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  • Committer: Matt Giuca
  • Date: 2009-12-01 04:27:58 UTC
  • mfrom: (1164.2.46 sphinx-docs)
  • Revision ID: matt.giuca@gmail.com-20091201042758-wuxd9bdec00c283i
Merged sphinx-docs branch. This adds Sphinx documentation for the entire IVLE system (for system administrators and developers), and removes all of our random old document files (all either irrelevant, or moved into the Sphinx docs nicely). Currently incomplete, but ready to merge.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
72
72
 
73
73
.. _Genshi: http://genshi.edgewall.org/
74
74
 
75
 
 
76
 
.. _ref-jail:
77
 
 
78
75
Jail System
79
76
===========
80
77
 
89
86
 
90
87
To each user, it appears that they have their own private Unix filesystem 
91
88
containing software, libraries and a home directory to do with what they 
92
 
please. This is mainly done by the setuid root program ``trampoline`` which 
93
 
mounts the users home directory, sets up the users environment, jumps into the 
94
 
user's jail using the :manpage:`chroot(2)` system call and finally drops 
95
 
privileges to the desired user and group.
 
89
please. This is mainly done by the setuid root program ``trampoline`` (See 
 
90
:file:`bin/trampoline/trampoline.c`) which mounts the users home directory, 
 
91
sets up the users environment, jumps into the user's jail using the 
 
92
:manpage:`chroot(2)` system call and finally drops privileges to the desired 
 
93
user and group.
96
94
 
97
95
To prevent abuse, ``trampoline`` can only be used by root or one of the uids 
98
96
specified when trampoline is built by ``setup.py build`` (defaults to UID 33, 
99
97
www-data on Debian systems). Since it's one of two C programs involved in IVLE 
100
 
and runs setuid root it is rather security sensitive.
101
 
 
102
 
.. seealso:: Source code :file:`bin/trampoline/trampoline.c`
103
 
 
 
98
and runs setuid root it is rather secuity sensative.
104
99
 
105
100
Base Image Generation
106
101
---------------------
131
126
-------------------------
132
127
 
133
128
To give the appearance of a private file system we need to merge together a 
134
 
user's local home directory with the base image.
135
 
To achieve this, IVLE uses the *bind mount* feature of Linux, which allows
136
 
directories to be accessible from another location in the file system. By
137
 
carefully bind-mounting the jail image as read-only and then bind-mounting the
138
 
user's :file:`/home` and :file:`/tmp` directory data over the top, we create a
139
 
jail with only three bind mounts and at virtually no file system overhead.
140
 
 
141
 
.. note::
142
 
   IVLE has historically used numerous solutions to this problem, which are
143
 
   chronicled here to avoid the same mistakes being made again.
144
 
 
145
 
   In the first release of IVLE this was done offline by hard-linking all the
146
 
   files into the target directory, but for a large number of users, this
147
 
   process can take several hours, and also runs the risk of exhausting
148
 
   the number of inodes on the underlying file system.
149
 
 
150
 
   The second solution was to use `AUFS <http://aufs.sourceforge.net/>`_ to
151
 
   mount the user's home directory over a read-only version of the base on
152
 
   demand. This was implemented as part of ``trampoline`` and used a secondary
153
 
   program ``timount`` (see :file:`bin/timount/timount.c`), run at regular
154
 
   intervals, to unmount unused jails. This used the :const:`MNT_EXPIRE` flag
155
 
   for :manpage:`umount(2)` (available since Linux 2.6.8) that only unmounts a
156
 
   directory if it hasn't been accessed since the previous call with
157
 
   :const:`MNT_EXPIRE`.
158
 
 
159
 
   While quite effective, AUFS appeared to cause NFS caching issues when IVLE
160
 
   was run as a cluster, and as its inclusion status in future Linux
161
 
   distributions is questionable, the developers elected to use the much older
162
 
   bind mount feature instead.
 
129
user's local home directory with the base image. In the first release of IVLE 
 
130
this was done off-line by hardlinking all the files into the target directory, 
 
131
but for more than a handful of users this process could take several hours and 
 
132
also ran the risk of exhausting inodes on the underlying file system.
 
