CUPS: Common Unix Printing System

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1 CUPS: Common Unix Printing System Copyright c 2008: Norbert Rogler <nrogler@freenet.de> 9. September 2008 Dieses Dokument wurde mit L A TEX erstellt und darf entsprechend der GNU Free Documentation License (GFDL) weiterverwendet werden. Ich gebe keinerlei GARANTIE für das FUNKTIONIEREN der hier vorgestellten Methoden. Ich schließe hiermit jede HAFTUNG aus für Schäden, die aus der Nutzung dieser Methoden entstehen oder daraus, dass sich diese Methoden nicht in der gewünschten Weise nützen lassen. 1

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung 3 1 Drucken unter Unix Das Prinzip Drucksysteme unter Linux Zur Technik IPP Client-Server-Modell Jobs Klassen Filter Drucker-Treiber Backends Installation opensuse: Debian: Konfiguration und Administration Einrichten von Druckern mit dem WebUI Verwalten von Druckern mit dem WebUI Einrichten von Drucker-Klassen Verwalten von Drucker-Klassen mit dem WebUI Drucken mit CUPS 20 6 Server-Konfiguration Einrichtung mit dem WebUI Konfigurationsdateien Freigabe der Drucker

3 Einleitung CUPS ist ein Drucksystem für Unix und unix-ähnliche Betriebssysteme. Es basiert auf dem Internet Printing Protocol (IPP), das es ermöglicht, die Fähigkeiten moderner Drucker voll zu nutzen, die lokal installiert oder per Netz über TCP/IP zu erreichen sind. CUPS wird seit 1997 von von Michael R. Sweet und seiner Firma Easy Software Products entwickelt. Eine erste Version wurde 1999 veröffentlicht. CUPS wird unter der GNU GPL zur Verfügung gestellt und ist inzwischen zum Standard- Drucksystem der meisten Linux-Distributionen geworden. Literatur Mein Text ist orientiert am»original«michael R. Sweet CUPS: Common Unix Printing System Sams Publishing Drucken unter Unix 1.1 Das Prinzip Unix-Programme, die druckfähige Daten liefern, stellen diese meist im Format Postscript zur Verfügung. Postscript ist eine von der Firma Adobe entwickelte, standardisierte Sprache zur Beschreibung von Druckseiten, und diese ist quasi zur Unix-Druckersprache geworden. Hochwertige Drucker, die für den professionellen Einsatz gedacht sind,»verstehen«fast durchweg diese Sprache und können Postscript-Dateien direkt drucken. Damit auch Drucker eingesetzt werden können, die Postscript nicht verstehen, hat man Postscript-Interpreter entwickelt: Das sind Programme, die Postscript- Dateien in verschiedene Druck-Formate und Drucker-Sprachen transformieren. Unter Linux wird dabei fast ausschließlich Ghostscript verwendet, ein GPL- Programm das viele der heute eingesetzten Drucker unterstützt. 3

4 1.2 Drucksysteme unter Linux Lange waren unter Unix nur zwei Drucksysteme von Bedeutung: Das Berkley Printing System. Dies war lange das Standard-Drucksystem unter Linux und wird auch heute noch oft verwendet. Das AT&T-Line-Printer-System (LP). Unter Linux fand dieses System keine große Verbreitung. Beide Systeme haben»alters-bedingte«schwächen. Deshalb wird in den meisten modernen Linux-Distributionen das viel leistungsfähigere CUPS genutzt. Auf der Kommandozeile versteht CUPS die Syntax beider Systeme. 2 Zur Technik CUPS stellt ein vollständig IPP/1.1-basiertes Drucksystem zur Verfügung, das zur Authentifizierung Passwörter und Zertifkate nutzen kann, das Zugriffskontrolle auf der Basis von Benutzerkennungen, Domänen und IP-Adressen ermöglicht, und das Druckaufträge mit einer sicheren (128-Bit) - Verschlüsselung schützen kann. CUPS stellt ein einfach zu handhabendes Web User Interface (WebUI) zur Verfügung stellt, das es gestattet, für die gesamte Druckerverwaltung Web-Browser zu nutzen. 2.1 IPP IPP (RFC 2910 und 2911) definiert ein Standard-Protokoll für das Drucken, mit dem sich auch Druckaufträge verwalten lassen und Druckereinstellungen wie Papierformat, Druckauflösung usw. steuern lassen. IPP unterstützt auch Techniken zur Authentifizierung Passwörter und Zertifikate und zur Zugriffskotrolle es kann festgelegt werden, dass nur bestimmte Rechner oder Benutzer einen Drucker nutzen dürfen. Außerdem gestattet es IPP, die Druckaufträge zu verschlüsseln, so dass der Inhalt der zu druckenden Dokumente nicht unbefugt gelesen werden kann. IPP stützt sich auf das HyperText Transport Protocol (HTTP), das die Basis der ganzen Web-Technologie darstellt. Auch unter Windows wird IPP allmählich zum Standard-Protokoll im Bereich Drucken. 4

