【Linux】Shell运行原理及Linux权限的概念

一、Shell运行原理

当用户登录Linux系统的时候，系统会给用户创建一个新的进程，一般叫做 bash（命令行解释器）

Linux严格意义上说的是一个操作系统，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。如何理解？为什么不能直接使用kernel？

从技术角度，Shell的最简单定义：命令行解释器（command Interpreter），其作用主要包含：

将使用者的命令翻译给核心（kernel）处理。
同时，将核心的处理结果翻译给使用者。

对比 Windows GUI，本质其实并不属于操作系统，而是一种 “ 外壳 ” 程序，我们操作 windows 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（比如进入D盘的操作，我们通常是双击D盘盘符，或者运行起来一个应用程序）。

Shell 对于 Linux，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。反馈在通过内核运行出的结果，通过 Shell 解析给用户。

媒婆牵线小故事：如果说你是一个闷骚且害羞的程序员，那 shell 就像媒婆，操作系统内核就是你们村头漂亮的且有让你心动的MM小花。你看上了小花，但是有不好意思直接表白，就去婚介所找媒婆帮你提亲，所有的事情你都直接跟媒婆沟通，由媒婆（shell）转达你的意思给小花，而我们找到媒婆姓王，所以我们叫它王婆（bash），它对应我们常使用的 bash。

你（用户）为什么不直接去找小花（操作系统内核）呢？因为不擅长。

媒婆（Shell）存在的价值是什么？1、解决你 ” 不擅长 “ 的问题。2、以及保护小花（操作系统内核）。

【结论】

普通用户不擅长直接去访问操作系统，Shell 外壳就是用来将用户的需求传递给操作系统，同时也可以保护操作系统（假如用户有非法操作）

【思考】

Shell vs Bash，这两者有啥区别呢？

Shell 是对所有外壳程序的统称，而 Bash 是某一个具体的 Shell。Bash也是许多 Linux 发行版的默认 Shell。

二、Linux权限的概念

1）Linux中的用户

Linux 中有两种用户：超级用户（root）、普通用户。

超级用户（root）：可以在 linux 系统下做任何事情，不受限制（具有最高权限）。
普通用户：在 linux 下做有限的事情。
超级用户的命令提示符是 “ # ”，普通用户的命令提示符是 “ $ ” 。

切换用户命令：

语法：su [用户名]

功能：切换用户。（要从root用户切换到普通用户user，则使用 su user。要从普通用户 user 切换到 root 用户则使用 su - 或者 su root）

使用举例：

切换成超级用户：su -
切换回普通用户：ctrl + d

【拓展一】：

如果我不想切换成 root 用户，但我想用 root 的身份去执行一些命令，可以采取在命令前带 sudo 的方式，可以对该命令进行短期的权限提升。

语法：sudo [命令]

【拓展二】：

如果在执行命令的过程中，遇到如下报错：解决方法是切换成 root 用户，执行该命令，然后再切换回普通用户。

xx is not in the sudoers file.  This incident will be reported.

和用户更多的相关操作，可以参考我写的这篇文章：【Linux】初识云服务器 | 新建、登录、切换用户

2）Linux权限管理

什么是权限：决定某件事情，某人能否做

文件权限 = 人 + 事物属性

文件受 “ 人 ” 的影响
文件受本身特点的影响（“ 事物属性 ”）

人（不一定是特定具体的人，而是一种角色）：拥有者，所属组，other（其它用户）

文件权限属性：r（读），w（写），x（执行权限）

1、文件访问者的分类（人）

文件和文件目录的所有者：u—User

文件和文件目录的所属者所在的组的用户：g—Group

其它用户：o—Others

2、文件的权限（事物属性）

输入命令 ll 查看该目录下文件的详细信息。

① 文件类型

Windows通过后缀分区文件类型。

而Linux区分文件类型，一般不通过后缀，通过属性列的第一个字符！

但并不代表某些工具不关心后缀，比如 gcc。

文件类型如下：

d：文件夹
-：普通文件（文本文件、可执行文件、各种库文件）
l：软链接文件（类似Windows的快捷方式）
b：块设备文件（例如硬盘、光驱等）
p：管道文件（进行进程间通信）
c：字符设备文件（例如屏幕等串口设备）
s：套接口文件

