш ирует ответы на запрос ы , для того чтобы ус корить ответы на н и х в следую­ щий раз. Пересылает данные м ежду серверами имен , чтобы обеспечить их синхронизацию.

Серверы и м е н работают с зона м и , которые представляют собой домен без поддоме­ нов. Часто терм и н домен употребляется как синон и м термина зона, даже в этой книге . Серверы и м е н работают в нескольких разных режимах , поэтому дать и х точное опре­ деление нелегко. Ситуация усложняется еще и тем , что оди н и тот же сервер может вы­ пол нять неодинаковые функции о разных зонах. В табл . 1 6. l перечисл е н ы прилагател ь­ н ые , употребляемые при оп исан и и серверов имен. 6С тех н ической точки зре н и я , пос кол ьку вы сами устанавл и ваете правила для своего п оддомена. может быть оди н сервер или нес колько.

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

523

Таблица 1 6 . 1 . Классификация серверов имен Тип сервера

Описание

Авторитетный (authoritative) главный ( master)

Официальный представитель зоны Основное хранилище данных зоны; берет информацию из дискового файла Синоним термина главный Копирует данные с главного сервера Синоним термина подчиненный Похож на подчиненный сервер, но копирует данные только о серверах имен (записи NS) Сервер, доступный только в пределах домена (также называется

первичный (primary) подчиненный (slave) вторичный (secoпdary) тупиковый (stub) внутренний ( distributioп)

невидимым сервером )

Неавторитетный • (пoпauthoritative) Отвечает на запросы, пользуясь данными из кеша; не "знает" , являются ли эти данные корректными кеширующий (cachiпg) Кеширует данные, полученные от предыдущих запросов; обычно не имеет локальных зон переадресующий (forwarder) Выполняет запросы от имени многих клиентов; формирует большой кеш Рекурсивный (recursive) Осуществляет запросы от имени клиента до тех пор, пока не будет най­ ден ответ Нерекурсивный (пoпrecursive)

Отсылает клиента к другому серверу, если не может получить ответ на запрос

• строго говоря, атрибут "неавторитетный" относится к ответу на DNS-зaпpoc, а не к самому серверу.

Серверы имен систематизируются на основании источн ика данн ы х (авторитетны й , кеширую щ и й , главны й , подчиненн ы й ) , типа храни м ых данных (усечен н ы й ) , пути рас­ пространения запроса (переадресующи й ) , типа выдаваемого ответа (рекурсивн ы й , не­ рекурсивный) и , наконец, доступности сервера (внутре нн ий ) . В следующих подразделах конкретизируются наиболее важн ые из этих различ и й ; об остал ьных различиях пойдет речь в других разделах главы.

А вторитетн ые и кеширу ющие серверы Главны й , подч и н е н н ы й и кеширующий серверы различаются только двумя харак­ теристикам и : откуда поступают дан н ые и авторитетен л и сервер дл я домена. В каждой зоне есть один главны й сервер имен.7 Н а нем хранится официальная копия дан н ых зон ы (в файле на диске). Систе м н ы й администратор модифицирует информацию, касающую­ ся зоны , редактируя файлы главного сервера. Подч и н е н н ы й сервер копирует свои данные с главного сервера посредством опера­ ции, называемой передачей зоны (zone t гansfer) . В зоне должен быть как м ин имум оди н подчиненный сервер. Тупиковый сервер - особый вид подчиненного сервера, загружа­ ющий с главного сервера только записи N S (описания серверов и м е н ) . Один и тот же ком п ьютер может быть главным сервером для одних зон и подчиненным - для других.

m Дополнительную и нформацию о передаче зоны см. в разделе в разделе 1 6.9. Кеш ирующий сервер имен загружает адреса серверов корн евого домена из конфи­ гурационного файла и накапливает остальн ые дан ные, кешируя ответы на выдаваем ы е 7 Н е которы е органи зации испол ьзуют н е сколько главн ы х с е рве ров или вооб щ е обходятс я бе з них ; м ы описывае м вариант, в котором суще ствует оди н главный с е рве р.

Часть 11. Работа в сетях

524

им запросы . Собствен н ых дан ных у кеширующего сервера нет, и он не я вляется автори­ тетным н и мя одной зоны (за искл ючением , возможно, зоны локального ком пьютера) . Гарантируется, что авторитетны й ответ сервера имен является точ н ы м ; неавторитет­ н ы й ответ может быть устаревш и м . Тем не менее очень м ногие неавторитетные ответы оказываются совершенно корректн ы м и . Главные и подчиненные серверы авторитетн ы м я своих зон , н о не м я кеш ирован ной информации о других доме нах. П о правде го­ воря, даже авторитетные ответы могут быть неточ н ы м и , если систе м н ы й адми н истратор изменил данные главного сервера (например, обновил порядковый номер зоны) и забыл передать их подч и н е н н ы м серверам. В каждой зоне должен быть хотя бы оди н подч и н е н н ы й сервер. В идеале подч инен­ н ых серверов имен должно быть м и нимум два, причем оди н из них - вне организации . Подчиненные серверы на м естах должны быть включены в разные сети и в разные цепи электроснабжения. Если служба имен вдруг перестанет фун кционировать, пользователи не с могут нормал ьно работать в сети.

Реку рсивные и нереку рсивные серверы Серверы и м е н бывают рекурсивны м и и нерекурсивн ы м и . Если у н ере курсивного сервера есть адрес, оставшийся в кеше от одного из предыдущих запросов, или он явля­ ется авторитетн ы м мя домена, к которому относится запрашиваемое имя , то он даст со­ ответствующий ответ. В противном случае он вернет отсылку на авторитетные серверы другого домена, которые с большей вероятностью ответят на запрос . Кл иенты нерекур­ сивного сервера должны быть готовы принимать отсылки и обрабаты вать их. У нерекурсивных серверов обычно есть веские причины не выполнять дополнительную работу. Например, все корневые серверы и серверы доменов верхнего уровня являются не­ рекурсивными, поскольку и м приходится обрабатывать десятки тысяч запросов в секунду. Рекурсивн ы й сервер возвращает только реал ьные ответы ил и сообщения об ошиб­ ках. Он сам отслеживает отсыл к и , освобождая от этой обязан ности клиента . Базовая процедура анализа запроса, по сути, остается неизменной . И з соображен и й безопасности , серверы имен организаци и , доступн ые извне, всегда должн ы быть нерекурсивн ы м и . Рекурсивные серверы и м е н , которые видны извн е , мо­ гут стать объектом мя атаки. Учтите , что библиоте ч н ы е фун к ц и и распознаван ия и м е н не понимают отсылок. Л юбой локальны й сервер имен , указанн ы й в файле resolv . conf клиента, должен быть рекурсивным.

З а п иси о ресу рсах Каждая организация поддерживает оди н или несколько фрагментов распределенной базы данных, лежащей в основе всемирной системы DNS. Ваш фрагмент дан н ых состоит из текстовых файлов, содержащих записи о каждом компьютере вашей сети; эти записи на­ зываются "записями о ресурсах" . Каждая запись представляет собой отдельную строку, со­ стоящую из имени (обычно имени компьютера) , типа записи и некоторых значений. Поле имени можно не указывать, если его значение совпадает с именем в предьщущей строке. Например, строки n ub a r k

IN IN

А МХ

63 . 17 3 . 1 8 9 . 1 1 0 ma i l s e r ve r . a t r u s t . com .

в файле " прямого преобразования" (с именем atrus t . com) и строка 1

IN

PTR nuba r k . a t r u s t . com .

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

525

в файле "обратного преобразования" ( с именем 63 . 17 3 . 1 8 9 . rev) связывают сайт nuba r k . a t ru s t . сот с I Р-адресом 63. 1 73. 1 89. 1 . Запись М Х перенапрамяет сообщение электронной почты , адресованное на эту машину, на комп ьютер тa i l s e rve r . a t ru s t . сот. Поля IN обозначают классы записей. Н а практике , эти поля означают И нтернет. Записи о ресурсах - это универсальный язык системы D N S . О н и н е зависят от фай ­ лов конфигурации , управляющих операциями , которые выполняются на л юбой реал и ­ заци и дан ного сервера D N S . В с е они я вляются фрагментами данн ы х , циркул ирующих внутри систе м ы DNS, и кешируются в разных м естах.

Делегирование Все серверы и м е н сч итывают имена корневых серверов из локальных файлов кон­ фи гураци и или содержат их в своем коде . Корневые серверы " знают" о доменах сот, o r g , edu, f i , d e и других доменах верхне го уровн я . Эта цепоч ка продолжается даль­ ше: сервер домена edu " знает" о домене c o l o ra d o . edu, be r ke l y . e d u , сервер домена сот " знает" о домене a dт i n . с от и т.д. Каждая зона может делегировать пол номоч и я п о управлению своим и поддоменами другим сервера м . Рассмотрим реальный пример. П редположим , требуется узнать адрес хоста vangogh . c s . b e r k e l e y . e d u , н аходяс ь на хосте l a i r . c s . c o l o r a d o . e d u . Ком пьютер l a i r просит локал ь н ы й сервер и м е н , n s . c s . c o l o r a d o . e d u , найти ответ на этот вопрос. П оследующие события представлены на рис. 1 6 . 3 .

Нерекурсивный

Рекурсивный 2-Q START

lair

3-R 1-Q

ns.cs.colorado.edu

10-A 9-A

Q = Запрос A = Ответ R = Ссылка

8-Q

4-Q 5-R 6-Q 7-R

root (“.”) edu berkeley.edu

cs.berkeley.edu Рис. 16. З. Обработка запроса в DNS

Ч исла возле стрелок определяют порядок событий , а буквы - тип транзакци и (запрос, ссыл ка ил и ответ) . П редполагается , что н и какие из требуемых дан н ы х п редварительно не кешировал ись, за исключением имен и I Р-адресов серверов корневого домена. Локал ь н ы й сервер и м е н н е " знает" адреса ком пьютера v a n g o g h . Более того, ему ничего н е известно о доменах c s . be r ke l e y . edu, b e r ke l e y . edu и даже edu. Он " зна­ ет" лишь н е которые серверы корневого домена, запраш и вает корн е вой домен об хосте v a n g o g h . c s . be r ke l e y . edu и получает ссылку на серверы в домене edu. Л окал ь н ы й сервер и м е н я вляется ре курс и вн ы м . Если ответ на зап рос содержит ссыл ку на другой сервер , то локал ьн ы й сервер повторно направляет запрос новому сер­ веру. Он продолжает этот процесс , пока не найдет требуемый сервер. В нашем примере локальный сервер имен посылает запрос серверу домена edu ( как всегда, запраши вая ком пьютер vangogh . c s . be r ke l e y . edu ) и получает ссылку на неза-

Часть 11. Работа в сетях

526

висимые серверы домена b e r ke l e y . e d u . Затем локальный сервер повторяет запрос, на­ правляя его в домен b e r ke l e y . edu. Если сервер университета Беркли не содержит ответ в кеше, он вернет ссьmку на доме н c s . be r ke l e y . edu. Сервер этого домена ком петентен в отношен и и запрашиваемой информации и возвращает адрес ком пьютера vangogh. По окон ч а н и и процедуры в кеше сервера n s . c s . c o l o r a d o . edu окажется адрес комп ьютера va n g o g h . В кеше будут также находиться с писки серверов доменов e d u , be r ke l e y . e d u и c s . b e r ke l e y . edu. Детал и процедуры запроса можно выяснить с помощью утил ит dig + trace или dril l -Т.8

Ке w и рование и э ффективность Кеш ирование повышает эффективность поиска: кешированн ы й ответ выдается поч­ ти мгновен но и обычно точ е н , так как адресно-и м е н н ые соответствия меняются редко. Ответ хранится в теч е н ие периода време н и , называемого TTL (time to live ) , продолжи­ тельность которого задается владельцем искомой записи. Большинство зап росов каса­ ется локальных ком пьютеров и обслуживается быстро. Повышен ию эффективности не­ вольно содействуют и сами пользователи , так как м ногие запросы повторяются. Обычно записи о ресурсах вашей организации должн ы испол ьзовать период TT L , продолжительность которого, как правило, лежит в диапазоне о т одн ого часа д о одн ого дня. Чем дольше период TTL, тем меньше трафик сети, потребляе м ы й и нтерн ет-клиен­ тами , получающими свежие коп и и записи. Если у вас есть специальная служба, загрузка которой сбалансирована между логи ­ ческими подсетям и (этот п роцесс называется балансированием нагрузки глобального сер­ вера) , вы можете потребовать, чтобы поставщик услуг, выполняющий балансирование загрузки , выбрал более короткую продолжительность TTL , например десять секунд или одну минуту. ( Коротки й период TTL позволяет балансировщику загрузки б ыстро реа­ гировать н а бездействие серверов и атаки на основе отказа в обслуживан и и . ) Система с коротки м и периода м и TT L продолжает работать корректно, н о ваш и серверы и м е н должн ы работать в более интенсивном режиме. В примере, описанном выше, продолжительность периодов TTL бьmа установлена так: на корневых серверах 42 дня, в домене edu - два дня, в домене b e r ke l e y . edu два дня и один ден ь - для сайта vangoug h . c s . be r ke l e y . edu. Это разумные величины. Если вы планируете крупную перенумерацию, то можете сделать периоды TTL короче, чем раньше. Серверы DNS также реализуют негативное кеширование. Иначе говоря , они помнят, в каких ситуациях запрос остался без ответа, и не повторяют его , пока не истечет период TTL для негативного кешировани я . Ответы при негативном кеш ировании сохран яются в следующих с итуациях. -

•

Н ет хоста или домена, соответствующего запрашиваемому имени.

•

Дан ные запрашиваемого типа для дан ного хоста не существуют.

•

Запраши вае м ы й сервер н е отвечает.

•

Сервер недоступе н из-за проблем в сети.

-

Сервер B I N D кеширует данные в двух первых ситуациях, а сервер UnЬound во всех четырех. Коли ч ество повторен и й негативного кеширования можно задавать в любой ре­ ализаци и . -

кутилиты diq и drill - это инструменты си стемы D N S ; утилита diq входит в дисТРибути вный набор сервера B I N D , а утилита drill разработана груп пой N Lпet Labs.

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

527

Н еоднозначные ответы и бала нсировк а заг рузки DNS Сервер имен в ответ н а запрос часто получает нес колько зап исей. Напр и м ер, п р и по­ пытке узнать адрес сервера имен корневого домена можно получить с писок, содержа­ щий все 1 3 корневых серверов. Больш инство сер в ер о в и м е н возвращает ответы в слу­ чайном порядке, выполняя примитивный вид баланс ировани я загрузк и . Можно достич ь балансирован ия загрузки своих серверов, закре п и в одн о и м я з а н е ­ скольким и I Р-адресами ( которые в реальности соотве тст ву ют разным ко м п ьютерам ) . www

IN IN IN

А А А

1 92 . 1 68 . 0 . 1 1 92 . 1 68 . 0 . 2 1 92 . 1 68 . 0 . З

Большинство серверов и м е н возвращают м ногор е кордные множества в другом по­ рядке каждый раз, когда они получают запрос , вращая и х в цикл ическом режиме. Когда клиент получает ответ с нескол ьк им и запися м и , наи более распространен ное п о веде н и е заключается в том , чтобы попробовать адреса в поряд ке возвращаемом DNS-cepвepoм.9 Эта схема обычно н азы вается балансированием нагрузки на основе циклического рас­ предел е н ия нагрузки. Однако в л учшем случае это грубое реше н ие . На бол ьш и х сайтах используется программное обеспечение балансирован ия нагрузки ( н апример , HAProxy, см. раздел 1 9 .6) или специализирован ные устройства балансирова н и я нагрузки. ,

Отл адка с п омощью и нстру ментов за п росов W Дополн ительную информацию о спецификациях DNSSEC с м . в

разделе

1 6 . 1 О.

П ять инструментов командной строки , которые зап раш ивают базу дан н ых DNS, рас­ простран я ются с помощью дистибутивов B I N D : nsl ookup , dig, host, dri l l и delv. Утил иты n s l ookup и ho s t просты и имеют н еплохую п роизводительность, но, чтобы получить все детал и , нуж н ы утилиты dig ил и dr i l l . Утил ита dri l l лучш е работает с цепоч кам и подписей D N S S EC. И м я команды dr i l l обыгрывает и м я dig (Domain lnformation Groper средство сбора информации о доменах } , подсказывая , что благода­ ря этой утилите можно получить еще больше информации от системы DNS, чем с помо­ щью утилиты dig. Утилита delv впервые появилась в си сте м е B I N D 9. 1 0 и в кон еч н ом итоге заме н ит утилиту drill для отладки D N S S EC. -

W Дополн ител ьную и нформаци ю о расщеплении DNS см . в

разделе 1 6. 7 .

По умолчанию утил иты dig и dri l l посылают за п росы серверам им е н, сконфигу­ рированн ым в файле /etc/re solv . conf. Аргумент @ с ерв ер_ име н адресует команду конкретному серверу име н . Способность посылать запросы кон кретному серверу по­ зволяет гарантировать, что любые изме н е н и я , внос и м ые в зон у, будут распростран е н ы среди подч и н е н н ых серверов и во внешнем м ире. Это свойство особенно полезно, есл и в ы испол ьзуете представления (расще пляете D N S ) и должн ы проверять, пр а в ил ь но л и он и сконфигурированы. Если указать тип записи, то команды dig и dri l l будут вы пол нять запрос только к эти м зап исям . Псевдотип any действует нем ного неожиданно: вместо того чтобы вер­ нуть все дан н ы е , ассоциированные с указа н н ы м имене м , он в озв ра ща ет все кеширован­ ные данн ы е , связан ные с н и м . Итак, чтобы получить все зап иси , необходимо выпол нить команду dig домен NS , за которой следует выраже н ие dig @ n s l . д омен . домен any. (Авторитетные дан ные в этом контексте рассматриваются ка к ке ш и рованны е ) .

90днако это поведен ие не я вляется обязательн ы м . Разные кл и е нты могут иести себя по-разному.

