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