② 文件基本权限

属性列的第一个字符的后面9个字符，33为一组，表示文件的权限属性

权限属性如下：

「r / -」：Read对文件而言，具有读取文件内容的权限；对目录来说，具有浏览该目录信息的权限
「w / -」：Write对文件而言，具有修改文件内容的权限；对目录来说，具有删除移动目录内文件的权限
「x / -」：execute对文件而言，具有执行文件的权限；对目录来说，具有进入目录的权限
「-」：表示不具备该项权限

【思考】

group 存在意义是什么呢？—— 保证项目安全的前提，方便组内协同。

公司里有一台服务器，有两个项目技术组，A组和B组，老板让两个组同时开发一个项目，比比谁做的更好。虽然同时公司人，但我们并不想另外一组看到我们的项目文件，该怎么办呢？

假如A组中的张三创建了该项目文件

张三是该项目的所属用户 owner，可读可写；
A组的其它组员则是所属用户组 group，设置成可读可写；
B组的人都是 other，设置成不可读不可写，他们就什么都看不到；

我们就对这三类访问者进行了项目文件的访问权限控制。在保证项目安全的前提下，方便组内协同。

④ 【拓展】文件各属性列含义

3、文件权限值的表示方法

我们对文件的访问权限有是否读、是否写、是否可执行，这种是与否的概念不就是二进制吗，1表示是，0表示否。

权限符号	二进制	八进制
r–	100	4
w–	010	2
x–	001	1
rw-	110	6
r-x	101	5
-wx	011	3
rwx	111	7
—	000	0

4、文件权限的修改：chmod 指令

语法：chmod [参数] [权限] [文件名]

功能：设置文件的访问权限。

常用选项：

R ：递归修改目录文件的权限（说明：只有文件的拥有者和 root 才可以改变文件的权限）

chmod命令修改权限值的格式

① 用户表示符 + / - / = 权限字符

+：向权限范围增加权限代号所表示的权限

-：向权限范围取消权限代号所表示的权限

=：向权限范围重新赋予权限代号所表示的权限

用户表示符：

u：拥有者

g：拥有者同组用

o：其它用户

a：所有用户

使用举例一：增加取消权限

取消 test.c 文件的拥有者（u）的读（r）权限：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod u-r test.c
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
--w-rw-r-- 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c

取消 test.c 文件的所属用户组（g）的读写（rw）权限：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod g-rw test.c
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
--w----r-- 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c

增加 test.c 文件的其它用户（o）的读写执行（rwx）权限：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod o+rwx test.c
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
--w----rwx 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c

对 test.c 文件的拥有者增加读权限，所属组增加读写权限，其它用户取消读写执行权限：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod u+r,g+rw,o-rwx test.c
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
-rw-rw---- 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c

使用举例二：重新赋予权限

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
-rw-rw---- 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod o=rw test.c  #=对文件权限重新赋予
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
-rw-rw-rw- 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c

使用举例三：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod u-r test.c  #取消test.c的拥有者（u）的读（r）权限
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
--w-rw-r-- 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c      #读权限没有了
#-----------------------------------------------------------------#
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ cat test.c  #查看test.c的内容
cat: test.c: Permission denied           #显示没有权限

解决方法：使用 sudo 暂时提升权限成为 root，可查看文件内容：

sudo cat test.c

【思考】

root 对于 test.c 来说，其角色是其它用户（other），却可以随意访问 test.c，为什么呢？

因为权限永远都是约束普通用户的，root用户不受权限约束。

② 基于三位8进制数字来修改权限

使用举例：

7的八进制形式为111，表示 rwx，可读可写可执行，一次性设置三类用户的文件访问权限：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod 777 test.c
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
-rwxrwxrwx 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c