5 2.2 Client-Server-Modell IPP nutzt das Client-Server-Modell, wobei Client und Server oft auf dem gleichen Rechner ausgeführt werden. Wenn Sie eine Datei drucken, sind Sie (genauer: das von Ihnen dabei verwendete Programm) der Client. Der Server ist der im Hintergrund laufende CUPS-Dämon cupsd. (Siehe Abbildung 1.) Client und Server auf verschiedenen Rechnern: Client Server Client und Server auf dem gleichen Rechner: Client/Server Abbildung 1: Drucken von einem Client aus. 2.3 Jobs Jeder Druckauftrag bestehend aus (wenigstens) einer zu druckenden Datei und den Druckoptionen wie Papierformat, Anzahl der Kopien, Priorität usw. wird als (Druck-) Job bezeichnet. Jobs werden nummeriert und über ihre eindeutigen Job-Nummern angesprochen. 2.4 Klassen Zur Lastverteilung können gleichartige oder ähnliche Drucker zu Klassen zusammengefasst werden. Ein Druck-Job kann einfach an eine solche Klasse geschickt werden, und er wird dann möglichst bald an einen verfügbaren Drucker in dieser Klasse weitergeleitet. (Siehe Abbildung 2.) CUPS unterstützt auch sogenannte implizite Klassen. Diese werden automatisch erzeugt, wenn mehrere Druck-Server gleiche oder gleichnamige Drucker ansprechen. Ein Druck-Job wird dabei immer an den ersten verfügbaren Server 5

6 der Klasse weitergeleitet. Wenn ein Server einer solchen Klasse ausfällt, kann dennoch mit dieser Klasse weitergearbeitet werden. (Siehe Abbildung 3.) Client Server Abbildung 2: Darstellung einer Druckerklasse. Client Server LaserJet oder Server LaserJet Abbildung 3: Darstellung einer impliziten Druckerklasse. 2.5 Filter Bevor ein CUPS-Server einen Druck-Job an den Drucker übergibt, durchläuft dieser i. Allg. wenigstens einen Filter. Dabei werden zwei Typen von Filtern unterschieden: Filter, die Dateiformate so konvertieren, dass sie der jeweilige Drucker»versteht«(z. B. Bitmaps in HP-PCL). Filter, die für»organisatorisches«zuständig sind, etwa für die Auswahl der zu druckenden Seiten und deren Sortierung. Beim Prozess des Filterns werden die Druckdaten intern an»logische Devices«weitergereicht. 6

