CouchDB - Time to Relax. 3,20

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1 3, n e w s CouchDB - Time to Relax 6 NoSQL vs. SQL Hype oder echte Alternative? (Teil III) 17 Kerberos (Teil II): Der Urlaub mit dem Höllenhund wird greifbar 28 Der Webstandard von morgen: HTML5 vielfach bereits umgesetzt 33 ETL mit dem Oracle Warehouse Builder: Der OWB im Blickfeld das verkannte Stiefkind 40 Softwarearchitektur (Teil VI): Muster und Stile

2 nachhaltigkeit ist uns wichtig! Wir denken umweltbewusst - Sie auch? Wussten Sie, dass wir in Deutschland ca. 250 Kilogramm Papier pro Kopf im Jahr verbrauchen? Helfen Sie mit die Umwelt zu schonen und abbonieren Sie die News in digitaler Form. Besuchen Sie unsere ORDIX news Internetseite und ändern Sie einfach Ihr Abo auf ein Online-Abo. Möchten Sie die ORDIX news wie bisher erhalten, ändert sich für Sie nichts. Helfen Sie uns, die Umwelt zu schonen! Natürlich werden wir die ORDIX news auch weiterhin in Papierform anbieten. Wir bitten Sie aber zu überlegen, ob für Sie persönlich die digitale Form die bessere Variante ist. Weitere Informationen unter:

3 Rücktritt Paderborn, März 2013 Hoppla der Papst ist zurückgetreten, da ging der Rücktritt von Frau Schavan fast unter. Rücktritt ist inzwischen ein beliebtes Spiel. Manche müssen (zu Guttenberg, Wulff), manche wollen (Benedikt, Köhler) und manche ignorieren es (Rösler). Ich habe nur mal die letzten zwölf Monate Revue passieren lassen und bin auf die stattliche Anzahl von fünfzehn Rücktritten gekommen. Gut da war auch so ein interessanter wie der Rücktritt vom Bürgermeister von Buttstädt dabei, aber immerhin ist er FDP-Mitglied, die machen das nicht immer freiwillig. Mit Rene Obermann (Telekom) und Paul Otellini (Intel) sind auch zwei Vertreter der sogenannten I und K -Branche dabei. Beide mussten im Übrigen nicht zurücktreten, oder vielleicht doch? Wie ist das so mit einem Rücktritt? Tritt man damit seinem Nachfolger auf die Füße, weil der schon hinter einem positioniert ist? Was passiert nach dem Rücktritt? Sind die Rücktretenden versorgt und das zu Recht (Wulff-Debatte)? Wer kommt dafür auf? Diese Fragen werde ich hier nicht beantworten können, interessant sind sie aber schon. Bei mir wäre das mit der Versorgung nicht so einfach, bei vielen von Ihnen sicher auch nicht. Ja die I und K -Branche, die trifft sich zur Zeit wieder in Hannover, der Landeshauptstadt von Niedersachsen, von woher plötzlich ein neuer Wind aus dem Bundesrat wehen sollte. Aber es passiert nichts, die drei Koalitionspartner streiten sich gerade mal wieder über Homo-Ehen und wir müssen darauf warten, dass die Politik ein weiteres Mal in Karlsruhe gemacht wird. Was hört man von der CeBit? Vor dreißig Jahren die Messe schlechthin für jemanden, der sich mit EDV (heute IT genannt) beschäftigt. Ok, bessere Bedingungen für Startups werden von der Bundeskanzlerin gefordert. Aha wenn nicht sie, wer kann dann dafür sorgen? Ich selbst habe das Gefühl, dass die Messe zu einer Smartphone Show in einer düsteren Wolke verkommt. Wirklich Revolutionäres ist dort eher zur Seltenheit geworden. Vielleicht sollte ja die CeBit mal zurücktreten. Da ist es schon interessanter, dass Hasso Plattner ähnlich wie Bill Gates zum Gutmenschen mutiert und einen großen Teil seines Vermögens guten Zwecken zur Verfügung stellt. Chapeau Herr Plattner, ein Rücktritt von so viel Geld ist schon etwas Besonderes, vielen Bankern scheint das deutlich schwerer zu fallen. Zumindest bei den als langsam verschrienen Schweizern wurde deshalb Ruckzuck in einer Volksabstimmung dem Gehaltsbonuswucher ein Ende bereitet. Bei uns wird das eher zu Tode diskutiert und am Schluss schließt sich Frau Merkel vielleicht wieder irgendeiner Meinung an. Apropos Entscheidung, Sie können zwar nicht über Bonihöhen entscheiden (leider), aber rätseln, ob der Kollege auf dem Titelbild a) eine Wasserpfeife geraucht hat, b) von und in der Cloud träumt oder c) ermattet vom CeBit-Rundgang und Plastiktüten tragen einfach relaxed. Auf jeden Fall möchte er gerne einen unserer Artikel über DB2 Version 10.1, Oracle Spatial oder Cloud Control (ach da haben wir ja wieder die Cloud) lesen. Ob er sich danach für eine SQL- oder eine NoSQL- Datenbank entscheidet, wissen wir auch noch nicht, allerdings hilft ihm vielleicht unser Artikel bei der Entscheidung. Solaris 11 ließ unseren Autor häufiger über Linux nachdenken, ebenfalls recht neu ist HTML 5 und im vierten Teil des Hibernate-Artikels weihen wir Sie in das Protokollieren der SQL Statements ein. Aus eigener Erfahrung weiss ich, dass das bei Performance-Analysen und -Untersuchungen vieles leichter macht. Wer sich seine eigene Cloud oder was auch immer basteln möchte, sollte einfach den Artikel zum Thema Softwarearchitektur lesen. Vielleicht träumt unser Titelmodell ja auch d) von einer einfachen, effizienten Softwarearchitektur. Schreiben Sie uns Ihre Meinung dazu. Und jetzt warte ich nur noch darauf, dass Dietmar Hopp in Hoffenheim auch zurücktritt und seine Milliarden nicht den Kickern sondern anderen zur Verfügung stellt. Manchmal hat er das ja schon indirekt angekündigt. Schöne Ostern und einen sonnigen Frühling nach dem düsteren Winter wünscht Ihnen Ihr Wolfgang Kögler ORDIX News 1/2013 3

4 Inhaltsverzeichnis 6 CouchDB Time to Relax 14 Zeitreisen mit DB2 Datenbanken 6...NoSQL vs. SQL - Hype oder echte Alternative? (Teil III): CouchDB - Time to Relax Ist die CouchDB wirklich eine entspannte Datenbank? Dieser Artikel erläutert, für welche An wendungen sie sinnvoll einsetzbar ist Die neue Version 10.1 von IBM DB2 (Teil III): Zeitreisen mit DB2 Was ist eine Time Travel Query? Wofür kann man diese neue Funktion einsetzen? Diesen Fragen gehen wir im vorliegenden Artikel nach und erläutern die Arbeitsweise der neuen Funktion Räumliche Daten mit Oracle Spatial (Teil II): Mit Oracle auf Nachbarschaftssuche Die Erfassung von Geodaten war Thema des ersten Artikels dieser Reihe. Der zweite Artikel befasst sich mit der Optimierung der Zugriffe auf diese Daten ETL mit dem Oracle Warehouse Builder: Der OWB im Blickfeld - das verkannte Stiefkind In diesem Artikel stellen wir den Oracle Warehouse Builder vor und klären welche Funktionen dieses ETL- Werkzeug aus dem Hause Oracle hat Oracle Cloud Control 12c (Teil IV): Eine Wolke in der Cloud Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Cloud-Funktion des Cloud Control Servers. Die verschiedenen Umgebungen, die mit dieser Funktion aufgebaut werden können, werden vorgestellt. Betriebssysteme und Monitoring Solaris 11 - Neue Funktionen (Teil III): Ist Solaris 11 das bessere Linux? Linux hatte einen großen Einfluss auf die Entwicklung von Solaris 11. Aber auch eigene Grundfunktionen wurden in der neuen Solaris-Version weiterentwickelt bzw. gestärkt Kerberos (Teil II): Der Urlaub mit dem Höllenhund wird greifbar Die Einrichtung der Kerberos-Umgebung, die Buchung eines Tickets und die Sicherheitsaspekte, die berücksichtig werden müssen, werden in diesem Artikel beschrieben. Java/JEE Der Webstandard von morgen: HTML5 - vielfach bereits umgesetzt Mit HTML5 gibt der Artikel einen kurzen Überblick über den Webstandard von morgen. Ebenso zeigt er die Vorteile, die der neue Standard für Ihre Intra- bzw. Internetanwendungen bietet Hibernate für Fortgeschrittene (Teil IV): SQL-Logging Die Analyse der generierten SQL-Statements steht bei diesem Artikel im Vordergrund. Wir stellen drei Möglichkeiten vor, wie SQL-Statements protokolliert werden können. 4 ORDIX news 1/2013