6 6 0 -> 110 110 000，设置文件所有者和所属组的权限为 rw-，其它用户的权限为 —：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chmod 660 test.c
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
-rw-rw---- 1 ll ll 72 Jan  4 17:10 test.c

5、文件所有者的修改：chown 指令

格式：chown [参数] [用户名] [文件名]

功能：修改文件的所有者。

使用举例：

把 test.c 文件的所有者改为 root，提示说不允许操作：

这个就像你把这个东西（test.c）给别人，肯定是要争得别人得同意的。

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chown root test.c
chown: changing ownership of ‘test.c’: Operation not permitted

所以我们需要用「sudo」暂时提升一下我们的权限，来修改文件的所有者：

$ sudo chown root test.c
#$ sudo chown sctest test.c

修改之后：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
-rw-rw-r-- 1 root ll 72 Jan  4 17:10 test.c

6、文件所属组的修改：chgrp 指令

格式：chgrp [参数] [用户组名] [文件名]

功能：修改文件或目录的所属组。

常用选项：

-R：递归修改文件或目录的所属组

使用举例：

修改文件的所属组为 root，提示说不允许操作，类似第 5、文件所有者的修改：chown 指令

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ chgrp sctest test.c
chgrp: changing group of ‘test.c’: Operation not permitted

所以我们需要用「sudo」暂时提升一下我们的权限，来修改文件的所属组：

$ sudo chgrp root test.c

修改之后：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
-rw-rw-r-- 1 ll root 72 Jan  4 17:10 test.c

【拓展】

如何一次性修改文件所有者和所属组：

$ sudo chown ll:ll test.c  #文件所有者和所属组都被修改成了ll

7、file 指令

语法：file [选项] [文件或目录]

功能：辨识文件类型。

常用选项：

-c 详细显示指令执行过程，便于排错或分析程序执行的情形。
-z 尝试去解读压缩文件的内容。

使用举例：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ file test.c
test.c: C source, ASCII text
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ file file1.txt
file1.txt: empty

8、Linux中的默认权限由什么决定

查看文件详细信息，可以看到文件所有者、所属组、其它用户的权限

对于一般普通文件，新建文件的默认权限为 666（rw- rw- rw-）
对于一般目录文件，新建目录的默认权限为 777（rwx rwx rwx）

但实际上你所创建的文件和目录，看到的权限往往不是上面这个值。原因就是创建文件或目录的时候还要受到 umask 的影响。所以我们在 Linux 中看到的实际创建出来的文件权限是这样的：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
total 8
drwxrwxr-x 2 ll ll 4096 Jan 13 21:32 dir     #775（文件权限值用八进制表示）
-rw-rw-r-- 1 ll ll   72 Jan  4 17:10 test.c  #664

这又是为什么呢？这就需要了解一下权限掩码的概念了。

① 权限掩码

权限掩码是由3个八进制的数字所组成，将现有的存取权限减掉权限掩码后，即可产生建立文件时预设的权限。

② umask指令

语法：umask [权限值]

功能：查看或修改文件权限掩码

说明：将现有的存取权限减去权限掩码后，即可产生建立文件时预设权限。超级用户默认掩码值为0022，普通用户默认为0002

（1）使用指令 " umask " 查看当前权限掩码，我们只关注后3个八进制数字。

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ umask
0002  #权限掩码为002 --> 000 000 010 --> 我们可以看到other的写权限为1

凡是在 umask 中出现的权限，都应该减掉，不应该在文件预设权限中出现。

预设权限计算方法一：

#建立文件时预设权限 = 默认权限 & ~umask
 666 --> 110 110 110
~002 --> 111 111 101  &
------------------------
         110 110 100 --> 664 #文件默认权限为666，通过计算后得到预设权限为664

预设权限计算方法二：建立文件时预设的权限 = 默认权限 - 权限掩码

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
total 8
drwxrwxr-x 2 ll ll 4096 Jan 13 21:32 dir     #777-002=775（rwx rwx r-x）
-rw-rw-r-- 1 ll ll   72 Jan  4 17:10 test.c  #666-002=664（rw- rw- r--）

