Linux——Shell运行原理以及Linux权限

1. Shell的运行原理

我们都知道Windows以图形化界面为交互方式，而Linux以命令行界面为交互方式。

图形化界面和命令行界面都是为了让用户进行相关操作，而图形化界面和命令行界面就是我们所说的“ 外壳程序 ”。

Linux严格意义上说是一个操作系统，我们称之为“核心（kernel）”，但我们一般用户不能直接使用kernel，而是通过kernel的“外壳程序”，也就是所谓的 Shell ，来与kernel沟通。

Shell最简单的定义就是“ 命令行解释器 ”：

1）将使用者的命令翻译给核心（kernel）处理。

2）将核心的处理结果翻译给使用者。

对比Windows中的图形化界面（GUI），我们操作Windows并不是直接操作Windows内核，而是通过图形接口，点击，从而完成我们的操作。

Shell对于Linux具有相同的作用，主要是对我们的指令进行解析， 解析指令给Linux内核，反馈结果再通过内核运行出结果 ，通过Shell解析给用户。

那么上面我们认识了Shell是什么，下面我们来谈它的运行原理。

Shell运行原理：

1）创建子进程，让子进程进行命令行解释。

2）子进程出现任何问题，都不影响父进程Shell。

这里我们简单理解，其实就是子进程与父进程是相互独立的，我们来Windows下启动一个程序，本质上是创建了一个子进程；比如我们打开微信，再打开QQ；如果此时微信程序终止了，或者我们退出了，QQ不会受到任何影响，这就是因为微信和QQ是两个独立的子进程，谁都不影响谁。

注意： Shell只是所有外壳程序的统称，例如在centos 7当中的外壳程序名叫bash。

2. Linux中的权限问题

2.1 Linux权限的概念

关于权限的概念，这里其实简单理解： ”权限“就是能或者不能做什么 。大家需要知道：

权限=角色+目标属性。

在Linux下有两种用户，分别是超级用户（root）和普通用户。超级用户可以在Linux下做任何事情，几乎不受限制，而普通用户一般只能在自己的工作目录下（/home/xxx）工作，以及在系统上做有限的工作。

换句话来说，所有的权限的概念都是用来限制普通用户的，而超级用户几乎不受限制。

超级用户的命令提示符是“#” 。

**root@hcss-ecs-348a:~# whoami

root**

普通用户的命令提示符是“$”。

**cp@hcss-ecs-348a:/root$ whoami

cp**

2.1.1 如何实现用户账号之间的切换

语法： su 用户名/su

功能： 用户切换。

从普通账号切换为root账号。

**cp@hcss-ecs-348a:/root$ su

Password:**

上面是我们从普通用户切换到超级用户的命令行操作，在Linux中密码是不回显的。

**root@hcss-ecs-348a:~# su cp

cp@hcss-ecs-348a:/root$**

上面是从超级用户切换到普通用户的命令行操作，超级切换普通是不需要输入密码的。

2.1.2 如何将普通用户添加到信任列表中

首先我们要切换到超级用户，然后使用vim打开文件sudoers进行添加（vim /etc/sudoers

）。打开后往下滑动，你会看见类似下面的命令行，这时按“i”切换到插入模式，将自己的普通用户名添加上去就OK了，我这里是ubuntu22.04系统下运行的。

**# User privilege specification

root    ALL=(ALL:ALL) ALL

cp       ALL=(ALL:ALL) ALL**

添加完成后，我们按“Esc”退出插入模式，再按“Shift+:”进入底行模式，你会在最后一行看见“:”，然后输入“wq!”保存退出即可。

2.1.3 如何仅提升当前指令的权限

但可能某些情况下，你只想提升当前指令的权限，那么不必切换到超级用户。

语法： sudo 指令

功能： 提升当前指令的权限。

例如，我现在要以一名普通用户的身份，修改另一个普通用户的账号密码。

**cp@hcss-ecs-348a:/root$ ls /home

cp  xjy

cp@hcss-ecs-348a:/root$ whoami

cp

cp@hcss-ecs-348a:/root$ sudo passwd xjy

[sudo] password for cp:

New password:

Retype new password:

passwd: password updated successfully**

2.2 Linux权限管理

那么Linux中为什么要设计权限呢？其实就是为了限制用户的行为，防止错误的发生。

那么结合上面的内容，我们来理解一下权限是怎么来”限制“的，分两点：

首先，权限限制的角色（人）；

其次，权限要求目标必须具有对应属性。

2.2.1 文件访问者的分类（人）

对于用户来说，权限可以将用户分为三大类：

1）文件和文件目录的所有者（ 文件拥有者 ）。

2）文件拥有者所在的组的用户（ 文件所属组 ）。

3）其他用户（ other ）。

注意：

1）对于某一文件而言，其拥有者、所属组和other就是由超级用户（root）和普通用户所扮演。

2）在Linux当中，所有用户都要隶属于某一个组，哪怕这个组只有你一个人（此时该组就以你的用户名为组名）。

这里我们可以通过“ll”命令来查看文件的拥有者和所属组。

那么大家思考一下为什么要由所属组这个概念呢？

其实这里也很好理解，如果我们没有所属组这个概念，那么当我们创建一个文件后，要么就是只有你自己（拥有者）能看到，要么就是其他人（other）也都能看到。而你所希望的是你自己和你的小组成员能看到，剩下的人看不到。