133
 
 
134
The first solution was to use  `AUFS <http://aufs.sourceforge.net/>`_ to mount 
 
135
the user's home directory over a read-only version of the base on demand. This 
 
136
was implemented as part of ``trampoline`` and used a secondary program 
 
137
``timount`` (see :file:`bin/timount/timount.c`) run at regular intervals to 
 
138
unmount unused jails. This uses the :const:`MNT_EXPIRE` flag for 
 
139
:manpage:`umount(2)` (available since Linux 2.6.8) that only unmounts a 
 
140
directory if it hasn't been accessed since the previous call with 
 
141
:const:`MNT_EXPIRE`.
 
142
 
 
143
While quite effective, AUFS appears to cause NFS caching issues when IVLE is 
 
144
run as a cluster as well as questionable inclusion status in newer 
 
145
distributions. The current system used in IVLE the much older *bind mount* 
 
146
feature which allows directories to be accessible from another location in the 
 
147
file system. By carefully read-only bind mounting the jail image and then bind 
 
148
mounting the user's :file:`/home` and :file:`/tmp` directory data over the top 
 
149
we can create a jail with only three bind mounts and at virtually no 
 
150
filesystem overhead.
163
151
 
164
152
Entering the Jail
165
153
-----------------
185
173
than the real memory used. For this reason :const:`RLIMIT_AS` is currently set 
186
174
very large.
187
175
 
188
 
 
189
 
.. _ref-python-console:
190
 
 
191
176
Python Console
192
177
==============
193
178
 
194
179
IVLE provides a web based programming console, exposing similar features to 
195
 
Python's command line console. It is built around the
196
 
:file:`services/python-console` script, which opens up a socket on a random
197
 
port to which `JSON`_ encoded chat requests can be made.
198
 
 
199
 
A new console is typically launched on demand by the web client to the HTTP
200
 
API, which in turn calls the wrapper class :class:`ivle.console.Console` to
201
 
start a new console in the user's jail.
202
 
 
203
 
Subsequent requests from the same in-browser console connect to the existing
204
 
console process. This is achieved by storing a string on the client which
205
 
identifies the server address and port. The client then makes requests
206
 
through the load balancer, sending this string through to an arbitrary slave
207
 
which forwards the request to the identified console.
208
 
 
209
 
This means that all slaves need access to all ports on every other slave.
 
180
Python's command line console. It is built around python script 
 
181
:file:`services/python-console` which opens up a socket to which `JSON`_ 
 
182
encoded chat requests can be made. A new console is typically from launched on 
 
183
demand by the web client to the HTTP API, which in turn calls the wrapper 
 
184
class :class:`ivle.console.Console` to start a new console in the user's jail.
210
185
 
211
186
.. _JSON: http://json.org
212
187
 
213
 
 
214
 
.. _ref-usrmgt-server:
215
 
 
216
188
User Management Server
217
189
======================
218
190
 
225
197
* Creating group Subversion repositories.
226
198
* Rebuilding Subversion authorization files. 
227
199
 
228
 
Communication with the Server is done using the :ref:`Chat Protocol
229
 
<ref-chat>`.  To prevent unauthorized use, communication with the User
230
 
Management Server requires that a *shared secret* be used to communicate with
231
 
the server.  This secret is stored in the `magic` variable in the `[usrmgt]`
232
 
section of :file:`/etc/ivle/ivle.conf`.
 
200
Communication with the Server is done using the `Chat Protocol`_. To prevent 
 
201
unauthorized use, communication with the User Management Server requires that 
 
202
a *shared secret* be used to communicate with the server.  This secret is 
 
203
stored in the `magic` variable in the `[usrmgt]` section of 
 
204
:file:`/etc/ivle/ivle.conf`.
233
205
 
234
206
The User Management Server is called almost exclusively from the 
235
207
:mod:`ivle.webapp.userservice` module.
236
208
 
237
 
.. seealso:: Source code :file:`services/usrmgt-server`
238
 
 
239
 
.. _ref-chat:
 
209
See :file:`services/usrmgt-server` for details.
240
210
 
241
211
Chat Protocol
242
212
=============
243
213
 
244
 
**Chat** is our JSON_-based client/server communication protocol used in
245
 
communicating to :ref:`Python Console <ref-python-console>` processes and
246
 
:ref:`User Management Server <ref-usrmgt-server>`.  Since it is JSON-based it
247
 
can be called from either Python or JavaScript.
 