7 PostScript Filter Device Filter Device Datei PostScript Bitmap pstops pstoraster Abbildung 4: Filtern vor dem Drucken. 2.6 Drucker-Treiber Ein CUPS-Drucker-Treiber besteht aus drucker-spezifischen Filtern, einer Postscript Printer Description-Datei (PPD-Datei), in der die speziellen Eigenschaften, Optionen und Fähigkeiten des jeweiligen Druckers beschrieben werden. Es wird dabei eine Erweiterung der Sprache Postscript verwendet. Für alle gängigen Drucker gibt es heute CUPS-Drucker-Treiber. Meist liefern die Hersteller wenigstens PPD-Dateien zu ihren Druckern, oft auch vollständige CUPS-Drucker-Treiber. Wenn Sie (CUPS-) Drucker-Treiber für Ihren Drucker suchen oder sich vor einem Druckerkauf informieren wollen, welche Drucker ihr Linux-System (voll) unterstützt, sollten Sie die Seite konsultieren. Dort finden Sie auch das für CUPS gedachte Drucksystem foomatic, das nicht nur viele Drucker-Treiber zur Verfügung stellt, sondern auch Mechanismen zu deren rationeller Verwaltung. 2.7 Backends Backends dienen der Kommunikation mit den Druckern. Sie senden die gefilterten Druckdaten (oder auch einfach»raw files«) und alle Druckanweisungen zum Drucker, und sie nehmen dessen Statusinformationen entgegen und leiten diese weiter an den CUPS-Server. Backends verändern die Druckdaten i. Allg. nicht mehr. (Siehe Abbildung 5.) 7

8 Device Printer Driver Printer Backend Bitmap Data Raster Drucker Device PostScript Backend PostScript Drucker Abbildung 5: Drucken nach dem Filtern. 3 Installation Nachdem CUPS allen neueren Linux-Distributionen beiliegt, verzichte ich hier auf eine Beschreibung der Installation aus den Quelltexten, die von heruntergeladen werden können. Außerdem beschränke ich mich auf opensuse und Debian. 3.1 opensuse: Wenn Sie die Standard-Installation wählen, wird CUPS als Standard-Drucksystem installiert, und der CUPS-Server cupsd wird automatisch gestartet. 8

9 Um alle CUPS-relevanten Pakete zu installieren, wählen Sie im YaST Software installieren oder löschen und dort Schemata Serverfunktionen Druckserver Zum Starten, Stoppen, Re-Starten etc. von cupsd wird das Init-Skript /etc/init.d/cups installiert, das sich auch über den Link rccups aufrufen lässt. 3.2 Debian: CUPS wird mit dem Befehl installiert. # apt-get install cupsys cupsd wird automatisch gestartet. Zum Starten, Stoppen, Re-Starten etc. wird das Init-Skript /etc/init.d/cupsys zur Verfügung gestellt. Das System foomatic installieren Sie mit den Befehlen # apt-get install foomatic-db foomatic-db-engine # apt-get install foomatic-filters foomatic-filters-ppds 4 Konfiguration und Administration CUPS stellt dazu zwei Programme zur Verfügung: Das Konsolenprogramm lpadmin. Ein WebUI, das über die URI aufgerufen wird. 9

10 Zu lpadmin: Auch bei der Arbeit mit CUPS ziehe ich die Kommandozeile vor. Nur das WebUI ist leicht und intuitiv zu bedienen, und es stellt das meiste von dem zur Verfügung, was wir in der Praxis benötigen. Deshalb beschränke ich mich hier auf die Beschreibung der Arbeit mit dem WebUI. Und wenn man das erst mal verstanden hat, sollte die Manual Page zu lpadmin reichen, um das alles ohne Probleme auch auf der Kommandozeile realisieren zu können. Und die brauchen wir, wenn wir mehr machen wollen: Benutzerverwaltung, Arbeiten mit Skripten, Druckerverwaltung mit Schleifen im Netz usw.... Zum WebUI: Wir gehen davon aus, dass auf dem Rechner, mit dem wir arbeiten, der CUPS- Server cupsd läuft, und dass wir über diesen Server auf Drucker zugreifen wollen. Wir rufen dann das WebUI aus irgendeinem Browser heraus mit der URI auf. (Siehe Abbildung 6.) Sie finden dort ein umfangreiches Hilfesystem, das Sie auch direkt mittels aufrufen können. (Siehe Abbildung 7.) 10