5 Inhaltsverzeichnis 28 HTML5 vielfach bereits umgesetzt 40 Softwarearchitektur Muster und Stile Softwarearchitektur Softwarearchitektur (Teil VI): Muster und Stile Architekturmuster und -stile erleichtern dem Entwickler die Bewältigung bestimmter Problemstellungen. Dieser Artikel stellt typische Problemfelder aus der Praxis und die dazugehörigen Architekturmuster vor. Aktuell Standards Larry Ratlos einfach. gut. geschult. Ein Rückblick auf das Seminarjahr Seminarübersicht: März bis Juni 2013 Impressum Herausgeber: ORDIX AG Aktiengesellschaft für Softwareentwicklung, Beratung, Schulung und Systemintegration, Paderborn Redaktion: Jens Pothmann, Evelyn Ernst V.i.S.d.P.: Benedikt Georgi, Wolfgang Kögler Anschrift ORDIX AG Westernmauer Paderborn der Redaktion: Tel.: Fax: Gestaltung/Layout: Jens Pothmann Auflage: Exemplare Druck: Druckerei Bösmann, Detmold Bildnachweis: istockphoto.com stack of books in notebook pagadesign istockphoto.com Rolling Summer... R-J-Seymour istockphoto.com Comfort bowie15 istockphoto.com young man resting in... Tempura sxc.hu ethernet plug lunar istockphoto.com Computer Geek... sdominick istockphoto.com Infi nity time. liseykina istockphoto.com Modern classroom adventtr istockphoto.com woman pressing... brickrena pixabay mona lisa painting art oil painting artwork freevector Marylin Vector MacKenzie istockphoto.com Businessman with... ricardoinfante Autoren: Christof Amelunxen, Robert Beese, Andreas Flügge, Carsten Hummel, Veit Jäger, Philipp Koch, Dr. Stefan Koch, Wolfgang Kögler, Andreas Maßmann, Roger Niemeyer, Dominic Oberländer, Jens Pothmann, Michael Spoden Copyright: Die ORDIX news erscheint vierteljährlich. Alle Eigentumsund Nachdruckrechte, auch die der Übersetzung, der Vervielfältigung der Artikel oder von Teilen daraus, sind nur mit schriftlicher Zustimmung der ORDIX AG ge stattet. ORDIX ist ein eingetragenes Markenzeichen der ORDIX AG. Warenzeichen: Einige der aufgeführten Bezeichnungen sind eingetragene Warenzeichen ihrer jeweiligen Inhaber. ORDIX ist eine registrierte Marke der ORDIX AG. Haftung: Eine Haftung für die Richtigkeit der Veröffentlichungen kann trotz sorgfältiger Prüfung durch die Redaktion vom Herausgeber nicht übernommen werden. Sie können die Zusendung der ORDIX news jederzeit ohne Angabe von Gründen schriftlich (z.b. Brief, Fax, ) abbestellen. ORDIX news 1/2013 5

6 Datenbanken NoSQL vs. SQL - Hype oder echte Alternative? (Teil III) CouchDB - Time to Relax Bei der Literaturrecherche zu CouchDB stößt man unweigerlich auf die beiden Schlagworte Time to Relax und Offline by Default. Beim ersten Lesen kann man sich kaum etwas darunter vorstellen, zumal wir uns mit einer Datenbank beschäftigen. Da stellt sich einem unweigerlich die Frage, wann kann man bei einer Datenbank entspannt sein vor allem, wenn sie nicht online ist? Diese Vor stellung passt einfach nicht zu einer Datenbank. Doch ist es genau diese Kombination, welche die dokumentenorientierte Datenbank CouchDB so erfolgreich macht. Historie der CouchDB Die Entwicklung des Cluster of Unreliable Commodity Hardware Data Base oder kurz CouchDB begann im Jahre Entwickelt wurde sie von Damian Katz, der dieses Projekt zuerst privat vorangetrieben hat, bis IBM auf seine Erfolge aufmerksam geworden ist. Somit konnte er die Entwicklung von 2008 bis 2009 offiziell bei IBM fortführen. Zeitgleich ist die CouchDB zu einem vollwertigen Apache-Projekt geworden und seitdem unter der Apache License Version 2.0 verfügbar. Dokumentenorientiert? Schlägt man bei Wikipedia nach, wird eine dokumentenorientierte Datenbank wie folgt definiert: [ ] Eine dokumentenorientierte Datenbank ist eine Datenbank, bei der Dokumente die Grundeinheit zur Speicherung von Daten bilden [ ] [3]. Die Speicherung der Daten erfolgt bei dokumentenorientierten Datenbanken losgelöst von jeglicher Schemabindung. Dabei ist es unerheblich, ob ein Dokument aus einem Bild, einem Blog-Eintrag oder wirklich aus einem Dokument besteht. Ein Dokument bedeutet hier, die Speicherung von Daten in einer JavaScript Object Notation (JSON). 6 ORDIX news 1/2013

