Linux 文件相关操作

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文件权限

在 Linux 系统中，普通的文件权限控制通过关联身份三元组 (user, group,other) 和权限三元组 (r, w, x) 来实现访问控制。

系统存在一个 umask 值（针对用户），umask 是一个权限掩码，它决定了新建的文件或者目录的默认权限，使用 umask 命令可以查看当前(用户) 的 umask 值

$ umask
0022

比如如上所示的 umask 值，决定了当前(用户)创建的文件和目录的默认权限

  • 目录 - 默认权限为 0755 （777-022），即 rwxr-xr-x
  • 文件 - 默认权限为 644 (666-022)，即 rw-r--r--

因此要配置当前(用户)创建的文件或者目录的默认权限，只需要配置合适的 umask 值即可。配置 umask 值可以通过以下方法

  • 临时方法 
    umask 027
  • 永久方法
    根据需求将 umask 027 配置添加到配置文件中，如 /etc/profile、~/.bashrc、~/.bash_profile 等

如果需要更进一步的权限控制，需要使用到 Sticky Bit 和 ACL，更细力度的控制还包括 SELinux. 相关扩展权限标志如下：

  • 文件/目录 权限最后会包含一个 . ： 表示 SELinux （Security Enhanced Linux）扩展权限。可以使用命令 ls -l -Z 查看具体权限。
  • 文件/目录 权限最后会包含一个 + ： 表示 文件/目录 有 ACL（Access Control List） 扩展权限，相关操作及命令参考
  • 目录 权限最后会包含一个 t ： 表示此 目录 有 Sticky Bit 扩展权限，相关操作及命令参考
  • 可执行文件 权限中属主（Owner）的 x 位变为 s ： 表示此 可执行文件 配置了 Set UID 扩展权限
  • 可执行文件/目录 权限中属组（Group）的 x 位变为 s ： 表示此 目录 配置了 Set GID 扩展权限

Set UID

  • 只有 可执行的二进制程序和可执行的代码 才能设定 SUID 权限。
  • 命令执行者首先要对该程序拥有 x（执行）权限。
  • 命令执行者在执行该程序时获得该程序文件 属主（Owner） 的身份。
  • SetUID 权限只在该程序 执行过程中 有效，也就是说身份改变只在执行过程中有效。

设定 SUID 和 SGID 时，传统的 3 元组权限方式（如 rwxrwxrwx = 777） 变为 4 元组（Srwxrwxrwx），其中的 S 选项包括：

  • 4 代表 SUID，如 4777
  • 2 代表 GID，如 2777
  • 1 代表 Sticky BIT，如 1777
  • 7 代表全部设置， 如 7777

SUID 设定命令格式：

chmod 4777 可执行文件名

chmod u+s 可执行文件名

取消 SUID 设置：

chmod 777 可执行文件名

假如某个可执行文件的属主为 root，其设置了 SUID，普通用户运行此可执行文件时会暂时拥有 root 的权限，有一定的风险存在，因此要谨慎设置，为系统安全考虑，要定期查找系统上拥有 SUID 权限的可执行文件并核对其是否存在风险。

Set GID

对 可执行文件 来说，SGID 拥有和 SUID 同样的作用，只不过 **命令执行者在执行该程序时获得该程序文件 属组（Group） 的身份。

SGID 设定方法：

chmod 2777 可执行文件名

chmod g+s  可执行文件名

Sticky Bit

粘滞位 (Sticky Bit) 只能用于目录，并对其中的文件有特殊的权限控制。他的主要作用是确保只有文件的所有者才能够删除或者修改文件。要给某个目录配置 粘滞位 (Sticky Bit) ，使用以下命令

chmod +t directoryname

这将为目录 directoryname 配置粘滞位 (Sticky Bit)，以下命令可以验证 粘滞位 (Sticky Bit)是否存在。如果目录的权限列表中有 t 标志，表示目录设置了 粘滞位 (Sticky Bit)

$ ls -l directoryname
drwxrwxrwt  2 owner group   4096 Jun 26 10:15 directoryname

设置粘滞位后，只有文件的所有者才能删除或修改该文件。其他用户即使有写权限（w），也无法删除其他用户的文件。

ACL

使用访问控制列表（ACL），可以为单个文件或目录添加更细粒度的权限控制。使用的命令为 setfacl 和 getfacl。

相比普通权限控制，文件访问控制列表（ACL）权限的优先级更高，当存在 ACL 权限时，它将覆盖普通权限。需要注意的是 ACL 权限是基于文件系统的，而不是基于传统的文件权限，因此，如果将具有 ACL 权限的文件移动到另一个文件系统，ACL 权限会丢失

setfacl 命令常用选项

选项 说明 示例
-m, --modify 修改现有的 ACL 权限
-x, --remote 移除现有的 ACL 权限
-b, --remove-all 移除文件的所有 ACL 权限
-R, --recursive 递归的应用 ACL 权限到目录及其子目录及文件
-d, --default 设置默认 ACL 权限，只适用于目录，用于控制在该目录中创建的新文件的 ACL 权限，即权限继承
默认 ACL 只影响新建的文件或目录，对现有的文件或目录不影响
-n, --no-mask 忽略文件系统的默认掩码(umask)，直接应用 ACL 规则