Часть 11. Работа в сетях

528

Утилита dig имеет более 50 опци й , а утилита dri l l около полови н ы этого коли­ чества. Получив флаг h , эти утилиты выдают список всех своих опци й . (Для того чтобы упорядочить вывод, можно передать его утилите les s . ) Для обеих утилит опция -х зме­ няет порядок следования байтов в I Р-адресе на противоположный и выполняет обрат­ н ы й запрос. Флаги +trace утилиты dig и -т утилиты dri l l показывают итеративные шаги в процессе распознавани я , начиная от корн я и вниз по дереву иерархии. Если ответ я вляется авторитетны м (т.е. приходит непосредственно от главного или подчиненного сервера дан ной зоны ) , то команды dig и drill во флагах вывода испол ь­ зуют символы а а . Код ad означает, что ответ является аутентичным в смысле протокола D N S S EC . Тестируя новую конфигурацию, следует убедиться , что вам доступн ы дан ные как локал ьных, так и удаленных хостов. Если вы имеете доступ к хосту только по его 1 Р­ адресу, а не по имени, то в это м , вероятно, виновата с истема DNS. Чаше всего утилита dig испол ьзуется дл я выяснения того, какие записи в настоя ­ щее вре м я возвращаются для определенного и м е н и . Если возвращается только ответ AUTHOR I T Y , значит, вы перенаправл е н ы на другой сервер и м е н . Если возвращается от­ вет ANSWER, значит, на ваш вопрос был дан ответ ( и , может быть, была включена другая информаци я ) . Часто бывает полезно следить з а цепоч кой делегирования вручную с корневых сер­ веров, чтобы убедиться , что все находится в правильных местах. Н иже мы рассмотри м при м ер этого процесса для названия www . v i a we s t . с от . Во- первых, м ы запрашиваем корневой сервер, чтобы узнать, кто я вляется авторитетным для сайта v i a w e s t . с от, за­ проси в начальную запись (start-of-authority S OA) . -

-

-

$ dig @ a . root-servers . ne t viawes t . com soa

; ; , , , , ,

< < > > D i G 9 . 8 . 3 - P l < < > > @ a . r o o t - s e rve r s . ne t v i a we s t . c oт s o a ( 1 s e rve r found ) , g l ob a l op t i on s : + стd , G o t a n s we r : , - > >HEADER< < - opcode : QUERY , s t a tu s : NOERRO R , i d : 7 8 2 4 , f l a g s : q r r d ; QUERY : 1 , AN SWE R : О , AUTHORI TY : 1 3 , ADD I T I ONAL : 1 4 , WARN I NG : r e cu r s i on r e que s t e d b u t n o t avai l aЫ e

, , QUES T I ON SECT I ON : ; vi a we s t . c oт . I N S OA ; ; AUTHORI T Y SECT I ON : 1 7 2 8 0 0 I N NS сот . 172800 IN NS с от . 1 7 2 8 0 0 I N NS сот . ; ; ADD I T I ONAL SECT I ON : c . g t l d - s e r ve r s . ne t . 1 7 2 8 0 0 b . g t l d- s e rve r s . ne t . 1 7 2 8 0 0 b . g t l d- s e rve r s . ne t . 1 7 2 8 0 0 a . g t l d- s e rve r s . ne t . 1 7 2 8 0 0

, , , ,

, , , ,

IN IN IN IN

c . g t l d- s e rve r s . ne t . b . g t l d - s e rve r s . ne t . a . g t l d - s e rve r s . ne t .

А 1 92 . 2 6 . 92 . 3 0 А 1 92 . 33 . 14 . 30 АААА 2 0 0 1 : 5 0 3 : 2 3 l d : : 2 : 3 0

А

1 92 . 5 . 6 . 30

Que r y t iтe : 6 2 тs е с S E RVE R : 1 9 8 . 4 1 . 0 . 4 # 5 3 ( 1 9 8 . 4 1 . 0 . 4 ) WHEN : W e d Feb 3 1 8 : 3 7 : 3 7 2 0 1 6 MSG S I Z E r cvd : 4 8 9

Обратите внимание на то, что возвращен ное состоян ие имеет значение NOERROR. Это говорит о том, что запрос возвратил ответ без заметны х ошибок. Другим и распростра-

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

529

ненными значениями состояния являются NXDOMA I N , которое указывает, что запрошен­ ное имя н е суmествует (или не зарегистрировано) и SERV FA I L , которое обычно указыва­ ет на ошибку конфигурации на самом сервере имен. Этот раздел AUTHOR I T Y SECT I ON указывает, что глобальн ые серверы домена верхне­ го уровня (gTLD) я вляются следующим звеном в цепочке полномоч и й для этого домена. Итак, мы выбираем оди н случай н ы м образом и повторяем оди н и тот же запрос. $ dig @ c . gtld- servers . net viawes t . com soa ; < < > > D i G 9 . 8 . 3 - P l < < > > @ c . g t l d- s e rve r s . n e t v i a we s t . c orn s o a ; ( 1 s e rv e r found ) , , g l o b a l o p t i o n s : + crnd , , Got a n s we r : ' ' - > >HEADER< < - opcode : QUERY , s t a t u s : NOERROR , i d : 9 7 6 0 ' ' f l a g s : q r r d ; QUERY : 1 , ANSWER : О , AUTHORI T Y : 2 , ADD I T I ONAL : 2 , , WARN I N G : r e c u r s i on reque s t e d b u t n o t a va i l aЫ e , , QUE S T I ON S E CT I ON : ; vi awe s t . corn .

I N S OA

; ; AUTHOR I T Y S ECT I ON : viawe s t . c orn . 172800 IN NS viawe s t . corn . 1 7 2 8 0 0 I N NS

n s l . vi a we s t . ne t . n s 2 . v i awe s t . n e t .

; ; ADD I T I ONAL SECT I ON : 1 7 2 8 0 0 IN А n s l . vi a we s t . ne t . 1 7 2 8 0 0 IN А n s 2 . vi a we s t . n e t . , , Que r y t irne : 5 2 rns e c

2 16 . 87 . 64 . 12 209 . 170 . 21 6 . 2

, , S ERVER : 1 9 2 . 2 6 . 9 2 . 3 0 # 5 3 ( 1 9 2 . 2 6 . 9 2 . 3 0 ) , , WHEN : Wed Feb 3 1 8 : 4 0 : 4 8 2 0 1 6 ' ' MSG S I Z E rcvd : 1 0 8

Этот ответ намного более краткий , и теперь м ы знае м , что следующий сервер дл я за­ проса - n s l . v i a we s t . сот (ил и n s 2 . vi awes t . c om ) . $ dig @ ns l . viawes t . net viawest . com soa ; < < > > D i G 9 . 8 . 3 - P l < < > > @ n s 2 . vi a we s t . n e t v i awe s t . c orn s o a ; ( 1 s e rv e r f o und ) , , g l o b a l opt i on s : + crnd , , Got a n s we r : ' ' - > >HEADER< < - opcode : QUERY , s t a t u s : NOERROR , i d : 6 1 5 4 3 ' ' f l a g s : q r а а r d ; QUERY : 1 , ANS WE R : 1 , AUTHORI T Y : 1 , ADD I T I ONAL : 1 , , WARN I N G : r e c u r s i on reque s t e d b u t n o t a va i l aЫ e , , QUE S T I ON S E CT I ON : ; vi awe s t . c orn . I N SOA ; ; AN SWER S E CT I ON : viawe s t . c orn . 3600 I N S OA rnve c . vi awe s t . ne t . ho s trna s t e r . v i a we s t . ne t . 2 0 0 7 1 1 2 5 6 7 3 6 0 0 1 8 0 0 1 2 0 9 6 0 0 3 6 0 0 , , AUTHOR I T Y S ECT I ON : 8 6400 viawe s t . c orn .

IN

NS

; ; ADD I T I ONAL SECT I ON : 3600 n s 2 . vi awe s t . ne t .

IN

А

n s 2 . vi awe s t . ne t .

209 . 170 . 2 1 6 . 2

, , Que r y t irne : 5 rns e c , , S E RVE R : 2 1 6 . 8 7 . 6 4 . 1 2 # 5 3 ( 2 1 6 . 8 7 . 6 4 . 1 2 )

Часть 11. Работа в сетях

530

' ' WHEN : W e d Feb 3 1 8 : 4 2 : 2 0 2 0 1 6 , , M S G S I Z E rcvd : 1 2 6

Этот запрос возвращает AN S W E R для домена v i a w e s t . с от. Теперь мы знаем авто­ ритетный сервер имен и можем запросить и м я , которое м ы действительно хотим , www . v i a we s t . сот. $ dig @ ns l . viawest . net www . viawes t . com any

; ; , , ' ' ,

, , ' ' ,

< < > > D i G 9 . 8 . 3 - P l < < > > @ n s l . vi awe s t . n e t www . v i awe s t . com any ( 1 s e rve r f ound ) g l ob a l op t i on s : + cmd Got a n s we r : - > > H EADER update add newhos t . cs . colorado . edu 8 64 0 0 А 1 2 8 . 13 8 . 2 4 3 . 1 6 > > prereq nxdomain gypsy . cs . colorado . edu > update add gypsy . cs . colorado . edu СNАМЕ evi - l aptop . cs . colorado . edu

Динамические обновления - очен ь опасная возможность. О н и потен ц иально спо­ соб н ы предоставить п раво н е контрол ируе м о й зап и с и важ н ы х с исте м н ы х дан н ы х. Не п ытайтесь контролировать доступ на ос нован и и I Р-адресов: и х легко подделать. Л уч ш е воспользоваться системой аутентификации T S I G с общи м секретн ы м ключом. Например, в с истеме B I N D 9 поддерживается команда $ nsupdate -k ка талог_ ключа : фа йл_ ключа

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

567

или % nsupdate -k ка талог_ ключа : секре тный_ ключ

Поскольку пароль задается в командной строке после кл юча -у, е го может увидеть тот, кто запустит команду w ил и ps в правильный момент. По этой прич ине более пред­ почтительной я вляется форма k Подробнее технология TS I G описана в разделе 1 6 . I O . Динамические обновления зон ы разрешаются в файле named . conf посредством па­ раметра a l l o w- upda t e или upda t e - po l i c y . П араметр a l l o w - u pd a t e предоставляет право обновления л юбых зап исей кл иентам , ч ьи I Р-адреса и кл юч и ш ифрования указа­ ны в списке . П араметр upda t e - p o l i c y появ ился в B I N D 9 и позволяет точ нее управ­ лять обновлениями на основании имен хостов и типов зап исей. Он требует испол ьзовать механизмы аутентификаци и . Оба параметра я вляются зон н ы м и . С помощью параметра upda t e - po l i c y можно разре ш ить клиентам обновлять с вои записи А и P T R , но не S OA, NS ил и КЕУ. М ожно также позвол ить хосту обновлять тол ь­ ко свои зап иси. И мена допускается задавать я вно, в виде поддоменов, с метаси м вола­ ми или с помощью кл ючевого слова s e l f , которое задает правила доступа ком п ьютера к собствен н ы м зап ися м . Записи о ресурсах идентифицируются по классу ил и типу. Си нтаксис параметра upda t e - po l i c y выглядит следующим образом. -

( g rant l de n y )

.

сущность имя_ типа имя [ типы]

;

Сущно с ть - это и м я криптографического кл юча, необходи мого для авторизации обновлен и й . Имя_ типа имеет четыре значения: name , s ubdoma i n , w i l d ca rd ил и s e l f . Опция s e l f я вляется особенно полезной, потому что позволяет хосту обновлять тол ько свои записи. По возможности , следует испол ьзовать именно ее. Имя - это обновляемая зона, а типы - тип ы записей о ресурсах, которые можно об­ новить. Есл и типы не указаны, то могут обновляться записи всех типов, кроме S OA, :-i s , RRS I G и N S E C или N S E C З . Рассмотрим пример. updat e - p o l i c y ( grant dhcp - ke y s ubdoma i n dhcp . c s . c o l o r a d o . e du А ) ;

В такой конфигурации л юбому, у кого есть кл юч d h c p - k e y , разрешается обнов­ лять адресные зап и с и в поддомене d h c p . c s . c o l o r a d o . e d u . Эта дир·е кти ва должна появиться в файле named . conf в инструкци и z o n e домена d h c p . c s . c o l o r a d o . e 0j u . Потребуется также инструкция key, содержащая определение кл юча d h c p - key. Приведе н н ы й н иже фрагм ент файла named . conf факультета ко м пьютерных наук университета Колорадо (Computer Science Department at the U niversity of Colorado) ис­ пользует инструкци ю u p d a t e - p o l i c y для того , чтобы позвол ить студентам , находя ­ щимся в классе систем ного админ истратора, обновлять свои поддоме н ы , не касаясь при этом остал ьного окружен ия системы DNS. / / saclas s . net zone " s a c l a s s . n e t " ( t ype ma s t e r ; f i l e " s a c l a s s / s ac l a s s . ne t " ; upda t e - po l i c y ( g r a n t f e a n o r mroe . s ubdoma i n s a c l a s s . ne t . ; g r a n t mo j o_mr o e . s ubdoma i n s a c l a s s . ne t . ; g r a n t dawdl e mroe . s ubdoma i n s a c l a s s . ne t . ; g r a n t p i r a t e_mr oe . s ubdoma i n s a c l a s s . ne t . ; );

Часть 11. Работа в сетях

568

1 6. 1 0. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ DNS DNS появилас ь как совершенно открытая с истема, н о в процессе развития она ста­ новилась все более защи щенной, приобретая необходим ы е средства защиты. По умол­ чан и ю кажды й , у кого есть доступ в Интернет, м ожет исследовать ч ужой доме н от­ дел ьн ы м и запросами с помощью таких команд, как dig, host, nslookup или dri l l . В некоторых случаях можно получить образ всей базы данн ы х D N S . Для устранения этих недостатков в последние верси и пакета B I N D б ы л и введены различные средства управления доступом , основанные на проверке адресов ил и крипто­ графической аутентификации. В табл . 1 6. 5 перечислены эле менты подсистем ы безопас­ ности, которые настраиваются в файлах named . conf. Табли ца 1 6. 5 . Средства защиты сервера BIND Параметр

Ч то оп ределнет

Инструкции

acl

Разные

a l l ow - qu e r y

opt i o n s ,

a l l ow - r e c u r s i on

opt i on s

a l l ow - t r an s f e r

opt i on s ,

a l l ow - u p d a t e

zone

Кто может выполнять динамические обновления

Ы a c kh o l e

opt i on s

Какие серверы нужно полностью игнорировать

bogus

s e rv e r

Какие серверы никогда нельзя опрашивать

upda t e - p o l i c y

z on e

Какие обновления разрешены

Списки управления дос�упом zone

Кто может посылать запросы зоне и л и серверу Кто может посылать рекурсивные запросы

z on e

Кто может запраши вать передачи зон

Еще раз о с п исках у п равления доступом на сервере B I N D Список управл е н ия доступом - это и м е н ован н ы й с п исок соответствия адресов, который м ожет служить аргументом разл и ч н ы х директив , в частности a l l ow - q u e r y , a l l ow- t ra n s f e r и Ы a c kh o l e . С интаксис списков был рассмотрен ранее. Кроме того, с п и с к и управл е н и я доступом м огут способствовать укреплен и ю безопасности DNS­ cepвepoв. В каждой орга низации должен существовать хотя бы один с писок для недоступных адресов и оди н - для локальных. Рассмотри м пример. acl b o gu s n e t s { О . О . О . О/В ; 1 . 0 . 0 . 0/8 ; 2 . 0 . 0 . 0/8; 169. 254 . 0 . 0/16; 1 92 . 0 . 2 . 0 /24 ; 224 . 0 . 0 . 0/3; 10 . 0 . 0 . 0/8; 172 . 1 6 . 0 . 0/8 ; 1 92 . 1 68 . 0 . 0 / 1 6 ; };

// // // // // // // // // //

a c l cune t s { 128 . 138 . 0 . 0/16;

/ / список с е т е й уни в е р си т е т а ш т а т а Колор адо // о с н о в н а я кампусн а я с е т ь

список недоступных и фикти вных с е т ей а др е с а по умолчанию з а р е з ервированные адр е с а заре з ервированные адр е с а канал ь н о -локаль ные деле гируемые адр е с а т е с т о вые адр е с а , нап одобие e x amp l e . com простра н с т в о груп п о вых адр е с о в ч а стное адр е с н о е пространство ( RFC 1 9 1 8 ) 1 9 ч а стное адресное простр а н с т в о ( RFC 1 9 1 8 ) ч а стное адресное простр а н с т в о ( RFC 1 9 1 8 )

1'>Не делайте частные адреса недоступ н ы м и , если о н и испол ьзуются для кон ф и гурирования вну­ тренних DNS-cepвepoв!

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

569

198 . 11 . 1 6 . 0/24 ; 2 0 4 . 22 8 . 6 9 . 0 /2 4 ; );

Далее н ужно в глобал ьной секции o p t i o n s конфигурационного файла разместить следующие директивы. a l l ow- r e c u r s i on { cune t s ; ) ; Ы a c kho l e { b o g u s ne t s ; ) ;

Желательно также огран и чить передачи зон только легити м н ы м и подч и н е н н ы м и серверами. Это достигается с помощью следующих списков. acl our s l ave s { 12 8 . 1 3 8 . 2 42 . 1 ;

1 1 сервер anchor

); acl me a s u r eme n t s { 1 98 . 32 . 4 . 0/2 4 ; 2001 : 478 : 6 : : : /48; );

1 1 про е к т Билла Маннинга , 1 1 п р о е к т Билла Маннин г а ,

адр е с v 4 адр е с v 6

Собствен но ограничение реализуется такой строкой . a l l ow- t ra n s f e r { our s l ave s ; me a s u reme n t s ; ) ;

Передач и разреш е н ы тол ько нашим подч и н е н н ы м серверам , а также компьютерам глобал ьного исследовател ьского проекта , который посвящен определ е н и ю размеров сети И нтернет и процента неправильно сконфигурированных серверов. Подобное огра­ ничение л ишает остал ьных пользователе й возможности получать дам п всей базы дан ­ ных с помощью команды dig (см . раздел 1 6.4). Разумеетс я , н ужно по-прежнему защи щать сеть на бол е е н изком уров н е с помо­ щью сп исков управления доступом на маршрутизаторе и стандартных средств защиты на каждом хосте . Если такой возможности нет, ограничьте трафик DNS-пакетов шлюзо­ вым компьютером , который находится под постоянн ы м адм и нистративным контролем.

Открытые распознавател и Открыты й рас познавател ь - это рекурсивн ы й кеширующий сервер имен , получаю­ щий запросы от л юбого пользователя И нтернета и отвечающи й н а н их. Открытые рас­ познаватели опасны. Внешние пользователи могут потреблять ваши ресурсы без вашего разрешения или ведома, и , если они делают это со злы м умыслом , кеш вашего распоз­ навателя может быть "зараже н " . Что е щ е хуже , открытые распознаватели иногда испол ьзуются злоумы шл е н н и ками для усилен и я рас пределенной атаки на основе отказа в обслуживан и и . Организаторы атаки посылают запрос на ваш распознаватель, указывая фальшивый адрес отправител я , который я вляется объектом атаки . Ваш распознаватель послушно отвечает на эти запро­ сы и посылает огром н ы й пакет жертве . Жертва не посьmала запрос ы , но она обязана выпол н ить маршрутизацию и обработать сетевой трафик. Умножьте объем пакета на ко­ личество распознавател е й , и вы осознаете реальную опасность, грозящую жертве . Статистика свидетел ьствует о том , что от 70 до 75% кеш ирующих серверов и м е н в настоящее вре мя я вля ются открыты м и распознавателями! Сайт d n s . m e a s u r eme n t ­ f a c t o r y . com/ t o o l s может помоч ь вам проверить вашу орган изацию. Зайдите н а него, щел кн ите на ссылке O pen resolver test и введите I Р-адрес вашего сервера имен . Вы мо-

Часть 11. Работа в сетях

570

жете также проверить все серверы имен вашей сети или все серверы вашей организации, испол ьзуя иде нтифи каторы wh o i s . Для того чтобы ваши кеш ирующие серверы имен отвечали на запросы только локаль­ н ых пользователей , испол ь.зуйте список упрамения доступом в файлах named . conf.

