伺服器訊息區塊

伺服器訊息區塊（Server Message Block，縮寫為SMB），又稱網路文件共享系統（Common Internet File System，縮寫為CIFS, /ˈsɪfs/），一种應用層网络传输协议，由微软开发，主要功能是使网络上的机器能夠共享计算机文件、打印机、串行端口和通讯等资源。它也提供经认证的行程間通訊机能。它主要用在装有Microsoft Windows的机器上，在这样的机器上被称为Microsoft Windows Network。

经过Unix服务器厂商重新开发后，它可以用于连接Unix服务器和Windows客户机，执行打印和文件共享等任务。

與功能類似的网络文件系统（NFS）相比，NFS的消息格式是固定长度，而CIFS的消息格式大多数是可变长度，這增加了协议的复杂性。CIFS消息一般使用NetBIOS或TCP协议傳送，分别使用不同的端口139或445，目前倾向于使用445端口。CIFS的消息包括一个信头（32字节）和消息体（1个或多个，可变长）。

特性

SMB可以以不同方式运行在会话层或者更低的网络层之上：

• 直接运行在 TCP 上 port 445;^[1]

• 通过使用 NetBIOS API, 它可以运行在几种不同的 transports:^[2]
  • 基于 UDP ports 137, 138 & TCP ports 137, 139 (NetBIOS over TCP/IP);
  • 基于一些传统协议，例如 NBF (incorrectly referred to as NetBEUI^{[原創研究？]}).

SMB的 "进程间通信" (IPC) 系统提供 命名管道s 机制，它使得程序员可以方便的实现继承认证(客户端第一次连接SMB服务获取认证信息后)。

一些服务的操作基于命名管道机制, 例如那些 Microsoft 内部实现的基于SMB的 DCE/RPC, 被称为基于SMB的 MSRPC, 同时允许 MSRPC 客户端程序 处理认证过程(借助SMB服务提供的认证服务实现), 但是只在MSRPC客户端程序上下文中有效。

SMB 签名: Windows NT 4.0 Service Pack 3 及后续版本提供了基于数字签名的SMB连接机制。常用的官方术语叫做“SMB 签名”。其他被同时被使用的官方术语有

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"[SMB] Security Signatures", "SMB sequence numbers"^[3] 和 "SMB Message Signing".^[4] SMB 签名可以分别配置 SMB 传入连接 (handled by the "LanManServer" service) 和 SMB 传出连接 (handled by the "LanManWorkstation" service). Windows 98 及后续版本上的默认设置是 opportunistically sign outgoing connections whenever the server also supports this. And to fall back to unsigned SMB if both partners allow this. Windows domain controllers from Server 2003 及后续版本的默认设置是 to not allow fall back for incoming connections.^[5] 这个特性也可以在任何 Windows NT 4.0 Service Pack 3 及后续版本上打开. This protects from man-in-the-middle attacks against the Clients retrieving their policies from domain controllers at login.^[6]

Server Message Block version 2 (SMB2) 旨在通过将SMB signals合并为一个数据包来减轻这个性能限制^{[來源請求]}。

SMB 支持 机会锁 — 一种特殊的锁机制 — 来提升性能。

SMB 服务是 Microsoft's Distributed File System 实现的基础.

历史

SMB最初是IBM的贝瑞·费根鲍姆（Barry Feigenbaum）研制的，其目的是将DOS操作系统中的本地文件接口“中断13”改造为网络文件系统。后来微软对这个发展进行了重大更改，这个更改后的版本也是最常见的版本。微软将SMB协议与它和3Com一起发展的网络管理程序结合在一起，并在Windows for Workgroups和后来的Windows版本中不断加入新的功能。

SMB一开始的设计是在NetBIOS协议上运行的（而NetBIOS本身则运行在NetBEUI、IPX/SPX或TCP/IP协议上），Windows 2000引入了SMB直接在TCP/IP上运行的功能。在这里我们必须区分SMB协议和运行在这个协议上的SMB业务，以及NetBIOS和使用SMB作为认证隧道的DCE/RPC业务。此外我们还要区分主要（但不仅仅）直接使用NetBIOS数据报的“网络邻居”协议。

1996年，约于升阳推出WebNFS的同时^[7]，微软提出将SMB改称为Common Internet File System^[8]。此外微软还加入了许多新的功能，比如符号链接、硬链接、提高文件的大小。微软还试图支持直接联系，不依靠NetBIOS，不过这个试图依然处于尝试阶段，并需要继续完善。微软向互联网工程工作小组提出了部分定义作为互联网草案^[9]。不过这些提案现在均已过期。

由于SMB协议对于与占主要地位的Microsoft Windows平台通讯时的重要性，而目前该平台使用的SMB协议与初始的版本相比有巨大的改变，因此Samba项目就是被创立来逆向工程来提供一个与SMB软件兼容的自由软件，使得非微软操作系统也能够使用它。

在Windows Vista中微软又推出了Server Message Block 2.0，后又在Windows 7中做了改进，截至2012年依次发布的主版本有 2.1 和 3.0。

SMB 2.0

2006年，Microsoft 随着 Windows Vista 的发布 引入了新的SMB版本 (SMB 2.0 or SMB2) ^[10] ...

