Common Internet File System (CIFS): a közös internetes fájlrendszer protokolljának magyarázata

A digitális korban a fájlmegosztás alapvető szükségletté vált, legyen szó vállalati környezetről, otthoni hálózatról vagy akár felhő alapú szolgáltatásokról. A hálózati fájlrendszerek protokolljai teszik lehetővé, hogy a felhasználók és alkalmazások zökkenőmentesen hozzáférjenek a távoli adatokhoz, mintha azok helyben lennének. Ezen protokollok közül az egyik legrégebbi és legszélesebb körben elterjedt a Common Internet File System (CIFS), amely a Microsoft által fejlesztett Server Message Block (SMB) protokoll egy specifikus dialektusa.

A CIFS mélyen gyökerezik a Windows operációs rendszerek történetében, és évtizedekig a hálózati fájlmegosztás gerincét képezte. Bár az idők során modernizáltabb utódok vették át a szerepét, a CIFS alapjainak megértése elengedhetetlen ahhoz, hogy teljes képet kapjunk a hálózati fájlrendszerek működéséről, a kompatibilitási kérdésekről és a mai protokollok fejlődési útjáról.

Ez a cikk részletesen bemutatja a CIFS protokollt, annak eredetét, működését, kulcsfontosságú jellemzőit, előnyeit és hátrányait, valamint azt a szerepet, amelyet a mai napig betölt a hálózati infrastruktúrában. Megvizsgáljuk, hogyan illeszkedik a szélesebb SMB családba, és milyen kihívásokkal néz szembe a modern informatikai környezetben.

A CIFS protokoll eredete és az SMB család

A CIFS története elválaszthatatlanul összefonódik a Server Message Block (SMB) protokoll fejlődésével. Az SMB-t az IBM fejlesztette ki az 1980-as évek elején, azzal a céllal, hogy lehetővé tegye a DOS alapú rendszerek számára a fájlok és nyomtatók megosztását helyi hálózatokon. Kezdetben a NetBIOS protokoll felett futott, amely régebbi hálózati technológiák, mint például az IBM PC Network vagy a LAN Manager alapja volt.

A Microsoft az 1980-as évek közepén adaptálta és kiterjesztette az SMB-t a LAN Manager termékéhez, majd később a Windows for Workgroups, a Windows 95 és a Windows NT operációs rendszerekbe is integrálta. Ez a lépés tette az SMB-t de facto szabvánnyá a Windows alapú hálózatokon belül. Ezen a ponton az SMB számos verziója és dialektusa létezett, amelyek mindegyike kisebb-nagyobb fejlesztéseket vagy változásokat tartalmazott.

A CIFS elnevezés a Microsoft 1996-ban tett kísérletéből származik, amikor is az SMB protokoll egy specifikus verzióját (gyakran az SMB 1.0-ként hivatkozott dialektust, amely a Windows NT 4.0-ban debütált) Common Internet File System néven próbálta szabványosítani az IETF (Internet Engineering Task Force) keretein belül. A cél az volt, hogy a protokoll ne csak a Windows hálózatokon, hanem szélesebb körben, az interneten is elterjedjen, mint általános fájlmegosztási megoldás. Bár a szabványosítási erőfeszítések nem jártak teljes sikerrel az IETF-en belül, a CIFS elnevezés ragadt, és sokáig az SMB protokoll szinonimájaként használták, különösen azokban az időkben, amikor az SMB még az 1.0-ás verziója dominált.

A CIFS tehát valójában az SMB 1.0 dialektust takarja, amely a Windows 2000, Windows XP és Windows Server 2003 rendszerekben volt a legelterjedtebb. Az SMB protokoll azonban nem állt meg a fejlődésben. Később megjelentek az SMB 2.0, SMB 2.1, SMB 3.0, SMB 3.02, SMB 3.1.1 verziók, amelyek jelentős fejlesztéseket hoztak a teljesítmény, a biztonság és a skálázhatóság terén. Ezeket a modern verziókat már egyszerűen SMB-nek hívjuk, és a „CIFS” elnevezés ma már leginkább a régebbi, SMB 1.0-ás implementációkra utal, vagy gyűjtőfogalomként az egész protokollcsaládra, bár ez utóbbi pontatlan.

A kliens-szerver architektúra alapjai

A CIFS, mint minden hálózati fájlrendszer protokoll, szigorúan kliens-szerver architektúrán alapul. Ez azt jelenti, hogy két fő entitás vesz részt a kommunikációban: a kliens és a szerver.

• Kliens: Az a számítógép vagy alkalmazás, amely fájlokat vagy más erőforrásokat szeretne elérni egy távoli gépen. A kliens kezdeményezi a kapcsolatot, és kéréseket küld a szervernek (pl. „nyisd meg ezt a fájlt”, „olvasd el ezt a szektort”, „írj ebbe a fájlba”).
• Szerver: Az a számítógép, amely a megosztott fájlokat és erőforrásokat tárolja, és fogadja a kliensek kéréseit. A szerver feldolgozza a kéréseket, elvégzi a szükséges műveleteket (pl. hozzáfér a helyi fájlrendszerhez), és válaszokat küld vissza a kliensnek (pl. „itt van a kért adat”, „a fájl sikeresen megnyílt”).

Ez a modell biztosítja a feladatok elkülönítését és a központosított erőforrás-kezelést. A klienseknek nem kell tudniuk a fájlok fizikai elhelyezkedéséről vagy a tárolás módjáról; egyszerűen csak a szerver által biztosított logikai nézetet használják. A szerver felelős a hozzáférés-ellenőrzésért, a fájlzárolásért és az adatintegritás fenntartásáért.

A kommunikáció egy sor üzenetváltáson keresztül történik, amelyeket a CIFS protokoll definiál. Minden kérésnek van egy megfelelő válasza, és a protokoll részletesen szabályozza az üzenetek formátumát és tartalmát. Ez a strukturált üzenetváltás teszi lehetővé a megbízható és konzisztens fájlhozzáférést hálózaton keresztül.