Работа в ви ртуал ь ном окружен ии chroot Есл и хакеры взломают ваш сервер, то он и смогут получ ить доступ к с истеме под ви­ дом зако н н ого пол ьзователя . Для того чтобы у м е н ьш ить опас н ость, воз н и кающую в этой с итуаци и , вы можете запустить сервер в виртуальном окружен и и chroot под ви­ дом непривилегирован ного пол ьзователя л ибо сделать и то, и другое одновремен но. Дл я демона n&lll8d флаг команды - t задает каталог виртуал ьного окружен ия chroot, а флаг -u указывает идентификатор пользователя , под которы м работает демон named. Рассмотрим п р и мер. $ sudo nalll8 d -u 5 3

Эта команда запускает демон named как корневой процесс , но после того как демон named закон чит рут и н н ы е опера ц и и в рол и корневого процесса, он потеряет привиле­ гии и запустится под идентификатором U I D 53. М ногие орга ни заци и не испол ьзуют флаги -u и - t , но если объя влена тревога , они должны реагировать быстрее , чем хакеры . В иртуальное о круже н ие chroot н е может быть пустым каталогом , поскольку оно должно содержать все файл ы , н еобходи м ы е серверу имен для нор м ал ьной работы , / dev/nu l l /dev/random, файл ы зон , файл ы конфигураци и , ключ и , файлы системного журнала и доменного сокета U N IX, /var и др. Для того чтобы настроить их, требуется выполнить довол ьно бол ьшую работу. Вызов системы chroot осуществляется после за­ грузки б иблиотек, поэтому коп и ровать общие библиотеки в виртуал ьное окружение не обязател ьно. ,

Безопасн ы е межсерверн ы е вза имодействия посредством тех нологий TSIG и ТК ЕУ П ока спецификация D NS S EC (см. следующий подраздел) находилась на стадии при­ н ят ия , группа I ETF разработала более простой механ изм , названный TSI G ( RFC2845). Он позволял организовать безопасное взаимодействие серверов благодаря использованию сиг­ натур транзакций . Контрол ь доступа, основанный на таких сигнатурах, надежнее контроля на основе исходных I Р-адресов. Технология TS I G позволяет защитить передачу зоны между главн ы м и подчинен н ы м серверам и, а также защитить динамические изменения. В технологии TSI G при м е н яется симметричная схема ш ифрования, т.е . кл юч ш иф­ рова н и я совпадает с кл ючом де ш ифрования. Такой ключ называется общим секретным ключом (shaгed secret). Спецификация TS I G допускает испол ьзование нескол ьких мето­ дов ш и фрова н и я . В пакете B I N D реализован ы некоторые из таких методов. Для каждой пары серверов, между которыми органи зуется защищен н ый канал с вязи , должен созда­ ваться свой кл юч . Спецификация TS I G гораздо менее затратная в вычисл ител ьном плане , чем ш ифро­ вание с открытым кл ючо м , но она подходит только для локальной сети , где ч исло пар взаимодействующих серверов н е велико. На глобал ьную сеть эта спецификация н е рас ­ пространяется.

глава 1 6. DNS: система доменных имен

571

Настройка технологии TSIG для сервера B I N D Утил ита dn s s e c - keyge n , я вл я ющаяся частью пакета B I N D , ген е р ирует ключ для пары серверов. Рассмотрим, например, следующую команду. $ dnssec-keygen -а НМАС - S НА2 5 6 -Ь 1 2 8 -n HOST mas ter- s l avel Кma s t e r - s l a ve l + l 6 3 + 1 5 4 9 6

Флаг -Ь 1 2 8 означает, что утилита dns sec-keygen должна создать 1 28 -разрядны й ключ . В дан ном случае м ы испол ьзуем 1 28 -разрядный кл ю ч только л и ш ь для того, что­ бы он поместился на стран ице. В реальной жизни следует испол ьзовать более дли н н ы й ключ ; максимально допусти мая дл и на ключа равна 5 1 2. Данная команда создает два файла: Кmas ter- s lavel . +1 63+154 9 6 . private Кmas ter - s lavel . +1 63+154 9 6 . key

Здесь 1 6 3 - код алгоритма H MAC- S HA256, а 1 5 4 9 6 - случайное ч исло, использу­ емое в качестве идентификатора ключа на случай, если у одной пары серверов есть не­ сколько ключей. 20 Оба файла содержат оди н и тот же ключ, но в разных форматах. Файл . private выглядит примерно так. Priva t e - k e y - f o rma t : v l . 3 Al go r i t hm : 1 6 3 ( НМАС_SНА2 5 6 ) Кеу : owKt 6 ZWOl u O g aV FkwOqGxA== B i t s : ААА= Created : 2 0 1 60 2 1 8 0 1 2 9 5 6 PuЬl i s h : 2 0 1 6 0 2 1 8 0 1 2 9 5 6 Act i va t e : 2 0 1 6 0 2 1 8 0 1 2 9 5 6

Содержимое файла key будет таки м . .

ma s t e r - s l ave l . I N К Е У 5 1 2 З 1 6 3 owKt 6 ZWOl u O g aVF kwOqGxA==

Обратите вн и мание на то, что утилита dnssec-keygen добавила точки в коне ц и ме ­ ни каждого кл юча в обоих именах файлов и внутри файла . key. Это объясняется тем , что когда утилита dnssec-keygen использует кл юч и DNSSEC, добавляемые в файлы зон , имена этих ключей должны � ыть полностью определ е н н ы м и именами доменов и , следовательно, должны заканчиваться точкой. Таким образом , нам нужны два и нстру­ мента: оди н для общих секретных ключей , а второй - для пар открытых ключей . Вообще-то, файл key на самом деле н е н уже н : о н создается потому, что утилита dns sec - keygen и меет двойное назначение. Просто удал ите е го. Ч исло 5 1 2 в записи КЕУ означает не длину кл юча, а флаг, идентифицирующий запись как запись о главном кл юче D N S . После всех эти х сложностей вы могл и б ыть разочарованы тем , что сгенерирован­ ный кл юч представляет собой п росто длин ное случайное ч исло. Этот кл юч можно бьuю бы сгенерировать вручную, записав строку в кодировке ASCI I , дл и н а которой делится на четыре , и считать, что вы применил и 64-разрядное кодирование, или испол ьзовать утилиту mmencode для того, чтобы заш ифровать случайную строку. С пособ, которы м вы кодируете кл юч , не и меет значения; он просто должен существовать на обеих машинах. Скопируйте ключ из файла . private на оба сервера с помощью команды scp ил и просто с копируйте и вставьте е го. Не используйте утилиты telnet и ftp для копирова­ н ия кл юча: даже внутренние сети могут быть небезопасными. .

20Это число выглядит случай н ы м , но на самом деле о н о представляет собой хешированное значе­ ние ключа TS J G .

Часть 11. Работа в сетях

572

W К о м а нда s c p я в л я ет с я ч а ст ь ю п а кета S S H . Д о п о л н и те л ь н у ю и н ф о р м а ц и ю см . в разделе 27 . 7 .

Ключ должен быть записан в файлах named . conf на обоих ком пьютерах . В связи с тем , что эти файлы общедоступн ы , а ключ - нет, поместите ключ в отдельный файл , которы й будет включаться в файл named . conf. Файл ключа должен иметь уровен ь до­ ступа, равный 600, и принадлежать пользовател ю демона named. Например, можно создать файл master-slavel . tsig и вкл юч ить в него следующий фрагмент. k e y ma s t e r - s l ave l { a l g o r i thm hma c -md5 s e c r e t " сгенерирова нный_ ключ" };

В файл named . conf ближе к началу нужно добавить такую строку. i n c l u d e "mas t e r - s l av e l . t s i g " ;

На дан ном этапе л и ш ь определен ключ . Для того чтобы его можно б ыло использо­ вать для подписи и проверки обновлений, нужно посредством и нструкци и s e rv e r и ди­ рективы k e y s заставить каждый сервер идентифицировать другую сторону. Например, в и нструкцию zone на главном сервере можно вкл ючить строку a l l ow- t r a n s f e r { k e y ma s t e r - s l ave l . ;

};

а в файл named . conf подчиненного сервера - строку s e rv e r IР - адрес -гла вного_ сервера { k e y s [ ma s t e r - s l ave l ; } ;

} ;

И мя ключа в нашем примере носит общ и й характер. Есл и вы испол ьзуете кл ючи TS I G для многих зон , то , возможно, захотите включ ить в имя кл юча имя зон ы , чтобы все стало ясно. Если в ы в п е р в ы е и с п ол ьзуете под п и с и транза к ци й , запус к а йте де м о н n amed на первом уровне отладки (режим ы отладки будут описаны поздне е ) , пока сообщен ия об ошибках не исчезнут. П р и использовани и ключей TSI G и подписей транзакций между глав ны м и подчи ­ н е н н ы м серверами необходимо синхронизировать часы на обоих серверах по протоколу NTP. Если часы сли ш ком сильно расходятся (более чем на пять м инут) , то верификация подписи не будет выполнена. Эту проблему иногда оче н ь сложно распознать. TSIG это механизм сервера B I N D , позволяющий двум хостам автоматически ге ­ нерировать общий секрет н ый ключ , не прибегая к телефонным звонкам или секретно­ му копированию для распростран е н ия ключа. Он испол ьзует алгоритм обмена кл ючами Диффи-Хелл мана ( Diffie- Hellman key exchange algorithm ) , в котором на каждой сторо­ не генерируется случайное ч исло, над н и м выполняются определенные математические операц и и , а резул ьтат посылается другой сторо н е . Затем каждая сторон а объединяет с вое и получ е нное ч исла по определенному математическому правилу и получает оди н и тот ж е кл ю ч . Злоум ышленн и к может перехватить сообщение, но он не сможет выпол­ н ить над н и м требуемые математические операции . 21 Серверы компании M icrosoft используют нестандартный вариант механ изма TS I G , которы й называется G S S-TS I G . В н е м для обмена кл юча м и испол ьзуется технология ТКЕУ. Если вам нужно, чтобы сервер компани и Microsoft взаимодействовал с сервером B I N D , используйте опции t ke y - d oma i n и t ke y - g s s a p i - c redent i a l . -

2 1 Математическую основу этого алгоритма образует задача дискретного логарифмировани я , осо­

бенность которой состоит в том , что в модулярной арифметике возвести ч и сло в степень довольно п росто, а вычислить логарифм по этой степени практически невозможно.

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

573

Другой механизм для подписи транзакций м ежду серверами или службам и динами­ ческого обновления и главным сервером называется S I G(O) . Он использует криптогра­ фию, основан ную на открытых ключах. Детали этой технологии описаны в документах RFC2535 и RFC293 l .

Технология DN SSEC D N S S EC - это набор расш и ре н ий D N S , позволяющих ауте нтифицировать ис­ точник дан ных зон ы и проверить их целостность, испол ьзуя ш ифрование с открытым ключом. Так и м образом , D N S S EC позволяет D N S - кл иентам задавать вопрос ы вида "Действительно ли дан ные зоны поступил и от владельца зоны ? " и "Те ли это данные, ко­ торые послал владелец?" Технология D N S S EC основана на цепочке доверия: корневые серверы предоставля­ ют подтверждающую информацию для доменов верхнего уровня, те - для доменов вто­ рого уровня и т.д. В системах ш ифрования с открыты м ключом испол ьзуются два кл юча: оди н шифру­ ет (подписывает) сообщение, а другой дешифрует (проверяет) его. П убликуемые дан н ые подписываются секретны м "лич н ы м " ключом . Л юбой может проверить правил ьность цифровой подписи с помощью соответствующего "открытого" ключа, которы й свободно распространяется. Если открытый кл юч позволил правильно рас ш ифровать файл зоны , значит, зона была зашифрована искомым личным кл ючом. Суть в том , чтобы убедиться в подлинности открытого ключа, испол ьзуемого для проверки. Такие с исте м ы ш ифрова­ ния позволяют одной из сторон поставить свою " подпись" на открытом ключ е , переда­ ваемом другой стороне, гарантируя легитимность ключа. Отсюда термин цепочка доверия. Данные, составляющие зону, слиш ком вел и ки для ш ифрования с открытым кл ючом ; процесс ш ифрования получится сли ш ком медленным. Вместе с тем данные сами по себе не секретн ы , поэтому они просто пропускаются через функцию хешировани я (к примеру, вычисляется контрольная сумма M DS ) , а резул ьтат подписывается ( шифруется) секрет­ ным ключом зоны . Полученный зашифрованный хеш - код называется цифровой подписью ил и сигнатурой зон ы . Цифровые подписи обычно добавляются к данн ы м , подли нность которых они удостоверяют в виде записей RRSIG в подписанном файле зоны . Для проверки с и гнатуры ее н ужно де ш ифровать открытым ключом подписавше й стороны, " прогнать" данные через тот ж е алгоритм хеширования и сравнить вычислен­ ный хе ш -код с рас ш ифрова н н ы м . В случае совпадения подписавшее л и цо считается аутентифицированным, а дан ные - целостным и . В технологии DNSS EC каждая зона имеет открытые и секретные ключи . Фактически она и меет два набора ключей: пара кл ючей для подписи зон ы и пара ключей для под­ писи ключа. Секретны м кл ючом подписи зон ы подписывается каждый набор ресурсов (т.е. каждый набор записей одного типа, относящихся к одному хосту) . Открытый ключ подписи зон ы испол ьзуется для проверки сигнатур и включается в базу данных зоны в виде записи DN SKEY. Родител ьские зон ы содержат записи DS, представляющие собой хеширова н н ы й ва­ риант записей DNSKEY для самоподписывающихся ключей подписи ключе й (self-signed key-signing k eys) . Сервер имен проверяет аутентичность записи D N S K E Y дочерней зон ы , срав н и вая ее с подписью родительской зон ы . Для проверки аутентичности ключа ро­ дительской зон ы сервер и м е н проверяет родительскую зону родительской зон ы и так далее, пока не вернется в корневую зону. Открытый ключ корневой зоны должен быть открыто опубликован и включен в файлы " подсказок" корневой зоны . В соответствии с о спецификациям и D N S S EC, если зона и меет нескол ько ключей , кажды й из них должен применяться при проверке данных. Это требование объясняется

часть 11. Работа в сетях

574

тем , что ключи мoryr быть изменены без прерывания работы службы D N S . Если рекур­ сивный сервер и м е н , испол ьзующий технологи ю D N S S EC , посылает запрос н еподп и ­ санной зон е , т о поступающий неподписан н ы й ответ сч итается корректн ы м . П роблема возникает лишь тогда, когда срок действия подп иси истек или родительс кая и дочерняя зон ы не согласовал и текущий ключ DNSKEY дочерней зон ы .

Пр а вила п рото кол а DNSSEC П режде чем приступать к развертыван и ю протокола D N S S EC, следует усвоить н е ­ сколько правил и процедур или хотя бы подумать о н их. Рассмотрим примеры. • Кл юч и какого размера вы будете испол ьзовать'? Более дл и н н ы е ключ и я вля ются более надежны м и , но они увеличивают размеры пакетов. • Как часто будете изменять кл юч и , если н и каких нарушений п равил безопасности не происходит'? М ы предлагаем завести с пециальный журнал , в который вы будете записывать дан ­ ные о каждом с ге нерированном кл юче ; о б ап паратном и програ м м ном обесп ечен и и , используемом дл я этого; о дескри пторе, присвоенном кл ючу; о верси и программ ного генератора ключей; испол ьзованном алгоритм е ; длине кл юча и сроке действия подписи. Если впоследствии криптографический алгоритм окажется ском про метирован н ы м , вы сможете проверить свой журнал и выясн ить, не подвергаетесь л и вы опасности .

За п иси о р есурсах DN SSEC П ротокол D N S S EC использует шесть типов зап исей о ресурсах, кратко описан н ых в разделе 1 6.4, D S , DLV, DN S K E Y , RRS I G , N S E C и N S E C З . Сначала м ы опишем их в це­ лом , а зате м очерти м их испол ьзование в процессе подписан ия зон ы . Каждая из этих записей создается инструментам и протокола D N S S EC, а не вводится в файл зон ы с по­ мощью текстового редактора. Запись DS ( Designated Signer) возн икает тол ько в дочерней зоне и означает, что под­ зона я вляется безопасной ( подписанной). Она также идентифицирует кл юч , испол ьзу­ емый дочерней зоной дл я подписания с воего собстве н ного набора записей о ресурсах К Е У . Запись DS содержит идентификатор кл юча ( пятизначное ч исло ) , кри птографи ­ ческий алгоритм , тип дайджеста (digest typ e ) и дайджест зап и с и о б открытом кл ю ­ че, разрешенном ( ил и испол ьзованном) для подписи записи о кл юче дочерней зон ы . Соответствующий пример приведен ниже . 22 -

e x amp l e . com . I N

DS

682

5

1

1 2 8 9 8 DC F 9 F7AD2 0 DBCE 1 5 9 E 7 . . .

Изменение существующих ключей в родительской и дочерней зонах я вляется сложной проблемой и требует сотрудничества и взаимодействия между родительской и дочерней зонам и . Для решения этой проблемы создаются записи DS, используются отдельные кл ю­ чи для подписи ключей и зон , а также применяются пары многократных кл ючей. Кл юч и , содержащиеся в зап и с и о ресурсах D N S K E Y , могут б ыть л и бо кл юч а м и дл я подписания кл юча ( key-signi ng k e y - K S K) , л ибо ключами для подписания зон ы (zone-sigпi ng key ZS K). Для разл ичия между н и м и испол ьзуется новый флаг под на­ званием SEP ("secure eпtry poiпt " - "точка безопасного входа " ) . Пятнадцатый бит поля флагов устанавливается равны м един и це для ключа KS K и О для кл юча ZSK. Это со­ глашение делает поле флагов нечетны м числом для кл юча KS K и четным для кл ючей -

-

228 этом разделе 64-разрядн ые хеш и и кл ючи были усечен ы , чтобы сэкономить п ространство и лучше п роиллюстри ровать структуру зап исей .

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

575

ZSK, если интерпретировать его как десятичное ч исло. В настоящее время эти значен ия равны 257 и 256 соответственно. Для обеспечения удобного перехода от одного ключа к другому можно генерировать многократные ключи. Дочерняя зона может изменить свои ключи подписания зоны, не со­ общая об этом родительской зоне. Она должна согласовывать с родительской зоной только изменение кл юча для подписания ключей. Когда ключ изменяется, и стар ы й , и новый кл ю­ чи на определенном отрезке времени считаются действующими . Как только срок действия кешированных значений в И нтернете истечет, старый кл юч будет считаться отмененным. Запись RRS I G - это подпись набора записей о ре с у рса х (т. е . набора всех записей од­ ного и того же типа и с одн и м и тем же именем внутр и зон ы ) . Записи RR S I G г е н ер и р у­ ются программ н ы м обеспечение м , предназнач е н н ы м для подпи са н и я зоны , и добавля­ ются в подписан ную верси ю файла зоны . Запись RRS I G содержит много информации. •

Тип записей о ресурсах, входящих в подписывае м ы й набор.

•

Алгоритм , ис пользуе м ы й для подписания и за кодирован н ы й н ебольшим ч ислом.

•

Количество меток (фрагментов, разделенных то ч ками) в поле и мени.