SMB 2.1

SMB 2.1, 随 Windows 7 和 Server 2008 R2 引入, 主要是通过引入新的机会锁机制来提升性能。^[11]

SMB 3.0

SMB 3.0 (前稱 SMB 2.2)^[12]在Windows 8^[12] 和 Windows Server 2012^[12]中引入。它带来几项重大改变,例如 the SMB Direct Protocol (SMB over RDMA) 和 SMB Multichannel（每SMB工作階段有多重連結）,^[13][14] ...

实现

客户端-服务器端结构

SMB使用点对点的通讯方式，一个客户端向一个服务器提出请求，服务器相应地回答。SMB协议中的一部分专门用来处理对文件系统的访问，使得客户端可以访问一个文件服务器。SMB也有行程間通訊的部分。SMB协议尤其适用于局部子网，但是也可以被用来通过万维网来链接不同的子网。Microsoft Windows的文件和打印机分享主要使用这个功能。

SMB服务器向网络上的客户端提供文件系统和其它资源。客户端电脑也可能有其自己的、不共享的硬盘，但是可能也想使用服务器上分享的文件系统和打印机。这是SMB为什么这么出名和广泛地被使用的原因。SMB普及的另一个原因是它使用适合NT网域的协议，至少提供基于NT网域式的认证。NT网域协议是一个微软远程过程调用服务，几乎只能被SMB进程间通讯的命名管道使用。几乎所有SMB服务器的实现使用NT网域来认证用户是否可以访问一个资源。

性能问题

一般认为SMB协议会占用很多网络带宽，因为每个客户端均在整个子网内广播其存在。但是SMB本身并不使用广播。SMB造成的广播问题实际上是NetBIOS的服务定位协议造成的。一般来说Microsoft Windows服务器使用NetBIOS来协议和定位服务。而NetBIOS则定时向一个特定的服务器广播一个服务的存在。对于一个少于20个服务器的网络来说这个方式是可行的。但是随服务器数目的增加广播造成的交通会导致问题。通过适当地实现WINS定位协议这个问题可以被缓和。WINS使用更高级的系统来确定和中央化服务需求，但是造成自己的设计和保管网络的问题。動態DNS是另一个解决方法。微软本身推荐在微软的活动目录环境下使用動態DNS。网络延迟对SMB协议的速度有非常大的冲击。在服务器之间网络延迟大的情况下通过SMB来更换档案夹非常明显地反映了这个问题。比如在通过万维网使用虛擬私人網路时网络延迟就会比较大，这时使用SMB就很恼人。

微软的更改

微软在实现其SMB时添加了许多功能，比如微软引入了NTLMv2，因为原来的第1版使用的DES容易被破解。此外因早年美國政府對於高等加密軟體限制出口，NT 4.0在美国以外僅使用40比特位加密，以今天的标准来说容易被解密。

特点

SMB的行程間通訊机制值得一提。通过这个系统，它提供命名管道。这个机制是最早的、程序员可以使用的少数行程間通訊之一，它继承客户端联系SMB服务器时的认证来提供服务。命名管道继承认证是一个独特和透明的机制，因此使用Windows API的程序员和Windows的用户均将它看作是自然的。

有些服务使用命名管道，比如使用通过SMB的微软远程过程调用的程序，也允许微软远程过程调用客户端程序进行自己的认证，并且由此掩盖SMB服务器的认证。但是这个掩盖只在客户端程序的认证成功的情况下才生效。

另一个特点是SMB对文件使用一种特殊的、被称为伺机锁定的锁定机构来提高速度。

微软的分布式文件系统实现就基于SMB。

其他实现和版本

以下列出的包括SMB客户端、服务器以及不同的扩展SMB的协议。

• 自由软件Samba重新实现SMB和微软的扩展，包括服务器和命令行客户端。
• Samba-TNG是一款Samba的衍生版本。
• Linux内核包括两个SMB客户端实施，它们使用虚拟文件系统通过标准文件系统应用程序接口提供接触SMB服务器上的文件。
• ONStor公司实施了其自己的SMB，这个实施也支持NFS协议。
• Novell NetWare版本6以上提供CIFS服务器实施，使得Microsoft Network客户端可以解除NetWare的文件。
• FreeBSD、NetBSD和Mac OS X均包含使用它们自己的虚拟文件系统的SMB客户端。
• FreeNAS是一个小型的網路儲存設備服务，其目的在于使得用户可以重新使用老电脑作为文件服务器。它支持CIFS/Samba协议。
• 维尔软件公司实施过一个SMB。
• Network Appliance有一个SMB服务器的实施。