214
**Chat** is our JSON_-based client/server communication protocol used in 
 
215
communicating to `Python Console`_ processes and `User Management Server`_.  
 
216
Since it is JSON-based it can be called from either Python or JavaScript.
248
217
 
249
218
Protocol
250
219
--------
280
249
exception and :const:`TRACEBACK` is a string of the traceback generated by the 
281
250
server's exception handler.
282
251
 
283
 
.. seealso:: Source code :file:`ivle/chat.py`
 
252
See :file:`ivle/chat.py` for details.
284
253
 
285
254
 
286
255
Version Control
287
256
===============
288
257
 
289
 
Along with traditional file system access, IVLE allows users to version their 
290
 
files using Subversion_. Much like how Subversion workspaces are used on a 
291
 
standard desktop, workspaces are checked out into users home directories where 
292
 
they can be manipulated through a series of AJAX requests to the 
293
 
``fileservice`` app.
294
 
 
295
 
Like all other user file system actions, version control actions need to be 
296
 
executed inside the user's :ref:`jail <ref-jail>`. Requests are made to the 
297
 
``fileservice`` app in :mod:`ivle.webapp.fileservice` which then calls the 
298
 
``fileservice`` CGI script using ``trampoline``. This script is simply a 
299
 
wrapper around :mod:`ivle.fileservice_lib` which actually contains the code to 
300
 
handle each of the actions.
301
 
 
302
 
Manipulation of the Subversion workspaces is done using the pysvn_ library. 
303
 
 
304
 
.. _Subversion: http://subversion.tigris.org/
305
 
.. _pysvn: http://pysvn.tigris.org/
306
 
 
307
 
 
308
 
Repositories
309
 
------------
310
 
 
311
 
Each user is allocated a Subversion repository when their :ref:`Jail 
312
 
<ref-jail>` is created by the :ref:`User Management Server 
313
 
<ref-usrmgt-server>`. Repository are stored in the location specified by 
314
 
``[paths] [[svn]] repo_path`` in :file:`/etc/ivle/ivle.conf` (by default 
315
 
:file:`/var/lib/ivle/svn/repositories/`). User repositories are stored in the 
316
 
:samp:`users/{USERNAME}/` subdirectory and group repositories in 
317
 
:samp:`groups/{SUBJECT}_{YEAR}_{SEMESTER}_{GROUP}`.
318
 
 
319
 
.. warning::
320
 
 
321
 
    While it would be possible to give users direct access to their repository 
322
 
    using Subversion's file backend, this would allow users to potentially 
323
 
    modify the history of any repository that they had access to. To ensure 
324
 
    repository integrity, all Subversion interaction must be done remotely.
325
 
 
326
 
 
327
 
Subversion WebDAV
328
 
-----------------
329
 
 
330
 
These repositories are served by Apache using ``mod_dav_svn`` allowing access 
331
 
over Subversion's WebDAV HTTP or HTTPS backends. Users are authenticated using 
332
 
a randomly generated key which is stored in the database and is made available 
333
 
to each user inside their Jail (``svn_pass`` property inside 
334
 
:file:`/home/.ivle.conf`). This key is automatically provided when doing 
335
 
Subversion actions, but can be manually entered when accessing a users 
336
 
repository from an external Subversion client such as with :samp:`svn checkout 
337
 
{svn_addr}/users/{USERNAME}/ workspace`.
338
 
 
339
 
Repository permissions for ``AuthzSVNAccessFILE`` are automatically generated 
340
 
and placed in the file located at ``[paths] [[svn]] conf`` for user 
341
 
repositories and ``[paths] [[svn]] group_conf`` for group repositories. User 
342
 
authentication keys for ``AuthUserFile`` are stored in the file located at 
343
 
``[path] [[svn]] auth_ivle``. These will be regenerated each time user or 
344
 
group repository settings change.
345
 
 
346
 
 
347
258
Worksheets
348
259
==========
349
260