•

Значение ТТL для подписываемого набора зап исей .

•

Срок действия подписи ( в формате ггггмм ддччсссс) .

•

Время подписания набора записей (также в формате ггггммддччсссс).

•

Идентификатор ключа (пятизнач н ы й номер) .

•

И мя подписавшего (имя домена) .

•

Сама цифровая подпись (64-разрядная) .

Расс мотри м пример. RRS I G

NS 5 2 5 7 600 2 0 0 9 0 9 1 9 1 8 2 8 4 1 ( 2 0 0 9 0 8 2 0 1 8 2 8 4 1 2 3 3 0 1 e x ampl e . c om . pMK Z 7 6wa PVTЫ guEQNUo j NV1VewHau 4 p . . . == )

При подписани и зон ы также генерируются зап и с и N S E C или N S E C З . В отл и ч и е от подписан н ы х наборов зап исе й , о н и сертифицируют интервал ы между и м е на м и н а ­ боров записей и т е м сам ы м позволяют подписывать ответ типа " нет такого домена" ил и "нет такого набора записей о ресурсах" . Например, сервер может ответить н а запрос за­ писей А с именем b o r k . a t ru s t . с от , послав запись N S E C , подтверждающую отсутствие любых записей А между именами bo r k . a t ru s t . с от и b o r r e l i a . a t ru s t . с от. К сожал е н и ю , вкл юч е н ие в запи с и N S E C конеч н ы х точек позволяет обойти зону и выяснить все ее действующие хосты. В версии N S E C З этот недостаток был устранен пу­ тем вкл ючения в запись хешированных имен конечных точек, а не сам их имен. Правда, это было сделано за счет более интенсивных вычисл е н и й : чем выше безопасность, тем ниже производительность. В настоя щее время испол ьзу ютс я как запис и N S E C , так и за­ писи N S E C З , и вы должны будете сделать выбор между н и м и при генерирова нии с воих ключей и подписании своих зон . Если защита от блуждан ия по зоне не я вляется критически важной для ва ш е й орга­ низаци и , мы рекомендуем пока использовать запись N S E C .

Н астройка п ротокола DNSSEC Использование подписанных зон связано с двумя разн ыми рабочи м и потоками: один из них создает ключи и подписывает зоны , а второй обсл ужи вает содержимое этих подпи ­ санных зон . Эти функции не обязательно реализовывать на одном и том ж е компьютере.

576

Часть 11. Работа в сетях

На самом деле лучше изолировать закрытые ключи и процесс подписания зоны, сильно за­ Jl)ужающий центральный процессор, на компьютере, который не доступен из Интернета. ( Разумеется, компьютер, обрабатывающий данные, должен быть виден из И нтернета.) Н а первом этапе настройки протокола D N S S EC следует организовать файлы зон так , чтобы все файлы дан н ых для зон ы находил ись в одном каталоге . Это н еобходимо для п равил ьной работы инструментов, управляющих зонами по протоколу DN S S EC. Затем следует вкл ючить протокол DN S S EC н а с воих серверах с помощью оп иций файла named . conf.

op t i o n s { dn s s e c - enaЫ e ye s ;

для авторитетного сервера и op t i o n s { dns s e c - e na Ы e ye s ; dns s e c -v a l i d a t i on y e s ;

дл я рекурси вн ы х серверов. Опция d n s s e c - e n a Ы e приказы вает вашему а вторитет­ ному серверу вкл ючать подписи н аборов записей DN S S EC в свои ответы на запрос ы , поступающие от серверов имен , работающих п о протоколу D N S S EC . Опция d n s s e c ­ va l i d a t i o n заставляет демон named проверять легити мность подписе й , которые о н по­ лучает в ответ от других серверов.

Генери рован ие пар кл ючей Необходимо сгенерировать две пары ключей для каждой зон ы , которую хотите под­ п исать, - для подписан ия зон ы ( Z S K) и для подписания ключей ( KS K) . Каждая пара состоит из открытого и закрытого кл ючей. Закрытый ключ KSK подписывает ключ ZSK и создает безопасную точку входа для зон ы . Закрытый кл юч Z S K подписывает зап иси о ресурсах зоны . Открытые ключи зате м публикуются , чтобы позвол ить другим сайтам проверить ваш и подписи. Команды $ dnssec-keygen - а RSASRA25 б -Ь 1 0 2 4 -n ZONE example . com Kexampl e . c om . + 0 0 8 +2 9 7 1 8 $ dnssec-keygen - а RSASRA25 б - Ь 2 0 4 8 - n ZONE - f KSK example . com Kexampl e . c om . + 0 0 8 + 0 5 0 0 5

генерируют для сайта exampl e . сот пару 1 024-битовых ключей ZS K , испол ьзующую ал ­ горитмы RSA и S HA-256, а также соответствующую пару 2048-битовых ключей KS K.23 Серьезная п роблема, с вязанная с Оfl)ан ичен ием н а предельный размер пакета U D P, вы­ нуждает отдавать предпочтен ие коротким кл ючам для подписания зоны и ч асто их ме­ н ять. Дл я пов ы ше н ия уровня безопасности можно использовать более дл и н ные кл ючи для подписания ключей. Ген ерирование кл ючей зан и мает немн ого времени - всего нескол ько секунд. Как правило, Оfl)ан ичивающим фактором я вляется н е мощность централ ьного процессора, а энтропи я , доступная для рандомизации. В системе Linux для повы шения э нтропи и за счет допол нительных источ ников испол ьзуется демон haveged, которы й повышает ско­ рость генерирован ия ключей. 2 1 Рекомендаци и разных орга н и заций, касающиеся дл и н криптографических кл ючей , п р и веден ы н а веб-сайте ke y l e ng t h . c om.

глава 1 6. DNS: система доменных имен

577

Команда dnssec-keygen выводит в стандартн ы й поток в ывода базовое и м я файла для сгенерированного кл юча. В нашем примере example . com это имя ключа, 0 0 8 идентификатор набора алгоритмов RSA/S HA-256 , а 2 9 7 1 8 и 0 5 0 0 5 хеширова н н ы е значения, которые назы ваются идентификаторам и ключ е й , сле п ка м и кл ючей ил и де­ скрипторами ключе й . При каждом запус ке команда dnssec-keygen создает два файла ( . key и . private). -

-

-

Kexample . com+0 08+2 9 7 1 8 . key Kexample . com+0 08+2 9 7 1 8 . private

# О т крытый ключ дл я подписи з о н ы # З а крытый ключ для подписи зоны

Существует несколько ал горитмов ш ифрования, каждый из которых и м еет свой диа­ пазон дл и н ключей . Для того чтобы увидеть с писок доступн ых алгоритмов, можно вы­ полнить команду dnssec-keygen без аргументов. Кроме того, сервер B I N D может ис­ пользовать ключи , сгенерированные другим программ н ы м обеспечен и е м . В зависимости о т верс и и вашего программного обеспечения, и м е н а некоторы х до­ ступн ых алгоритмов могут содержать имя N S ECЗ в качестве префикса ил и окон чания. Если вы хотите испол ьзовать записи N S E C З , а н е N S E C дл я подписан и я отри цател ь­ ных ответов, должн ы сгенерировать N S ЕСЗ -совместим ы е кл ю ч и одн и м и з N S ЕС З ­ совместим ых алгоритмов ; подробности можно найти на справочной странице, посвя ­ щенной команде dnssec-keygen. Кажд ы й файл key содержит п о одной зап и с и о ресурсах D N S S EC для сайта examp l e . сот. Например, н иже приведен открытый ключ для подписания зоны , усечен­ ный по ш ирине стран ицы. Его можно назвать ключом ZS K, потому что поле файлов равно 256, а не 257, как для ключей KS K. .

ехатрl е . с от . IN DNSKEY 2 5 6 3 8 AwEAAc y L r g EN t 8 0J 4 P I Qiv2 Z hWwSviA . . .

Эти открытые ключи должн ы быть вставл е н ы в файл ы зон с помощью директив ы $ I NCLUDE или другим с пособом либо в коне ц , либо сразу после записи S OA. Для того чтобы скопировать ключи в файл зоны , можно добавить их с помощью команды cat24 и вставить с помощью текстового редактора. В идеале закрытая часть любой пары ключей должна храниться в ком пьютере, отклю­ ченном от сети, ил и хотя бы в ком пьютере, недоступном из Интернета. Для динамически обновляемых зон это требование практически невыполнимо, а для ключей, предназначен­ ных для подписания зон , еще и непрактично. Тем не менее для кл ючей , предназначенных для подписания других ключей , дан ное требование абсолютно разумно, поскольку эти ключи имеют долгий срок действия . Подумайте о скрытом главном сервере, недоступном извне для ключей ZSК. Распечатайте закрытый ключ KS K ил и зап и шите его на флешку, а затем спрячьте в сейфе , пока он не потребуется в следующий раз. " Заперев" новые закрытые ключи , целесообразно записать и н формацию о новых ключах в с исте м н ый файл ключей. При этом не обязательно записывать туда сами кл ю­ чи. Достаточно зап исать их идентификаторы , алгоритмы , дату, назнач е н ие и т.д. По умолчанию срок действия подписи огран ичен одни м месяцем для записей RRS I G (ZS К-подписи наборов записей о ресурсах) и тремя месяцами для записей DN S S I G ( КSК­ подписи ключей ZSK) . В настоящее время рекомендуется испол ьзовать 1 024-битовые ключи Z S K от трех месяцев до одного года, а 1 280-битовые кл ючи KSK - от одного до двух лет. 25 Поскольку рекомендуемые сроки действия ключей дол ьше, чем сроки, уста­ новленные для них по умолчанию, эти параметры необходимо указывать явно при под­ писании или периодическом переподписании зон , даже если сами ключи не изменил ись. 24Исполыуйте команду наподобие cat Кехтарl е . сот+* . key >> zone f i l e . Операция >> означает до­ бамение ключа в конец файла z one f i l e , а не его замену, как операция >. (Не перепугайте их!) 25Рекомендации разных органи заций , касающиеся м и н криптографических ключе й , при ведены на веб-сайте k e y l e n g t h . сот.

Часть 11. Работа в сетях

578

Под п исан ие зоны Итак, теперь, когда у вас есть кл ючи , в ы можете подписывать зон ы с помощью ко­ манды dns sec-s ignzone , добавляющей записи RRS I G и N S E C или N S E C З в каждый на­ бор записей о ресурсах. Эти команды считывают ори гинальны й файл зон ы и создают отдельную подп исанную копи ю с именем файл_ з о ны . signed. Си нтаксис команды dns sec- signzone для сервера B I N D и меет следующ ий вид. dns sec - signzone [ - о зона ] [ -N increment] [ - k КSК -файл] фа йл_ зоны [ ZSК-файл]

где параметр з она по умолчани ю равен ф а йл_ зоны, а кл ючевые файл ы по умолчан ию задаются командой dnssec-keygen, как описано выше. Есл и имена ваш их файлов зоны совпадают с именами зон , а и мена ключевых файлов не изменял ись, то команда сокращается до следующего варианта: dnssec- s ignzone [ -N increment] фа йл_ зоны

Флаг -N i n c remen t автом атически увеличивает порядковый номер в зап иси S OA, так что забыть это сделать будет невозможно. Кром е того , можно указать значение unixtime , чтобы установить порядковый номер равны м текущем у врем е н и U N IX ( ко­ лич еству секунд, прошедших с 1 я нваря 1 970 года) , или значение keep, чтобы предот­ вратить изменение оригинального порядкового ном ера командой dns sec - s ignzone. П орядковый номер увел и ч ивается в файле подписанной зон ы , но н е в оригинал ьном файле зоны . Рассмотрим пример, в котором используются сгенерированные ранее кл ючи . $ sudo dns sec-s ignzone - о example . com - N increment -k Kexample . com+ 0 0 8 + 0 5 0 0 5 example . com Kexample . com+0 08+2 9 7 1 8

П одп исанн ы й файл упорядочи вается в алфавитном порядке и содержит зап и с и DN S KE Y , добавленные вручную, а также записи RRS I G и N S E C , сгенерированные в ходе подп исания. Порядковый номер зон ы увеличен. Если вы сгенерировал и свои ключи с помощью алгоритма, совместимого с N S ECЗ, то должн ы подп исать зону так, как показано выше, но указав флаг - 3 sal t . Другие по­ лезн ые опции команды dnssec-signzone приведен ы в табл . 1 6. 6 . Таблица 1 6 . б . Флаги команды dnssec - siqnzone

Фл а г -g

-s начальный_момент конечный_момент

-е

-t

Описание

Генерирование записи (записей ) os, которая должна быть включена в роди ­ тельскую зону Установка момента времени, с которого подп иси считаются действительными Установка момента времени, после которого подписи считаются недействительными Вывод статистических показателей

Дан н ые о сроках действия подписей можно выразить в виде абсолютного врем е н и в формате г г г гммдд ч ч мм с с или относительного вре м е н и , считая о т текущего момен­ та, в формате + N, где N количество секунд. По умолчанию период действия подписи юменяется от одного часа в прошлое до 30 дней в будущее. Рассмотр и м пример, в ко­ тором мы указы ваем , что подпис и должны быть действительны м и до окончания кален­ дарного 20 1 7 года. -

$ sudo dnssec- s ignzone -N increment -е 2 0 1 7 1 2 3 1 2 3 5 9 5 9 example . com

глава 1 6. DNS: система доменных имен

579

Размеры файлов подписан н ых зон от ч етырех до десяти раз больше, чем размеры файлов исходных зон , и все попытки навести логическ и й порядок н апрас н ы . Строка наподобие rnai l - r e l a y

А

63 . 173 . 18 9 . 2

превращается в нескол ько следующих строк. 57600 А 63 . 17 3 . 1 8 9 . 2 ma i l - r e l a y . e x ampl e . c om . 57600 RRS I G А 8 3 57600 20090722234636 ( 2 0 1 5 0 62 2 2 3 4 6 3 6 2 3 3 0 1 e x ampl e . c om . Y 7 s 9 j DWYuuXvo z e U 7 z GRdFCl + r z U 8 c L i w o e v O I 2 TG f L l b h s Rg J f k p E Y FVRUB 7 kKVRNguEYwk d 2 RS k D J 9 Q z RQ+w== ) ma i l - r e l a y 2 . e x amp l e . com . А RRS I G N S E C NSEC 3600 N S EC 8 3 3 6 0 0 2 0 0 9 0 7 2 2 2 3 4 6 3 6 ( RRS I G 3600 2 0 1 5 0 6 2 2 2 3 4 6 3 6 2 3 3 0 1 e xamp l e . com . 4 2 Q rX P 8 vp oC h s G P s e P roBMZ 7 t wf 7 e S 5WK+ 4 0 WNsN 8 4 h F O n o t ymRx Z R I Z yp qW z L I PBZAUJ7 7 R H P O h L f BDoqm Z Yw== )

С практической точки зрен ия файл подписанной зон ы больше н ельзя н азвать по­ нятн ым дпя человека и его невозможно отредактировать вруч ную из-за зап исей RRS I G и NSEC или N S E C З . Этот файл н е содержит н и одного фрагме нта, который пользователь мог бы измен ить вручную! За исключением записей D N S S EC , каждый набор зап исей о ресурсах (ресурсных за­ писей с один аковы м типом и и м е н е м ) пол учает одну подпис ь от кл юча Z S K. Записи о ресурсах DN S S E C подписываются как ключом ZSK, так и ключом K S K, поэтому они содержат две записи RRS I G . Тем не менее 64-разрядное представление подписи заканчи­ вается несколькими знаками равенства, потому что дпина записи должн ы быть кратной четырем . Как тол ько ваша зона подписана, остается л и ш ь указать сервер и м е н в подп исан ­ ных версиях файлов зон ы . Если вы ис пол ьзуете сервер B J N D , поищите и н струкцию zone, соответствующую каждой зон е в файле named . conf, и измените параметр f i l e с ехатр l е . сот н а е х атр l е . сот . s i gned. В закл ю ч е н и е перезапустите демон сервера и м е н , застав и в е го проч итать с нова свой файл конфигураци и . Для сервера B I N D следует выпол н ить команды sudo rndc reconfig и sudo rndc flush. Теперь мы обслуживаем подписанную зону D N S S EC! Для того чтобы внести измене­ ния, вы можете отредактировать либо исходны й неподписанн ы й файл зон ы , либо под­ писан н ы й файл зон ы , а затем переподписать зону. Редактирование подписанной зон ы иногда оказывается чрезвычайно сложной задаче й , но это проще, ч е м повторное под­ писан ие всей зон ы . Удалите зап иси RRS I G , соответствующие всем изменяе м ы м зап исям . Дл я того чтобы избежать путаницы между версиями, вероятно, следует внести идентич ­ н ы е изменения в неподписанную зону. П р и передаче подписанной зоны в качестве аргумента команде dns sec - s i gnzone все неподписанные записи подписываются, а подписи всех зап исей , срок действия ко­ торых подходит к кон цу, обновляютс я . Выраже н ие "срок действия подходит к кон цу" означает, что прошло три четверти периода де йствия подпи си . П о вторное подписа­ ние, как правило, приводит к изме н е н ия м , поэтому следует измен ить порядковы й но­ мер зон ы вруч ную ил и автоматически с помощью сервера B I N D , и спользуя паратмер -N increment в командной строке dns sec-signzone.

Часть 11. Работа в сетях

580

Это все , что касается локал ьной части конфигурации п ротокола D N S S EC . Осталос ь только реш ить трудную проблему: соединить наш безопас н ы й " DN S-островок " с дру­ гими надежн ы м и и подписан н ы м и частя ми иерархии D N S . Мы должны л ибо передать н а ш и зап иси DS в подписан ную родител ьскую зону, либо испол ьзовать динам ическую п роверку доменов. Решение этих задач описы вается в следующем разделе .

Це по ч ка д ов ерия в п р ото коле DNSSEC П родолжи м н а ш п р и м е р , с вязан н ы й с настро й ко й п ротокол а D N S S EC . Сайт e x amp l e . сот теперь подписа н , и е го серверы имен поддерживают протокол D N S S EC. Это знач ит, что при отправке запросов они испол ьзуют протокол E D N SO, рас ш ире н н ы й протокол DN S, а в D N S - заголовке пакета устанавливают флаг, вкл ючающи й протокол D N S S EC. Отвечая на запросы , которые приходят с таким установл е н н ы м битом в за­ головке , о н и включают в свой ответ подписан ные дан н ые. Кл иент, получающи й подп иса н н ые запросы , может оцен ить корректность ответа , проверив е го подпись с помощью соответствующего открытого ключа. Однако он полу­ чает этот ключ опять же из зап иси зон ы DN SKEY, что, есл и вдуматься, довольно подозри­ тельно. Ч то может помешать постороннему л и цу предоставить ложн ые записи и лож­ н ый открытый кл ю ч , чтобы пройти проверку'! Каноническое решение заключается в том , чтобы передать ваше й родительской зон е зап ись D S , которую о н а должна включ ить в свой файл зоны . Запись D S , приходящая и з родител ьской зон ы , сертифицируется родител ьским закрытым кл ючом. Если кл и е н т доверяет с вое й родител ьской зон е , он долже н верить в то, что зап и сь D S родител ьской зон ы правил ьно отражает открытый кл юч вашей зон ы . В свою очередь, родител ьская зона сертифицируется своей родител ьс кой зоной и так вплоть до корня.