安全

多年以来，微软实现的其直接依赖的协议与组件都存在着许多安全漏洞。^[15][16]其他供应商的安全漏洞主要在于缺乏对较新的身份验证协议（英语：authentication protocol）（例如NTLMv2（英语：NTLMv2）和Kerberos赞成如NTLMv1、LanMan（英语：LM hash）或纯文本密码）的支持。实时攻击跟踪^[17]表明SMB是入侵企图的主要攻击媒介之一^[18]，例如2014年索尼影业遭黑客攻击事件^[19]，以及2017年的WannaCry勒索軟體攻击。^[20]

参考资料

1. Direct hosting of SMB over TCP/IP. Microsoft. 2007-10-11 [2009-11-01]. （原始内容于2011-03-26）. 
2. Richard Sharpe. . 8 October 2002 [18 July 2011]. （原始内容存档于2009-12-02）. 
3. MSKB887429: Overview of Server Message Block signing. Microsoft Corporation. 2007-11-30 [2012-10-24]. （原始内容于2010-11-20）. Security Signatures (SMB sequence numbers) 
4. Jesper M. Johansson. How to Shoot Yourself in the Foot with Security, Part 1. Microsoft Corporation. 2005-09-08 [2012-10-24]. （原始内容于2010-11-20）. This article addresses [...] Server Message Block (SMB) message signing. 
5. MSKB887429: Overview of Server Message Block signing. Microsoft Corporation. 2007-11-30 [2012-10-24]. （原始内容于2010-11-20）. By default, SMB signing is required for incoming SMB sessions on Windows Server 2003-based domain controllers. 
6. Jose Barreto. The Basics of SMB Signing (covering both SMB1 and SMB2). Microsoft TechNet Server & Management Blogs. 2010-12-01 [2012-10-24]. （原始内容于2012-12-02）. This security mechanism in the SMB protocol helps avoid issues like tampering of packets and "man in the middle" attacks. [...] SMB signing is available in all currently supported versions of Windows, but it’s only enabled by default on Domain Controllers. This is recommended for Domain Controllers because SMB is the protocol used by clients to download Group Policy information. SMB signing provides a way to ensure that the client is receiving genuine Group Policy. 
7. 存档副本. [2007-07-03]. （原始内容于2007-05-18）. 
8. CIFS: A Common Internet File System （页面存档备份，存于互联网档案馆），Paul Leach和Dan Perry。
9. • Common Internet File System Protocol (CIFS/1.0)^{[永久失效連結]}
   • CIFS Logon and Pass Through Authentication
   • CIFS/E Browser Protocol
   • CIFS Printing Specification
   • CIFS Remote Administration Protocol
   • A Common Internet File System (CIFS/1.0) Protocol
10. Navjot Virk and Prashanth Prahalad. . Chk Your Dsks. MSDN. March 10, 2006 [2006-05-01]. （原始内容存档于2006-05-05）. 
11. . Microsoft: 10–11. 2009-10-21 [2009-11-02]. （原始内容存档于2010-09-06）. 
12. Jeffrey Snover. Windows Server Blog: SMB 2.2 is now SMB 3.0. Microsoft. 19 April 2012 [14 June 2012]. （原始内容存档于2012-09-24）. 
13. Jose Barreto. SNIA Tutorial on the SMB Protocol (PDF). Storage Networking Industry Association. 19 October 2012 [28 November 2012]. （原始内容 (PDF)于2013-06-03）. 
14. Thomas Pfenning. (PDF). [2016-02-14]. （原始内容 (PDF)存档于2012-07-20）. 
15. MS02-070: Flaw in SMB Signing May Permit Group Policy to Be Modified. 微软. December 1, 2007 [November 1, 2009]. （原始内容于2009-10-08）. 
16. MS09-001: Vulnerabilities in SMB could allow remote code execution. 微软. January 13, 2009 [November 1, 2009]. （原始内容于2009-10-05）. ,
17. Sicherheitstacho.eu. 德国电信. March 7, 2013 [March 7, 2013]. （原始内容于2013-03-08）. 
18. Alert (TA14-353A) Targeted Destructive Malware. US-CERT（英语：US-CERT）. [2017-05-14]. （原始内容于2014-12-20）. 
19. Sony Hackers Used Server Message Block (SMB) Worm Tool. [2017-05-14]. （原始内容于2014-12-20）. 
20. WannaCry Ransomware Attack Hits Victims With Microsoft SMB Exploit. eWeek（英语：eWeek）. [13 May 2017]. 

相關條目

• NetBIOS
• NetBIOS Frames協定
• NetBIOS over TCP/IP

外部链接

• SMB/CIFS技术说明（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Common Internet File System (CIFS) File Access Protocol（页面存档备份，存于互联网档案馆）—微软技术说明
• Samba研制信息（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• SMB 指令描述