11 Abbildung 6: Start-Seite Abbildung 7: Hilfe-Seite 11

12 4.1 Einrichten von Druckern mit dem WebUI Das WebUI stellt Ihnen eine benutzerfreundliche Schnittstelle zur Verfügung, die Sie schrittweise durch den Einrichtungsvorgang führt (»Wizard«). Wählen Sie dazu in der Startseite des WebUI den Reiter Verwaltung, oder rufen Sie unmittelbar die URI auf. (Siehe Abbildung 8.) Wählen Sie dort Drucker hinzufügen. (Siehe Abbildung 9.) Dort müssen Sie Name eingeben, wobei der Drucker-Name maximal 127 Zeichen lang sein kann und alle Zeichen mit Ausnahme von /, # und whitespaces enthalten darf. Die Felder Ort und Beschreibung sind optionale Kommentare. Wenn Sie auf Fortsetzen klicken, erscheint eine Seite zur Wahl der Schnittstelle (Gerät bzw. Device), über die Sie den Drucker ansprechen möchten. (Siehe Abbildung 10.) Wenn Sie die Liste der möglichen Geräte ausklappen, wird Ihnen viel angezeigt. Wir betrachten hier nur die wichtigsten. Parallele Schnittstellen werden angesprochen als LPT #1 usw., wobei die Nummerierung wie unter Windows mit 1 beginnt. Serielle Schnittstellen werden angesprochen als Serial Port #1 usw., wobei die Nummerierung wie unter Windows mit 1 beginnt. Es wird Ihnen dann noch ein Konfigurations-Dialog angeboten, aber hier können Sie fast immer die Voreinstellungen übernehmen. USB-Schnittstellen werden nur angezeigt, wenn dort ein Drucker angeschlossen ist. AppSocket/HP JetDirect verwenden Sie, wenn Sie den Drucker direkt über TCP/IP ansprechen. Auf die folgende Frage nach der URI antworten Sie normalerweise mit socket://server wobei server die IP-Adresse des Rechners oder ein Name ist, der zu dieser Adresse aufgelöst werden kann. 12

13 Abbildung 8: Administrator-Seite Abbildung 9: Drucker hinzufügen Abbildung 10: Device auswählen 13

14 LPD/LPR Host or Printer wird verwendet, wenn der Drucker an einen alten UNIX-Druckserver angeschlossen ist oder wenn der Drucker selbst einen solche Schnittstelle zur Verfügung stellt. Auf die folgende Frage nach der URI antworten Sie mit lpd://server/warteschlange Wenn Sie den Drucker direkt ansprechen, müssen Sie nach dem Namen für warteschlange in dessen Dokumentation suchen. IPP wird verwendet, wenn der Drucker an einen Druckserver angeschlossen ist, der IPP versteht (etwa einen Linux-Server mit CUPS), oder wenn der Drucker selbst IPP versteht (ist bei höherwertigen Druckern immer öfter der Fall). Auf die folgende Frage nach der URI antworten Sie mit ipp://server/warteschlange Wenn Sie den Drucker direkt ansprechen, müssen Sie nach dem Namen für warteschlange in dessen Dokumentation suchen. Windows Printer via SAMBA wird verwendet, wenn der Drucker an einen Windows-Server angeschlossen ist. Dazu muss auf dem Linux-Client Samba installiert sein, und die Frage nach der URI muss in der Form beantwortet werden. Drucken in Datei: Verwenden Sie eine URI der Form file:///pfad Anschließend werden Sie nach der Marke des Druckers gefragt. (Siehe Abbildung 11.) Und danach müssen Sie das Modell bzw. den Treiber auswählen. (Siehe Abbildung 12.) Erst jetzt müssen Sie sich legitimieren. (Siehe Abbildung 13.) Solange Sie keine CUPS-Benutzerverwaltung eingerichtet haben (darauf gehen wir nicht ein), müssen Sie hier einen root-zugang verwenden. Nachdem Sie einen Drucker eingerichtet haben, werden Sie aufgefordert, dessen Standard-Einstellungen festzulegen. Das ist eine ziemlich lange Liste sein, die aber einfach selbsterklärend ist. (Siehe Abbildung 14.) Sie können diese Konfiguration jederzeit wiederholen, und das wird im nächsten Abschnitt beschrieben. 14