7 Datenbanken Altes Modell, neue Teile! Heutige dokumentenorientierte Datenbanken können als Nachfolger der Dokumenten Management Systeme (DMS) angesehen werden. Diese gibt es schon seit einigen Jahrzehnten. Einer der bekanntesten Vertreter von DMS ist Notes. Die Abgrenzung zu relationalen Datenbanken erfolgt bei der CouchDB über die Speicherung der Daten, die Schemalosigkeit und das Transaktionsmodell. Bei der Zuordnung der CouchDB zum CAP-Theorem fällt auf, dass die CouchDB auf Verfügbarkeit und Partitionstoleranz setzt [1]. Daraus lassen sich wohl auch die Slogans Offline by Default und Time to Relax ableiten. Auf dem Netz gebaut Die CouchDB und deren Design sind stark an bestehende Webarchitekturen angelehnt. Dies zeigt sich in den Konzepten der Ressourcen, Methoden und deren Darstellung. Implementiert wurde die Couch- DB in der Programmiersprache Erlang und die Speicherung der Dokumente erfolgt in einem JSON-Format, welches Webentwicklern einen leichten Einstieg ermöglicht. Aufbauend auf den Strukturen Name/ Werte-Paare und geordnete Listen enthält JSON einige Basistypen, die von der CouchDB unterstützt werden: Zahlen Zeichenketten Boolsche Werte Arrays Objekte Nullwerte Einen weiteren Beleg zur Webnähe findet sich in der RESTful HTTP API, in der einzelne Anwendungen durch einen Uniform Ressource Identifier (URI) repräsentiert werden. Die Zugriffe auf diesen URI erfolgen mit Hilfe von http-aufrufen (GET, PUT, POST und DELETE). Neben diesen Möglichkeiten kann der Entwickler über das Web Frontend Futon mit der Datenbank interagieren. Offline by Default Die CouchDB besitzt die Eigenschaften eventually Consistency und Offline by Default. Dies bedeutet, dass die Datenbank nicht ständig online ist und es somit zu Inkonsistenzen kommen wird. Diese müssen bei der Synchronisierung aufgelöst werden. Konflikte können nicht nur dann auftreten, wenn eine Datenbank offline ist, sondern auch dann, wenn z.b. zwei Benutzer Änderungen auf der gleichen Dokumentenbasis vollziehen (konkurrierende Zugriffe). Diese sind zwar durch die Revisions-ID voneinander zu unter scheiden, dennoch stellt sich die Frage, welches Dokument nun die letztendliche Gültigkeit besitzt und wer das Zusammenführen der beiden Ver sionen vornimmt. Für diese Fälle gibt es eine automatische, bi-direktionale Konflikterkennung, welche die in Konkurrenz stehenden Dokumente mit einem Feld (_conflict) kennzeichnet. Ein automatisches Vereinen der Dokumente kann eine Datenbank bzw. eine Software nicht leisten. Somit bleibt die Behebung der Konflikte in der Verantwortung der Benutzer bzw. Adminis tratoren [4]. Abfragen mit CRUD-Operationen oder Views Abfragen können entweder über die Funktion READ der CRUD-Operationen oder über Views gestellt werden. Anfragen an die Datenbank werden dabei mit der Operation GET durchgeführt. Für erweiterte Abfragen nutzt die CouchDB Views. Dies sind JavaScript- Funktionen, welche Map/Reduce-Funktionen nutzen, um Abfragen über Dokumente zu ermöglichen. Dabei werden die benötigten Daten eines Dokuments zu einem KeyValue-Pair (KVP) aggregiert und in einer B-Baumstruktur gespeichert. Das erste Aufrufen einer View ist aufwendig und zeitintensiv, da jedes Dokument in der Datenbank überprüft werden muss. Dies ist auch der Grund dafür, dass AdHoc-Queries in einer CouchDB-Anwendung nur eingeschränkt verwendet werden sollten. Anders verhält es sich, wenn die View gespeichert wird. Dann legt die CouchDB ein sogenanntes Design- Dokument an. Design-Dokumente weisen im Vergleich zu herkömmlichen Dokumenten zwei zusätzliche Felder auf: Language für die Angabe der Programmiersprache und Views für die Auflistung der beinhaltenden Views. Sollten im Laufe der Zeit Änderungen an einem Dokument durchgeführt werden, wird die View lediglich für dieses Dokument erneut ausgeführt und nicht mehr für die ganze Datenbank. Dies ermöglicht sehr schnelle Abfragen, die allerdings im Vorfeld geplant sein müssen. Erste Schritte Nachdem wir uns mit den Grundlagen und den Beweg gründen zur Entwicklung der CouchDB beschäftigt haben, machen wir jetzt die ersten Gehversuche mit Hilfe von CRUD-Operationen. Um es übersichtlich zu machen, verwenden wir die shell-basierte Schnitt- ORDIX news 1/2013 7

8 Datenbanken Existieren Datenbanken? ~$ curl -X GET Antwort: ["_replicator", "_users"] Anlegen einer Datenbank ~$ curl -X PUT Antwort: {"ok":true} Anlegen eines Datensatzes ~$ curl -X PUT -d '{"type":"cd"," artist":"grönemeyer","year":"","album":"bochum"}' Antwort: {"ok":true,"id":"1","rev":"1-703ba484f553608daa387ecd1d863a6e"} Abfragen eines Datensatzes ~$ curl -X GET Antwort: {"_id":"1","_rev":"1-703ba484f553608daa387ecd1d863a6e", "type": "CD","artist":"Grönemeyer","year":"","album":"Bochum"} Aktualisieren eines Datensatzes ~$ curl -X PUT -d '{"_rev":"1-703ba484f553608daa387ecd1d863a6e","type":"cd","artist":"grönemey er", "year":"","album":"bochum", "titel":[{"number":"1","titel": "Bochum","Length":"3:51"}]}' Antwort: {"ok":true,"id":"1","rev":"2-2e9c d3f894c49c7b23d17ce"} Erneutes Lesen des Datensatzes ~$ curl -X PUT Antwort: {"_id":"1","_rev":"2-2e9c d3f894c49c7b23d17ce", "type" :"CD","artist":"Grönemeyer","year":"","album":"Bochum", ", "titel": [{"Number":"1","Titel":"Bochum","Length":"3:51"}]}' Erneutes Ändern des Datensatzes ~$ curl -X PUT -d '{"_rev": "2-2e9c d3f894c49c7b23d17ce","type":"CD","artist": "Grönemeyer","year":"","album":"Bochum","titel":[{"Number":"1", "Titel":"Bochum","Length":"3:51"},{"Number":"2","Titel":"Männ er", "Length":"4:00"}]}' Antwort: {"ok":true,"id":"1","rev":"3-77fb73a5e516d4df4647fb835e18c6cb"} Löschen eines Datensatzes / einer Datenbank ~$ curl -X DELETE Antwort: {"ok":true} Abb. 1: Datenbankoperationen. stelle curl, mit deren Hilfe rudimentäre Abfragen anhand der DOKUMENTEN_ID möglich sind (siehe Abbildung 1). Existieren bereits Datenbanken? Die CouchDB-API unterstützt den Datenbankzugang über die CRUD-Operationen PUT und GET. Mit der Methode GET kann z.b. geprüft werden, welche Datenbanken bereits erstellt wurden. Anlegen einer Datenbank Das Erstellen einer Datenbank ist ähnlich simpel, wie die Tabellenerstellung unter SQL. In unserem Beispiel soll eine Datenbank erzeugt werden, die verschiedene Musik alben in sich aufnehmen kann. Um einen Datensatz zu erzeugen, kann ebenfalls die Methode PUT verwendet werden. In unserem Beispiel legen wir in der Musikdatenbank ein erstes Album an. Nach dem Absetzen des Befehls muss ein genauerer Blick auf die Antwort des Servers geworfen werden. In dieser wird jetzt eine Revisionsnummer (_rev:1-703ba484...) angegeben, die für eine weitere Be arbeitung des Datensatzes benötigt wird. Die Re vi sionsnummer wird bei der Abfrage des Datensatzes wieder mit ausgegeben. Die Datensatzabfrage erfolgt über die Methode GET. Aktualisieren eines Datensatzes Um einen Datensatz zu aktualisieren, benutzen wir die Methode PUT. Hier muss erneut die Re vi sionsnummer des Datensatzes, der aktualisiert werden soll, angegeben werden. In unserem Beispiel fügen wir nun dem erzeugten Album einen ersten Titel hinzu. Bei der erneuten Abfrage des Albums wird deutlich, dass sich die Revisionsnummer verändert hat. Es exis tieren nun 2 Versionen des Datensatzes! Um den letzten Stand zu erhalten, muss daher die geänderte Revisionsnummer angeben werden. Löschen eines Datenbanksatzes / einer Datenbank Das Löschen eines Datensatzes und auch einer Daten bank erfolgt über die Methode DELETE. In unserem Beispiel löschen wir unsere erstellte Datenbank. Dazu geben wir, wie in den vorangehenden Beispielen, einfach den Pfad zur Datenbank an. 8 ORDIX news 1/2013