A CIFS működése: session, tree connect, fájlműveletek

A CIFS protokoll működése egy jól meghatározott lépéssorozaton keresztül valósul meg, amely biztosítja a biztonságos és hatékony fájlhozzáférést. Ezek a lépések az alábbiak:

Session establishment (munkamenet létrehozása)

Mielőtt bármilyen fájlműveletre sor kerülne, a kliensnek munkamenetet (session) kell létesítenie a szerverrel. Ez a folyamat általában a következő lépésekből áll:

1. Névfeloldás: A kliensnek először meg kell találnia a szervert a hálózaton. Ez történhet NetBIOS névfeloldással (WINS, broadcast), DNS-sel, vagy akár IP-cím közvetlen megadásával.
2. Kapcsolatfelépítés: Miután a szerver IP-címe ismert, a kliens TCP kapcsolatot hoz létre a szerverrel, általában a 445-ös porton (direkt SMB over TCP/IP esetén) vagy a 139-es porton (NetBIOS over TCP/IP esetén).
3. Protokoll egyeztetés (Negotiate Protocol): A kliens elküldi a szervernek az általa támogatott SMB dialektusok listáját (pl. LANMAN1.0, NT LM 0.12, CIFS, SMB 2.0). A szerver kiválasztja a legmagasabb verziót, amelyet mindketten támogatnak, és ezzel válaszol. Ez a lépés alapvető, mert meghatározza, hogy milyen funkciókat és üzenetformátumokat fognak használni a továbbiakban.
4. Autentikáció (Session Setup): A kliens elküldi a felhasználó hitelesítő adatait (felhasználónév, jelszó hash) a szervernek. A szerver ellenőrzi ezeket az adatokat a saját felhasználói adatbázisában (pl. Active Directory vagy helyi SAM). Sikeres autentikáció esetén a szerver egy UID-t (User ID) ad vissza a kliensnek, amely az adott munkamenetre vonatkozóan azonosítja a felhasználót. Ez az UID minden további kéréshez csatolva lesz, hogy a szerver tudja, ki kezdeményezi a műveletet és milyen jogosultságokkal rendelkezik. Az autentikáció módja (NTLM, Kerberos) is itt dől el a dialektus és a környezet függvényében.

Tree connect (erőforrás csatlakoztatása)

A sikeres munkamenet létrehozása után a kliensnek csatlakoznia kell egy megosztott erőforráshoz (share) a szerveren. Ezt a lépést hívjuk tree connectnek. A kliens elküldi a szervernek a megosztás nevét (pl. „\\szerver\adatok”). A szerver ellenőrzi, hogy a felhasználó, akinek az UID-je a munkamenet során létrejött, rendelkezik-e megfelelő jogosultságokkal az adott megosztás eléréséhez. Ha igen, a szerver egy TID-t (Tree ID) ad vissza, amely az adott megosztáshoz való kapcsolódást azonosítja. Ez a TID is minden további, az adott megosztásra vonatkozó kéréshez csatolva lesz.

A tree connect fázis biztosítja, hogy a kliens csak azokhoz a megosztott erőforrásokhoz férhessen hozzá, amelyekre jogosult, és minden művelet egy jól definiált kontextusban történjen.

Fájl- és könyvtárműveletek

Miután a kliens sikeresen csatlakozott egy megosztáshoz, elvégezheti a kívánt fájl- és könyvtárműveleteket. Ezeket a műveleteket az SMB protokoll üzenetei valósítják meg:

1. Fájl vagy könyvtár megnyitása (Open Request): A kliens elküldi a szervernek egy fájl vagy könyvtár elérési útját, a kívánt hozzáférési módot (olvasás, írás, végrehajtás), és a megnyitási diszpozíciót (pl. nyissa meg, ha létezik; hozza létre, ha nem; felülírja, ha létezik). A szerver ellenőrzi a felhasználó jogosultságait az adott fájlra vagy könyvtárra vonatkozóan (az ACL-ek alapján). Sikeres megnyitás esetén a szerver egy FID-t (File ID) ad vissza, amely az adott nyitott fájlra hivatkozik. Ez a FID kulcsfontosságú a további műveletekhez.
2. Olvasás (Read Request): A kliens elküldi a szervernek a FID-t, a kezdő ofszetet és az olvasni kívánt bájtok számát. A szerver beolvassa az adatokat a fájlrendszerből, és visszaküldi a kliensnek.
3. Írás (Write Request): A kliens elküldi a szervernek a FID-t, a kezdő ofszetet, az írandó bájtok számát és magukat az adatokat. A szerver beírja az adatokat a fájlba.
4. Zárolás (Locking): A CIFS támogatja a fájlok és bájt-tartományok zárolását, hogy megakadályozza a konkurens írásokat és az adatsérülést. A kliensek zárolási kéréseket küldhetnek, és a szerver kezeli a zárakat. Az Opportunistic Locking (Oplocks) egy speciális mechanizmus, amely lehetővé teszi a kliens számára, hogy bizonyos feltételek mellett helyben gyorsítótárazzon fájlokat, növelve a teljesítményt.
5. Fájl bezárása (Close Request): Miután a kliens befejezte a fájlműveleteket, bezárja a fájlt a FID használatával. Ez felszabadítja a szerveren lévő erőforrásokat és zárakat.
6. Könyvtárlistázás (Find Files): A kliens kérheti egy könyvtár tartalmának listázását, beleértve a fájlneveket, méreteket, dátumokat és attribútumokat.
7. Fájl átnevezése, törlése, attribútumok módosítása: Számos egyéb művelet is elérhető a fájlok és könyvtárak kezelésére.

Ez a szekvenciális és strukturált kommunikáció biztosítja, hogy a hálózati fájlhozzáférés kontrollált és megbízható legyen, még akkor is, ha több kliens egyidejűleg próbál hozzáférni ugyanazokhoz az erőforrásokhoz.

Kulcsfontosságú CIFS fogalmak és komponensek

A CIFS protokoll megértéséhez számos alapvető fogalmat és komponenst kell tisztázni, amelyek a működésének szerves részét képezik.