См е на кл юч е й DN SSEC Для п ротокола DN S S EC смена кл юче й всегда была трудной задачей . Его исходн ые с п ецификации был и , по существу, изменен ы для того, чтобы реш ить проблем ы , связан­ н ы е с обеспечением взаимодействия между родител ьской и дочерней зонами для созда­ н и я , изме нения ил и удаления кл ючей. Новые спецификации называются D N S S EC-Ьis. Смена кл ючей ZSK представляет собой относ ител ьно н есложную задачу и не п реду­ сматривает наличия родител ьской зон ы ил и какой-либо точ ки доверия. Единстве н н ы м "скол ьзким " местом является расписание. Кл ючи имеют определен н ы й срок действия , поэтому и х зам ену н еобходимо производить до истече н ия этого срока. Однако кл юч и и м е ют период ТТL, определе н н ы й в файле зон ы . Для илл юстрации предположим , что период ТТL раве н одному дню и что ключи на следующей неделе еще будут действовать. Придется выпол н ить следующие действия . • • •

•

•

Сге нерировать новый кл юч ZSK. Включить его в файл зон ы . Впервые или повторно подписать зону с помощью кл юча KS K л ибо старого кл юча ZS K. Попросить сервер имен перезагрузить зону; теперь в ней будет действовать новы й ключ. Подождать 24 часа ( период ТТL) ; теперь все могут испол ьзовать как стары й кл юч , так и новый .

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

581

•

Подписать зону с нова с помощью ключа KS K и нового ключа ZS K.

•

Попросить сервер имен перезагрузить зону.

•

П одождать 24 часа ; теперь все и меют новую зону.

•

Удалить старый ключ ZSK, например при следующем изменен и и зон ы .

Эта схема называется предварительной публикацией (prepuЫishing). Совершенно оче­ видно, что до того, пока все будут испол ьзовать новый кл юч , приходится запус кать этот процесс как м и н и мум дважды после истечения двух периодов TTL. Эти периоды ожи­ дания гарантируют, что л юбой сайт с кеш ирован н ы м и значен и я м и всегда будет и меть кеширова н н ы й ключ , соответствующий эти м кеширова н н ы м данн ы м . Еще одной пере м е н н о й , которая вл ияет на этот процесс, я вляется вре м я , которое потребуется вашему самому слабому подч инен ному серверу для обновления своей ко­ пии вашей зон ы после получения уведомлен ия от главного сервера. По этой при ч и не не следует ждать до последней м инуты , чтобы начать процесс смены ключей или повторно­ го подписания зон , срок действия подписей которых исте к. Просроченные подписи не­ действительн ы , поэтому сайты , проверяющие подп иси D N S S EC , н е смогут выпол н ить поиск имен для вашего домена. Механизм смены кл ючей KSK назы вается двойным подписанием (douЫe signing) и так­ же довольно прост. Однако вам придется переслать новую запись DS родительской зоне или послать запись DLV с воему "суррогатному родителю " . Убедитесь, что родительская зона или репозитарий точек доверия вас признал и , прежде чем переключиться на новый ключ . Процесс смены кл ючей KSK состоит из следующих этапов. •

Создать новый кл юч KSK.

•

Включить его в файл зон ы.

•

Подписать зон у и новы м , и стар ы м ключами KSK и ZSK.

•

Попросить сервер имен перезагрузить зону.

•

Подождать 24 часа (период ТТL) ; теперь у всех есть новы й кл юч .

•

Уведом ить все точки доверия о новом значении KSK.

•

После подтверждения удалить старую запись KSK из зон ы .

•

Заново подписать зону новым и кл ючами KS K и ZS K.

И нструменты DNSSEC В дистрибутивный набор B I N D 9. 1 0 входит новы й и н струмент для отладки . Domain Entity Lookup and Vcllidation Engine ( D ELV) выпол няет поиск аналогично утилите diq, но при этом он лучш е согласован с протоколом DN S S EC . Фактически утил ита delv проверяет цепочку доверия DNSSEC с помощью того же самого кода, которы й исполь­ зует демон named в пакете B I N D 9. Кроме и нструментов DNSSEC, поставляемых с пакетом B I N D , существует четыре набора инструме нтов для развертывания и тестирования : ldns, DNSS EC-Too\s (бывш и й Sparta) , RI P E и Open D N S S EC (opendns s e c . o r g ) .

Инструменты ldns, nlnetlaЬs . nl/projects/ldns По словам сотруд н и ков ком пан и и N Lnet Labs, ldns это библиотека програм м для разработки и н струм ентов D N S , включающая примеры, демонстрирующие исполь­ зовани е этой библ иотеки. Эти и нструменты перечислен ы н иже вместе с кратки м описа-

Часть 11. Работа в сетях

582

нием каждого из них. Все они находятся в каталоге exaaple s , за искл ючением уrилиты dri l l , имеющей с вой собстве н н ы й каталог в дистрибуrивном пакете. Команды сопро­ вождаются справоч н ы м и стран и ца м и . Файл READМE , относящи йся к верхнему уровню иерархи и каталогов, содержит очен ь краткие инструкции по и нсталляции. •

ldns-chaos показывает идентификатор сервера имен, хранящийся в классе CHAOS.

•

ldns-compare-zones демонстрирует разницу между двумя файлам и зон .

•

ldns-dpa анализи рует пакеты D N S с помощью файлов слеже н ия tcpdwnp.

•

ldns-key2ds преобразовывает запись DN S S EC в запись D S .

•

ldns-keyfetcher извлекает открытые ключ и D N S S EC дл я зон .

•

ldns-keygen генерирует пары кл ючей TS I G и DNSSEC.

•

ldns-notify проверяет обномения подч и н е н н ы х серверов зон .

•

• •

•

ldns -nsecЗ -hash распечаты вает запись N S EC дл я задан ного и м е н и в хеширо­ ван ном виде. ldn s - read-zone читает зону и распечатывает ее в разн ых форматах. ldns -revoke устанавл и вает флаг отме н ы для кл юча RR в протоколе D N S S EC (см . документ RFC540 l l ). l dn s - rr s i g распечатывает в удобном для чте н и я виде даты истечения сроков действия ключе й из записей RRS I G .

•

ldn s - siqnzone подписывает файл зоны с записью N S E C ил и N S E C З .

•

ldns-update посылает пакет динамического обновления.

•

ldns -verify-zone проверяет состоя ние зап исей RRS I G , NSEC или N S E C З .

•

ldns -walk совершает обход зоны , испол ьзуя записи N S E C протокола D N S S EC.

•

ldns-zcat объединяет файлы зон, разбитые уrил итой ldns - z split на фрагменты.

•

ldn s - z split разбивает зону на фрагменты , чтобы подписывать их параллел ьно.

М ногие из этих и н струментов оче н ь п росты и выпол н я ют только одну рути нную - операцию для с исте м ы DNS. О н и был и написаны в качестве примеров испол ьзования библ иотеки ldns и демонстрируют, насколько простым становится код, когда библ иоте­ ка берет всю тяжелую работу на себя .

Инcmpyм eнm ы dnssec- tools . org Ком пл е кт и н струме н тов D N S S Ec-Tools создан на основе и нструментов сервера B I N D, предназнач е н н ы х для поддержки протокола D N S S EC, и включает в себя следу­ ющие команды. •

• •

•

•

dnspktflow отслеживает поток пакетов D N S в последовател ьности запросов и от­ ветов, перехваченных командой tcpdwnp, и создает диаграмму. donuts анализирует файлы зон в поисках ош ибок и несоответствий . donu t s d вы пол н я ет команду donu ts через о предел е н н ы е и нтервал ы вре м е н и и п редупреждает о проблемах. mapper отображает файл ы зон , де монстри руя защище н н ы е и незащ и ще н н ые фрагменты . rollerd, rollctl и roll ini t осуществляют автоматическую смену кл юч е й , ис­ пол ьзуя схему предварител ьной публ и кации для ключей ZSK и метод двойного подписания для кл ючей KS K.

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

•

583

tru s tman управляет точ кам и доверия и включает реализаци ю с м е н ы клю•1е й RFC50 1 l .

•

validate

•

zonesigner ге нерирует ключи и подписи зон .

-

и нструмент для проверки подписи из командной строки .

Веб-сайт содержит хорошую документацию и учебные пособия для всех этих инстру­ ментов. И сходный код доступен для загрузки и защище н лицензией B S D .

Инструмен ты RIPE, ripe . net Инструменты ком пани и R I P E функционируют как внешн ий компонент инструме н ­ тов пакета B I N D , предназначен н ых для поддержки протокола D N S S EC , и ос новное вниман ие уделя ют вопросам управления. Их подробн ы е сообще н и я при выпол нен и и и упаковке многих аргументов и команд и меют более понятную форму.

Ин струмент ы Ор еп DNSSEC, opendnssec . org Open DN S S EC это набор инструментов, которые получают н еподписанные зо н ы , добавляют подписи и другие зап ис и для протокола D N SSEC, а затем передают их авто­ ритетны м серверам и м е н для этой зон ы . Эта автоматизация значительно упрощает на­ чальную настрой ку протокола DN S S EC . -

Отладка п ротокола DN SSEC Протокол D N S S EC был разработан для того, чтобы обеспечить взаимодействие меж­ ду подп исан н ы м и и неподписанными зонами, а также между серверами имен, поддер­ живающим и протокол D N S S EC и и гнорирующими его. Следовательно, возможно по­ степенное развертывание протокола, что часто и происходит, хотя и не всегда. D N S S EC это распределенная система с м ногочисленными изменчивыми частя м и . Все проблемы порождают авторитетн ые серверы , распознаватели клие нтов и л и н и и свя­ зей между н и м и . П роблема, которая кажется локал ьной , может отразиться на удаленном пользователе , поэтому такие инструменты , как SecSpideг и Yantages, отслежи ваю щие распределен ное состояние систе м ы , могут оказаться очень полезн ы м и . Эти и нструм е н ­ ты , а также утил иты , переч исле н н ые в ы ш е , и регистрацион н ы е файл ы ваше го сервера имен являются основными орудия м и отладки . Сначала убедитесь, что вы перенаправили категори ю вывода журнала регистрац и и по протоколу D N S S EC, указанную в файле named . conf, в файл н а локальном ком п ью­ тере. П олезно отдел ить все сообщения , связан ные с протоколом DN S S EC, чтобы не за­ писывать в этот файл никаких других категорий журнала регистрации . Рассмотри м при­ мер спецификации журнала регистрации для демона named. -

chann e l dn s s e c - l og { f i l e " / va r / l o g /name d / dns s e c . l o g " ve r s i on s 4 s i z e l Om p r i n t - t ime ye s print-category yes p r i n t - s e ve r i t y y e s s ev e r i t y debug 3 ; c a t e g o r y dn s s e c { dns s e c - l og ; }

В пакете B I N D следует установить уровень отладки равн ы м 3 ил и выше, чтобы уви­ деть этапы проверки , выполняемые рекурсивным сервером B I N D при попытках прове­ рить подпись. Этому уровню регистрации соответствуют две страницы регистрационной

Часть 11. Работа в сетях

584

и нформации для одной проверяе мой подписи . Есл и вы отслеживаете работу загружен ­ ного сервера, то регистрационная и н формация от нескольких запросов будет переме­ жаться другим и дан н ы м и . Разбираться в этой путанице - очен ь сложная и утомитель­ ная задача. Команда dri ll имеет два особен но полезных флага: - т - для отслеживания цепоч­ ки доверия от корн я до указанного хоста и -s для отслеживания подписей от ука­ зан ного хоста обратно к корню. Рассмотрим практический пример вывода, получ е н но ­ г о о т команды dri l l - S , позаимствованный из документа DNSSEC НО WТО компан и и N Lnet Labs. -

$ drill -s -k ksk . keyfile example . net SOA DNSSEC Trust t r e e : e x amp l e . n e t ( S OA ) 1 - - - e x amp l e . ne t . ( DN S K E Y k e y t a g : 1 7 0 0 0 ) 1 - - - e x amp l e . ne t . ( DN S KE Y k e y t a g : 4 9 6 5 6 ) 1 - - - e x amp l e . n e t . ( DS k e yt a g : 4 9 6 5 6 ) 1 - - - n e t . ( DN S K E Y KE YTAG : 6 2 9 7 2 ) 1 - - - ne t .

( DN S KE Y K E Y TAG : 1 3 4 6 7 ) ( DS KE YTAG : 1 3 4 6 7 ) 1 - - - . ( DN S KE Y KEYTAG : 6 3 3 8 0 ) 1 - - - n e t . ( DN S KE Y KEYTAG : 6 3 2 7 6 )

1 - --net .

;;

Cha s e s ucce s s fu l

Есл и сервер и м е н , выполняющий проверку, н е м ожет проверить подпись, о н воз­ вращает с игнал SERVFA I L . Проблема может заключаться в неправил ьной конфигурации одной из зон , входящих в цепочку доверия , в фальшивых данных, поступивших от зло­ умы шленн и ка, или в настройке самого рекурси вного сервера, выполняющего проверку. Попробуйте выпол нить команду dr i l l и отследить подписи вдол ь цепочки довери я , чтобы обнаружить источн и к проблемы. Если все подписи окажутся верифицирован н ы м и , то попытайтесь послать запрос проблем ному сайту с помощью команды dig, а затем dig +cd. (Флаг cd откл ючает про­ верку подписей . ) Примените их к каждой зоне , входящей в цепочку доверия , чтобы вы­ ясн ить, в ч е м проблема. Вы можете пере мещаться по цепочке доверия как вверх, так и вниз. Чаще всего причиной ошибки становятся устаревшие точк и доверия или про­ сроченные подписи.

1 6. 1 1 . ОТЛАДКА СЕРВЕРА B I N D Сервер B I N D предоставляет три основны х инструмента для отладки: журнальная ре­ гистрация, управляющая программа и инструмент запросов их командной строки .

Журнал ьная регистрация на сервере B I N D Ш Система Syslog описывается в главе 1 О . Возможности подсисте м ы журнал ьной регистрации де мона named действительно впечатляют. Сервер B I N D и спол ьзует систе му Syslog для записи сообще н и й об ошиб­ ках и аномал иях. В новей ш их версиях кон цепция журнальной регистрации обобщена: добавлен еще оди н уровень переадресации и поддерживается направление сообщений непосредствен н о в файлы . Прежде ч е м переходить к деталя м , приведем м и н и - словарь терминов, связан ных с журнальной регистрацией в пакете B I N D (табл . 1 6. 7 ) .

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

585

Таблица 1 6 .7. Лексикон пакета BIND Термин

Ч то означает

Канал

Место, куда направляются сообщения, - система Syslog, файл или устройство /dev/null"

Категория Класс сообщений, генерируемых демоном named, например сообщения о динамических об­ новлениях или об ответах на запросы Модуль

Имя исходного модуля, который сгенерировал сообщение

Средство

Название средства системы Syslog; за DNS не закреплено собственное средство, но можно выбрать любое стандартное

Важность

Степень важности сообщения об ошибке

' /dev/null/

-

псевдоустройство, отбрасывающее всю входящую информацию.

Подсисте ма жур нальной регистрации конфигурируется при помощи и нструкц и и log g i n g в файле named . conf. Сначала определяются каналы - возможные пункты до­ ставки сообще н и й . Затем для различных категор и й сообщен и й задаются канал ы , куда они будут поступать. При форм ирова н и и сообщения ему назначаются категория, модуль и уровен ь важ­ ности. П осле этого оно рассылается по всем с вяза н н ы м с категори е й и модул е м ка­ налам . В каждом канале и меется фильтр , определяющ и й , сообщения какого уровня важности можно пропускать. Канал ы , ведущи е в систему Syslog, подвергаются допол­ н ител ьной фил ьтрац и и в соответствии с правилами , установлен н ы м и в файле /etc/ syslog . conf. Общий вид инструкции l o g g i ng таков. l ogging { определение_ канала определение_ ка нала c a t e g o r y имя_ ка тегории имя ка нала имя ка нала

}; };

Каналы Аргумент о пределение_ к а нала выглядит по-разному, в зависимости от того, ве­ дет он к файлу или к системе Syslog. Для каждого канала н еобходимо выбрать либо тип f i l e , л ибо тип s y s l og ; совмещать их канал не может. chann e l имя_ канала { f i l e путь [ ve r s i o n s число_ в ер сий 1 s y s l o g средс тв о ; s e ve r i t y в ажнос ть ; no; print-category yes

u n l i mi t e d )

[ s i z e ра змер ) ;

no; p r i n t - s e ve r i t y y e s p r i n t - t i me y e s 1 n o ;

};

Для файлового канала аргумент число_ в ер сий сообщает о том , с кол ько резервных копи й файла нужно хранить. Аргумент ра змер задает предельно допустим ы й размер файла (например, 2 0 4 8 , l O O k , 2 0rn, 1 5 g , u n l i rn i t e d , de f a u l t ) , по достижен и и кото-

Часть 11. Работа в сетях

586

рого произойдет автоматическая ротация . К примеру, если файловый канал называется mylog, то в п роцессе ротации появятся верси и mylog . О, mylog . 1 и т.д. Для каналов системы Syslog задается имя средства, указываемое при регистрации со­ обще ний. Это может быть л юбое стандартное средство, но на практике единствен н ы м разумн ы м выбором являются средства da emon и l o c a l O - l o c a l 7 . m Список средств системы Syslog при водился в главе 1 0. Остальные раздел ы в определ е н и и канала я вля ются необязател ь н ы м и . Аргумент может при н и мать сл едующие значения ( в порядке уме н ьш е н ия приорите­ та) : c r i t i c a l , e r r o r , wa r n i n g , n o t i c e , i n f o и d e b u g (здесь может добавляться но­ мер уровн я , например s e ve r i ty debug 3). З начен ие dynami c соответствует текущему уровню отладки сервера. П араметры p r i n t устанавл и вают ил и отм е н я ют вы вод разл и ч н ых префи ксов со­ общени й . С истема Syslog вставляет перед каждым сообщением метку времени , а также и м я хоста, но не урове н ь важности ил и категорию. Существует также параметр , по­ зволяющ и й отображать имя исходного файла (модуля) , сгенерировавшего сообщение. П араметр p r i n t - t ime рекомендуется вкл ючать только для файловых каналов, посколь­ ку в Syslog произойдет ненужное дубл ирование и нформации. В табл 16.8 перечислен ы четы ре канала, которые определены по умолчанию. В бол ь­ ш инстве случаев создавать новые канал ы не требуется. в а жно с т ь

.