9 Datenbanken Allein die in der Abbildung 1 dargestellten acht Datenbankoperationen zeigen, dass das Absetzen der Operationen mit Hilfe von curl relativ komfortabel, für Programmierzwecke allerdings ungeeignet ist. Für komplexe Datenbankoperationen sollte auf eine der über 15 verschiedenen Programmiersprachen zurückgegriffen werden, um mit der Datenbank zu interagieren [5]. Fazit CouchDB verfolgt neben der letztendlichen Konsistenz, einige ACID-Eigenschaften. Die CouchDB eignet sich vor allem für kleinere Anwendungen, wie sie im Internet immer häufiger verwendet werden (Web seiten, Cloud-Speicherlösungen, etc.). Darüber hinaus machen die Einstellung Offl ine by Default und die guten Replizierungsmechanismen sie zu einer sehr guten Lösung, wenn es darum geht, Daten zu synchronisieren. Dies hat unter anderem Ubuntu dazu veranlasst, die CouchDB in ihr Repository zu integrieren [6]. Andere Referenzkunden listet die Apache Software Founda tion (ASF) auf ihrer Homepage auf [7]. Denkbar ist zukünftig auch eine Anwendung der CouchDB im mobilen Bereich, wo auch davon aus gegangen werden muss, dass nicht permanent eine Verbindung zum Datenbank-Server besteht. Glossar CRUD Abkürzung für Create-, Read-, Update- und Delete-Operationen. JSON Ist ein schlankes Datenaustauschformat, das für Entwickler einfach zu lesen und zu schreiben und für Maschinen einfach zu parsen und zu generieren ist. Es erinnert dabei an die Extensible Markup Language (XML). KVP Ein KeyValue-Pair ist ein zusammengehöriges Datenpaar, das über den Schlüssel identifiziert wird. Der Schlüssel ist dabei ein unique identifier für die Daten, die sich im Wertebereich befinden. Map/Reduce Zwei Funktionen, mit denen nebenläufige Berechnungen über große Daten mengen (mehrere Petabyte) realisiert werden können. Links [1] ORDIX news Artikel 03/2012 NoSQL vs. SQL - Hype oder echte Alternative? (Teil I): Was sind NoSQL-Datenbanken? : [2] ORDIX news Artikel 04/2012 NoSQL vs. SQL - Hype oder echte Alternative? (Teil II): Oracle NoSQL : [3] Wikipedia Defi nition dokumentenorientierte Datenbank: [4] Lennon, Joe: Beginning CouchDB. Berkeley and CA : Apress, 2009 ISBN [5] CouchDB Wiki: [6] CouchDB Versionen in Ubuntu: [7] CouchDB in the wild: Dominic Oberländer Bild: istockphoto.com Comfort bowie15 istockphoto.com young man resting in a sofa _ Horizontal Tempura sxc.hu ethernet plug lunar ORDIX news 1/2013 9

10 Betriebssysteme Solaris 11 - Neue Funktionen (Teil III) Ist Solaris 11 das bessere Linux? Im dritten Teil unserer Artikelreihe erläutern wir, in wie weit sich der Einfluss von Linux auf Solaris 11 bereits etabliert hat, bei gleichzeitiger Weiterentwicklung und Stärkung der eigenen Funktionen. Diese wurden teilweise schon mit Solaris 10 eingeführt und grenzen das Betriebssystem von anderen Unix-Derivaten ab. Hintergrund Die Öffnung von Sun Microsystems gegenüber der OpenSource-Gemeinde im Jahre 2007 beruhte u.a. auf dem Wunsch, Solaris und Linux kompatibler zu gestalten. Um eine höhere Akzeptanz und damit auch eine weitere Verbreitung zu erlangen, ist man neben der äußeren Erscheinung auch im Bereich der Handhabung weiter in Richtung Linux gerückt. Bis dato war Solaris aus Sicht eingefleischter Linux- Anwender eher komplex und wenig komfortabel. Auf der anderen Seite bot Solaris eine bessere Skalierung und genoss zudem den Ruf stabiler zu laufen. Zu diesem Zeitpunkt wurde versucht, die sinnvollsten und populärsten Funktionen aus der schier unübersehbaren Anzahl der vorhandenen Linux-Distributionen zu extrahieren und gleichzeitig die bisherigen Stärken und Neuer ungen von Solaris 10 weiter auszubauen (siehe Abbildung 1). So entstand das Projekt Indiana. Dieses beinhaltet eine OpenSolaris-Distribution mit GNOME-Desktop, eine üppige Ausstattung an GNU-Werkzeugen, ein netzwerkbasiertes Paketierungsverfahren [1] aus der neuen Welt und SMF, DTrace, ZFS und Zonen aus dem Erbe von Solaris 10. Nach der Vorabversion Solaris 11 Express [2] und dem ersten richtigen Release im November letzten Jahres steht nun das erste Update als Version 11.1 zur Verfügung. Hierbei zeigt sich, dass es viele Innovationen aus dem Projekt Indiana in die finale Solaris- Version geschafft haben und unter der Kontrolle von Oracle weiter ausgebaut wurden. Im Folgenden beleuchten wir diese Innovationen im Einzelnen. Bezugsquellen Zunächst ist zu erwähnen, dass Solaris 11 - wie es sich für ein freies Betriebssystem gehört - als kostenloser Download erhältlich ist. Allerdings darf dieser nicht kommerziell, sondern nur zu Evaluierungszwecken verwendet werden. Ebenso sind Updates nur erhältlich, wenn ein Supportvertrag mit Oracle abgeschlossen wird. Dieser Aspekt ist inzwischen aber auch in der Linux-Welt durchaus üblich, wie z.b. beim Suse Linux Enterprise Server (SLES). Ein Desktop! Darüber hinaus kommt man dem Linux-Benutzer ein Stück weit entgegen, indem das Look and Feel des Systems von der, aus der Linux-Welt her bekannten, GNOME-Oberfläche übernommen wurde. Da dies im Rechenzentrum aber eigentlich kaum relevant ist - übrigens genauso wie bei Linux - zielt diese Maß nahme wohl eher darauf ab, die Akzeptanz bei potentiellen Linux-Umsteigern zu erhöhen. Dies wird auch anhand der vielen Gimmicks deutlich, die mit ausgeliefert werden. Konsolenzugänge Es ist nun möglich, sich an der Konsole parallel an weiteren 5 virtuellen Terminals anzumelden. Mit der unter Linux bekannten Tastenkombination <Alt>+<Fn> gelangt man zum virtuellen Terminal <n> (1 <= n <= 6), bzw. mit <Alt>+<Pfeil rechts/links> zum numerisch nächsten bzw. vorigen Terminal. Diese zusätzlichen Zugänge werden von speziellen Diensten bereitgestellt (svc:/system/console-login mit den Instanzen vt2 bis vt6). Im Unterschied zu Linux werden die virtuellen Terminals gesperrt sobald man sie verlässt. Zudem sorgt der vtdaemon (virtual console secure switch) dafür, dass die Bildschirmausgaben neugierigen Blicken verborgen bleiben, bis das korrekte Benutzerpasswort eingegeben wird. 10 ORDIX news 1/2013