15 Abbildung 11: Marke/Hersteller Abbildung 12: Modell/Treiber 15

16 Abbildung 13: Legimitation Abbildung 14: Druckereinstellungen 16

17 4.2 Verwalten von Druckern mit dem WebUI Rufen Sie auf, oder wählen Sie in der Startseite des WebUI den Reiter Drucker oder den Button <Drucker verwalten>. (Siehe Abbildung 15.) Die dort angebotenen Optionen sind selbsterklärend. 4.3 Einrichten von Drucker-Klassen Wählen Sie unter den Button <Klasse hinzufügen> Es wird Ihnen dann ein Dialog angeboten, der in den ersten drei Feldern dem zum Drucker hinzufügen entspricht. (Siehe Abbildung 16.) Dort müssen Sie wieder Name eingeben, wobei der Klassen-Name maximal 127 Zeichen lang sein kann und alle Zeichen mit Ausnahme von /, # und whitespaces enthalten darf. Die Felder Ort und Beschreibung sind optionale Kommentare. Darunter wird Ihnen ein Listenfeld angeboten, das alle eingerichteten Drucker und Drucker-Klassen zeigt. Wählen Sie in dieser Liste alle Drucker und Drucker- Klassen, die in die neue Drucker-Klasse aufgenommen werden sollen, und zwar folgendermaßen: 17

18 Abbildung 15: Drucker verwalten Abbildung 16: Klasse hinzufügen 18

19 Einzelne Einträge können mit <Strg>-Mausklick gewählt und abgewählt werden. Bereiche wählen Sie, indem Sie den ersten und den letzten Eintrag mit wählen. <Strg>-Mausklick bzw. <Shift>-Mausklick Mit dem Button <Klasse hinzufügen> richten Sie schließlich die Drucker- Klasse entsprechend Ihren Angaben ein. 4.4 Verwalten von Drucker-Klassen mit dem WebUI Auch das geht ganz analog zum Verwalten einzelner Drucker. Rufen Sie auf, oder wählen Sie in der Startseite des WebUI den Reiter Klassen oder den Button <Klassen verwalten>.. (Siehe Abbildung 17.) Die dort angebotenen Optionen sind wieder selbsterklärend. 19

20 Abbildung 17: Klassen verwalten 5 Drucken mit CUPS Auch bei der Verwendung von CUPS wird normalerweise aus Programmen heraus gedruckt (z. B. OpenOffice oder Gimp). Allerdings gestatten es die CUPS- Filter, viele Dateiformate (z. B. PDF) direkt von der Kommandozeile aus zu drucken. Wenn Sie etwa die Datei druck.pdf mit Ihrem Standard-Drucker drucken wollen, können Sie dies einfach mit dem Befehl lpr druck.pdf erledigen. Und wenn Sie anstelle des Standard-Druckers den Drucker Laser0 verwenden möchten, können Sie den Befehl lpr -P Laser0 druck.pdf verwenden. Weiter möchte ich auch hier nicht auf die Kommandozeile eingehen. Wenn Sie sich dafür interessieren, sollten Sie die Manual Page von lpr konsultieren. 20

21 Um Ihnen auch in dem Zusammenhang die Arbeit mit der Kommandozeile zu»ersparen«, gibt es verschiedene GUI-Programme, die Ihnen das direkte Drucken ermöglichen; z. B. das KDE-Programm kprinter. 6 Server-Konfiguration CUPS kann als IPP-Server die von ihm verwalteten Drucker anderen Rechnern zur Verfügung stellen. 6.1 Einrichtung mit dem WebUI Die einfachste Möglichkeit dazu bietet wieder das WebUI. In der Administrator- Seite (siehe Abbildung 8) finden Sie den Abschnitt Grundlegende Servereinstellungen. Dort ist in der Default-Konfiguration nur die Option aktiviert. [x] Zeige verteilte Drucker von anderen Systemen Um alle eingerichteten Drucker für Ihr LAN freizugeben, müssen Sie hier [x] Verteile publizierte Drucker... aktivieren und anschließend den Button <Einstellungen ändern> anklicken. Es stellt dann Ihr Rechner die eingerichteten Drucker als IPP-Server zur Verfügung. Wenn Sie diesen mit dem WebUI auch von anderen Rechnern aus verwalten wollen, müssen Sie zusätzlich die Option aktivieren. [x] Erlaube entfernte Verwaltung Bei diesem Vorgehen über das WebUI haben Sie allerdings keine Möglichkeit, die Zugriffsrechte differenziert zu setzen und gerade das ist eine der Stärken von CUPS. Um dies zu nutzen, müssen wir die Konfigurations-Datei des CUPS- Servers direkt bearbeiten, und darauf gehen wir im nächsten Abschnitt kurz ein. 21