Табли ца 1 6 .8. Станда ртнь1е каналы журнальной регистрации пакета BIND Имя канала

Назначение

de f a u l t _ s y s l o g

Направляет соо б щ ениs� уровнs� i n f o и выше в систему Syslog от имени средства da emon

de f а ul t _ debug

Направляет соо б щ ениs� в файл named . run; уровень важности устанавливаетсs� равным dyn ami c

defaul t stderr

Направляет соо б щ ениs� в стандартный канал ошибок демона named с уровнем важности i n f о

null

Отб расывает все сообщения

Категории В момент создан ия програ м м ы категори и определя ются програ м мистом . Они орга­ н изовывают сообщен ия по темам или функциональным возможностя м , а н е по важно­ сти. В табл . 1 6 . 9 п р и веде н текущий список категори й сообще н и й . Таблица 1 6 . 9 . Катего р ии сообщений пакета BIND Категория

Что ох11ты1 ает

client

Клиентские запросы

c on f i g

Оши б ки анализа и обработки конфигурационного файла

d a t ab a s e

Сообщения о б операциs�х с базой данных

de f au l t

Категории, для кото ры х не был явно назначен канал

de l e ga t i on - on l y Запросы , посланные в NXDOMAI N зонами, выполняющими только делегирование d i s p a t ch

Диспетчеризация входs�щих пакетов среди модулей сервера

dns s e c

Соо б щения протокола DNSSEC

e dn s - d i s aЫ e d

И нформация о с е рверах, вышедших из строя

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

587

Окнчание табл. 16.9

Категория

Что охватывает

gene r a l

Неклассифицированные сообщения

l ame - s e rve r s

Сообщения о серверах, которые, как предполагается , обслуживают зону, но на самом деле зто не так •

netwo r k

Сетевые операции

not i f y

Сообщения об изменениях зон

que r i e s

Короткое сообщение для каждого ( ! ) запроса, принимаемого сервером

r e s o lve r

Операции преобразования имен, например рекурсивный поиск, выполняемый от имени клиента

securi t y

Принятые или непринятые запросы

unma t c h e d

Запросы, которые демон named не может классифицировать (неправильный класс, нет представлени я )

upd a t e

Сообщения о динамических обновлениях

upda t e - s e c u ri ty Одобрение или отклонение запросов на обновление xfer-in Сообщения о передачах зон , принимаемых сервером x f e r - ou t

Сообщения о передачах зон , отправляемых сервером

0Это может быть как родительская, так и дочерняя зона.

Журнал запросов Стандартный вид инструкции l o g g i ng таков. logging { c a t e g o r y de f a u l t ( d e f au l t _ s y s l o g ; d e f a u l t debug ; )

;

);

После внесе н ия существе н н ых изме н е н и й в с истем у B I N D необходимо просматри­ вать журнальные файл ы ; возможно, стоит также повышать уровен ь отладки . После того как демон named вернется в стабил ьное состоян и е, н астройте систем у так , чтобы реги­ стрировал ись только важн ые сообще ния. Журн ал запросов - источ н и к весьма полезной и нформации . Н а его ос нова н и и мож­ но проверить, работают ли директи вы a l l ow , узнать, кто посылает вам запросы , иде н ­ тифицировать неправил ьно сконфигурированные клиенты и т.д. Для того чтобы включить режим регистрации запросов, назначьте категории que r i e s какой-нибудь канал. Регистрация в системе Syslog менее эффективна, ч е м непосредствен ­ но в файле, поэтому при регистрации каждого запроса создайте файловый канал , связан­ ный с локальным диском. Зарезервируйте для журнала достаточно дискового простран­ ства и будьте готовы отключить регистрацию, когда накопится достаточный объем данных (команда rndc querylog включает и откл ючает регистрацию запросов) . И ногда отладка представления является довол ьно сложной задачей, но, к счастью , представление, соответствующее кон кретному запросу, можно занести в журнал вместе с запросом . Н иже переч ислен ы наиболее часто регистрируемые сообщения. •

Неправильно сконфигурированный сервер ( " Lame se rver resolving ххх " ) . Есл и по­ добное сообщение поступает от одной и з внутре нних зон , значит, в конфигура­ ции систе м ы и меется ошибка. Если же в сообще н и и говорится о какой-то зоне в И нтернете , то можно не беспокоиться : это "чужая " ошибка. Сообщения второго вида вполне можно отбрас ывать, направляя их в канал nu l l .

Часть 11. Работа в сетях

588 •

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Отклонение запроса ( " " . query (cache) ххх denied" ) . Прич иной этого сообщения мо­ жет быть неправильная конфигурация удален ного сайта, нарушение правил или ситуаци я , в которой некто делегировал вам зону, но вы ее не конфигурировал и . Просроченное время при распознавании: отключение EDNS ( " too many timeouts resolving ххх: disaЫing EDN S " ) . Это сообщение может возникнуть вследствие от­ каза брандмауэра, не пропус кающего пакеты U D P, размер которых превы шает 5 1 2 байт, и не допускающего фрагментирование. Кроме того, оно может свиде ­ тельствовать о проблемах на кон кретном хаете . Следует убедиться , что проблема не связана с ваш и м брандмауэром , и рассмотреть возможность переадресац и и этих сообщен и й в н улевой канал . Неожиданное распознавание RCODE (SER VFA IL) ( " unexpected RCO D E ( S EVFAI L) resolving ххх " ) . Это сообщен и е может быть призн аком атак и ил и , что более ве­ роятно, сигналом о том , что кто-то постоянно посылает запросы к неправильно сконфигурированной зоне. Неправильная отсылка ( " Bad referral" ) . Это сообщение свидетельствует о непра­ вильном взаимодействии серверов имен зоны . Неавторитетен ( " Not authoritative for " ) . П одч и н е н н ы й сервер не может получ ить авторитетны е данн ы е о зоне . Возможно, у него хран ится н е правил ь н ы й адрес главного сервера или же тот не смог загрузить зону. Зона отклонена ( " Zone rejected " ) . Демон named отказался загружать файл зон ы , поскольку тот содержит ошибки. Не найдены записи NS ( " No NS RR for"). В файле зон ы после записи S OA не найде н ы записи N S . Возможно, они отсутствуют либо не нач инаются с табуляции ил и како­ го- н ибудь другого пробельного символа. Во втором случае они не присоединяются к зоне и, следовательно, интерпретируются неправильно. Не задано стандартное значение TTL ( " N o default ТТ L set " ) . Желательно задавать стандартное значение TTL посредством директивы $ T T L , располагаемой в нача­ ле файла зон ы . Ош ибка свидетел ьствует о том , что такая директива отсутствует. В верс и и B I N D 9 нал и ч ие этой директивы обязательно. Нет корневых серверов имен для класса ( " N o root nameservers for class " ) . Демону named н е удается найти корневые серверы имен. Следует проверить файл корне­ вых " подсказок" и подключение сервера к И н тернету. Адрес уже используется ( "Address already in use " ) . П орт, которы й нужен для работы демона named, занят другим процессом , возможно, другой копией демона. Если де­ мон отсутствует в списке выполняющихся процессов, то, очевидно, он перед эти м аварийно заверш ил свою работу и оставил открытым управляющий сокет утилиты rndc , которы й нужно найти и удалить. Хороший с пособ устран ить проблему остановить процесс с помощью утилиты rndc и перезапустить процесс named. $ sudo rndc s top $ sudo /usr/ sЬin/named . . .

•

Обновление не выполнено ( " " . updating zone ххх: update unsuccessful " ) . И м ела место попытка динамического обновлен и я зон ы , которая была отвергнута вследствие установки a l l ow- upda t e или upda t e - po l i c y для зоны в файле named . conf. Это оче н ь распространенное сообщение об ошибке , которая часто вызывается н епра­ вильной конфигурацией систем ы Windows.

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

589

Пример конфигурации журнала запросов в пакете BIND Пр иведе н н ы й н иже фрагмент взят из файла named . conf одного из загружен н ых сер­ веров имен TLD и представляет собой полную конфигурацию журнала запросов. logging channe l d e f a u l t_l o g { # D e f a u l t channe l , t o а f i l e f i l e " l o g / n amed . l o g " ve r s i on s 3 s i z e l Om ; p r i n t - t ime ye s ; p r i n t - ca t e g o r y ye s ; p r i n t - s e ve r i t y ye s ; s eve r i t y i n f o ; }; c h a n n e l x fe r - l o g { # Z one t r a n s f e r s channe l , to а f i l e f i l e " l o g / x f e r . l o g " ve r s i o n s 3 s i z e l Om ; p r i n t - t ime ye s ; p r i n t - c a t e g o r y ye s ; p r i nt - s eve r i t y ye s ; s e ve r i t y i n fo ; }; c h a n n e l dn s s e c - l o g { # DN S S E C channe l , to а f i l e f i l e " l o g / d n s s e c . l o g " ve r s i on s 3 s i z e l Om ; s eve r i t y d e b u g 1 ; p r i n t - s e ve r i t y ye s ; p r i nt - t ime ye s ; }; c a t e g o r y d e f a u l t { de f a u l t_l o g ; d e f a u l a_debu g ; c a t e g o r y dn s s e c { dns s e c - l o g ; } c a t e g o r y x f e r - i n { x fe r - l o g ; } category x fe r-out { x fe r - log ; } category not i f y { x f e r - l o g ; } };

Уровни отла д ки в пакете BIND Уров н и отладки демона named обозначаются цел ы м и ч ислами от О до 1 00. Чем выше число, тем бол ьше текста содержит выходная информация. Уровен ь О выкл ючает отлад­ ку. Уровни 1 и 2 отлично подходят для отладки конфигурационного файла и базы дан ­ ных. Уровни выше 4 предназначен ы для разработчи ков кода демона. Отладку можно вкл юч ить из командной строки , запус кая демон named с флагом -d. Например, команда # sudo named - d2

запускает демон named на уровне отладки 2. По умолчани ю отладочная информация за­ писывается в файл named . run, находящийся в каталоге запуска демона. Этот файл рас­ тет очень быстро, поэтому во врем я отладки будьте внимательны. Отладку можно также вкл ючать в процессе работы демона named с помощью ко­ манды rndc trace , которая увели ч и вает уровен ь отладки на един ицу. Команда rndc notrace выкл ючает режим отладки. Кроме того, можно создать канал регистрации со­ обще н и й , в определение которого входит строка следующего вида. s e ve r i t y debug 3 ;

Эта строка обеспечивает направление в канал всех отладочн ых сообщен и й вплоть до уровня 3. Другие директивы в определении канала указывают на то, куда в конечном

Часть 11. Работа в сетях

590

итоге попадут сообщен ия . Чем выше уровен ь важности , тем больше информации реги­ стрируется. П росм атривая журнал ьн ы е файлы и отладочн ы е сообщен и я , можно заметить, как часто делаются ошибки в конфигурации D N S . Забыв поставить точку в конце имен и , можно спровоцировать угрожающий рост трафи ка DNS. П о м н ите : точка нужна в конце каждого полностью определе нного имени домена.

Управление сервером имен с помощь ю команды rndc Опции команды rndc перечисл е н ы в табл . 1 6. 1 О. Если ввести имя команды rndc без аргуме нтов, то она выведет на экран с писок доступных подкоманд и их краткое описа­ н ие . В предыдущих версиях программы rndc испол ьзовались сигнал ы . Однако количе­ ство доступн ы х подкоманд уже " перевалило" за 2 5 , поэтому разработчики пакета B I N D отказались от испол ьзования с игналов. П одкоманды, приводящие к созданию файлов, размещают их в каталоге , указанном в файле named . conf как начал ь н ы й каталог демо­ на named. Таблица 1 6 . 1 О. Опции команды rndc8 Инструкция

Назначение

duшpdЬ

Записывает образ базы данных DNS в файл named_duшp . dЬ

flush (представление]

Очищает все кеши или кеши, заданные предста влением

flushname имя [предста вление)

Удаляет имя из кеша сервера

freeze зона [кла сс [предс та вление]]

Приостанавливает обновления динамической зоны

thaw зона [кла сс [представление]]

Возобновляет обновления динамической зоны

halt

Останавливает демон named без обработки отложенных обновлений

querylog

Переключает режим трассировки входящих запросов

notify зона (кла сс [предста вление]]

Повторно посылает з оне уведомления

notrace

Отключает режим отладки

reconf ig

Повторно загружает конфигурационный файл и все новые зоны

recursing

Записывает текущие рекурсивные запросы в файл named . recursing

refresh з она [кла сс (предста вление]]

Планирует обновления для зоны

reload

Повторно загружает файл named . conf и файлы зон

reload зона [кла сс [предста вление]]

Повторно загружает только указанную зону или предста вление

retransfer зона [кла сс [предста вление]]

Повторно копирует данные для зоны из главного сервера

s tats

Записывает статистическую информацию в файл named . s tats

s tatus

Отображает на экране текущий статус выполнения демона named

stop

Сохраняет отложенные обновления и останавливает демон named

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

591

Окончание табл. 1 6. 1 0

И нструкция trace

Назнач ение

Увел и ч и вает уровень отладки на единицу

trace приращение

Увел и чивает уровень отладки на приращение

validation новое сос тояние

Включает/отключает проверку DNSSEC на лету

• Аргумент кла с с означает то же , что и в случае записей о ресурсах; для И нте р н ета он обычно равен

IN.

Команда rndc rel oad заставляет де мон named за ново прочитать кон ф и гураци ­ онный файл и повторно загрузить файлы зон . Команду rel oad з о на удобн о п р и м е ­ нять н а и нтенсивно эксплуатируе м о м сервере , когда и зм е н е н и ю подвергается тол ь ­ ко одн а зон а , а остал ь н ы е трогать н е н ужно. Кром е того, м о ж н о задать параметр ы кла с с и пр ед с т а в л е ние, чтобы загрузить тол ько указанно е представл е н и е дан н ых зон ы . Обратите внимание на то , что команды rndc re l oad недостаточно, чтобы доба­ вить совершенно новую зону; для этого требуется , чтобы дем о н named проч итал файл named . conf и новый файл зон ы . Для новых зон следует ис пол ьзовать команду rndc reconfig, которая заново прочитывает файл конфи гурации и загружает л юбую новую зону, не трогая суrnествующие. Команда rndc free ze з о на останавл и вает дин а м и ч ес к и е обновлен и я и согласо­ вывает журнал динам ических обновлени й с файлами зон . После замораживания зон ы ее дан н ы е можно редактировать вруч ную. Поскол ьку зон а заморожена, динам ическое обновление происходить не будет. Завершив редактировани е , выпол ните команду rndc thaw зона , чтобы принимать динамические обновл е н и я снова . Команда rndc dumpdЬ заставляет демон named записать образ с воей базы данн ых в файл named dump . dЬ. Этот файл оче н ь бол ьшой и содержит не толь ко локальные дан­ ные, но и дан н ы е , накопл е н н ые в кеше сервера имен. Верси и демона named и программы rndc должны со1шадать, иначе будет выдано со­ общен ие о н есовпаден и и верси й протокола. Обычно они устанавл иваются на оди н и тот же комп ьютер, и расхождение верси й может вызвать проблем ы , есл и поп ытаться управ­ лять демоном named, запущен ном на другом ком пьютере . _

Н екорректное делегирование Подавая зая вку на ре гистрацию дом е н ного и м е н и , в ы просите , чтобы основному серверу имен и адм и н истратору D N S была выделена (деле гирована) часть дерева и м е н . Есл и не поддерживать работу дом ена или изм е н ить адреса серверов и м е н , не обновив связующие записи родительского домена, будет иметь место так называемое некоррект ­ ное делегирование (lame delegation) . Последствия не корректного дел е гирования могут оказаться весьма н е гатив н ы м и Есл и хотя бы оди н из ваш и х серверов окажется н е к орре к тн ы м то вся ваш а с истема D N S с н изит эффе кти вность работ ы . Есл и все сер в ер ы имен я вл я ются н е коррект­ н ы м и , то ни оди н из них н е будет доступе н . Все за п росы будут н а ч и н аться с кор­ ня, пока ответы будут кешироваться , поэтом у н е корре кт н ые серверы и н е ис п равное прогр а м м ное обес п е че н ие , которое не делает н е гат и в н о го к е ш ир о ва н и я о ш и бок S E R V FA I L , увел и ч и вают нагрузку н а кажд ы й хост, н ах одящ и й с я н а пути от корн я к н е корре ктному дом е н у. Н екорректное делегирование можно обнаружить с помощью и нструмента под назва­ нием doc (domain obscenity cont rol - проверка корр е кт н ост и домена) л ибо путе м н е .

,

Часть 11. Работа в сетях

592

посредствен ного просмотра записей из журнальн ых файлов. 26 Рассмотрим пример реги­ страционных зап исей. Jul 19 1 4 : 3 7 : 5 0 nuba r k n aтed [ 7 5 7 ] : l ате s e rve r r e s o l v i n g ' w3 w 3 . c oт ' ( i n ' w3 w 3 . c oт ' ? ) : 2 1 6 . 1 1 7 . 1 3 1 . 5 2 # 5 3

Послав с помощью команды dig запрос о серверах имен дл я домена w З w З . сот одно­ му из серверов gТLD-домена . с от, м ы получим следующую и н формацию. $ d.ig @ e . gtld-servers . net wЗwЗ . com ns

; ; AN SWER S E CT I ON : w3w3 . coт 172800 w3w3 . coт 172800

IN IN

NS NS

n s O . naтe s e rv i c e s . ne t . n s l . naтe s e r v i c e s . ne t .

Если же теперь опрос ить каждый из этих серверов по очереди, задав им этот же во­ прос , то мы получи м ответ от сервера n s O и не получ им ответа от сервера n s l . $ d.ig @ nsO . nameservices . net wЗwЗ . com ns

; ; AN SWER S E C T I ON : w3w3 . coт 1 4 4 0 0 IN w3w3 . coт 1 4 4 0 0 IN

NS NS

n s O . naтe s e rv i ce s . ne t . n s l . n aтe s e rv i ce s . ne t .

$ d.ig @ nsl . nameservices . net w3w3 . com ns

, , QUE S T I ON S E C T I ON : IN IN , , w3w3 . coт . , , AUTHOR I T Y RECORDS : 9 2 1 5 2 IN N S с от . 92 1 52 IN NS с от . 9 2 1 5 2 I N NS с от .

M . GTL D - S E RVER S . NET . I . GT L D- S E RVERS . N ET . E . G T L D - S ERVERS . NET .

Сервер имен n s l . naтe s e rv i c e s . n e t делегировал ответстве нность за доме н w З w З . с от серверам домена . с от, но они эту ответствен ность не принял и . Эта конфигурация является неправил ьной, и возникло н екорректное деле гирование. Клие нты , пытающи­ еся попасть в дом е н w З w З . с от, будут обслуживаться медленно. Если домен w З w З . с от оплачи вает услуги D N S домену naтe s e rv i c e s . n e t , то он заслуживает ком пенсации! И ногда, посылая запрос с помощью команды dig на авторитетн ы й сервер в поисках некорректности , можно не получ ить н и какой и нформации . В этом случае следует по­ пытаться повторить запрос с флагом +norecurse, чтобы можно было увидеть точно, что знает искомый сервер.

1 6. 1 2 . ЛИТЕРАТУРА Система доменных имен и пакет B I N D описаны во многих источ н и ках, включая до­ куме нтацию, входящую в состав пакета, отдел ьные главы в книгах об И нтернете , целую кн и гу серии ln а Nutshell издател ьства O ' Reilly, а также м ногочисленные ресурсы в гло­ бал ьной сети .