11 Betriebssysteme Netzwerk Repository Eine weitere Annäherung an die Distributionswelt von Linux stellt die neue Softwareverwaltung dar. Zentrale Netzwerk Repositories ersetzen das klassische SVR4 Packaging-Verfahren, welches dem reinen Linux- Administrator bis dato sicher etwas fremd vorgekommen sein mag. Dass die neue Softwarever waltung aber durchaus weitere Vorteile mit sich bringt, als nur eine Annäherung an die OpenSource-Welt, wurde bereits in der letzten ORDIX news dargestellt [3]. Linux OpenSolaris Indiana GNU Werkzeuge und Sonstiges Viele Kommandos fühlen sich nun an wie GNU-Werkzeuge. So ist zum Beispiel das Kommando find er weitert worden (siehe Abbildung 2). Ebenso existieren viele originale GNU-Werkzeuge (inkl. Handbuchseiten). Der größte Teil kommt aus dem Paket file/gnu-coreutils. Diese Hilfsmittel sind per Link unter /usr/bin erreichbar, nach folgendem Schema: /usr/bin/g<tool> -> /usr/gnu/bin/<tool> Gedruckt wird nun auch mit dem Common Unix Printing System (CUPS), einem Quasi-Standard in der OpenSource-Welt, dessen Dienst auf dem Port 631 horcht: "CUPS is the standards-based, open source printing system developed by Apple Inc for Mac OS X and other UNIX-like operating systems." Außerdem sind viele weitere nützliche Werkzeuge vorinstalliert, wie beispielsweise netcat, rsync, curl, apache und expect. Und schließlich: vi ist tot, es lebe vi(m)! Allerdings ist hier eine abgespeckte Version ohne viel Schnick- Schnack - aber immerhin mit der Option diff - vorinstalliert ( vim-core, siehe Abbildung 3). Für die Puristen ist aber immer noch eine klassische Version u.a. in den xpg[46] Verzeichnissen zu fi nden. Insgesamt werden damit die Sun FreeWare-Verzeichnisse weitestgehend überflüssig. Das Verzeichnis /usr/sfw/bin enthält ausschließlich Links und das Verzeichnis /opt/sfw ist nun gänzlich verschwunden. Geben und Nehmen Es ist aber auch zu beobachten, dass sich die Linux- Gemeinde nach wie vor in der Unix-Welt umschaut, immer auf der Suche nach Adaptierungsmöglichkeiten. So ist seit einiger Zeit btrfs [4] in den Distributionen verfügbar. Dies ist ein Dateisystem, welches durchaus EXPRESS Solaris 10 Solaris 11 Express Solaris 11 Abb. 1: Die Solaris 11 Evolution - Der Einfluss von Linux auf Solaris. /usr/bin/find [-H -L] path... expression Valid expressions are:... -amin n File was last accessed n minutes ago -cmin n File's status was last changed n minutes ago -mmin n File's data was last modified n minutes -iname pattern ignore case sensitive name pattern search -print0 Ausgaben durch NULL-Charcter statt '\n' getrennt... Abb. 2: Einige Erweiterungen des Kommandos find. *help_minimized.txt* For Vim version 7.3a. Last change: 2011 May 4 This minimization notice is being displayed because the vim installed on this system is the minimized version (editor/vim/vim-core). This minimized version does not include online help. Also absent are syntax highlighting, language-specific indentation, spell-checking dictionaries, plugins, keyboard mappings, etc. If you wish to have a richer vim environment, please ensure that the package containing the complete vim runtime (editor/vim) is installed using pkg(1). The command 'pkg install editor/vim' should install the runtime package. Abb. 3: Der vorinstallierte vim reagiert nur minimalistisch auf Hilfeanfragen. ORDIX news 1/

12 Betriebssysteme Glossar btrfs B-Tree-Filesystem, ein dem ZFS ähnliches OpenSource-Dateisystem. GNOME Desktop Umgebung für Unix artige Systeme mit einer grafischen Benutzeroberfläche. GNU Ein Unix-ähnliches Betriebssystem und vollständig freie Software, die im Rahmen des GNU-Projekts als Softwaresammlung von Anwendungen, Bibliotheken und Extras für Entwickler erstellt wird. SMF System Management Facility - Zentrales Werkzeug zur Administration und Konfiguration von Solaris. vi Ein standardisierter Texteditor. Der Name stammt vom Befehl visual des Editors ex. Mit diesem Befehl konnte man den Zeileneditor in einen visuellen Modus umschalten. konzeptionelle Ähnlichkeiten mit ZFS aufweist. Oder die Linux-Container (LXC), eine schlanke Virtualisierung, die nicht nur sprachlich stark an Solaris-Container erinnern. Zu guter Letzt auch systemd, eine Neuimplementierung des Systemstarts, die eine ähnliche Richtung wie SMF einschlägt. Fazit Die Ideenvielfalt der OpenSource-Gemeinde, gebündelt durch die Kontrolle eines Herstellers (Oracle), gepaart mit der Skalierbarkeit eines professionellen Betriebssystems ist aus unserer Sicht ein Konzept mit Zukunft! ZFS Zettabyte Filesystem - Dateisystem für Solaris mit Volumemanager-Funktionalität. Links [1] ORDIX news Artikel 04/2008 Codename Indiana: OpenSolaris - Kleider machen Leute : [2] ORDIX news Artikel 02/2011 Oracle Solaris 11-Release - Ein Ausblick: Solaris 11 - aber hurtig : Roger Niemeyer [3] ORDIX news Artikel 04/2012 Solaris 11 - Neue Funktionen (Teil II): Image Packaging System (IPS) : [4] ORDIX news Artikel 04/2012 Neues Dateisystem unter Linux - btrfs für alle? : Seminarempfehlung: Solaris 11 Administration Neuheiten Informationen/Online-Anmeldung: Solaris 11 wurde 2011 veröffentlicht. In diesem Seminar zeigen wir die Neuerungen und Änderungen bei der Administration auf und vertiefen dies durch zahlreiche Übungen. Seminarinhalte Neuerung bei der Installation: AI Neue Befehle und Tools bei der Netzwerkadministration Crossbow: virtuelle Netzwerke Softwaremanagement jetzt anders: IPS Erstellung von alternativen Boot-Umgebungen Neuigkeiten bei ZFS und Zonen Comstar: Feature für den Einsatz als Filer Kooperation mit Windows Vertiefung der Theorie durch praktische Übungen und Beispiele Termine in Wiesbaden in Wiesbaden in Wiesbaden in Wiesbaden Seminar-ID: BS 24 Dauer: 3 Tage Preis pro Teilnehmer: 1.290,00 (zzgl. MwSt.) Frühbucherpreis: 1.161,00 (zzgl. MwSt.) Buchen Sie gleich hier! 12 ORDIX news 1/2013

13 ? Aktuell Rätsel Larry und das Falschgeld Larry arbeitet im Auftrag von ORDIX bei einer Bank. Bevor er loslegen kann, muss er erst noch eine kniffelige Aufgabe lösen. Für die ersten Tests erhält Larry vom Chef zwölf 1 Münzen. Eine Münze ist Falschgeld. Welche ist es? Larry darf jetzt nichts falsch machen... Larry hat den Auftrag, bei einem Kunden ein neues Münzautomaten-System zu programmieren. Bevor er aber anfangen darf, gibt der Chef ihm eine Aufgabe. Um zu testen, ob er auch in der Lage ist, die entsprechenden Feinheiten am Gerät einzustellen. Larry bekommt zwölf 1 -Münzen. Eine dieser Münzen ist aber Falschgeld. Larry weiß, dass die falsche Münze ein anderes Gewicht hat als die anderen. Um nun diese Münze zu fi nden steht ihm nur eine Balkenwaage ohne jegliche Gewichtsangabe zur Verfügung. Larry kann also immer nur das Gewicht in der linken Schale mit dem in der rechten Schale vergleichen. Der Chef gibt ihm die Aufgabe mit nur 3 x Wiegen sicher herauszufi nden, welches die falsche Münze ist. Können Sie Larry helfen? Es ist ein wenig kniffelig und daher freut sich Larry ganz besonders auf Ihren Lösungsvorschlag. Senden Sie bis zum 20. März 2013 Ihre Antwort an Larry's Wettbewerb war ein richtiger Erfolg Larry bedankt sich bei den Einsendern für die richtige Lösung aus der letzten Ausgabe: Christian Schmidt, Dirk Hollmann, Stefan Isfording Lösung Larry Rätsel 4/2012: Larry stellt die Wanduhr bevor er losgeht auf 12:00 Uhr. Wenn er wiederkommt, kann er errechnen, wie lange er für den Hin- und Rückweg benötigt hat. Die Wanduhr stellt er auf die Uhrzeit die er im Dorf erfahren hat plus die Zeit, die er für den Rückweg benötigt hat ein. So kommt Larry passend zu seiner Verabredung. ORDIX news 1/