（2）我们通过指令 " umask " 可用来设置建立文件时预设的权限掩码

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ umask 777  #权限掩码被设置成777

9、目录的权限

目录也是文件，既然是文件，也有自己的权限。

曾经的一道面试题：

要在目录下创建文件，需要什么权限？

@需要写权限「w」，如果没有，则无法在目录中创建和删除文件。
要读取目录下的文件列表，要什么权限？

@需要读权限「r」，如果没有，则无法用 ls 等命令查看目录中的文件内容。
要进入一个目录要什么权限？

@具有可执行权限「x」，如果没有，则无法用 cd 命令进入到目录中。

【思考】

这里有一个问题，只要用户具有目录的写和执权限，就可以在目录中创建和删除文件，而不论这个用户是否具有某个文件的写权限。

换言之就是，我张三在目录 A 中创建了一个文件，而李四有目录 A 的写和执权限，他就可以进入目录删除掉我的文件吗？

下面我们来一起验证一下：

这里有一个目录，用 sudo 提升我们的权限将目录的所有者和所属组改成 root，其 u、g、o 权限都修改为 rwx：

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Jan 17 11:05 dir

在 dir 目录中创建一些文件，用 sudo 提升我们的权限将文件的所有者和所属组改成 root，并去掉其它用户的所有权限：

[ll@VM-0-12-centos dir]$ ll
total 0
-rw-rw---- 1 root root 0 Jan 17 11:20 file1.txt  #其它用户没有可写可读可执行权限
-rw-rw---- 1 root root 0 Jan 17 11:20 file2.txt
-rw-rw---- 1 root root 0 Jan 17 11:20 file3.txt

此时我作为其它用户，有 dir 目录的写权限，来对目录里 root 的文件执行 rm 指令：

[ll@VM-0-12-centos dir]$ rm file1.txt

结果发现，我（其它用户，有目录的写和执权限）是可以删除目录中 root 的文件。

那么应该怎么防止这种情况的发生呢？这就需要学习一下粘滞位的概念了。

粘滞位

同一个目录下，不同用户创建的文件，可能会被其它用户删掉，为了防止被删掉，给目录设置粘滞位。

[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Jan 17 11:05 dir
----------------------------------------------------------
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ sudo chmod +t dir  #给目录加上粘滞位
----------------------------------------------------------
[ll@VM-0-12-centos lesson4]$ ll
drwxrwxrwt 2 root root 4096 Jan 17 11:05 dir  #该目录其它用户权限变成了rwt

此时再去删除目录中 root 的文件，提示无法删除，操作不被允许：

[ll@VM-0-12-centos dir]$ rm file1.txt  #不能删除目录中别人的文件

【结论】

在目录上设置 " 粘滞位 " （用 chmod + t），则该目录下的文件只能由
1. 超级管理员root删除
2. 该目录的所有者删除
3. 该文件的所有者删除
只有目录内文件的所有者或者 root 才可以删除或移动该文件。
如果不为目录设置粘滞位，任何具有该目录写和执权限的用户都可以删除和移动其中的文件。
实际应用中，粘滞位一般用于 /tmp 目录（该目录通常保存系统中各用户产生的临时文件），以防止普通用户删除或移动其他用户的文件。
```
[ll@VM-0-12-centos dir]$ ll -d /tmp
drwxrwxrwt. 10 root root 4096 Jan 17 03:08 /tmp
```

3）关于权限的总结

目录的可执行权限是表示你是否可以进入目录。
如果目录没有 -x 权限，则无法对目录执行任何命令，甚至无法 cd 进入目录，即使目录仍然有 -r 读权限（这个地方很容易犯错，认为有读权限就可以进入目录读取目录下的文件）（想要读和写目录里的文件，首先得有进入目录的权限）（比如要去银行仓库取钱，你得先有进入银行仓库的权限呀）
而如果目录具有 -x 权限，但没有 -r 权限，则用户可以执行命令，可以 cd 进入目录。但由于没有目录的读权限，所以在目录下，即使可以执行 ls 命令，但仍然没有权限读出目录下的文档。