SMB dialektusok és verziók

Ahogy korábban említettük, a CIFS valójában az SMB 1.0 protokoll egy specifikus dialektusa. Az SMB protokoll számos verziót és dialektust tartalmaz, amelyek mindegyike fejlődést mutat az előzőhöz képest. A dialektus egyezkedés a kapcsolatfelépítés elején kulcsfontosságú, mert meghatározza, hogy milyen funkciók lesznek elérhetők és milyen üzenetformátumokat használnak.

• SMB 1.0 (CIFS): Az eredeti, széles körben elterjedt verzió, amely a Windows NT 4.0-tól a Windows Server 2003-ig dominált. Jellemzője a viszonylag „chatty” (sok apró üzenetváltást igénylő) kommunikáció, ami nagy késleltetésű hálózatokon lassú teljesítményt eredményezhet.
• SMB 2.0: A Windows Vista és Windows Server 2008 rendszerekkel jelent meg. Jelentős átdolgozást hozott, csökkentve az üzenetek számát (pl. több kérést egyetlen üzenetbe foglalva), ami drámaian javította a teljesítményt. Bevezetett új funkciókat is, mint például a szimbolikus linkek támogatása.
• SMB 2.1: A Windows 7 és Windows Server 2008 R2 részeként érkezett. Főleg teljesítménybeli finomításokat és az oplocks (opportunistic locking) továbbfejlesztését tartalmazta.
• SMB 3.0: A Windows 8 és Windows Server 2012 hozta el. Forradalmi változásokat tartalmazott, mint például az SMB Multichannel (több hálózati kapcsolat egyidejű használata a jobb teljesítmény és redundancia érdekében), az SMB Direct (RDMA-kompatibilis hálózati adapterek kihasználása a CPU terhelés csökkentésére), az SMB Encryption (végpontok közötti titkosítás), és az SMB Transparent Failover (zökkenőmentes átállás szerverhiba esetén).
• SMB 3.02, SMB 3.1.1: Későbbi verziók, amelyek további finomításokat, biztonsági fejlesztéseket és teljesítményoptimalizációkat tartalmaznak, különösen a felhő alapú környezetek és a virtualizáció támogatására.

Fontos megérteni, hogy a „CIFS” elnevezés szigorúan csak az SMB 1.0-ra vonatkozik, míg a modern protokollverziókra az „SMB” gyűjtőfogalommal hivatkozunk.

NetBIOS over TCP/IP (NBT) és TCP 445

A CIFS/SMB protokoll kezdetben a NetBIOS felett futott. A NetBIOS (Network Basic Input/Output System) egy API és egy protokoll is, amelyet a hálózati számítógépek közötti kommunikációra terveztek. Amikor az internetprotokollok (TCP/IP) dominánssá váltak, szükségessé vált az SMB/NetBIOS integrálása a TCP/IP stackbe. Így született meg a NetBIOS over TCP/IP (NBT).

Az NBT a következő TCP/UDP portokat használja:

• UDP 137: NetBIOS Name Service (névfeloldás)
• UDP 138: NetBIOS Datagram Service (datagram kommunikáció)
• TCP 139: NetBIOS Session Service (munkamenet alapú kommunikáció, pl. SMB)

Azonban a modern Windows rendszerek és az SMB protokoll újabb verziói már képesek közvetlenül TCP/IP felett futni, kihagyva a NetBIOS réteget. Ezt SMB over TCP/IP-nek nevezzük, és a TCP 445-ös portot használja. Ez a módszer hatékonyabb és egyszerűbb, mivel nem igényel NetBIOS névfeloldást és munkamenet-kezelést a TCP réteg felett.

Bár a TCP 445 a preferált módja az SMB kommunikációnak, a TCP 139-es port továbbra is támogatott a régebbi CIFS/SMB 1.0 rendszerekkel való kompatibilitás érdekében.

Autentikáció és autorizáció

A CIFS és az SMB protokollok alapvető fontosságú eleme a biztonságos hozzáférés biztosítása, amely az autentikáción (ki vagy te?) és az autorizáción (mit tehetsz?) keresztül valósul meg.

• Autentikáció:
  • NTLM (NT LAN Manager): A CIFS/SMB 1.0 korszakban az elsődleges autentikációs mechanizmus az NTLM volt. Ez egy kihívás-válasz protokoll, amely a felhasználói jelszavak hash-eit használja a hitelesítéshez. Az NTLM számos verziója létezik (LM, NTLMv1, NTLMv2), amelyek közül a régebbiek (LM, NTLMv1) biztonsági szempontból gyengének számítanak, és sérülékenyek a brute-force és relay támadásokkal szemben.
  • Kerberos: A Windows 2000-rel és az Active Directory bevezetésével a Kerberos vált a preferált autentikációs protokollá a Windows tartományokban. A Kerberos egy sokkal robusztusabb, token alapú protokoll, amely kölcsönös autentikációt biztosít, és jelentősen növeli a biztonságot az NTLM-hez képest.
• Autorizáció (Hozzáférési vezérlési listák – ACL-ek): Az autentikáció után a szervernek el kell döntenie, hogy az autentikált felhasználó milyen műveleteket végezhet az adott fájlon vagy könyvtáron. Ezt az ACL-ek (Access Control Lists) szabályozzák. Az ACL-ek a fájlrendszer szintjén tárolt bejegyzések, amelyek meghatározzák, hogy mely felhasználók vagy csoportok rendelkeznek olvasási, írási, végrehajtási vagy egyéb jogosultságokkal egy adott erőforrásra. A CIFS/SMB protokoll továbbítja ezeket az információkat, és a szerver minden kérés előtt ellenőrzi a felhasználó jogosultságait.