14 Datenbanken Die neue Version 10.1 von IBM DB2 (Teil III) Zeitreisen mit DB2 Im dritten Teil unserer Artikelreihe zum Thema DB2 Version 10.1 möchten wir uns die neue Funktion Time Travel Queries (TTQ) etwas genauer ansehen. Mit dieser Neuerung ist es möglich, die Daten einer Tabelle nicht nur zum gegenwärtigen Zeitpunkt anzusehen, sondern auch historische Daten eines früheren Zeitpunktes bzw. -raumes zu betrachten. Bisherige Lösungsansätze Wollte man Daten historisieren, so gab es bisher zwei Möglichkeiten: Zum einen konnte man Trigger verwenden, um die Daten nach Änderungen in eine zweite Tabelle zu kopieren und zu speichern. Zum anderen konnte man das Historisieren in der Anwendungs logik hinterlegen, um die alten Daten zum Beispiel in einer Historientabelle abzuspeichern. Beide Lösungsvarianten hatten den Nachteil, dass der Entwicklungsaufwand hoch war und die Leistung der An wendung durch die zusätzliche Programmlogik negativ beeinflusst wurde. Mit der Funktion Time Travel Queries (TTQ) in der DB2-Version 10 gehört dies nun der Vergangenheit an. Historisierung nach der Systemzeit Um die Funktion Time Travel Queries nutzen zu können, müssen die Daten in so genannten temporalen Tabellen gespeichert werden. Das Konzept umfasst dabei zwei verschiedene Arten von Änderungen, welche historisiert werden können. Die erste Möglichkeit ist die Historisierung nach der Systemzeit. Dabei enthält die jeweilige Tabelle zwei zusätzliche Spalten in welchen der Start- bzw. Endzeitpunkt der Gültigkeit des jeweiligen Datensatzes hinterlegt ist, sowie eine weitere Spalte mit der sog. Transaktionsstart-ID, welche die Startzeiten von Transaktionen erfasst, die Aus wirkungen auf Zeilen haben (siehe Abbildung 1). Die Werte werden nach jeder Datensatzänderung automatisch von der Datenbank gepflegt und die 14 ORDIX news 1/2013

15 Datenbanken jeweilige Systemzeit eingefügt. Optional ist es möglich, die drei neuen Spalten mit dem Zusatz IMPLICITLY HIDDEN anzulegen, damit die Spalten bei einer Abfrage mit dem Befehl SELECT * nicht mit angezeigt werden. Historientabelle einbinden Nicht mehr aktuelle Daten verbleiben nicht in der tempo ralen Tabelle, sondern werden in eine zweite Tabelle verschoben. Diese Historientabelle muss die gleichen Spalten und Datentypen enthalten wie die Basistabelle und kann mit dem Befehl Create Table Like erstellt werden (siehe Abbildung 2). Im Anschluss muss noch eine Verbindung zur Historien tabelle hergestellt werden, um der Datenbank mit zuteilen, welche Tabellen für die Historisierung zusammenhängen (siehe Abbildung 3). CREATE TABLE ADRESSE (ID INTEGER PRIMARY KEY NOT NULL, NAME VARCHAR(10), VORNAME VARCHAR (10), SYS_START TIMESTAMP(12)GENERATED ALWAYS AS ROW BEGIN NOT NULL, SYS_END TIMESTAMP(12)GENERATED ALWAYS AS ROW END NOT NULL, TRANS_START TIMESTAMP(12) GENERATED ALYWAYS AS TRANSACTION START ID IMPLICITLY HIDDEN, PERIOD SYSTEM_TIME (SYS_START, SYS_END) ); Abb. 1: Erstellen einer temporalen Tabelle (Systemzeit). CREATE TABLE ADRESSE_HIST LIKE ADRESSE; Abb. 2: Erstellen der Historientabelle. ALTER TABLE ADRESSE ADD VERSIONING USE HISTORY TABLE ADRESSE_HIST; Aufbauen der Historie Werden unter Verwendung der Option Systemtime nun Datensätze durch eine INSERT-, UPDATE- oder DELETE-Anweisung verändert, passiert implizit in der Datenbank folgendes (siehe Abbildung 4): INSERT Ein neuer Datensatz wird in der Basis tabelle mit der aktuellen Systemzeit als Startzeitpunkt und dem als Endzeitpunkt eingefügt. UPDATE Der zu verändernde Datensatz wird in die Historientabelle kopiert und der Endzeitpunkt auf die aktuelle Systemzeit abgeändert. Der Originaldatensatz wird in der Basistabelle anhand des Befehls UPDATE geändert und die aktuelle Systemzeit als Startzeitpunkt gesetzt. DELETE Der zu löschende Datensatz wird in die Historientabelle kopiert und zeitgleich der Endzeitpunkt entsprechend aktualisiert. Der Originaldatensatz wird aus der Basistabelle gelöscht. Zugriff auf die Daten Auf die aktuellen Daten kann mit einer klassischen Select-Abfrage zugegriffen werden. Möchte man die Daten von einem bestimmten Zeitpunkt (siehe Abbildung 5) bzw. Zeitraum (siehe Abbildung 6) sehen, so ist die Option FOR SYSTEM_TIME mit zu verwenden. Abb. 3: Historientabelle verbinden. 1) INSERT am :00 Uhr Tabelle ADRESSE ID NAME. SYS_START SYS_END 1 ORDIX :00: :00: 2) UPDATE am :00 Uhr ID NAME. SYS_START SYS_END 1 ORDIX AG :00: :00: 3) DELETE am :00 Uhr Tabelle ADRESSE_HIST ID NAME. SYS_START SYS_END ID NAME. SYS_START SYS_END 1 ORDIX :00: ID NAME. SYS_START SYS_END ID NAME. SYS_START SYS_END 1 ORDIX :00: :00: :00: 1 ORDIX AG :00: :00: Abb. 4: Verwendung der Anweisungen INSERT, UPDATE und DELETE. SELECT * FROM ADRESSE FOR SYSTEM_TIME AS OF ' '; Abb. 5: Daten von einem bestimmten Zeitpunkt anzeigen. SELECT * FROM ADRESSE FOR SYSTEM_TIME FROM ' ' TO ' '; Abb. 6: Daten von einem bestimmten Zeitraum anzeigen. ORDIX news 1/