2680 м ногих орга н изациях в качестве канала l aтe - s e rve r s для журналов ре гистрации указан ка­ талог /dev/null , чтобы не беспокоиться о некорректном делегировании други х доменов, не при ­ надлежащих этой орга н изаци и . Это допусти мо, если ваш домен н аходится в полном порядке и не является н и источ н и ком , н и жертвой некорректного делегирова н и я .

Глава 1 6. DNS: система доменных имен

593

К н иги и другая документация •

Т н Е Noм 1 N U M B I N D D EVELOPMENT ТЕАМ . BINDv9 Admin istrator Reference Manual. Документ включен в дистрибутив B I N D (doc/arm) , а также доступен на веб-сайте www . i s c . o r g . В нем в общих чертах описаны при н ц и п ы админ истрирования па­ кета B I N D 9.

•

Lщ СR 1 скЕт , AND Pлu L АLвпz. DNS and В/ND (5th Edition) . Sebastopo\ , СА: O ' Reilly Media, 2006 . Эта к н и га стала настол ьн ы м справочн и ком по серверу B I N D , хотя и написана довольно тяжелы м языком.

•

Lщ CRICKET. DNS & В/ND Cookbook. Sebastopo\ , СА: O ' Rei l l y Media, 200 2 . Это упрощен ная версия книги издательства O ' Reilly о с истеме D N S , содержащая чет­ кие инструкции и примеры работы с серверами и ме н . Довольно старая , но все еще полезная .

•

Lщ СR1скп. DNS and В/ND оп !Рvб. Sebastopol, СА: O ' Reilly M edia, 20 1 1 . Кни га ориентирована на D N S и B I N D в рамках протокола I Pvб. Она невелика и содер­ жит искл ючительно м атериал, связанн ы й с протоколом I Pvб.

•

Lucлs, М 1снлн W DNSSEC Mastery: Securing the Domain Name System with BJND. Grosse Point Woods, M I : 1ilted Windmill Press, 20 1 3 .

Рес урсы в И нтернете Веб-сайты i s c . o r g , dn s - o a r c . n e t , r i pe . ne t , n l n e t l ab s . n l , f . ro o t - s e rve r s . org и k . r o o t - s e rve r s . o r g содержат м ного и нформации о системе D N S , исследовани ­ ях, результатах измере н и й , презентациях и др. Подробная и нформация о п ротоколе DN S , записях о ресурсах и других асп е ктах DNS приведена на сайте i a na . o rg / a s s i g nme n t s / d n s - p a rame t e r s . Этот документ со­ держит и н формацию о том , в каком документе RFC описан тот или иной факт, касаю­ щийся работы с истем ы D N S . Справо ч н и к DNSSEC НО WТО, написан н ы й Олафом Колкманом (O\af Kolkman), это 70-страничный документ, в котором изложен ы все асп е кты разверты вания и отлад­ ки протокола D N S S EC . Его можно загрузить с сайта n l n e t l a b s . n l / d n s s e c _ h o wt o / dns s e c howt o . pd f . -

Доку менты RFC Документы RFC, в которых описывается система доме н н ых и ме н , доступны на веб­ сайте www . r f c - e d i t o r . o r g . Мы использовали только сам ы е важные из н их, хотя в на­ стоя щее вре м я есть около 1 00 документов и около 5 0 черновиков, опубл и кова н н ы х в И нтернете , поэтому рекомендуем читателям зайти на сайт www . r f c - e d i t o r . o r g и из­ учить весь архив. Для того чтобы увидеть все документы , касающиеся текущей верси и B I N D , найдите каталоги doc/ rfc и doc/draft.

Глава

17

Система единого входа

П ол ьзовател и и с и с те м н ые адм и н и с трато р ы хотел и бы , чтоб ы и н фор м а ц и я об учетно й записи вол ш е б н ы м образом распространял ас ь н а все ком п ьютер ы сети и пользовател ь мог войти в л юбую с истем у с оди н аковы м и учетн ы м и дан н ы м и . Эта фун кция назы вается " еди н ы м входом " ( s i ngle sing-on - S S O ) и потреб ность в н е й повсеместна. SSO вкл юч ает в себя две основные кон це п ц и и безопас н ости : идентифи ка ц и о н ­ ную и н формацию и ауте нтификаци ю . Иде нтификационная и н формация пол ьзовате­ ля - это абстрактное п редставл е н и е л и ца , которому необходим доступ к с истеме или приложен и ю . Обычно она вкл ючает такие атрибуты , как и м я пол ьзователя , парол ь , идентификатор пользователя и адрес эле ктронной почты . Ауте нтификация - это до­ казательство того, что л и цо я вляется закон н ы м владельцем иде нтификационной и н ­ формации . В этой главе основное в н и м а н и е уделя ется с истем е S S O как компонен ту с истем U N I X и Linux в рам ках единой орга низац и и . Для еди ного входа в нескольких орга н и ­ зациях ( которы й , например, может потребоваться для и нтеграции ваш их систем и си­ стем поставщика програм м ного обеспече н и я в рамках модели обслуж и ва н и я " про­ гра м мн ое обеспечение как услуга" ( Software -as-a-Se rvice - SaaS)) доступны несколько реш е н и й на основе стандартов и ком мерческих решен и й SSO. В этих случаях в каче­ стве первого шага м ы р е комендуем изуч ить язык Security Assertion M arkup Language ( SAM L) .

Часть 11. Работа в сетях

596

1 7 1 Основные ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ЕДИНОГО ВХОДА .

.

Хотя существует м ножество с пособов создан и я еди ного входа , в каждом сценар и и обычно требуется четыре элемента. •

•

•

•

•

Централ изован ное хра н ил и ще катал огов , которое содержит идентификацион ­ ные дан ные пол ьзователя и и нформацию авторизации. Наиболее распространен­ ными ре ш е н и я м и явл я ются службы каталогов, основа н н ые на протоколе L DA P ( Lightweight Directory Access Protocol) . В средах, в которых сочетаются систе м ы Windows, U N IX и Linux, хорош им выбором явл яется популярная служба M icrosoft Active Directory, включающая н астраи ваем ы й , нестандартный интерфейс LDAP. И нстру м е н т для управл е н и я и нформацией пол ьзователя в каталоге. Для соб­ стве н н ых реал изаций LDAP м ы рекоме ндуе м php L DAPadmin ил и Apache Directory Studio. Оба являются простыми в испол ьзовании неб-инструментами, которые по­ звол я ют и м портировать, добавлять, изменять и удалять записи в каталоге. Есл и вы я вляетес ь приверженцем службы M icrosoft Active Directory, то для управления информацией в каталоге вы можете использовать и нтегрируе м ы й модуль Windows "Active Directory Users and Computers " . Механизм аутентификации иде нтификационной и нформации пол ьзователе й . Вы можете аутентифицировать пол ьзователей не посредствен но в хран ил и ще L DAP, но помимо этого часто испол ьзуется система ауте нтификации на основе манда­ тов на основе протокола Kerberos, первоначал ьно разработанная в М IТ. 1 В средах Windows Active Directory предоставляет доступ L DAP к идентификаторам пол ьзо­ вателей и использует настраиваемую версию KerЬeros для аутентификации. Аутентификация в современных с истемах U N IX и Linux вы полняется с истемой PluggaЫe Authentication Module, также известной как РАМ . Для агрегирования досту­ па к службам идентификации и аутентификации пользователя вы можете испол ьзо­ вать демон System Security Service Daemon (sssd) , а затем указать РАМ в sssd. Библ иотеки подпрограмм на языке С для централ и зованной идентификаци и и ау­ тентиф и кации, которые ищут пол ьзовател ьские атрибуты. Эти утилиты (напри­ мер, ge tpwent) тради ционно ч итают обы ч н ы е файлы , такие как / e tc/pas swd и /etc/group, и отвечают на запросы, основываяс ь на их содержании. В настоя ­ щее время источники дан н ых настраиваются в файле переключения службы и м е н , /etc/ns swi tch . conf.

На рис. 1 7 . 1 показан ы отношения высокого уровня между разл и чн ы м и компонен ­ там и SSO в тип ичной конфиrураци и . В этом при мере в качестве сервера каталогов ис­ пол ьзуется Act ive Directory. Обратите внимание на то, что как вре м е н ная с и н хрон иза­ ция ( NTP) , так и отображе ние имен хостов ( DN S ) имеют решающее значение для сред , испол ьзующих Kerberos, поскол ьку мандаты ауте нтификации имеют времен н ые метки и огран ичен н ы й срок действия . В этой главе м ы рассмотри м ос новные кон цеп ц и и систе м ы L DA P и п редстави м два кон кретных LDAP-cepвepa для систем U N IX и Linux. Зате м м ы обсудим шаги , н е ­ обходимые для того, чтобы маш и н а использовала централизованную службу каталогов для обработки авторизации. 1 Сообщество специалистов по системам безопасности дел ится на тех, кто считает, что наилучшую зашиту ауте нтификации обес печ и вает служба L DA P, и сторо н н и ков протокола Kerberos. Дорога жизн и усея на расплюще н н ы м и бел кам и , которые не могли сделать вы бор. Выберите свой вариант и не огляды вайтес ь назад.

Глава 1 7. Система единого входа

597

Локальная система login, getty, оконный сервер

Провайдер идентификации nss_sss

Внешние серверы ntpd Связующее звено LDAP

Библиотека C getpwent() getpwnam()

PAM

sssd Связующее звено Kerberos

Сервер NTP

Сервер Active Directory

pam_sss

Провайдер аутентификации Распознаватель DNS

Сервер DNS

Рис. 1 7. 1. Компоненты SSO

1 7 2 LDAP: 11 0БЛЕГЧЕННЫЕ " СЛУЖБЫ КАТАЛОГОВ .

.

Служба каталогов - это просто база данных, но такая , в которой сделан ряд допол­ н ительных предположен и й . Л юбой набор дан н ых, характеристики которых подпадают под эти предположения , становится кандидатом на вкл ючен ие в базу дан н ых. Основные предположен и я таковы: •

информационные объекты относительно невелики;

•

база данных будет реплицироваться и кеш ироваться н а множестве ком пьютеров;

•

у информации есть атрибуты ;

•

дан н ые извлекаются часто, но зап ис ьшаются редко;

•

операции поиска выпол н я ются оч е н ь часто.

Текущая стандартная система, пред.11 ожен ная орган изацией I ETF д.11 я этих целей, на­ зывается L DA P ( Lightweight Di rectory Access Protocol - упроще н н ы й протокол доступа к каталога м ) . 2 И значально L DA P задумывался как простой шл юзовой протокол , кото ­ рый позволял бы клиентам TC P/ I P взаимодействовать с серверами каталогов Х.500, те­ перь уже устаревш и м и . Н аиболее распространенной реал изацией протокола L DAP я вля ется служба Active Directory ком п а н и и M icrosoft . М ногие орга н и зации испол ьзуют эту службу д.11 я аутен ­ тификации как в системе Windows, так и в системах U N IX и Linux. Для таких организа­ ций стандартной реал изацие й стал пакет Ope n L DA P (ope n l d a p . o r g ) . Служба катало­ гов уровня предприяти я , остроумно названная 389 Directory Server (ранее известная как Fedora Directory Server и N etscape Directory Server) , также является прое ктом с открытым исходным кодо м , к которому можно получ ить доступ н а сайте p o r t 3 8 9 . o r g . 3

Особен ности LDAP Для уверен ной работы с L DA P вам нужен хотя бы небольшой опыт. П ротокол LDAP сам по себе н е решает какую-л ибо адм и н истрати вную проблему. Нет какой-то "' глав­ ной задач и " , которую можно было бы реш ить искл ючительно с помощью LDAP; к тому 2 Как это ни парадоксально, но протокол L DA P можно н а зва т ь ка к и м угодно, но только не упро­ щенн ы м . 'ТС Р-порт 3 8 9 я вляется портом по умолчан и ю для всех реал изаций протокола L DAP.

Часть 11. Работа в сетях

598

же на разн ых сайтах по-разному подходят к необходимости развертыва н и я серверов LDA P. Поэтому прежде чем перейти к особенностям инсталляции и конфигурирован ия Ope n L DAP, поговори м о том , в каких случаях целесообразно испол ьзовать LDAP. •

•

•

•

•

•

L DA P можно испол ьзовать в качестве хра н ил и ща допол н ител ьной и нформации о пол ьзователях (телефо н н ых номеров, домашних и рабочих адресов). М н огие почтовые систе м ы , включая sendmai l , Exim и Postfix, могут получить дан н ы е о маршрутизаци и из L DA P, и этим отчасти можно объя с н ить популяр­ ность при м е н е н и я LDAP. Дополн ительную и нформаци ю об испол ьзова н и и про­ токола L DAP в почтовой системе sendmail см. в разделе 1 8 . 8 . L DAP позволяет упростить процесс аутентификации пользователей для приложе­ н и й (даже тех, которые написаны другим и командами программ истов и в других подразделе н иях) , и збавляя разработч иков от необходимости беспокоиться о точ­ н ых деталях управления учетными зап ися м и . Изменения , внесе н н ые в L DАР-данные , немедленно вступают в силу и мгнове н но становятся видимыми для всех хостов и приложен и й клиентов. L DA P всесторон н е поддерж и вается языка м и написа н и я сценариев вроде Perl и Python (посредством использован и я библ иотек). Следовател ьно, L DAP удобно испол ьзовать для передачи и нформаци и о конфигурации локально написан н ы м сценариям и утил итам адми н истрирования. L DA P хорош о поддержи вается и как служба общедоступных каталогов. М ногие ведущие почтовые кл иенты применяют L DA P дл я доступа к каталогам пол ьзо­ вателей. П ростой поиск с использованием L DA P поддерживается во м ногих веб­ браузерах посредством типа L DAP U RL.

Структура дан н ых LDAP Дан н ые протокола LDAP при н имают форму списков свойств, которые в мире L DAP называют "запися м и " (entry) . Каждая запись состоит из набора и менованных атрибутов (например, u i d , de s c r i p t i on) и значен и й этих атрибутов. Пол ьзовател и , работающие в среде Windows, вероятн о , заметят, что эта структура напом и нает структуру записей в с истем ном реестре . Как и в реестре Wi ndows, отдельн ый атрибут может и меть несколь­ ко разл ичных значен и й . В качестве при м ера рассмотри м обычную ( и упроще н ную) строку файла / e t c / passwd, выраже н н ую в виде записи L DAP. dn : u i d= ghoppe r , ou= P e op l e , dc=navy , dc=mi l obj e c t C l a s s : t op obj e c t C l a s s : p e r s on o b j e c t C l a s s : o r g an i z a t i on a l P e r s o n obj e c t C l a s s : i n e t Or g P e r s on obj e c t C l a s s : p o s i xAccount obj e c t C l a s s : s hadowAccount u i d : ghopp e r cn : G r a c e H opp e r u s e r P a s s w o r d : { c rypt } $ 1 $ p Z aGA2 RL $MPDJo c 0 a fuhHY 6 y k 8 HQFp 0 l o g i n S he l l : / b i n / b a s h u i dNumЬ e r : 1 2 0 2 g idNumbe r : 1 2 0 2 home D i r e c t o r y : / h ome / ghoppe r

Здесь мы видим простой пример формата LD I F ( L DAP Data l nterchange Format фор­ мат обмена данными LDAP), который применяется в больш инстве инструментов, связан -

Глава 1 7. Система единого входа

599

ных с LDAP. и в реализациях серверов. Причиной успеха этого формата я Шiяется то обсто­ ятельство, что LDAP можно без труда преобразовывать в простой текст и обратно. Зап и с и образуют и ерархи ю по " отл и ч и тел ь н ы м и ме н а м " ( и м я атри бута: dn distinguished name), которые формируют некоторую разновидность пути поиска. Как и в системе D N S , "сам ы й стар ш и й бит" находится справа. Например, в приведенном выше примере имя DN S n a v y . rn i l испол ьзуется для построен и я верхн их уровней иерархии LDAP. Оно разбивается на два компоне нта домена: navy и rn i l , хотя это всего л и ш ь одно и з не которых обычных соглашений. Каждая запись и меет тол ько одно отлич ител ьное имя. Записи соверше н но изолиро­ ваны друг от друга и н е образуют иерарх и и , за искл юче н и е м иерархи и , нея вно опре­ деляемой атрибутам и dn. Это гарантирует их ун и кал ьность и подсказывает реализации протокола, как эффе ктивно и ндекси ровать и искать дан н ые . В иртуал ьную иерархи ю , созданную атри бута м и d n , применяют разн ые пол ьзовател и протокола LDA P, но она является с корее соглаш е н и е м о структури зации дан н ых, чем я вной фун кционал ьной возможностью протокола L DA P. В то же время существуют возможности дл я создания символ ических связей между зап исям и и ссьш ками на другие серверы . Зап иси LDAP обычно составляются н а основе испол ьзования атрибута o b j e c t C l a. s s . Класс ы объектов определяют атрибуты , которые может содержать зап ись, причем н е ­ которые из них могут требоваться для проверки достоверности . Каждому атрибуту н а ­ значается тип дан ных. Схема вложения и комбин ирован ия классов объектов н ичем не отл ичается от схе м ы , при нятой в традиционном объектно-ориентированном програм ­ мирован и и . Верхний уровен ь дере ва класса объектов называется t o p ; он означает л и ш ь то, что запись должна иметь атрибут obj e c t C l a s s . В табл . 1 7 . 1 приведе н ы н е которые обы ч н ые атрибуты L DA P, назнач е н и е которых с первого взгляда может быть непонятн ы м . -

Таблица 1 7 . 1 Некоторые имена атрибутов, которые можно встретить в иерархиях LDAP •

Атриб ут

Расwи фровка

Назначение

о

Orgaпizatioп (организация)

Часто идентифицирует запись верхнего уровня сайта•

ou

Orgaпizatioп uпit (организаци ­ онная еди ница)

Логическое подразделение, например ma r ke t i n g ( отдел маркетинга)

cn

Commoп паmе (обычное имя)

Н аиболее естественное имя , с помощью которого можно передать смысл записи

dc

Domaiп соmропепt (компонент домена)

Используется в сайтах, в которых иерархия построена на основе DNS

obj ectC l a s s

Object class ( класс объектов)

Схема, в соответствии с которой формируются атри· буты данной записи

" Обычно не используется системами, в которых ШАР-иерархия построена на основе DNS.

OpenLDAP: тради цион ный LDAP- cep в ep с открытым исходн ым кодом Ope n L DAP - это рас ш ирение проекта, выполнен ного в М и ч и ганском университете . В настоя щее врем я он продолжает оставаться проектом с открытым исходным текстом и распространяется с больши нством дистри бути вов Linux (хотя и не всегда вкл ючается в стандартный вариант и нсталляции). Его документацию, вероятно, луч ш е всего харак­ теризует слово "оживленная " .