Fájlzárolás és opportunistic locking (oplocks)

A több felhasználó által egyidejűleg hozzáférhető fájlok integritásának megőrzése érdekében a CIFS fejlett zárolási mechanizmusokat biztosít:

• Fájlzárolás: Lehetővé teszi a kliensek számára, hogy zároljanak egy teljes fájlt vagy annak egy bájt-tartományát. Ez megakadályozza, hogy más kliensek egyidejűleg írjanak ugyanabba a régióba, elkerülve az adatsérülést. A zárolások lehetnek megosztott (több olvasó, egy író) vagy kizárólagos (egy író) típusúak.
• Opportunistic Locking (Oplocks): Ez egy teljesítményoptimalizáló mechanizmus, amely lehetővé teszi a kliensek számára, hogy helyileg gyorsítótárazzák a fájlokat. Ha egy kliens oplock-ot kap egy fájlra, az azt jelenti, hogy ő az egyetlen, aki jelenleg hozzáfér a fájlhoz (vagy csak olvassa azt). Ebben az esetben a kliens gyorsítótárazhatja a fájlt, és a szervernek nem kell minden olvasási/írási kérést feldolgoznia. Ha egy másik kliens is hozzáférni próbál ugyanahhoz a fájlhoz, a szerver visszavonja az oplock-ot az első klienstől, aki ezután visszaküldi a gyorsítótárazott változtatásokat, mielőtt a második kliens hozzáférne. Az oplocks jelentősen javítja a hálózati fájlrendszerek teljesítményét, különösen nagy késleltetésű hálózatokon.

Ezen fogalmak és komponensek alapos ismerete elengedhetetlen a CIFS protokoll teljes körű megértéséhez és a hálózati fájlmegosztás komplexitásának kezeléséhez.

CIFS a gyakorlatban: Windows fájlmegosztás és Samba

A CIFS protokoll, illetve annak modern utódjai, az SMB verziók, a mai napig a legelterjedtebb módszerek a fájlok megosztására a Windows alapú környezetekben. Két fő implementációt érdemes kiemelni: a natív Windows fájlmegosztást és a Samba-t.

Natív Windows fájlmegosztás

A Microsoft Windows operációs rendszerek alapértelmezetten támogatják a CIFS/SMB protokollokat a fájl- és nyomtató megosztására. Ez a funkcionalitás mélyen integrálva van az operációs rendszerbe, és rendkívül egyszerűvé teszi a felhasználók számára, hogy megosszák mappáikat és nyomtatóikat a hálózaton belül.

A Windows Server operációs rendszerek, mint például a Windows Server 2019 vagy 2022, fájlszerverként működnek, és a legmodernebb SMB protokollverziókat (SMB 3.x) használják a kliensekkel való kommunikációra. Ezek a szerverek képesek kezelni a felhasználói jogosultságokat az Active Directory integrációval, biztosítani a magas rendelkezésre állást fürtözés segítségével, és optimalizált teljesítményt nyújtani az SMB Multichannel és SMB Direct funkciókkal.

Az otthoni és kisvállalati környezetekben a Windows kliensgépek (pl. Windows 10, Windows 11) is képesek fájlokat megosztani egymás között. A „Hálózati megosztás” vagy „Fájlmegosztás” funkció bekapcsolásával a felhasználók könnyedén hozzáférhetnek más számítógépeken lévő mappákhoz, feltéve, hogy a megfelelő jogosultságok be vannak állítva.

A natív Windows fájlmegosztás a CIFS/SMB protokoll legelterjedtebb és legintuitívabb felhasználási módja, amely évtizedek óta a Windows ökoszisztéma alapköve.

Samba: CIFS/SMB implementáció Linux/Unix rendszereken

A Samba egy nyílt forráskódú szoftvercsomag, amely lehetővé teszi a Linux és Unix alapú rendszerek számára, hogy CIFS/SMB szerverként és kliensként is működjenek. Ez kulcsfontosságú a heterogén hálózati környezetekben, ahol Windows és Linux rendszereknek kell együttműködniük a fájlmegosztás terén.

A Samba projekt célja, hogy teljes mértékben kompatibilis legyen a Microsoft SMB/CIFS protokolljával, lehetővé téve a Linux szerverek számára, hogy a Windows kliensek számára megosztásokat biztosítsanak, mintha azok natív Windows szerverek lennének. Ugyanakkor a Linux kliensek is csatlakoztathatnak Windows megosztásokat a Samba klienskomponensei segítségével.

A Samba számos funkciót kínál:

• Fájl- és nyomtatómegosztás: A Linux szerverek fájlokat és nyomtatókat oszthatnak meg a Windows kliensekkel.
• Tartományvezérlő emuláció: A Samba képes Windows tartományvezérlőként működni, kezelve a felhasználói fiókokat, hitelesítést és a csoportpolitikát.
• Active Directory integráció: A Samba képes integrálódni egy meglévő Active Directory tartományba, és tagként csatlakozni hozzá.
• Névfeloldás: Támogatja a WINS és DNS alapú névfeloldást.
• Autentikáció: Támogatja az NTLM és Kerberos autentikációt.

A Samba kulcsszerepet játszik a hálózati tárolóeszközök (NAS – Network Attached Storage) világában is. Számos NAS eszköz, legyen szó otthoni felhasználásra szánt Synology vagy QNAP eszközről, vagy vállalati szintű megoldásról, a Samba-t használja az SMB/CIFS fájlmegosztási szolgáltatások biztosítására.

A Samba hatalmas rugalmasságot és interoperabilitást biztosít, lehetővé téve a Linux alapú rendszerek számára, hogy szerves részévé váljanak a Windows dominálta hálózati környezeteknek, és fordítva.

A CIFS protokoll előnyei és hátrányai

Bár a CIFS egy régebbi protokollverziót képvisel, megértése segít abban, hogy felmérjük az SMB protokollcsalád erősségeit és gyengeségeit. Nézzük meg az előnyöket és hátrányokat.

Előnyök (történelmi és mai kontextusban)

1. Széles körű elterjedtség és kompatibilitás:

   A CIFS/SMB protokoll gyakorlatilag minden Windows operációs rendszerbe be van építve, ami rendkívül egyszerűvé teszi a fájlmegosztást ezen a platformon. Ez a széles körű elterjedtség azt jelenti, hogy a legtöbb hálózati eszköz és operációs rendszer (a Samba révén a Linux/Unix is) támogatja, biztosítva az interoperabilitást a heterogén környezetekben.