16 Datenbanken CREATE TABLE ADRESSE_BUSINESS_TIME (ID INTEGER NOT NULL, NAME VARCHAR(10), VORNAME VARCHAR(10), BUSINESS_START TIMESTAMP NOT NULL, BUSINESS_END TIMESTAMP NOT NULL, PERIOD BUSINESS_TIME (BUSINESS_START, BUSINESS_END), PRIMARY KEY (ID, BUSINESS_TIME WITHOUT OVERLAPS) ); Abb. 7: Erstellen einer temporalen Tabelle (Anwendungszeit). UPDATE TABLE ADRESSE_BUSINESS_TIME FOR PORTION OF BUSINESS_TIME FROM ' ' TO ' ' SET NAME='Ordix AG'; Abb. 8: Ändern von Daten für einen bestimmten Anwendungszeitraum. Historisierung für einen Anwendungszeitraum Die zweite Möglichkeit besteht darin, temporale Tabellen nach einem bestimmten Anwendungszeitraum zu verwenden. Hier wird ein bestimmter Zeitraum vom Administrator bzw. der Anwendung vorgegeben. Denkbar wäre z.b. der Zeitraum für einen Geschäftstag. Wie beim Konzept der Systemzeit sind zwei zusätzliche Spalten zum Festhalten des Startbzw. Endzeitpunkts der Gültigkeit eines jeweiligen Datensatzes notwendig. Weiterhin muss mit der Option PERIOD BUSINESS_TIME der Anwendungszeitraum festgelegt werden (siehe Abbildung 7). Es besteht zudem die Möglichkeit, die beiden vorgestellten Konzepte miteinander zu kombinieren. Die dabei entstehenden Tabellen werden dann bitemporale Tabellen genannt. Daten ändern Links [1] ORDIX news Artikel 03/2012 Die neue Version 10.1 von IBM DB2 (Teil I) - Codename Galileo - alles neu? : [2] ORDIX news Artikel 04/2012 Die neue Version 10.1 von IBM DB2 (Teil II) - Multi-Temperature Storage : [3] DB2 V10.1 Information Center: Das Einfügen von Daten erfolgt mit dem Befehl INSERT. Der Anfangs- und Endzeitpunkt des Anwendungszeitraums muss dabei mit angegeben werden. Die Datenbank prüft dabei, ob die Zeitpunkte korrekt sind und keine Überschneidungen vorkommen. Anders ist es beim Löschen oder Verändern von Daten, hier muss im DELETE- bzw. UPDATE-Befehl die Option FOR PORTION OF BUSINESS_TIME verwendet werden, um den Zeitraum anzugeben für welchen die Daten geändert bzw. gelöscht werden sollen. Ein Beispiel hierzu zeigt die Abbildung 8. Fazit Bild: istockphoto.com Infi nity time. liseykina Bei allen Anwendungsszenarien, in welchen Daten historisiert werden müssen, sind temporale Tabellen eine gute Möglichkeit, um den Entwicklungsaufwand zu reduzieren. Dabei erfolgt die Historisierung der Daten nicht mehr in der Anwendung, sondern innerhalb der Datenbank. Insbesondere die Variante mit Benutzung der Systemzeit kann oftmals mit einem überschaubaren Aufwand in bereits bestehende Applikationen implementiert werden. Michael Spoden 16 ORDIX news 1/2013

17 Betriebssysteme Kerberos (Teil II) Der Urlaub mit dem Höllenhund wird greifbar Im zweiten Teil unserer Reihe zum Thema Kerberos richten wir eine vollständige Kerberos-Umgebung ein. Zudem wird es einem Anwender ermöglicht, dass er sich auf einem Client ein Ticket generieren kann. Dabei geben wir eine kurze Übersicht und einen Einblick in die notwendigen Werkzeuge. Der Aufbau Nach der bildlichen Analogie des ersten Teils [1] geht es nun an die Konfiguration der Systeme. Im ersten Schritt müssen einige Grundvoraussetzungen für den späteren, reibungslosen Ablauf erfüllt werden. Die verbundenen Systeme müssen über eine saubere Namensauflösung (forward & reverse lookup via DNS) in beide Richtungen verfügen und dürfen zeitlich nicht mehr als 5 Minuten auseinander liegen. Noch besser ist es, wenn sie sich mit den gleichen Zeitservern (NTP) abstimmen. In unserer Testumgebung wurde die Namensauflösung mit Hilfe der /etc/hosts gewährleistet: ordix-one:/etc # cat /etc/hosts grep ordix ordix-one.ordix.de ordix-one one ordix-two.ordix.de ordix-two two ordix-one:/etc # Der Reiseveranstalter wird aufgebaut Für die Verwendung von Kerberos muss zunächst das KDC installiert und konfiguriert werden. Um in der Analogie zu bleiben: wir benötigen ein Reisebüro. Unter SuSE Linux Enterprise 11 SP-2 müssen dafür einfach die Kerberos-Pakete aus dem Repository nach installiert werden (siehe Abbildung 1). ordix-one:/etc # zypper search krb Loading repository data... Reading installed packages... S Name Summary Type i krb5 MIT Kerberos5 Implementation--Libraries package krb5-client MIT Kerberos5 implementation - client programs package krb5-doc MIT Kerberos5 Implementation--Documentation package krb5-server MIT Kerberos5 implementation - server package [..] ordix-one:/etc # ordix-one:/etc # zypper install krb5 krb5-client krb5-server krb5-doc [..] Installing: krb5-doc [done] Installing: krb5-client [done] Installing: krb5-server [done] ordix-one:/etc # Abb. 1: Installation der Kerberos-Pakete unter SuSE Linux. ORDIX news 1/

18 Betriebssysteme ordix-one:/etc # ordix-one:/etc # kdb5_util create -r URLAUB.COM -s Loading random data Initializing database '/var/lib/kerberos/krb5kdc/principal' for realm 'URLAUB.COM', master key name You will be prompted for the database Master Password. It is important that you NOT FORGET this password. Enter KDC database master key: [password] Re-enter KDC database master key to verify: [password] ordix-one:/etc # Abb. 2: Konfiguration und Administration. ordix-one:/etc # ordix-one:/etc # kadmin.local Authenticating as principal with password. kadmin.local: kadmin.local: ank vej WARNING: no policy specified for defaulting to no policy Enter password for principal [password] Re-enter password for principal [password] Principal created. kadmin.local: kadmin.local: ank vej/admin WARNING: no policy specified for defaulting to no policy Enter password for principal [password] Re-enter password for principal [password] Principal created. kadmin.local: kadmin.local: listprincs kadmin.local: quit ordix-one:/etc # Abb. 3: Anlegen von Principals. Je nachdem, ob der Server oder ein Client installiert werden soll, muss das Paket krb5-server zusätzlich in stalliert werden. Die Dokumentation krb5-doc ist in beiden Fällen optional. Durch die paketierte Installation liegt bereits eine Beispielkonfiguration für Kerberos im /etc-verzeichnis. Diese muss zum einen auf die Gegebenheiten im Unternehmen angepasst werden. Auf der anderen Seite kann mit ihrer Hilfe natürlich auch der Kerberos- Dienst eingerichtet werden. Für eine einfache Konfiguration reicht es aus, den Realm zu benennen sowie den KDC und Admin Server zu deklarieren. Das Reisebüro baut hier sozusagen seine Verbindungen auf und wird zum umfassenden Reiseveranstalter. ordix-one:/etc # cat krb5.conf [libdefaults] default_realm = URLAUB.COM [realms] URLAUB.COM = { kdc = ordix-one.ordix.de admin_server = ordix-one.ordix.de } [..] ordix-one:/etc # Hier wurde der Realm-Name standesgemäß gewählt und lautet URLAUB.COM. Es hat sich eingebürgert den Realm-Namen in Großbuchstaben zu schreiben. Der Name sieht zwar aus wie ein Domain-Name, muss aber nicht zwingend einer tatsächlichen Domain entsprechen. In den Beispielen sind die Testsysteme also Teil der Domain ordix.de und gehören zu dem Realm URLAUB.COM. Ein Realm kann allerdings auch über Domain-Grenzen hinweg verwendet werden. Wichtig ist, dass alle Systeme, Dienste und Anwender, welche Kerberos nutzen sollen, in dem Realm bekannt sind. Die Verwaltung Für die Konfiguration und Verwaltung benötigt Kerberos eine Datenbank, welche mit der Hilfe von kdb5_util konfiguriert und administriert werden kann (siehe Abbildung 2). Mit diesem kleinen Programm wird eine Datenbank für unseren Realm generiert und gleichzeitig ein Master- Kennwort hinterlegt. Dieses Kennwort sollte nach allen Regeln der Kunst sicher sein und gut verwahrt werden. Hiermit kann später die komplette Kerberos-Umgebung administriert werden. Somit sind die Grundlagen für die Nutzung des Kerberos Realm geschaffen. Eine kleine Exkursion zum Thema Sicherheit Zu beachten ist, dass der Kerberos Server später über kritische Daten verfügt und eine zentrale Komponente darstellt. Dementsprechend sollten die Zugriffe auf das System eingeschränkt sein und auch keine weiteren eventuell fehlerbehafteten Dienste auf dem System laufen. Wir empfehlen ein dediziertes System für Kerberos zu verwenden, dort nur mit einer minimalen Installation des verwendeten Betriebssystems zu 18 ORDIX news 1/2013

