docs-xml/Samba4-HOWTO/protocol.xml

   1 <chapter id="protocol">
   2         <title>The SMB/CIFS protocol</title>
   3
   4         <!--
   5         Some parts shamelessly borrowed from myself.
   6         Original on http://jelmer.vernstok.nl/publications/cifs-developments.pdf
   7         -->
   8
   9         <para>
  10                 "SMB" (also known as "CIFS") is a
  11                 file-sharing protocol that has been used since the mid-eighties.
  12                 Most people know SMB as the protocol behind the "Network Neighbourhood"
  13                 and remote printing in Windows.
  14         </para>
  15
  16         <para>
  17                 Several parts of the protocol are not discussed in this chapter, such
  18                 as mailslots, browsing and dfs, to prevent it from getting too complex.
  19                 CIFS internals are documented in detail in <citation>Hertel, 2003</citation>.
  20         </para>
  21
  22
  23         <sect1>
  24                 <title>History</title>
  25
  26                 <sect2>
  27                         <title>Invention by IBM</title>
  28
  29                         <para>
  30                                 SMB is not very old, but it has a long history of modifications and extensions.
  31                                 The original protocol was meant to run over ``NetBIOS'', which was the
  32                                 name of the DOS interface to a very simple LAN system developed by IBM.
  33                                 NetBIOS was developed because SNA, IBM's other main
  34                                 protocol at the time, was much too advanced for use in DOS.
  35                         </para>
  36
  37                         <para>
  38                                 The NetBIOS API in these days (early eighties) was nothing more then the
  39                                 interface to a very simple link-layer protocol
  40                                 over which several protocols, including SMB, were used. It could do reads and
  41                                 writes to services on remote hosts, which were identified by case-insensitive
  42                                 names, and discover all available hosts and services.
  43                         </para>
  44
  45                         <para>
  46                                 Dr. Barry Feigenbau, an IBM employee, invented the core of the original SMB protocol,
  47                                 which he initially named after himself: ``BAF''. He later changed the name to
  48                                 be ``SMB'' (for ``Server Message Block''). Every packet in the protocol
  49                                 starts with a byte $0xFF$ and these three letters.
  50                         </para>
  51
  52                         <para>
  53                                 IBM, Microsoft, 3Com and Intel made up the rest of the initial protocol
  54                                 together. The commands the protocol supported at this stage were basically
  55                                 a mirror of the DOS File IO API calls, which meant the protocol wasn't very
  56                                 efficient. The protocol also lacked authentication support. Everybody on the
  57                                 network could do reads and writes, which meant this protocol
  58                                 wasn't very suitable for large enterprises.
  59                         </para>
  60
  61                         <para>
  62                                 NetBIOS is an API that has had various implementations; there is
  63                                 NetBIOS over TCP/IP (NBT), NetBIOS over IPX, NetBIOS over SNA and
  64                                 even NetBIOS over DECNEt. Mostly used these days is
  65                                 NetBIOS over TCP (NBT).
  66                         </para>
  67
  68                         <para>
  69                                 This is also were things are starting to get hairy. Since NetBIOS identifies
  70                                 hosts by their name, NetBIOS clients had to start doing IP broadcasts to
  71                                 figure out the IP of the host they had to connect to. Several schemes were
  72                                 introduced to do name lookups crossing subnet boundaries, using name servers,
  73                                 etc. We're basically emulating a NetBIOS LAN in order to be able to run SMB.
  74                         </para>
  75
  76                         <para>
  77                                 Doing NetBIOS over IP is not very sane, however, the NBT implementation itself
  78                                 in Windows isn't very nice either. It has horrible
  79                                 limits, special exceptions, several broken schemes for looking up
  80                                 names (including two kinds of name servers). NetBIOS and NetBIOS over TCP/IP
  81                                 are described in RFC1001 and RFC1002.
  82                         </para>
  83                 </sect2>
  84
  85                 <sect2>
  86                         <title>The various incarnations of SMB</title>
  87
  88                         <para>Over the years, several usage models for SMB have been developed. While SMB originally started out as a file sharing protocol, it was later extended to include support for network management and other network services
  89                                 as well.</para>
  90
  91                         <para>
  92                                 One of the reasons for the various "upgrades" of the SMB
  93                                 protocol is the fact that networks have become larger
  94                                 and larger and with them the need for privilege separation
  95                                 and scalability has increased.