Часть 11. Работа в сетях

600

В дистрибут и ве Ope n L DAP стандарт н ы м демоном L DAP-cepвepa я вляется s l apd. В среде с н ес кол ьк и м и сервера м и Open L DA P демон s lurpd в ыполняется н а главном сервере и отрабаты вает механ изм репликации посредством внесен ия изменений на под­ ч и н е н н ые серверы . Утилиты командной строки позволяют выпол нять запросы и моди­ фицировать данн ые L DAP. Настройка довол ьно простая . В первую очередь потребуется создать файл / etc/ openldap/ slapd . conf, скопировав образец, который был и нсталли рован в месте с сер­ вером Ope n L DAP. Н еобходимо обратить внимание на следующие строки. d a t ab a s e bdb s u f f i x " dc=mydom a i n , dc= c om " r o o t dn " cn= a dm i n , dc=mydoma i n , dc=com" r o o t pw { c r y p t ) abJnggxh B / yW I d i r e c t o r y / va r / l iЬ / l d a p

По умолчани ю выбирается формат базы дан н ы х Be rkley DB, отлично подходя щий для дан ных, манипуляция которы м и будет производиться в системе OpenLDAP. В ы мо­ жете использовать разнообразны е и н терфейсы , вкл ючая специал ь н ы е методы ( напри­ мер, сценарии , создающие данные "на лету " ) . П еременная suffix задает " базовое и м я " LDA P. Это корен ь ваше й части простран­ ства имен LDAP, подобн ы й том у, что в DNS н азывается доме н н ы м именем . Этот пример показывает обычное испол ьзование доме н ного и м е н и в качестве базового и м е н и LDAP. П еременная rootdn задает административное имя, а переменная rootpw хеширо­ ванн ы й пароль адми нистратора. Обратите внимание н а то, что дом е н н ы е ком поненты , восходя щие к адми нистративному и м е н и , также должны быть указа н ы . Для генериро­ вания значения дл я этого поля можно использовать утилиту slappaswd; просто с копи­ руйте и вставьте в поле результат работы этой утилиты . Поскольку пароль хеш ируется , проверьте, что файл slapd . conf принадлежит при­ вилегирова нному пользователю , а ero уровен ь допуска равен 6 0 0 . Н ужно также отредактировать файл / etc/ openldap/ ldap . conf, чтобы указать сер­ вер по умолчани ю и базовое имя для клиентских запросов L DAP. Это несложно: просто задайте аргумент записи host рав ны м и м е н и сервера, а в переменную base занесите то же значен и е , что и в переменной suffix файла slapd . conf (убедитесь, что обе строки не являются комментар и я м и ) . Вот как выглядит пример для сайта a t ru s t . com. -

BAS E URI

dc=a t ru s t , dc=com l d a p : / / a t l an t i c . a t ru s t . c om

С этого момента можно запускать демон slapd без аргументов.

389 Di rectory Server: ал ьтернативн ый LDAP-cep в ep с открытым исходн ым кодом П одобно Ope n L DA P, служба каталогов уровня предприятия 389 D i rectory S e rver (port3 8 9 . org) является расширением проекта, в ы пол не нного в Мичиганском универ­ ситете . Однако прошло несколько лет ( в ком пан и и N etscape Communications) , прежде чем этот проект снова стал открытым . Существует множество прич и н рассматривать проект 389 Directory Serve r как ал ьтер­ нативу для Open LDAP, но среди е го явных преим уществ все же стоит в ыделить более соверш е нную документацию . Проект 389 Directory Server поставляется с инструкциями профессионального уровня по адми нистрированию и использованию, включая подроб­ ные руководства по инсталляции и в недрению.

Глава 1 7. система единого входа

601

К ключевым особен н остям проекта 389 Directory Server можно отнести следующие: •

•

•

•

испол ьзование нескольких полностью равноправных мастер-серверо в, что позволяет обеспечить огказоустойчивость и высокую скорость выполнения операций записи; возможность синхронизации пользователей, групп и паролей с контроллерами до­ мена Active Directory; консол ь адм и нистрирования с графическим интерфейсом , управле ния из команд­ ной строки и через веб- интерфейс; поддержка протокола L DAP, оперативное (без потерь времени) обновление схе м ы , конфигурации и управлен и я , а также механизм Access Control lnfonnation (AC I ) .

Прое кт 389 Directory Se rver и меет больше акти в н ы х разработч и ков, че м прое кт OpenLDAP. П оэтому мы обыч но рекомендуе м отдавать п редпочтение именно проекту 389 Directory Server. С адм и нистративной точки зрен ия эти два сервера с открытым исходны м кодом по­ разительно сходны в том , что касается структуры и функционирования. И это не удиви­ тельно, поскольку оба пакета были построен ы на базе одного и того же исходною кода.

Созда ние LDА Р- за п росов Для адм и н истрирова н ия L DA P вам н е обойтись без п росмотра содержи мого базы дан ных и управл е н и я и м . Для этого вам очень пригодится упомянутый выше с вободно распространя е м ы й пакет phpLDA Padmin, которы й предоставляет удобн ы й и нтерфейс, работающий по при н ципу " указал и щел кнул " . Помимо php L DA Padmin, м ожно ис­ пользовать утил иту ldapsearch (распространяемую с OpenLDA P и 389 Directory Server) , которая предназначена для поиска и нформации в службе каталога и я вл яется анало­ гичн ы м и нструм ентом командной строки, ген ерирующим результат в формате L D I F. Утилита ldapsearch особен но полезна дл я вызова из с ценариев , а также для сред ог­ ладки, в которых служба Active Directory действует в качестве сервера LDAP. В следующем п р имере запроса испол ьзуется утилита ldapsearch дл я просмотра информации о каталогах тех пользователе й , у которых обычное и м я сп (common name) нач и н ается с " n e d " . В дан ном случае найден только оди н резул ьтат, соответствующи й такому запросу. Назначения используе м ых :щесь флагов рассматриваются н иже. $ ldapsearch -h atlantic . atrus t . com -р 3 8 9 -х -D " cn=trent , cn=users , dc=boulder , dc=atrus t , dc=com" -W -Ь " cn=users , dc=Ьoulder , dc=atrus t , DC=com" " cn=ned* " Ent e r L DAP P a s s wo r d : # # # # # #

пароль

LDAPvЗ b a s e < c n = u s e r s , dc=bou l de r , dc= a t r us t , dc=com> w i t h s cope sub f i l t e r : cn=ne d * r e que s t i n g : ALL

n e d , U s e r s , b o u l de r . a t ru s t . com dn : cn=ned , cn=U s e r s , dc= b o u l de r , dc=at r u s t , dc=com obj e c t C l a s s : t o p ob j e c t C l a s s : p e r s on obj e c t C l a s s : o r g a n i z a t i on a l P e r s on obj e c t C l a s s : u s e r cn : n e d

Часть 11. Работа в сетях

602

s n : McC l a i n t e l ephone Numbe r : 3 0 3 2 4 5 4 5 0 5 g ive nN ame : N ed d i s t i ngui shedName : cn=ne d , cn= U s e r s , dc=bou l de r , dc= a t r u s t , d c = c om d i s p l a yN ame : N e d McC l a i n memЬ e r O f : cn= U s e r s , cn=Bui l t i n , dc=bo u l de r , dc= a t r u s t , dc=com memЬ e r O f : cn=Ente r p r i s e Admi n s , cn = U s e r s , dc=b o u l de r , d c = a t ru s t , d c = c om n ame : n e d sAМAc countName : n e d u s e r P r i nc i p a l N ame : n e d @ b o u l d e r . a t ru s t . com l a s t Lo g onTime s t amp : 1 2 9 0 8 6 9 5 2 4 9 8 9 4 3 9 7 4 ma i l : n e d @ a t ru s t . com

Флаги -h и -р команды ldapsearch позволяют указать в запросе хост и порт серве­ ра L DAP соответственно. Обычно вам потребуется аутентифицировать себя на сервере LDAP. В этом случае ис­ пользуются с пециальные флаг и Фл аг -х запрашивает простую аутентификацию (в отли­ чие от SAS L) . Флаг -D иде нтифицирует отличител ьное имя учетной зап иси пользователя, котор ы й имеет права доступа, необходим ы е для выполнения запроса. Наконец, флаг -w предписывает утилите ldapsearoh предложить вам ввести соответствующий пароль. Флаг - Ь указывает утилите ldapsearch, где имен но в иерархи и LDAP начать поиск. Этот параметр известен как baseDN (отсюда и имя флага " Ь " ) . По умолчанию утили­ та ldapsearch возвращает все соответствующие критерию поиска строки, найде н н ые н иже базово й точки дере ва baseDN, т. е. поиск будет выполняться только в дочерних эле­ ментах базы поиска (включая ее саму) . Уточнить характер такого поиска можно с по­ мощью фла га - s . Последни й аргумент п редставл яет собой " фильтр " , который описывает объект ва­ шего поиска. Он не требует использования флагов. Этот фил ьтр, cn=ned* , обеспечи­ вает возвращен и е всех строк LDAP, "обычное имя" которых нач и н ается с "ned " . Этот фильтр за кл ю чаетс я в ка вы ч к и ( " cn=ned* " ) , чтобы специал ьные с и м вол ы универсали­ зации в строке поиска (в дан ном случ ае это " звездочка") не были восприняты системой как управляющие символы командной оболочки. Если вы хотите извлечь все зап иси ниже заданной базы ba s e DN , п росто испол ьзуйте в качестве фил ьтра поиска в ы ражение obj ectClass=* ил и же опустите фильтр во­ обще , поскольку такой характер поиска действует по умолчанию. Л юбые аргу ме н т ы , которые указаны за фил ьтром , обеспечи вают выбор кон кретных атрибутов для возвращаемого резул ьтата Например, есл и бы вы добавили в кон е ц при­ веденной выше командной строки аргумент mail givenName, утил ита ldapsearch воз­ вратила бы только эти атрибуты отфильтрованных записей . .

-

.

П реобр азования фа йлов п аролей и груп п LDAP Если вы переходите на протокол LDAP и у вас уже есть и нформация о пользовате­ лях и группах, то вам , возможно, потребуется перенести существующие данн ы е . В доку­ менте RFC2307 определено ста н дар тное преобразован ие традицион н ых наборов данн ых U N IX, к которы м относятся файл ы pas swd и group , в пространство и м е н L DAP. Это полезны й справочн ы й документ ( по крайней мере с теоретической точки зре н и я ) . На практике в с е эти специфи каци и ч итать гораздо проще ком пьютерам , чем л юдя м ; вам же луч ш е просто просмотреть примеры. Ф и р м а Padl Software предлагает бесплатную коллекцию сценарие в , которые перево­ дят существующие текстовые файл ы или карты N IS в LDAP. Эти сценарии можно най-

Глава 1 7. С истема единого входа

603

ти по адресу: padl . com/OSS /MigrationTool s . html . Работать с н и м и очень просто. Сценари и можно использовать в качестве фильтров мя генераци и L D I F, а также мож­ но запускать, чтобы загружать данные прямо с сервера. Например, сценарий migrate _ group преобразовывает взятую из /etc/group строку c s s t a f f : x : 2 0 3 3 : evi , ma t t h e w , t re n t

в следующий блок L D 1 F: dn : cn= c s s t a f f , ou=Gr oup , dc=doma inname , dc=com cn : c s s ta f f obj e c t C l a s s : p o s i x G r oup obj e c t C l a s s : t op u s e r P a s sword : { c r ypt } x gi dNumЬ e r : 2 0 3 3 memЬe r u i d : evi memЬe ru i d : ma t t he w memЬ e r u i d : t r e n t

1 7 3 ИспользовАНИЕ СЛУЖБ КАТАЛОГОВ ДЛЯ ВХОДА В СИСТЕМУ .

.

После и нсталляции службы каталогов в ыпол ните следующие задачи по настройке, чтобы ваша с истема могла испол ьзовать SSO. •

•

•

•

Если вы планируете испол ьзовать службу Active Directory с протоколом Kerberos , настройте Kerberos и п рисоедин ите с истему к домену Active Directory. Настройте утилиту s s sd мя связи с соответствующ и м и хранилищами идентифи­ кации и аутентификации ( L DAP, Active Directory или Kerberos). Настройте кл юч службы имен, nsswitch . conf, чтобы испол ьзовать утил и ту sssd в качестве источн и ка информации о пользователе , группе и пароле. Настройте РАМ мя обслуживан ия запросов аутентификации с помощью демона s s sd.4

Н иже мы рассмотрим эти процедуры.

Система Kerberos Kerberos - это система аутентификации на основе мандатов, испол ьзующая кри п ­ тографи ю с симметричным ключом . Его популярность в последнее врем я была обеспе­ чена прежде все го компанией M icrosoft , которая использует ее как часть с истем ы ау­ тентификаци и в службе Act ive Directory и операционной системе Wi ndows. В контексте SSO мы описывае м , как и нтегрироваться со средой Active Di rectory Kerberos в системах Linux и Free B S D . Если вы используете LDA P-cepвep, отличный от Active Directory, или если вы хотите пройти аутентификаци ю в службе Active Directory с помощью L DAP, а не Kerberos, вы можете сразу перейти к обсуждению демона s s sd. W Дополнительную и нформацию о системе Kerberos см. в разделе 27. 6 . •одна часть програм м ного обеспече н и я испол ьзует традиционное семейство библиотечных про­ цедур getpwent для поиска информаци и о пользователе, но современные службы часто напрямую вызы вают п роцедуры ауте нтифи кации РАМ . Чтобы обеспечить пол ностью функцион альную среду, настройте и РАМ , и ns switch . conf.

Часть 11. Работа в сетях

604

Конф игурация Lin иx Kerberos для интеграции службы Active Directory Систе м н ые адм инистраторы часто хотят, чтобы их систем ы Linux были чле­ нами домена Active Directory. Ран ьше сложность этой конфигурации приво­ дила к тому, что некоторые из системных админ истраторов приходил и в от­ чаяние. К счастью, появление пакета realmd нам ного упростило эту задачу. П акет realmd действует в качестве инструмента настройки как мя демона s s sd, так и мя системы Kerberos. Прежде чем пытаться присоедин иться к домену Active Directory, п роверьте следующие условия. •

В с исте м е Linux , которую вы п р исоеди няете к дом е н у, и н сталл ирован пакет realmd.

•

Демон s s sd инсталлирован (см. н иже) .

•

Демон ntpd установлен и запуще н .

•

Вы знаете правил ьное имя своего домена Active Directory.

•

У вас есть учетные данные для учетной записи Active Directory, которой разреше­ но присоединяться к с истеме в домене. Это действие приводит к выдаче мандата на вьщачу мандатов в Kerberos (ticket granti ng ticket TGT) , чтобы он мог выпол­ нять операции аутентификации в будущем без доступа к парол ю администратора. -

Например, есл и ваше доменное имя Active Directory U LSAH . CO M , а учетная за­ пись Act ive D i rectory под именем t r e n t имеет право на присоединение с исте м ы к до­ мену, вы можете испол ьзовать следующую команду мя присоединения вашей с истемы к домену. -

$ sudo realm j oin - -user=trent ULSAН . COМ

Затем вы можете проверить результат. $ realm list u l s a h . c om t yp e : k e rb e r o s r e a lm-name : ULS AН . COM doma i n - n ame : u l s a h . c om c on f i gu r e d : k e r b e r o s -memЬ e r s e rve r - s o f twa r e : a c t i ve - d i r e c t o r y c l i e n t - s o f tw a r e : s s s d r e qu i r e d- p a c k a g e : s s s d r e qu i r e d- p a c k a g e : a d c l i r e qu i r e d - p a c k a g e : s amЬ a - common l o g i n - f ormat s : % U @ u l s ah . com l o g i n - p ol i c y : a l l ow- r e a l l o g i n s

Конф игурация Kerberos FreeBSD для интеграции A D Система Ke rberos печал ьно известна своим слож н ы м процессом настрой­ ки , особен но н а стороне сервера. К сожалению, система Free BS D не имеет надежного инструме нта, похожего на пакет realmd в системе Linux, кото­ р ый настраивает Kerberos и объединяет домен Active Di rectory за оди н шаг. Однако вам н еобходи мо настроить тол ько кл ие нтскую сторону Ke rbe ros. Конфигурационным файлом является /etc/krbS . conf.

Глава 1 7. Система единого входа

605

Во-первых, дважды проверьте , что пол ное доме нное имя систем ы включено в файл /e t c / h o s t s , а протокол NTP настроен и работает. Затем отредактируйте файл krbS . conf, чтобы добавить область, как показан о в следующем примере. Заме ните и м я до­ мена Active Diгectory ваш е го сайта для U LSAH .COM. [ l ogg i n g ] default F I LE : / va r / l o g / k r b 5 . l o g [ l i bde f a u l t s ] clocks kew 300 de f a u l t r e a l rn U L SAH . COM kdc_t irne s ync 1 c c ache_type 4 f o rwardaЫ e = t ru e t ru e proxiaЫe [ re a lrns ] ULSAH . COM kdc dc . ul s a h . corn a drni n s e rve r dc . ul s ah . corn de f a u l t dorna i n U L SAH =

=

=

=

=

=

=

=

[ dorna i n_ r e a lrn ] . u l s ah . corn = U L SAH . COM u l s ah . c orn U L SAH . COM =

В п р и в еде н н о м в ы ш е п р и м ере и н терес п р едставля ют н ес кол ько з н ач е н и й . Пятим и н утное рассогласование часов разрешено, даже если врем я установлено с по­ мощью протокола NTP. Эта свобода позволяет с истеме работать даже в случае проблем с протоколом NTP. Область по умолчанию установлена в домене Active Diгectory, а центр распределе н ия ключей (или КОС) настроен как контроллер домена Active Diгectory. Для отладк и может пригодиться файл k r b 5 . l o g . Запросите мандат и з контроллера Active Diгectory, запустив ком анду kini t . Укажите действительную учетную запись пользователя домена. Аккаунт a dmi n i s t ra t o r обы ч но является хорошим тестом , но подойдет и л юбая учетная запись. При появлен и и запроса введите пароль домена. $ kinit adminis trator@ ULSAН . COМ Pas sword f o r a drnin i s t r a t o r @ UL SAH . COM :

Испол ьзуйте команду klist, чтобы показать мандат КегЬегоs. $ kli s t T i c k e t c a c h e : F I L E : / t rnp / k r b 5 c c_ l 0 0 0 De f au l t p r i nc i p a l : adrni n i s t ra t o r @ UL SAH . COM S e rv i c e p r i n c i p a l Va l i d s t a r t i n g Exp i r e s 0 4 / 3 0 / 1 7 1 3 : 4 0 : 1 9 0 4 / 3 0 / 1 7 2 3 : 4 0 : 2 1 k r b t g t / UL SAH . COM@ UL SAH . C OM r e n e w unt i l 0 5 / 0 1 / 1 7 1 3 : 4 0 : 1 9 Kerbe r o s 4 t i c ke t c a c h e : / trnp / t kt l O O O kl i s t : Y o u have n o t i c k e t s c a c h e d

Есл и м андат отображается на экране, то аутентификация прошла успешно. В этом случае мандат действителен в теч е н ие 1 0 ч асов и может быть продлен на 24 часа. Для аннул и рования мандата можно испол ьзовать команду kdes troy.

Часть 11. Работа в сетях

606

Последн и й шаг - присоединить с истему к домену, как показано н иже . Испол ьзуемая учетная запись админ истратора (в дан ном случае t r e n t ) должна и м еть соответствующие полномоч ия на сервере

Active Directory для присоеди н е н и я с истем к домену.

$ net ads j oin -U trent En t e r t r e n t ' s p a s s w or d :