2. Egyszerű használat (Windows környezetben):

   A Windows felhasználók számára a fájlmegosztás rendkívül intuitív. Néhány kattintással megoszthatók mappák, és a hálózati meghajtók könnyen csatlakoztathatók, mintha helyi meghajtók lennének. Ez a felhasználóbarát megközelítés nagyban hozzájárult a protokoll sikeréhez.

3. Gazdag funkcionalitás:

   A CIFS/SMB nem csupán fájlmegosztásra korlátozódik. Támogatja a nyomtatómegosztást, a névtárolt csöveket (named pipes) az interprocess kommunikációhoz, a levélfiókokat (mailslots) a broadcast üzenetekhez, valamint fejlett fájlzárolási mechanizmusokat (beleértve az oplocks-ot) az adatintegritás és a teljesítmény javítása érdekében.

4. Robusztus autentikáció és autorizáció:

   A protokoll támogatja a tartományi alapú hitelesítést (NTLM, Kerberos), valamint a részletes hozzáférés-vezérlési listákat (ACL-ek), amelyek lehetővé teszik a rendszergazdák számára, hogy finoman szabályozzák, ki férhet hozzá melyik fájlhoz vagy könyvtárhoz.

5. Active Directory integráció:

   A modern SMB verziók (és a Samba) zökkenőmentesen integrálódnak az Active Directoryba, ami központosított felhasználó- és jogosultságkezelést tesz lehetővé nagyvállalati környezetekben.

Hátrányok (különösen a CIFS/SMB 1.0 verzióra vonatkozóan)

1. Teljesítménybeli korlátok (különösen WAN esetén):

   A CIFS/SMB 1.0 protokoll meglehetősen „chatty” volt, ami azt jelenti, hogy sok apró üzenetváltásra volt szükség egyetlen művelet elvégzéséhez. Ez lassú teljesítményt eredményezett nagy késleltetésű hálózatokon (WAN), mivel minden üzenetváltásnál meg kellett várni a válasz érkezését. Az SMB 2.0 és újabb verziók jelentősen orvosolták ezt a problémát.

2. Biztonsági aggályok (főként SMB 1.0 és régebbi NTLM verziók esetén):

   Az SMB 1.0 számos biztonsági sebezhetőséggel rendelkezett. Az NTLMv1 autentikációs mechanizmus könnyen feltörhető volt, és a protokoll nem kínált beépített titkosítást az adatok számára. Ez azt jelentette, hogy az adatok „clear text”-ben utazhattak a hálózaton, hacsak nem használtak külső VPN-t vagy IPsec-et. A WannaCry zsarolóvírus például az SMB 1.0 egy sebezhetőségét használta ki, ami rávilágított a protokoll elavult verziójának veszélyeire.

3. Komplexitás és protokoll overhead:

   A CIFS/SMB protokoll rendkívül komplex, sok üzenettípussal és funkcióval. Ez a komplexitás megnehezíti a hibakeresést és a fejlesztést, és növelheti a protokoll overheadjét, különösen a régebbi verziókban.

4. NetBIOS függőség (régebbi implementációk esetén):

   Ahogy korábban említettük, a CIFS/SMB 1.0 kezdetben a NetBIOS-ra épült, ami további komplexitást és névfeloldási kihívásokat jelentett. Bár a TCP 445-ös porton keresztüli direkt SMB megoldotta ezt, a régebbi rendszerek továbbra is igénylik az NBT-t.

5. Nem ideális internetes használatra:

   Bár a „Common Internet File System” elnevezés az internetes használatra utalt, a CIFS/SMB 1.0 soha nem vált igazi internetes fájlrendszerré. A biztonsági hiányosságok és a teljesítménybeli korlátok miatt nem alkalmas közvetlen internetes expozícióra. A modern SMB verziók (SMB 3.x) már tartalmaznak titkosítást és egyéb biztonsági funkciókat, de továbbra is elsősorban magánhálózatokon való használatra optimalizáltak.

Ezek az előnyök és hátrányok megvilágítják, hogy miért volt a CIFS olyan sikeres a maga idejében, és miért vált szükségessé a protokoll folyamatos fejlesztése az SMB 2.0 és 3.0 verziók irányába, amelyek orvosolták a régebbi verziók számos hiányosságát.

CIFS vs. SMB: a különbségek tisztázása

A CIFS és az SMB kifejezések gyakran felcserélhetően használatosak, ami zavart okozhat, különösen azok számára, akik nem ismerik a protokoll történetét. Fontos azonban tisztázni a kettő közötti pontos kapcsolatot és különbséget.

A legegyszerűbb megfogalmazásban: a CIFS az SMB egy specifikus dialektusa, pontosabban az SMB 1.0 verziójának egy márkaneve.

Jellemző	CIFS (Common Internet File System)	SMB (Server Message Block)
Definíció	Az SMB protokoll egy specifikus dialektusa, amelyet a Microsoft próbált szabványosítani az IETF-en keresztül. Gyakran az SMB 1.0-val azonosítják.	A protokollcsalád gyűjtőneve, amely magában foglalja az SMB 1.0-t (CIFS), az SMB 2.0-t, SMB 3.0-t és az összes későbbi verziót.
Verzió	Alapvetően az SMB 1.0 dialektust képviseli.	Magában foglalja az összes verziót: SMB 1.0, SMB 2.0, SMB 2.1, SMB 3.0, SMB 3.02, SMB 3.1.1.
Megjelenés	1996 (Microsoft IETF szabványosítási kísérlet).	1980-as évek eleje (IBM), folyamatos fejlesztés.
Teljesítmény	„Chatty” protokoll, sok üzenetváltással, gyenge WAN teljesítmény.	Az SMB 2.x és 3.x verziók jelentősen optimalizáltak, kevesebb üzenetváltás, jobb WAN teljesítmény.
Biztonság	Korlátozott, NTLMv1, nincs beépített titkosítás. Sebezhetőségek (pl. WannaCry).	Az SMB 2.x jobb NTLMv2-t, az SMB 3.x Kerberost és végpontok közötti titkosítást (SMB Encryption) is támogat.
Jelenlegi státusz	Elavult (deprecated) és nem javasolt a használata biztonsági és teljesítménybeli okok miatt. A Windows modern verziói alapértelmezetten le is tiltják.	Aktívan fejlesztett és széles körben használt protokollcsalád a Windows és heterogén hálózatokon.

