FUSE

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FUSE (Filesystem in Userspace) ist ein Kernel-Modul für Unix-Systeme, das es ermöglicht, Dateisystem-Treiber aus dem Kernel-Mode in den User-Mode zu verlagern.

Die Funktionsweise von FUSE

Die Funktionsweise von FUSE
  • Es gibt zwar ein Kernel-Modul, aber die eigentliche Programmlogik (libfuse) läuft im Userspace (oben).
  • Das zugreifende Programm ls (links-oben) greift wie über ein normales Dateisystem darauf zu, erst das Kernelmodul leitet den Aufruf um.

VFS: Virtuelles Dateisystem
NFS, Ext3, …: Dateisysteme
glibc: GNU-C-Bibliothek]]

Verwendung

FUSE entstand aus der Notwendigkeit heraus, Benutzern mit Standardrechten die Einbindung (Mounten) von Dateisystemen ins System eines Computers zu ermöglichen.

  • Üblicherweise wurden Dateisysteme nur auf Festplatten angelegt, die in einen Rechner fest verbaut wurden und deshalb gleich nach dem Einbau vom Administrator (oder dem Nutzer per Administratorenkonto) durch die Installation des passenden Treibers verfügbar gemacht wurden.
  • Mit dem Aufkommen von mobilen Massendatenspeichern wie z. B. USB-Sticks oder externen Datensicherungssystemen zu günstigeren Preisen wurde es notwendig, Nutzern auch ohne Administratorenrechte die Installation und Verwaltung solcher Geräte zu ermöglichen.
  • FUSE wird mit administrativen Rechten ins System eingebunden (installiert) und stellt danach nichtprivilegierten Computerbenutzern (mit Standardrechten) dieselben Funktionen zur Verfügung.

FUSE ist das laufwerksspezifische Modul (für die angeschlossene Hardware) und benötigt zur Einbindung des darauf enthaltenen Dateisystems zusätzlich den jeweils passenden dateisystemspezifischen Treiber.

  • Der wohl bekannteste ist NTFS-3G, welches den Zugriff auf die weit verbreiteten NTFS-Dateisysteme (Windows) ermöglicht.
  • Mit Hilfe von FUSE lassen sich unter GNU/Linux, FreeBSD, OpenSolaris, Mac OS X oder Android die meisten existierenden Dateisysteme wie NTFS oder UDF (DVDs) einbinden.
  • Da FUSE-Dateisysteme – wie normale Anwendungsprogramme – im Benutzermodus (User-Mode) laufen, muss sich der Entwickler nicht mit den Beschränkungen und Besonderheiten des Kernel-Modes auseinandersetzen.
  • FUSE-Dateisystemtreiber sind daher erheblich einfacher zu entwickeln und zu warten.
  • So entstand eine Vielzahl von Treibern, die neben Speichermedien auch ganz andere Datenstrukturen als navigierbares Dateisystem abbilden.

Bekannte Dateisysteme und -Treiber

Name Beschreibung Quelle
Captive Ermöglicht sicheren Schreibzugriff auf NTFS-Partitionen durch Einbindung des originalen Windows-Treibers ntfs.sys mit Hilfe einer Kompatibilitätsschicht (Entwicklung eingestellt)
CloudFusion Einbinden von Dropbox, Sugarsync, Amazon S3, Google Storage und WebDAV Accounts [1]
CryFS (Cryptographic Filesystem) Verschlüsseltes Dateisystem für Dropbox oder andere Cloud-Anbieter. [2]
curlftpfs Einbinden der Daten eines FTP-Servers (beispielsweise persönliche Daten bei einem WebHoster ins lokale Filesystem einbinden)
CUSE (Character Devices in Userspace) Kann mit Anwendungen, die im Benutzermodus laufen, wie Tastaturen, Mäusen oder anderen Geräten wie serieller Datenübertragung kommunizieren.
davfs2 Erlaubt den Zugriff auf WebDAV-Ressourcen und ist in der Lage, sich mit Client-Zertifikaten zu authentifizieren. [3]
EncFS (Encrypted Filesystem) Verschlüsseltes pass-through-Dateisystem ähnlich dem CFS
exFAT Ermöglicht das Lesen und Schreiben auf Flash-Medien mit exFAT [4]
fusedav Erlaubt den Zugriff auf WebDAV-Ressourcen [5]
glusterFS Ein Cluster-Dateisystem [6]
GmailFS Ermöglicht es, Google-Mail-Postfächer als Dateiablage zu verwenden
GnomeVFS2 FUSE Ist eine Schnittstelle zum Gnome Virtual Filesystem
gPhotoFS Bindet die Bilderschnittstelle von Digitalkameras als Massenspeicher ein
LoggedFS Loggt Operationen im Dateisystem [7]
mysqlfs Ermöglicht es, Daten in einer MySQL-Datenbank abzulegen [8]
NTFS-3G Ermöglicht Schreib- und Lesezugriff auf NTFS [9]
ntfsmount Erlaubt das Mounten von NTFS-Partitionen mit Schreibunterstützung (aus dem Linux-ntfs-Projekt) [10]
s3fs Ermöglicht das Mounten von Amazon Web Services Object Storage (Amazon S3) [11]
SSHFS Ermöglicht es, ein Laufwerk über SSH zu mounten [12]
wdfs Erlaubt den Zugriff auf WebDAV-Ressourcen [13]
WikipediaFS Ermöglicht das Arbeiten mit Artikeln aus dem Bestand einer MediaWiki-Installation (und somit nicht nur der Wikipedia), als wären es normale Textdateien [14]
ZFS on FUSE Erlaubt den Zugriff auf das moderne 128-bit-Dateisystem ZFS von Sun. Da ZFS unter der CDDL veröffentlicht ist, ist keine direkte Integration in den Linux-Kernel möglich. Die Portierung wurde im Rahmen des Google Summer of Code gesponsert. (Entwicklung eingestellt) [15]