ACL 配置示例

以下示例配置单个用户的 ACL

setfacl -m u:username:rwx filename

setfacl -R -m o::r filename

配置多个目标权限

setfacl -m u:user:rwx,g:group:rwx,o::rx directoryname

设置默认 ACL 权限，以下命令将为目录配置指定的默认 ACL 权限，默认的 ACL 权限会被此目录下新建的文件和目录继承，即新创建的目录和文件拥有和默认 ACL 一样的权限设置

setfacl -m d:u:user:rwx,d:g:group:rwx,d:o::rx directoryname

查看默认 ACL

getfacl -d directoryname

修改默认 ACL

setfacl -m d:u:user:rwx,d:g:group:rw-,d:o::--- directoryname

ACL 中的 mask 需要格外关注， 通用权限（Regular Permissions）为 ACL 权限配置了一个 mask 值，这个 mask 值配置了 ACL 有效权限的最大范围 。

参考以下示例，通用权限（Regular Permissions）为 644， 即使在 ACL 中为其他用户和组分配了 rw 权限，最终其有效权限任然为 r--

[mary]$ ls -l /tmp/memo.txt
-rw-rw-r--+ 1 mary mary 0 Jan 21 09:27 /tmp/memo.txt

[mary]$ chmod 644 /tmp/memo.txt

[mary]$ getfacl /tmp/memo.txt
# file: tmp/memo.txt
# owner: mary
# group: mary
user::rw-
user:bill:rw- #effective:r--
group::rw- #effective:r--
group:sales:rw- #effective:r--
mask::r--
other::r--

查看系统中打开的文件

Linux 系统中打开的文件主要保存在 system-wide open-file table 和 per-process open-file table 中，要查看系统中打开的文件信息，可以参考以下方法。

lsof

lsof(list open files) 是一个非常强大的工具，用于列出系统中所有打开的文件，以及文件类型、文件路径、inode 等信息

如果你想查看特定的文件或进程的打开文件，可以使用以下参数：

  • 查看特定用户的打开文件 
    lsof -u <username>
  • 查看特定进程的打开文件 
    lsof -p <pid>
  • 查看特定目录下的打开文件 
    # lsof +D /path/to/directory
    COMMAND   PID  USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF      NODE NAME
    bash    10409  root  cwd    DIR  259,2       51 138417276 .
    nginx   10461  root    2w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10461  root    4w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10462 nginx    2w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10462 nginx    4w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10463 nginx    2w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10463 nginx    4w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10464 nginx    2w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10464 nginx    4w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10465 nginx    2w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    nginx   10465 nginx    4w   REG  259,2        0 138417279 ./error.log
    lsof    10500  root  cwd    DIR  259,2       51 138417276 .
    lsof    10501  root  cwd    DIR  259,2       51 138417276 .

proc 文件系统

/proc/ 虚拟文件系统提供了进程和系统信息的接口，其中 /proc/<PID>/fd/ 包含了进程打开的文件信息

# ls /proc/10461/fd/ -l
total 0
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 0 -> /dev/null
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 1 -> /dev/null
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 10 -> socket:[603840]
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 11 -> socket:[603841]
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 12 -> socket:[603842]
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 13 -> socket:[603843]
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 14 -> socket:[603844]
l-wx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 2 -> /home/logs/nginx/error/error.log
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 3 -> socket:[603839]
l-wx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 4 -> /home/logs/nginx/error/error.log
l-wx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 5 -> /usr/local/nginx-1.24.0/logs/access.log
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 6 -> socket:[615172]
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 7 -> socket:[615173]
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 8 -> socket:[615174]
lrwx------ 1 root root 64 Aug  7 11:48 9 -> socket:[615175]

fuser 命令

fuser 命令可以显示哪些进程正在使用指定的文件、目录或套接字。

# fuser error.log
/home/logs/nginx/error/error.log: 10461 10462 10463 10464

# ps -elf | grep 10461
1 S root     10461     1  0  80   0 - 11589 sigsus 11:47 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx-1.24.0/sbin/nginx
5 S nginx    10462 10461  0  80   0 - 43639 ep_pol 11:47 ?        00:00:00 nginx: worker process
5 S nginx    10463 10461  0  80   0 - 43639 ep_pol 11:47 ?        00:00:00 nginx: worker process
5 S nginx    10464 10461  0  80   0 - 11589 ep_pol 11:47 ?        00:00:00 nginx: cache manager process
0 S root     14099 10409  0  80   0 - 28204 pipe_w 13:10 pts/0    00:00:00 grep --color=auto 10461