A zavar abból ered, hogy a CIFS elnevezést a Microsoft egy időben erőteljesen propagálta, mint az SMB „internet-kompatibilis” verzióját, és ez az elnevezés sokáig be is épült a köztudatba. Még ma is sokan használják a „CIFS share” kifejezést, amikor valójában egy SMB megosztásra gondolnak, függetlenül attól, hogy az mögöttes protokoll az SMB 1.0 vagy egy modernebb verzió.

Technikailag pontosabb az „SMB” kifejezést használni a protokollcsaládra általánosságban, és csak akkor említeni a „CIFS”-t, ha kifejezetten az SMB 1.0-ra hivatkozunk, és annak korlátaira vagy jellemzőire szeretnénk rámutatni.

A Microsoft maga is erősen javasolja az SMB 1.0 (azaz a CIFS) letiltását a modern rendszereken biztonsági okokból. Az újabb SMB verziók (SMB 2.x és 3.x) sokkal robusztusabbak, biztonságosabbak és teljesítményesebbek, és ezek képezik a mai hálózati fájlmegosztás alapját.

Biztonsági szempontok és sebezhetőségek a CIFS protokollban

A CIFS protokoll, különösen annak SMB 1.0-ás verziója, számos biztonsági kihívással és sebezhetőséggel küzdött, amelyek miatt ma már elavultnak és nem javasoltnak tekinthető a használata. A modern SMB verziók (SMB 2.x és 3.x) jelentősen javítottak ezen a téren, de fontos megérteni a CIFS gyengeségeit.

Autentikációs gyengeségek

A CIFS/SMB 1.0 verziókban az elsődleges autentikációs mechanizmus az NTLM (NT LAN Manager) volt, melynek korábbi verziói (LM és NTLMv1) különösen sebezhetőek voltak:

• LM Hash: A legkorábbi NTLM verzió az LM hash-t használta, amely rendkívül gyenge volt. A jelszavakat 7 karakteres blokkokra osztotta, és minden blokkot külön hashelte, ráadásul kisbetűre konvertálta a jelszavakat, ami drámaian csökkentette az entrópiát. Ezáltal az LM hash-ek rendkívül gyorsan feltörhetők voltak brute-force támadásokkal, akár néhány perc alatt is.
• NTLMv1 Hash: Bár jobb volt, mint az LM hash, az NTLMv1 is sebezhető volt dictionary és brute-force támadásokkal szemben, és a „pass-the-hash” támadások is kihasználhatták.
• Nincs kölcsönös autentikáció (alapértelmezésben): Az NTLM nem biztosít kölcsönös autentikációt alapértelmezésben, ami azt jelenti, hogy a kliens nem feltétlenül tudja ellenőrizni a szerver azonosságát, és fordítva. Ez lehetővé teszi a „man-in-the-middle” támadásokat, ahol egy támadó beékelődhet a kliens és a szerver közé.

A modern SMB verziók már az NTLMv2-t és a Kerberost használják, amelyek sokkal robusztusabbak és biztonságosabbak. A Kerberos különösen erős, mivel kölcsönös autentikációt biztosít, és a jegyek (tickets) érvényességi idejéhez köti a hozzáférést.

Adatátviteli titkosítás hiánya

Az SMB 1.0 protokoll alapértelmezés szerint nem biztosított titkosítást az átvitt adatok számára. Ez azt jelentette, hogy egy támadó, aki lehallgatta a hálózati forgalmat (pl. egy Wi-Fi hálózaton vagy egy kompromittált switch-en keresztül), könnyedén hozzáférhetett a fájlok tartalmához és a hitelesítő adatokhoz. Ez a hiányosság hatalmas biztonsági kockázatot jelentett, különösen érzékeny adatok továbbítása esetén.

Az SMB 3.0 verzióval jelent meg az SMB Encryption, amely végpontok közötti titkosítást biztosít az adatok számára, jelentősen növelve az adatbiztonságot a hálózaton.

Sebezhetőségek és exploitok (pl. WannaCry)

Az SMB 1.0 protokollban az évek során számos sebezhetőséget fedeztek fel, amelyeket a támadók kihasználhattak. A leghírhedtebb példa erre a WannaCry zsarolóvírus, amely 2017-ben söpört végig a világon. A WannaCry az NSA által felfedezett és kiszivárogtatott „EternalBlue” exploitot használta ki, amely az SMB 1.0 protokoll egy puffer túlcsordulási sebezhetőségét célozta meg a Windows rendszerekben.

A WannaCry támadás éles emlékeztetőül szolgált arra, hogy az elavult protokollok használata milyen katasztrofális következményekkel járhat, és miért elengedhetetlen az SMB 1.0 letiltása a modern hálózatokon.

Más SMB 1.0-hoz kapcsolódó sebezhetőségek közé tartozik a szolgáltatásmegtagadási támadások (DoS) lehetősége, a távoli kódfuttatás (RCE) és a jogosultságok kiterjesztése.

Támadások típusai a CIFS ellen

• Man-in-the-Middle (MitM) támadások: A titkosítás és a kölcsönös autentikáció hiánya miatt a támadók könnyen beékelődhettek a kliens és a szerver közé, lehallgatva, módosítva vagy átirányítva a forgalmat.
• Pass-the-Hash (PtH) támadások: Az NTLM hash-ek megszerzésével a támadók anélkül tudtak hitelesíteni, hogy ismerték volna a tényleges jelszót.
• Brute-force és Dictionary támadások: A gyenge NTLM hash-ek könnyen feltörhetők voltak ezekkel a módszerekkel.
• Dátum és idő manipuláció: A protokoll nem védett a dátum és idő manipuláció ellen, ami befolyásolhatja a fájlok integritását és a logok pontosságát.