  96                         </para>
  97
  98                         <sect3>
  99                                 <title>DOS</title>
 100
 101                                 <para>
 102                                         The original model in which SMB was used was as a
 103                                         simple file-sharing service in a NetBIOS-environment.
 104                                 </para>
 105
 106                                 <para>
 107                                         File sharing worked basically by specifying a list of directories that had
 108                                         to be shared and what name they had to be shared under ("shares"). Eventually,
 109                                         one could password-protect a share. At most one password per share could be set.
 110                                 </para>
 111                         </sect3>
 112
 113                         <sect3>
 114                                 <title>Windows For Workgroups</title>
 115
 116                                 <para>
 117                                         After the ``CORE'' dialect,
 118                                         IBM and Microsoft implemented a new dialect known as ``LANMAN''.
 119                                         This dialect was used by Windows for
 120                                         Workgroups, OS/2 and Windows 9x which all know it under a different name. A
 121                                         'virtual' file system was also added, which was used for doing remote function
 122                                         calls (RAP, for ``Remote Administration Protocol'').
 123                                 </para>
 124
 125                                 <para>
 126                                         Computers are grouped into "Workgroups" in this model. Everybody is equal to
 127                                         the others and there is no central point of control.
 128                                 </para>
 129                         </sect3>
 130
 131                         <sect3>
 132                                 <title>Windows NT</title>
 133                                 <para>
 134                                         For Windows NT, yet another dialect was added, named 'NT'. The NT dialect
 135                                         had it's own set of file I/O functions (similar to the NT File I/O API)
 136                                         and it had support for yet another way of doing remote function calls:
 137                                         DCE/RPC. RPC's are used for DCOM and several of the subsystems in NT
 138                                         that can be accessed remotely (registry, printing, user management, logging
 139                                         on, etc).
 140                                 </para>
 141
 142                                 <para>
 143                                         Windows NT works with a new concept for grouping computers called ``domains''<footnote>In the protocol, domains are actually an upgraded version of a workgroup</footnote>. Each computer is member of exactly one domain. There are several roles a computer can have in the domain: PDC (primary domain controller, the "manager" of the domain, that coordinates all authentication and authorization), BDC (Backup domain controller, in case the PDC goes down) or just a regular domain member. The PDC decides who is to be a member of the domain.
 144                                 </para>
 145                         </sect3>
 146
 147                         <sect3>
 148                                 <title>Windows 2000</title>
 149                                 <para>
 150                                         In Windows NT 5 (marketing name: Windows 2000), NetBIOS-less SMB was
 151                                         introduced. This means SMB is used directly over TCP port 445 instead of
 152                                         via NetBIOS over TCP/IP. DNS
 153                                         is used for looking up machine names.
 154                                 </para>
 155
 156                                 <para>Windows 2000 was also the first operating system from Microsoft
 157                                         that had support for Active Directory. Active Directory is very
 158                                         similar to the "domain" concept used by NT4, though it
 159                                         is implemented differently (using modified open protocols),
 160                                         and has some additional features (one of the most important ones being decentralized).
 161                                 </para>
 162
 163                                 <para>
 164                                         Active directory no longer uses a central point of authority
 165                                         and there are fewer limits to the size of a domain. Several
 166                                         DC's can exist, so there is no longer a single point of
 167                                         failure as well as better scalability.
 168                                 </para>
 169                         </sect3>
 170                 </sect2>
 171
 172                 <sect2>
 173                         <title>Samba versions and their support for the SMB models</title>
 174
 175                         <sect3>
 176                                 <title>Samba 2.2</title>
 177
 178                                 <para>Full CORE and Workgroup support. Somewhat basic
 179                                         NT4-style support.</para>
 180                         </sect3>
 181
 182                         <sect3>
 183                                 <title>Samba 3.0</title>
 184
 185                                 <para>Full CORE and Workgroup support. Almost complete
 186                                         NT4-style support.
 187                                 </para>
 188                         </sect3>
 189
 190                         <sect3>
 191                                 <title>Samba 3.2</title>
 192
 193                                 <para>FIXME</para>
 194                         </sect3>
 195
 196                         <sect3>
 197                                 <title>Samba 4.0</title>
 198
 199                                 <para>Full CORE, Workgroup, NT4 and ADS support.</para>
 200
 201                         </sect3>
 202                 </sect2>
 203         </sect1>
 204 </chapter>