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1 ファイル転送とファイル共有 グループ 1 岩本祥平田口龍一田中忍日高大樹酒井瑞樹

2 ファイル転送の背景 コンピュータに記憶された情報を他のコンピュータで扱う 内蔵 HDDを外して直接渡すのは実用的ではない 外付けHDDを持ち運ぶのは実用的ではない 情報を転送する方法が必要 当初あった技術 ネットワークを使った解決手段 種類の違う OS 間でのファイル管理を考慮 ファイル単位での通信が必要 ファイル転送が開発 2

3 ファイル転送の目的 異なる OS 間でも使用できる情報の転送システム Windows-UNIX 間 等 遠隔のファイルにアクセスし操作 ファイルの確認 読み出し 書き込み 規定が違うファイルの内容でも転送可能なシステム 文字コードなど 確実にデータを転送する 3

4 ファイル転送の条件と方式 ファイル転送の条件 送信側と受信側で同じプロトコルが必要 ファイル転送の方式 FTP(File Transfer Protocol) TFTP(Trivial File Transfer Protocol) WebDAV(Web Distribute Authoring and Versioning) 4

5 FTP(File Transfer Protocol) 目的 確実にデータを転送 ファイルを受け送りする 2 者を 第 3 者から制御 概要 ネットワークでファイルの転送を行うためのプロトコル IETF(Internet Engineering Task Force) によって RFC 959 で定義 クライアントサーバ型プロトコル 二つのポートを標準で使用 データ転送用ポート 20 番 ( アクティブモード ), 任意 ( パッシブモード ) 制御用ポート 21 番 ( アクティブモード パッシブモード ) 5

6 データ転送ポート 制御用ポート : データ転送用 : 制御用 クライアント サーバ A サーバ B 6

7 FTP の機能 ユーザの認証機能 ユーザ名とパスワードによる認証 匿名で利用可能 anonymousftp ファイルシステムの操作 get コマンドや put コマンドなど 転送モード ASCII モード : テキスト関連 テキストの改行コードを転送元システムのものから転送先システムのものに変換 バイナリモード : 画像や動画, 圧縮ファイル テキストも転送できるが改行コードを変換せず そのまま転送 接続モード アクティブモード パッシブモード 7

8 anonymous FTP 目的 アカウントを作成せずにFTPのサービスを利用 認証作業を意識させない 匿名での FTP を利用可能にする機能 どの FTP サーバーでも設定を行うことにより anonymousftp の機能が使用可能となる 使い方 アカウント名に anonymous と入力 パスワードはメールアドレスを入力 8

9 FTP の動作 FTP クライアント FTP サーバ ユーザ get インターフェース サーバの制御プロセス指示 サーバのデータ転送プロセス データの送受信の指示. 管理 制御用コマンドと応答データ用ファイルの送受信 クライアントの制御プロセス データの送受信の指示. 管理 クライアントのデータ転送プロセス ファイルシステム ファイルシステム 9

10 FTP の接続モード ( アクティブ モード ) アクティブ モード ( ポートモード ) サーバからクライアントにむけて TCP 接続開始 アップロードも FTP サーバからコネクションが始まる 使用するポート番号は決まっている データ転送ポート TCP:20 番 制御用ポート TCP:21 番 10

11 アクティブモード通信の概略 クライアントサーバ PORT :3002 (1) PORT command OK NLIST (2) data connection (3) Status OK. To send data (4) directory list send (5) Send OK. data connection close (6) OK (7) FIN (8) FIN 11 アクティブモード NLIST コマンド

12 アクティブモード メリット ポート番号が決まっていて 他のポートを開ける必要がない デメリット クライアントがファイアウォール内に存在する場合接続できない場合ある クライアント側のポートは任意なため, 必要以上にポートを開ける場合がある 12

13 FTP の接続モード ( パッシブモード ) パッシブ モード クライアントからサーバにむけて TCP 接続開始 接続の方向は常にクライアントからサーバへ向けて確立 接続要求のパケットを常にクライアントから送信 使用するポート番号 データ転送ポート TCP: 任意 制御用ポート TCP:21 番 13

14 パッシブモード通信の概略 クライアントサーバ PASV (1) Enter PASV (2) data connection (3) NLIST (4) Status OK. To send data (5) directory list send (6) Send OK. data connection close (7) OK (8) FIN (9) FIN 14 パッシブモード NLIST コマンド