Mit tehetünk a biztonságért?

A legfontosabb lépés a biztonság növeléséért a CIFS/SMB 1.0 protokoll letiltása minden modern operációs rendszeren, és kizárólag az SMB 2.x vagy SMB 3.x verziók használata. Ezen felül:

• Használjunk Kerberos autentikációt, ha Active Directory környezetben vagyunk.
• Engedélyezzük az SMB Encryptiont az SMB 3.x megosztásokon.
• Tartsuk naprakészen az operációs rendszereket és a fájlszervereket a legújabb biztonsági javításokkal.
• Alkalmazzunk erős jelszópolitikát.
• Használjunk hálózati tűzfalakat az SMB forgalom korlátozására a belső hálózaton belül, és soha ne tegyük ki az SMB portokat (139, 445) közvetlenül az internetre.

A CIFS protokoll biztonsági hiányosságainak megértése kulcsfontosságú a modern hálózati biztonsági stratégiák kialakításában és a digitális eszközök védelmében.

CIFS teljesítmény és optimalizálás

A CIFS (SMB 1.0) protokoll teljesítménye gyakran vitatott téma volt, különösen a modern hálózati igények fényében. Bár az SMB 2.x és 3.x verziók jelentősen javítottak ezen a téren, fontos megérteni a CIFS alapvető teljesítménybeli jellemzőit és azokat a tényezőket, amelyek befolyásolták.

A „chatty” protokoll természete

A CIFS egyik legfőbb teljesítménybeli hátránya a „chatty” (beszédes) természete. Ez azt jelenti, hogy egyetlen fájlművelet elvégzéséhez (pl. egy fájl megnyitása, egy kis adatblokk olvasása vagy írása) számos különálló hálózati kérés-válasz üzenetváltásra volt szükség a kliens és a szerver között. Minden ilyen üzenetváltás a hálózati késleltetéstől függ, ami a következő problémákhoz vezet:

• Magas késleltetésű hálózatok (WAN): A „chatty” természet különösen problémás volt nagy késleltetésű hálózatokon, mint például a széleskörű hálózatok (WAN). Minden üzenetváltásnál meg kellett várni a távoli szerver válaszát, ami jelentősen lelassította a műveleteket. A kis fájlok sokaságának másolása vagy egy komplex alkalmazás futtatása WAN-on keresztül rendkívül lassú lehetett.
• Protokoll overhead: A sok üzenetváltás megnövelte a protokoll overheadjét, azaz a tényleges adatátvitel mellett a protokoll által generált forgalom mennyiségét.

Az SMB 2.0 nagymértékben orvosolta ezt a problémát azáltal, hogy csökkentette az üzenetek számát. Bevezette az SMB compounding (összetett kérések) funkciót, amely lehetővé tette több SMB kérés egyetlen üzenetbe foglalását, így kevesebb oda-vissza utazásra volt szükség a hálózaton.

Opportunistic Locking (Oplocks) szerepe a teljesítményben

Az Oplocks (opportunistic locking) egy olyan mechanizmus, amelyet a CIFS/SMB protokollban vezettek be a teljesítmény javítása érdekében. Ahogy korábban említettük, az oplocks lehetővé teszi a kliensek számára, hogy a fájlokat helyileg gyorsítótárazzák, csökkentve ezzel a szerverhez intézett kérések számát és a hálózati forgalmat. Az oplocks típusai:

• Exkluzív Oplock: Ha egy kliens exkluzív oplock-ot kap, az azt jelenti, hogy ő az egyetlen, aki hozzáfér a fájlhoz. Ebben az esetben a kliens teljes mértékben gyorsítótárazhatja a fájlt, és a szervernek csak akkor kell beavatkoznia, ha egy másik kliens is hozzáférni próbál.
• Batch Oplock: Lehetővé teszi a kliens számára, hogy gyorsítótárazza a fájl bezárásakor is, így a következő megnyitás gyorsabb lehet.
• Level II Oplock: Több kliens olvashatja a fájlt, de csak az egyik írhatja. Ha egy kliens megpróbál írni, az összes többi oplock-ját visszavonják.

Az oplocks jelentősen javíthatja a teljesítményt, különösen olyan forgatókönyvekben, ahol a fájlokhoz csak egy kliens fér hozzá egy időben, vagy sok olvasási művelet történik. Azonban az oplocks kezelése komplex lehet, és hibás implementáció esetén adatsérüléshez is vezethet.

Hálózati tényezők

A CIFS/SMB teljesítményét számos hálózati tényező is befolyásolja:

• Sávszélesség: Bár a CIFS nem volt a leghatékonyabb, a nagyobb sávszélesség (pl. Gigabit Ethernet) javíthatja az átviteli sebességet.
• Késleltetés (latency): Ahogy már említettük, a késleltetés volt az egyik legnagyobb ellensége a CIFS-nek. Minél nagyobb a késleltetés, annál lassabb a protokoll.
• Csomagvesztés: A csomagvesztés további késleltetést és újraküldéseket okoz, ami tovább rontja a teljesítményt.

Optimalizálási lehetőségek (régebbi CIFS környezetben)

Bár a legjobb „optimalizálás” az SMB 1.0-ról való áttérés egy modernebb verzióra, régebbi környezetekben a következőket tehették a teljesítmény javítása érdekében:

• Helyi hálózat: A CIFS a helyi hálózatokon (LAN) működött a legjobban, ahol alacsony a késleltetés.
• WAN optimalizáló eszközök: Speciális WAN optimalizáló eszközök használata, amelyek csökkentik a hálózati forgalmat, gyorsítótáraznak és tömörítenek.
• Kliensoldali gyorsítótárazás: A Windows kliensek beépített gyorsítótárazási funkcióinak (pl. Offline Files) kihasználása.
• Registry beállítások: Bizonyos Windows registry beállítások módosítása (pl. oplocks finomhangolása, TCP ablakméretek) némi javulást hozhatott, de óvatosan kellett bánni velük.