19 Betriebssysteme arbeiten und zusätzlich noch die laufenden Dienste auf ein absolutes Minimum zu beschränken. Das liest sich auf den ersten Blick etwas paranoid, aber wenn man betrachtet was der Kerberos-Dienst später für uns leisten soll, wird klar, dass man an dieser Stelle nicht vorsichtig genug sein kann. Er wird schließlich das zentrale System für die Authentifizierung in unserem Netzwerk darstellen. ordix-one:/etc # ordix-one:/etc # inssrv krb5kdc ordix-one:/etc # inssrv kadmind ordix-one:/etc # rckrb5kdc start ordix-one:/etc # rckrb5kdc status Checking for service Kerberos 5 KDC ordix-one:/etc # rckadmind start ordix-one:/etc # rckadmind status Checking for service Kerberos 5 Admin Server ordix-one:/etc # running running Die Kundendatenbank Nachdem nun die grundsätzliche Struktur eingerichtet ist, können die späteren Anwender - respektive Kunden - in der Datenbank angelegt werden. Das Werkzeug der Wahl ist auf dem Kerberos-System selbst kadmin.local. Hiermit können die Objekte direkt in der Datenbank bearbeitet werden. Diese Objekte werden als Principals bezeichnet. Abb. 4: Starten der Kerberos-Dienste. ordix-one:/etc # ordix-one:/etc # kinit vej Password for ordix-one:/etc # klist Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_0 Default principal: Im ersten Schritt legen wir einfach einen Anwender an und hinterlegen für ihn ein Kennwort. Damit nicht immer der globale Admin heran gezogen werden muss und somit das globale Kennwort weit verbreitet wird, kann auch ein User die Admin-Rechte erhalten. Daraus ergibt sich der zweite Principal Anschließend kann auch auf den entfernten Systemen der Befehl kadmin für die Administration verwendet werden. Mit dem Befehl listprincs können die angelegten Principals angeschaut werden. Neben den als Standard, bereits vom System hinterlegten Einträgen, tauchen hier nun auch unsere beiden neuen Principals auf (siehe Abbildung 3). Das Reisebüro eröffnet Die Installation und Erstellung der Datenbank liegt hinter uns, der erste Principal steht in der Datenbank, nun kann es losgehen. Die Kerberos-Dienste müssen jetzt auf dem System gestartet werden, damit im Folgenden weitere Systeme den Service nutzen können. Die Dienste sollten dabei natürlich auch Reboot - sicher konfiguriert werden. Hier hilft uns unter SLES 11 der Befehl inssrv weiter. Wie die Abbildung 4 zeigt, läuft der Dienst - es kann losgehen. Valid starting Expires Service principal 01/10/13 20:04:31 01/11/13 20:04:31 Kerberos 4 ticket cache: /tmp/tkt0 klist: You have no tickets cached ordix-one:/etc # ordix-one:/etc # kdestroy ordix-one:/etc # Abb. 5: Auflistung der aktuellen Tickets. ordix-two:/etc # cat /etc/hosts grep ordix ordix-one.ordix.de ordix-one one ordix-two.ordix.de ordix-two two ordix-two:/etc # ordix-two:/etc # zypper install krb5 krb5-client krb5-doc [..] ordix-two:/etc # ordix-two:/etc # scp ordix-one:/etc/krb5.conf /etc/ ordix-two:/etc # ordix-two:/etc # kinit Password for ordix-two:/etc # ordix-two:/etc # klist Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_0 Default principal: Valid starting Expires Service principal 01/10/13 21:25:24 01/11/13 21:25:23 Der Kunden betritt das Reisebüro Aber wie wird nun aus dem hinterlegten Principal ein Ticket? Der Anwender nutzt den Befehl kinit und wird direkt nach dem hinterlegten Kennwort gefragt. Kerberos 4 ticket cache: /tmp/tkt0 klist: You have no tickets cached ordix-two:/etc # Abb. 6: Verwendung durch ein entferntes System. ORDIX news 1/

20 Betriebssysteme Werkzeuge zypper Mit diesem Werkzeug kann die Paketverwaltung unter SuSE administriert werden. Es können Pakete gesucht, installiert und verwaltet werden. kdb5_util erlaubt es dem Administrator, die interne Kerberos Datenbank zu konfi gurieren. kadmin.local / kadmin sind zwei identische Hilfsmittel für die Pfl ege der Datenbank. Der Unterschied ist, dass kadmin.local direkt auf dem KDC läuft und kadmin für entfernte Anfragen gedacht ist. kinit verwaltet das initiale Ticket-grantig-Ticket (tgt), welches zum Generieren der Principals benötigt wird. klist kann die aktuell im Speicher liegenden und die in den Konfi gurationsdateien hinterlegten Schlüssel anzeigen. kdestroy zerstört die aktuell gültigen Tickets und beendet somit die Authentifi zierung mit Kerberos. Glossar AS Authentification Service Dieser Service ist für die erste Authentifizierung zuständig. KDC Key Distribution Center - Oberbegriff für den Kerberos-Server, es besteht aus dem AS und dem Ticket Granting Service (stellt gültige Tickets aus). Kerberos-Objekte Sowohl die Dienste und Systeme als auch die Anwender (Clients), welche in einem Kerberos Realm bekannt sind. Kerberos Realm Server, der einer Domäne entspricht und damit einem abgegrenzten Herrschaftsbereich im Netzwerk gleicht. Nur die, dem KDC des Realm, bekannten Objekte können authentifiziert werden. Ticket Ein Ticket besteht aus verschlüsselten Session Keys, welche für die Authentifi zierung benötigt werden. Die Tickets werden zum einen individuell für die verschiedenen Dienste und zum anderen personifi ziert für jeden Anwender generiert. Tickets haben eine begrenzte Gültigkeit. Nach der Kennwortabfrage, kann mit dem Befehl klist eine Liste der aktuell hinterlegten und aktiven Tickets eingesehen werden. Hier tauchen dann auch weitere Informationen auf, zum Beispiel wann das Ticket gezogen wurde und wie lange es gültig ist. Wenn man das Ticket vorzeitig löschen möchte, kann dies mit einem schnellen kdestroy erledigt werden (siehe Abbildung 5). Im Urlaub Da der Dienst nun auf dem Kerberos Server läuft, kann er natürlich auch von einem entfernten System verwendet werden (siehe Abbildung 6). Die oben genannten Grundvoraussetzungen, wie DNS Aufl ösung, Zeitserver und Kerberos Konfi guration, müssen hier natürlich ebenfalls erfüllt sein. Erwähnenswert bei der Einrichtung ist, dass die Kerberos Konfi guration einfach übernommen werden kann. Sie sollte sogar auf allen Systemen gleich sein, um mögliche Fehlerquellen auszuschließen. Fazit Die Einrichtung einer Kerberos-Umgebung ist gradlinig und geht durch die vorbereiteten Pakete einfach von der Hand. Die möglichen Fehlerquellen liegen zum jetzigen Zeitpunkt zum Großteil in der Systemkonfi gura tion. Insbesondere die Namensaufl ösung und ein möglicher Zeitversatz bei den Systemen sind zu beachten, da sie am häufi gsten Probleme bereiten. Ausblick Im kommenden Artikel dieser Reihe geht es um die Nutzung von Kerberos mit Diensten wie zum Beispiel ssh und nfs. Dabei kann die Sicherheit im Unternehmensnetzwerk durch die Verwendung von Kerberos als zentrale Komponente für die Authentifi zierung deutlich erhöht werden. Links [1] ORDIX news Artikel 04/2012 Kerberos (Teil I) - Mit dem Höllenhund im Urlaub : news_4_2012_opf_fi les/websearch/page0028.html [2] Homepage von SuSE Linux Enterprise: [3] Kerberos (MIT): Veit Jäger 20 ORDIX news 1/2013

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