FUSE (Filesystem in USErspace) ist ein Linux-Kernel-Modul, das es ermöglicht, Dateisystem-Treiber aus dem Kernel-Modus in den User-Modus zu verlagern. Es erlaubt auch nicht-privilegierten Benutzern, eigene Dateisysteme zu aktivieren ("mount"). Weil die Dateisystemtreiber im User-Modus laufen, braucht man sich beim Programmieren nicht mit den Beschränkungen und Besonderheiten des Kernel-Modes auseinanderzusetzen, was die Entwicklung stark vereinfacht, daher sind eine Vielzahl von Treibern entstanden. Einige bilden statt Festplatten und anderen Speichermedien ganz andere Datenstrukturen in Form eines navigierbaren Dateisystems ab (Quelle). Konfiguration

Die FUSE-Kernelmodule sind standardmäßig bei aktuellen Versionen des Linux-Kernels enthalten. Ansonsten muss ggf. noch das folgende Paket installiert werden [5]: 

sudo apt-get install fuse

Hinweis

Damit man FUSE benutzen kann, muss man bis einschließlich Ubuntu 18.04 LTS den Benutzer, der das FUSE-Kernelmodul benutzen will, zur Gruppe fuse hinzufügen [3]. Die Zuordnung des Benutzers zur Gruppe wird erst nach einem erneuten Anmelden aktiv.

Seit Ubuntu 20.04 LTS kann FUSE standardmäßig von jedermann benutzt werden; eine Gruppe fuse ist deshalb nicht eingerichtet.

Anschließend muss das Modul fuse geladen [2] werden. Damit es nach einem Neustart des Rechners auch funktioniert, sollte man den Eintrag in die Datei /etc/modules nicht vergessen. Optionen

FUSE besitzt eine Reihe globaler Optionen, welche bei allen Modulen benutzt werden können. Die wohl wichtigsten sind -o allow_other und -o allow_root. Hierbei wird der Zugriff auf das eingehängte Dateisystem für andere Benutzer erlaubt. Damit diese Optionen verwendet werden können, muss allerdings zuerst die Konfigurationsdatei /etc/fuse.conf in einem Editor mit Root-Rechten [1] mit folgendem Inhalt angelegt werden:

mount_max = 999 user_allow_other

Die am häufigsten gebrauchten FUSE-Module 

   sshfs – Entfernte Rechner in das System einbinden
   NTFS-3G – Erweiterter Schreib-/Lesezugriff auf NTFS-Partitionen. Ist in Ubuntu Standard.
   gio mount – Auch das GIO/GVfs verwendet FUSE

Links

Intern

  1. TODO

Weblinks

  1. FUSE-Homepage 🇬🇧
  2. Filesystem in Userspace
  3. Projektseite FUSE
  4. Offizielle Liste aller FUSE-Dateisysteme (engl.)
  5. MacFUSE: Eine Implementierung von FUSE für Mac OS X, entstanden im Rahmen von Google Summer of Code
  6. DokanY: Eine Implementierung von FUSE für Windows
  7. IBM developerWorks: Develop your own filesystem with FUSE, englischsprachiger Artikel (2006/2014)
  8. Jake Edge: Character devices in user space. Artikel bei lwn.net, 25. November 2008
  1. ↑ http://wiki.ubuntuusers.de/CloudFusion
  2. ↑ https://www.cryfs.org
  3. ↑ http://savannah.nongnu.org/projects/davfs2
  4. ↑
  5. ↑ http://0pointer.de/lennart/projects/fusedav/
  6. ↑ http://www.gluster.org/
  7. ↑ http://loggedfs.sourceforge.net/
  8. ↑ http://sourceforge.net/projects/mysqlfs/
  9. ↑
  10. ↑ http://www.linux-ntfs.org/
  11. ↑ https://github.com/s3fs-fuse/s3fs-fuse/
  12. ↑
  13. ↑ http://noedler.de/projekte/wdfs/
  14. ↑ http://wikipediafs.sourceforge.net
  15. ↑ http://zfs-on-fuse.blogspot.com/
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