于是就有了所属组这个概念，这时你就可以将文件设置为拥有者和所属组可见，而other不可见。所以所属组的存在是为了更灵活的进行权限配置，满足团队协作。

注： 除了文件拥有者和文件所属组之外的都叫other。

2.2.2 文件类型和访问权限（事物属性）

在Linux中，一切皆文件。

那么根据上面的结论，权限要求的”目标“当然也是文件，那么要求其有对应属性，文件有哪些属性呢？

在Linux中，文件的属性就三种： 读、写、执行。

同样还是使用指令“ll”来查看文件属性

这串字符由10个字符组成的。其中第一个字符所代表的就是该文件的文件类型。

不同的字符代表不同的文件类型。

**1）-：代表普通文件。

2）d：代表目录。**

3）l：代表链接文件（类似于Windows当中的快捷方式）。

4）b：代表块设备文件（例如硬盘、光驱等）。

5）p：管道文件。

6）c：字符设备文件。

7）s：套接口文件。

注意： 在Linux当中，文件类型与文件后缀无关。

剩下的9个字符每三个为一组，分别代表该文件相对于其拥有者、所属组以及other是否拥有某种属性。

每一组的三个字符的第一个字符代表该文件是否具有可读属性，第二个代表是否具有可写属性，第三个代表是否具有可执行属性。

若是具有可读属性，则第一个位置的字符为r；若是具有可写属性，则第二个位置的字符为w；若是具有可执行属性，则第三个位置的字符为x。若某一位置为字符 - ，则说明不具有对应位置的属性。

下面我们举个例子，来描述一个文件的权限：

**-rw-rw-r– 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt

-rw-r–r– 1 root root    0 Mar 12 12:10 test5.txt**

对于test4.txt来说，test.txt是一个普通文件，该文件的拥有者和所属组对其都是可读可写的，但该文件的other对其只有读的权限。

对于test5.txt来说，test5.txt是一个普通文件，该文件的拥有者对其有读和写的权限；该文件的所属组和other都只对其有读的权限。

2.2.3 文件权限值的表示方法

2.2.3.1 字符表示法

ll指令打印文件权限值时的表示方法就是字符表示法。例如

2.2.3.2 八进制表示法

字符表示法中的每一个字符所在位置所表示的结果只有两种可能，要么为真，要么为假，因此我们可以将这三个字符换为三个二进制位，进而换为一个八进制位进行表示。例如

2.2.4 文件访问权限的相关设置方法

2.2.4.1 chmod指令权限值

语法： chmod 选项 权限 文件名或目录名

功能： 设置文件的访问权限。

格式一： 用户符号 +/-/= 权限字符

1）+：向权限范围增加权限代号所表示的权限。

2）-：向权限范围取消权限代号所表示的权限。

3）=：向权限范围赋予权限代号所表示的权限。

用户符号：

1）u：拥有者。

2）g：所属组。

3）o：other。

4）a：所有用户。

修改前：

-rw-rw-r– 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt

cp@hcss-ecs-348a:~$ chmod o+wx test4.txt（指令修改）

修改后：

-rw-rw-rwx 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

若要同时设置不同类用户的访问权限，则需用逗号隔开。

修改前：

-rw-rw-rwx 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

cp@hcss-ecs-348a:~$ chmod o-wx,u+x test4.txt（指令修改）

修改后：

-rwxrw-r– 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

格式二： 三位八进制数字

将对应的八进制数转换为二进制，进而设置对应权限值。

修改前：

-rwxrw-r– 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

cp@hcss-ecs-348a:~$ chmod 667 test4.txt（指令修改）

这里的667是八进制数字，换成二进制就是110110100，就代表rw-rw-rwx。

修改后：

-rw-rw-rwx 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

2.2.4.2 改变文件的拥有者

语法： chown 选项 用户名 文件名或目录名

功能： 修改文件的拥有者。

修改前：

-rw-rw-rwx 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

**修改指令：cp@hcss-ecs-348a:~$ sudo chown root test4.txt

[sudo] password for cp:**

修改后：

-rw-rw-rwx 1 root cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

这里大家会发现这个文件的拥有者被改成了root。

注意： 修改文件的拥有者需要root用户进行操作，若是普通用户则需要进行权限提升。

也可以 使用chown指令同时修改文件的拥有者和所属组 ，将拥有者和所属组的用户名用冒号隔开即可。

修改前：

-rw-rw-rwx 1 cp   cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

修改指令：cp@hcss-ecs-348a:~$ sudo chown root:root test4.txt

修改后：

-rw-rw-rwx 1 root root    0 Mar 12 12:08 test4.txt*

2.2.4.3 修改文件的所属组

语法： chgrp 选项 用户名 文件名或目录名

功能： 修改文件的所属组。

修改前：

-rw-rw-rwx 1 root root    0 Mar 12 12:08 test4.txt*

修改指令：cp@hcss-ecs-348a:~$ sudo chgrp cp test4.txt

修改后：

-rw-rw-rwx 1 root cp      0 Mar 12 12:08 test4.txt*

2.2.4.4 修改文件的权限掩码

这里大家需要思考一个问题，为什么新建的文件和目录都有默认的权限？

drwxrwxr-x 2 cp   cp   4096 Mar 12 12:02 mytest/

-rw-rw-r– 1 cp   cp      0 Mar 12 18:06 test6.txt

这里我们看到的权限是最终权限，而

最终权限=默认权限&(~umask)