15 パッシブモード メリット クライアントがファイアウォールの内部に存在した場合でも 問題なく接続できる データ転送用ポートもランダムのため, セキュリティがアクティブモードと比べて高い デメリット FTP サーバが任意の一時的にポート番号を開ける 15

16 TFTP(Trivial File Transfer Protocol) 目的 ディスクレスのコンピュータの起動 ネットワーク機器などのファームウェアのバージョンアップ 通信には UDP を利用 ポート番号 69 使用 受信側が応答確認 ユーザ認証機能は無い FTP と比べて機能は少ない コマンドは読み出しと書き込み 応答確認のみ 16

17 WebDav とは 分散環境における web コンテンツ等の編集や管理を目的に作られた www の通信プロトコルである HTTP の拡張機能である HTTP を用いてファイルの転送や共有が可能 - web サーバのフォルダおよびファイルの管理を web クライアントから行える 使用するにはサーバとクライアント両方が WebDav に対応している必要がある 17

18 WEBDAV の動作 アクセス クライアント ファイルをコピー サーバ 18

19 WebDav の利点 セキュリティの向上が比較的容易 HTTP の拡張仕様であるため SSL による暗号化やプロキシなどをそのまま利用することができる 特定の OS に依存しない WebDav は HTTP の拡張機能なので OS や機種に依存する特別な仕組みはない 19

20 WebDav の機能 クライアントで作成された文書をサーバに送信して公開する サーバ上のファイルやフォルダの一覧を取得したり ファイル フォルダの複製 移動 削除が行える 編集中の文書を他のユーザが書き換えられないように保護する機能 ファイルの修正情報を管理 20

21 WebDav のデメリット 丌特定多数に WebDav でファイルアクセスを許すと危険 理由 WebDav を持っていたら誰でもアクセスできてしまい勝手にファイルを見られたり 内容を書き換えられてしまう可能性があるため 解決策 ユーザ名とパスワードによるユーザ認証を行う 21

22 ファイル転送の問題点 リモートディスクのファイルを直接 表示 編集丌可能 リモートからローカルへファイルの転送が必要さらに編集を更新するには再転送の必要 ファイル共有を使用することで解決 22

23 ファイル転送とファイル共有の違い 表示 編集 copy ファイル転送 ファイル再転送 ファイルに直接アクセス 表示 編集 FTP クライアントファイルサーバ NFS クライアント 23

24 ファイル共有の概要 ファイル共有技術によって リモートファイルへの直接アクセスが可能 利点 リモートファイルがローカルファイルのように見える アクセスのために他のシステムにログイン丌必要 集中管理によりデータ管理が簡単 ファイルの編集更新が即時 NFS Samba NAS をあつかう 24

25 NFS(NETWORK FILE SYSTEM) UNIX 間のディレクトリやファイルを共有するための サーバ / クライアント型の分散ファイルシステム かつプロトコル Sun Microsystems 社によって開発され ほとんどの UNIX のシステムで使用 分散ファイルシステム ネットワーク上の複数のコンピュータでファイルを相互に共有するシステム 25

26 NFS プロトコルの階層 NFS プロトコルは 3 つの層からなる ア プ セ NFS RPC XDR ファイル共有サービスを実行 リモートとの手続きの実行を可能にする ローカルコンピュータ側でデータ形式の再変換を行う ト UDP または TCP 26

27 NFS で必要な設定 ( サーバ側 ) 公開ディレクトリ export の作成 クライアントの指定 デーモンの起動 nfsd RPC 要求を受け入れ 実行 m0untd マウント要求を取り扱う rpcbind ポート111を開けて要求を待ち受け要求に応じたプログラムを実行 27

28 NFS で必要な設定 ( クライアント側 ) 共有ディレクトリ share の作成 公開ディレクトリ export の中身を share に組み込む マウント システムにデータを認識させ 利用可能に 28

29 マウントでのファイル共有 Server / Client / etc home usr usr さ export share れ home etc マウント要求 マウントポイント export home2 home2 29

30 クライアント マウントするまでのプロセス mountd のポートは? サーバ rpcbind mountd nfsd mountd のポート番号 /export のファイルハンドルは? ファイルハンドル =0x nfsd のポートは? nfsd のポート番号 0x index.html のルックアップ ファイルハンドル =0x ファイルハンドル =0x の読み取り データ 30

31 SMBFS(SMB File System) 概要 Microsoft 社が開発 Windows のファイルやプリンタを共有するためのクライアント / サーバ方式の分散ファイルシステム 使用プロトコル SMB(Server Message Block) NetBIOS インタフェース (TCP/UDP-137,UDP-138,TCP-139) NetBIOS インタフェースとされるプロトコル NetBIOS over IPX/SPX NetBEUI NetBIOS over TCP/IP 31