22 6.2 Konfigurationsdateien Der CUPS-Server cupsd liest bei seinem Start verschiedene Konfigurationsdateien, die normalerweise im Verzeichnis /etc/cups untergebracht sind. Die folgende Tabelle listet die Konfigurationsdateien auf, die für uns hier von Interesse sind, und beschreibt kurz deren Zweck. Tabelle 1: Server-Konfigurationsdateien Datei Zweck classes.conf cupsd.conf Enthält Informationen über jede Drucker-Klasse. Wird normalerweise mittels lpadmin oder dem WebUI verändert. Konfigurationsdatei für den CUPS-Server. Einige Grundeinstellungen können mit dem WebUI vorgenommen werden; die vielen Möglichkeiten, die darüber hinausgehen, können nur durch direktes Editieren dieser Datei eingestellt werden. mime.convs Legt fest, welche Filter zur Transformation von Standard-Dateiformaten verwendet werden. Wird normalerweise nicht editiert. mime.types printers.conf Listet die Standard-Dateiformate auf (und wie sie erkannt werden). Wird normalerweise nicht editiert. Enthält alle Informationen über die eingerichteten Drucker. Wird normalerweise mittels lpadmin oder dem WebUI verändert. 22

23 Die wichtigste Datei für uns in diesem Zusammenhang ist sicher die cupsd.conf. Dazu gibt es natürlich eine Manual Page, die aber nicht viel bringt. Konsultieren Sie stattdessen in der Hilfe im WebUI den Abschnitt References cupsd.conf 6.3 Freigabe der Drucker Ob und wie Ihre Drucker für den Zugriff von anderen Rechnern freigegeben, kann sehr differenziert in Ihrer cupsd.conf festgelegt werden. Die Syntax entspricht dabei der des Web-Servers Apache. Alle vom CUPS-Server verwalteten Objekte sind in einem Verzeichnis-Baum organisiert und werden in XML-Syntax angesprochen. Zugriffsrechte werden in der Form <Location Pfad> Optionen </Location> gesetzt. Dabei betreffen die Optionen im Wesentlichen die Bereiche Verschlüsselung Authentifizierung Zugriffsrechte Für die Zugriffsrechte ist zunächst die Order-Anweisung wichtig, die zwei Formulierungen gestattet: 1. Order allow,deny: Erlaubt ist, was in (wenigstens) einer Allow-Anweisung erlaubt und durch keine Deny-Anweisung verboten wird. 2. Order deny,allow: Erlaubt ist, was durch keine Deny-Anweisung verboten oder was in (wenigstens) einer Allow-Anweisung erlaubt wird. 23

24 Standard-Einstellung Die Standard-Einstellung für den Zugriff auf den CUPS-Server gestattet nur den Zugriff vom Rechner aus, auf dem der Server läuft, und das sieht in der cupsd.conf folgendermaßen aus: # Restrict access to the server... <Location /> Order allow,deny Allow localhost </Location> Wenn Sie alle eingerichteten Drucker für Ihr ganzes LAN freigeben wollen (so wie es das WebUI beim vorher beschriebenen Vorgehen gemacht hat), sollten Sie die cupsd.conf folgendermaßen verändern: # Restrict access to the server... <Location /> Order allow,deny </Location> Dabei gestattet das alle Zugriffe aus direkt angeschlossenen Netzen; Verbindungen, die das LAN über Router erreichen, werden nicht akzeptiert. Sie können hier stattdessen oder zusätzlich beliebige Adress-Bereiche angeben. Sie können die Zugriffsrechte noch viel präziser steuern; z. B. werden einzelne Drucker angesprochen in der Form <Location /printer/drucker> Optionen </Location> Und Sie können dabei Benutzer-Kennungen, Authentifizierung, Zertifizierung und Verschlüsselung verwenden. Dazu möchte ich auf die CUPS-Dokumentation verweisen. 24