在Linux中， 新建文件的默认权限为666，新建目录的默认权限为777；

这里提到的umask是系统内默认存在的一个叫作 权限掩码 的概念：

我们可以通过指令来查看我们系统权限掩码：

语法： umask 权限值

功能： 查看或修改文件掩码。

**cp@hcss-ecs-348a:~$ umask

0002**

这里我的系统的权限掩码就是0002。

那么权限掩码的目的是什么呢？

其实通过上面的图，大家可以发现其目的就在于 希望权限掩码中出现的权限不在最终权限中出现。

那为什么要设计权限掩码呢？

第一点在于，最终权限由操作系统自主决定，无法在创建前进行修改——系统可配置、可灵活满足需要的一种表现。

第二点在于，特殊情况下，我们可以通过配置umask来控制文件的最终权限，让代码实现可控。

有了上面的铺垫，想必大家也可以想到，我们可以通过改变权限掩码来设置文件的访问权限：

cp@hcss-ecs-348a:~$ umask 000

cp@hcss-ecs-348a:~$ touch data.txt

-rw-rw-rw- 1 cp   cp      0 Mar 12 18:26 data.txt

大家可以看到，data.txt文件的最终权限是受到权限掩码的影响的。

**cp@hcss-ecs-348a:~$ umask 777

cp@hcss-ecs-348a:~$ mkdir file**

d——— 2 cp   cp   4096 Mar 12 18:28 file/

这里同上，我们创建的新目录file的

最终权限是受到权限掩码的影响的。

注意： 超级用户的默认掩码为0022，普通用户的默认掩码为0002。

2.2.5 目录的权限

对于文件来说，其可读可写可执行的属性我们都知道分别代表着什么对应的操作，那对于目录来说可读可写可执行又分别代表着什么呢？

1）可读权限： 如果用户没有该目录的可读权限，则无法通过ls指令查看目录中的文件内容。

2）可写权限： 如果用户没有该目录的可写权限，则无法通过一系列指令在目录中创建文件或删除文件。

3）可执行权限： 如果用户没有该目录的可执行权限，则无法通过cd指令进入到目录当中。

那么这就会出现一个问题：

只要用户拥有某目录的可写权限，就可以删除该目录当中的文件，而不论该用户是否拥有该文件的可写权限，这显然是不合理的。

drwxr-xrwx 2 root root 4096 Mar 12 12:14 dir/

**cp@hcss-ecs-348a:~$ cd dir

cp@hcss-ecs-348a:~/dir$ touch test7.txt

cp@hcss-ecs-348a:~/dir$ ll

total 8

drwxr-xrwx 2 root root 4096 Mar 12 18:42 ./

drwxr-x— 5 cp   cp   4096 Mar 12 18:28 ../**

-r–r–r– 1 cp   cp      0 Mar 12 18:48 test7.txt（这里经过处理，让我们对其没有“写”权限）

**cp@hcss-ecs-348a:~/dir$ rm -f test7.txt

cp@hcss-ecs-348a:~/dir$ ll

total 8

drwxr-xrwx 2 root root 4096 Mar 12 18:43 ./

drwxr-x— 5 cp   cp   4096 Mar 12 18:28 ../**

大家发现，我们对dir目录来说是other，我们拥有对其写的权限，那么我在dir目录下创建一个新文件test7.txt，此时大家注意这个文件没有写权限，但是我们还是能将它删除，所以这个现象就比较奇怪了，我不能“写”这个文件，但是却可以直接删除它，为了解决这个不合理的问题，Linux引入了 粘滞位 的概念。

2.2.6 粘滞位

语法： chmod +t 目录名

功能： 给目录加上粘滞位。

当一个用户将某一个目录加上粘滞位后，该目录的权限值的最后一位变为字符“t”。

修改前：

drwxr-xrwx 2 root root 4096 Mar 12 18:56 dir/

修改指令：root@hcss-ecs-348a:/home/cp# chmod +t dir

修改后：

drwxr-xrwt 2 root root 4096 Mar 12 18:56 dir/

此时我们再次来删除文件，大家会看到下面的报错：

**cp@hcss-ecs-348a:~/dir$ rm -f test7.txt

rm: cannot remove ’test7.txt’: Operation not permitted**

这里就是粘滞位起到作用了，我们无法像上面那样去删除文件test7.txt了。

总结：

当一个目录被设置为粘滞位，则该目录下的文件只能由：

1）超级用户删除。

2）该目录的拥有者删除。

3）该文件的拥有者删除。