32 SMBFS の問題点 問題点 NetBIOS を必要とすること 通信相手のサーバを見つける場合 NetBIOS のネームサービスを利用しなければならない また NetBIOS が通信できるようネットワーク環境を整えなければならない 複数のポートを必要とすること CIFS(Common Internet File System) TCP ポート 445 番を使用 または SMB over TCP/IP ともよばれるプロトコル Windows 独自のネットワークプロトコル (NetBIOS) を使用していない CIFS を用いたソフトウェア Samba 32

33 SMB と CIFS TCP/IP コネクション確立 TCP/IP コネクション確立 NetBIOS 名前解決 SMB セッション確立 SMB セッション確立 認証後リソースにアクセス 認証後リソースにアクセス 33 SMB CIFS

34 SMB セッション 34

35 Samba 開発動機 多く利用される Windows と異なる OS 間でファイル共有を行うため 概要 ANU(Australian National University) の Andrew Tridgell 氏らによって開発されたフリーウェア UNIX で SMB(CIFS) を用いるクライアント / サーバ方式のファイル共有ソフトウェア UNIX-Windows 間でのファイル共有を実現 共有フォルダに対するアクセス制限機能 35

36 Samba の問題点 UNIX から Windows のプリンタドライバ利用することができないこと プリンタドライバが UNIX 側に必要 ファイル名に関する問題 Windows がアルファベットの大文字と小文字を区別できない 36

37 OS が混在する環境でのファイル共有 ファイル共有 UNIX 環境 :NFS Windows 環境 :SMB/CIFS OS が混在する環境でのファイル共有 別々のサーバを用意 ソフトウェアをインストール解決策 NAS の開発 37

38 NAS(Network Attached Strage) 目的 NFS/CIFS の双方のサービスを提供 概要 NFS/CIFS を用いたファイルサーバ専用機 安全性を確保するために RAID を採用 Linux Mac Windows NAS 38

39 RAID (Redudant Arrays of Inexpensive Disks) 目的 冗長性のあるデータによるデータ保護 概要 複数の HDD を用いて 1 個の仮想的な HDD を構築する技術 UCB の研究者が考案 RAID0 から 6 の 7 種類 39

40 RAID0 データを単純に分散 ( ストライピング ) 利点 RAID の中では読み書きが高速 欠点 1 台のHDDが故障したら データが復元できない ABCDEF A B C D E F 40

41 RAID1 2 台のハードディスクが同じデータを格納 ( ミラーリング ) 利点 1 台のハードディスクが故障してもデータの復元可能 欠点 書き込み性能が低下 ABCD ABCD ABCD 41

42 RAID3 データの排他的論理和 (xor) で生成した誤り訂正符号パリティを 1 つの HDD に格納 利点 パリティによるデータ復元 欠点 パリティ格納用の HDD に書き込み集中 ABCD P1=A xor B P2=C xor D A B P1 C D P2 42

43 RAID5 パリティを全てのHDDで分散して格納 利点 RAID3 の欠点を解消 欠点 書き込み性能が低下 ABCDEF P1 = A xor B P2 = C xor D P3 = E xor F A B P1 C P2 D P3 E F 43

44 今回の課題 NFS の構築を行う Samba のインストールを行う NAS を構築し, 重要なファイルのバックアップを行う 44

45 参考文献 (1) マスタリング TCP/IP 応用編, Philip Miller. 株式会社オーム社,1998 年 FTP と TELNET, 川上峻史, 工学図書株式会社,1995 年 SAN&NAS ストレージネットワーク管理, W.CurtisPreston 著, オライリージャパン, 2002 年 ディスクアレイテクノロジ RAID, 宇野俊夫著, エーアイ出版, 2000 年 コンピュータネットワークハンドブック,Jr.,Frank J.Derfler 著, オライリージャパン,2002 年 コンピュータの構成と設計 : ハードウェアとソフトウェアのインターフェース第 3 版,David A. Patterson,John L. Hennessy 著, 日経 BP 社,2006 年 NFS バイブル, Brent Callaghan, 株式会社アスキー,2001 年 45

46 参考文献 (2) SAMBA で RUMBA! PC UNIX&Win&Mac 接続ガイド, 安達浩次, 奥乃美, 竹岡尚三, 秀和システム,1998 年 Samba リファレンス,John D. Blair, 翔泳社,1999 年 RFC