Az SMB 3.x verziók, mint az SMB Multichannel és az SMB Direct (RDMA), gyökeresen megváltoztatták a teljesítmény optimalizálását, lehetővé téve a több hálózati adapter egyidejű használatát, és kihasználva a nagy sebességű, alacsony késleltetésű hálózati technológiákat a korábbi CIFS korlátainak áthidalására.

A CIFS/SMB protokoll jövője és alternatívái

Bár a CIFS (SMB 1.0) protokoll a múlté, az SMB protokollcsalád továbbra is a hálózati fájlmegosztás egyik sarokköve, különösen a Windows alapú ökoszisztémában. A technológia azonban folyamatosan fejlődik, és számos alternatíva létezik, amelyek különböző igényeket szolgálnak ki.

A CIFS (SMB 1.0) jövője: a végleges kivezetés

A CIFS/SMB 1.0 protokoll jövője egyértelmű: a Microsoft és a biztonsági szakértők is erősen javasolják a letiltását és kivezetését. A biztonsági rések (mint az EternalBlue) és a teljesítménybeli korlátok miatt a modern hálózati környezetekben már nem indokolt a használata.

• A Windows 10 és Windows Server 2016 (és újabb) rendszerekben az SMB 1.0 már alapértelmezetten le van tiltva, vagy be lehet állítani, hogy automatikusan eltávolítsa magát, ha nincs használatban.
• A legtöbb modern NAS eszköz és Linux disztribúció is az SMB 2.x vagy 3.x verziókat preferálja, és sok esetben már nem is támogatja az SMB 1.0-t.

Ez a kivezetés a hálózati infrastruktúra biztonságának és teljesítményének növelését célozza. Aki mégis kénytelen SMB 1.0-t használni (pl. nagyon régi eszközök miatt), annak rendkívül óvatosnak kell lennie, és izolált hálózati szegmensekben, szigorú tűzfal szabályokkal kell működtetnie.

Az SMB protokollcsalád jövője: folyamatos innováció

Az SMB 2.x és 3.x verziók azonban továbbra is aktívan fejlesztettek és relevánsak. A Microsoft folyamatosan finomítja a protokollt, új funkciókat ad hozzá, és javítja a teljesítményt és a biztonságot. Az SMB protokoll továbbra is kulcsszerepet játszik:

• Windows Server fájlszerverek: Az SMB a Windows Server fájlmegosztás alapja, beleértve a Hyper-V virtualizációt és a SQL Server adatbázisokat is, amelyek képesek SMB megosztásokon tárolni adataikat.
• Felhőintegráció: Az Azure Files szolgáltatás például SMB 3.0-n keresztül biztosít fájlmegosztást a felhőben.
• Hibrid környezetek: Az SMB protokoll elengedhetetlen a helyi és felhő alapú erőforrások közötti zökkenőmentes fájlmegosztáshoz.

Az SMB jövője a nagy teljesítményű, biztonságos és skálázható fájlmegosztásban rejlik, különösen adatközponti és vállalati környezetekben.

Alternatív fájlmegosztási protokollok

Bár az SMB domináns a Windows világban, számos más protokoll is létezik, amelyek különböző felhasználási esetekre és operációs rendszerekre optimalizáltak:

1. NFS (Network File System):

   Az NFS a Unix/Linux világban a legelterjedtebb hálózati fájlrendszer protokoll. A Sun Microsystems fejlesztette ki az 1980-as években. Az NFS is kliens-szerver alapú, és lehetővé teszi a Unix/Linux gépek számára, hogy távoli fájlrendszereket csatlakoztassanak. Fő előnyei a rugalmasság, a robusztusság és a skálázhatóság. Hátránya, hogy a Windows rendszerek natívan nem támogatják, bár vannak harmadik féltől származó kliensek és szerverek, valamint a Windows Server is tartalmaz NFS szerver szerepkört.

2. WebDAV (Web Distributed Authoring and Versioning):

   A WebDAV a HTTP protokoll kiterjesztése, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy fájlokat kezeljenek és szerkesszenek távoli webkiszolgálókon. Míg az SMB és NFS a helyi fájlrendszer emulációját célozza, a WebDAV inkább a webes erőforrások kezelésére fókuszál. Előnye a széles körű támogatás (webböngészők, számos kliensalkalmazás), de a teljesítménye és a funkcionalitása általában elmarad az SMB/NFS-től a hagyományos fájlmegosztási feladatoknál.

3. FTP (File Transfer Protocol) / SFTP (SSH File Transfer Protocol):

   Az FTP egy régebbi protokoll, amelyet fájlok átvitelére terveztek, nem pedig hálózati fájlrendszerként való használatra. Alapvetően nem nyújt fájlrendszer-szerű hozzáférést (pl. fájlok megnyitása és közvetlen szerkesztése). Az SFTP az FTP biztonságos verziója, amely az SSH protokollon keresztül titkosított adatátvitelt biztosít. Ezek a protokollok elsősorban fájlok feltöltésére és letöltésére alkalmasak, nem pedig folyamatos, interaktív fájlhozzáférésre.

4. Felhő alapú tárolóprotokollok (pl. S3, OpenStack Swift):

   A modern felhő alapú tároló szolgáltatások (pl. Amazon S3, Google Cloud Storage, Azure Blob Storage) saját, API-alapú protokollokat használnak az objektumok (fájlok) tárolására és elérésére. Ezek a protokollok rendkívül skálázhatóak, robusztusak és globálisan elérhetőek, de alapvetően objektumtárolást biztosítanak, nem pedig hagyományos fájlrendszeri interfészt. Bár léteznek gateway-ek, amelyek SMB/NFS-t emulálnak felhő alapú tárolók felett, az alapvető működési elv eltérő.

A megfelelő fájlmegosztási protokoll kiválasztása mindig az adott felhasználási esettől, a hálózati környezettől, a biztonsági igényektől és a teljesítmény elvárásoktól függ. Míg a CIFS a múlté, az SMB modern verziói, az NFS és a felhő alapú megoldások továbbra is kulcsszerepet játszanak a digitális adatok kezelésében és megosztásában.