16. Управление учётными записями пользователей и групп в современных многопользовательских ос.

UNIX-подобные операционные системы являются многопользовательскими. Пользователи и группы в которых они состоят используются для управления доступом к системным файлам, каталогам и периферии.

Пользователь - это любой кто пользуется компьютером. Каждому пользователю назначается уникальный идентификационный номер(UID). Операционная система отслеживает пользователя именно по UID, а не по его имени (логину).

Для разграничения прав в linux, помимо пользователей, существуют группы. Так же как и пользователь, группа обладает правами доступа к тем или иным каталогам, файлам, периферии.  Для каждого файла определён не только пользователь, но и группа. Группы группируют пользователей для предоставления одинаковых полномочий на какие-либо действия.

Каждой группе назначается идентификационный номер, который является уникальный идентификатором группы. Операционная система отслеживает группу по GID.Принадлежность пользователя к группе устанавливается администратором.

Все операции в многопользовательских ОС должны выполняться именно с группами пользователей. Для групп должны назначаться определённые права доступа и безопасности. Если мы хотим предоставить пользователю какие-то определённые права, то мы просто добавляем его в соответствующую группу. Даже если у нас только один пользователь с таким видом доступа, то для него всё равно нужно создать группу. Ведь если появится пользователь которому потребуются такие же права, то мы просто добавим его в определённую группу и не нужно лишний раз настраивать права доступа для самого пользователя и его учётной записи.

17. Файловые системы современных многопользовательских операционных систем. Принципы построения (метаданные и данные, журналирование). Схемы контроля доступа.

17.1 Файловые системы:

FAT[8, 12, 16, 32] – классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты, всё ещё широко используется для флеш-накопителей. Используется в дискетах, и некоторых других носителях информации. Ранее использовалась и на жестких дисках.

NTFS– стандартная файловая система для семейства операционных системMicrosoftWindowsNT.NTFSзаменила использовавшуюся вMS-DOSиMicrosoftWindowsфайловую системуFAT.NTFSподдерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах; для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства.NTFSхранит информацию о файлах в главной файловой таблице –MasterFileTable(MFT).NTFSимеет встроенные возможности разграничения доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа –AccessControlLists(ACL)). А также назначать квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями).NTFSиспользует систему журналированияUSNдля повышения надёжности файловой системы.

RAW– обозначение для неопределённой файловой системы тома. КомпонентаRAWFSсуществует и встроена в само ядро, но единственное назначение этой компоненты – ответить на запросы от приложений о размере тома и имени файловой системы. Фактически файловой системыRAWне существует, и определение файловой системы раздела какRAWна практике означает, что ни одним из установленных в операционной системе драйверов файловых систем не было распознано имя файловой системы диска на разделе (ни как известная для ОСFAT,FAT32 ни какNTFS) вследствие того, что:

1) диск (том) не отформатирован;

2) нет корректного доступа к содержимому диска (тому);

3) повреждена структура файловой системы.

Если файловая система диска опознаётся как RAW, чтение данных, присвоение метки тома и другие операции с этим разделом (например, дефрагментация или проверка на наличие ошибок) становятся невозможны. При этом операционная система отображает размер раздела и при обращении к нему предлагает его отформатировать.

ext– первая файловая система, разработанная специально для ОС на ядреLinux. Представлена в апреле 1992 года для ядраLinux0.96c. Используемая структура метаданных была разработана Реми Кардом, на создание которой его вдохновилаUnixFileSystem(UFS). Целью было преодолеть ограничения файловой системыMinixFileSystem– в новой файловой системе наибольший возможный размер раздела и файла увеличен до 2 Гб, а максимальная длина имени файла – до 255 байт.extявляется первой версией расширенной файловой системы. Впоследствии была замененаext2 иxiafs. Со временемext2 вытеснилаxiafsблагодаря долгосрочной жизнеспособности.

CDfs– виртуальная файловая система дляLinux, предоставляющая доступ к индивидуальным данным и аудиотрекам на компакт-дисках. Диск, смонтированный при помощи драйвераCDпоявляется как несколько файлов, каждый из которых символизирует трек.CDfsподдерживает следующие типы треков:

1) RedBookaudio: Появляются какWAVфайлы; чтение с них начнётCDDA-риппинг;

2) WhiteBookvideo: Появляются как проигрываемы файлыMPEG-1, содержащие аудио и видео потоки;

3) YellowBookdata:

а) AppleHFS: Появляются как монтируемый образ файловой системыHFS;

б) ISO9660: Каждая сессия появляется как монтируемый образISO;

в) ElToritobootimage: Появляется единым образом загрузочного диска.

CDfsне включён в основной состав ядраLinux, но он также распространяется по лицензииGPL, и из исходных текстов можно создать драйвер-модули для ядра серий 2.4 или 2.6.CDfsможет быть включён в кастомное ядро.

exFAT– проприетарная файловая система, предназначенная главным образом для флеш-накопителей. Впервые представлена фирмойMicrosoftдля встроенных устройств вWindowsEmbeddedCE6.0.

Основными преимуществами exFAT перед предыдущими версиями FAT являются:

1) уменьшение количества перезаписей одного и того же сектора, что важно для флеш-накопителей, у которых ячейки памяти необратимо изнашиваются после определённого количества операций записи (это сильно смягчается выравниванием износа – wear leveling, – встроенным в современные USB-накопители и SD-карточки). Это была основная причина разработки exFAT;

2) теоретический лимит на размер файла 2⁶⁴байт (16 экзабайт);

3) максимальный размер кластера увеличен до 2²⁵байт (32 мегабайта);

4) улучшение распределения свободного места за счёт введения бит-карты свободного места, что может уменьшать фрагментацию диска;

5) введена поддержка списка прав доступа;

6) поддержка транзакций (опциональная возможность, должна поддерживаться устройством).

Основными ограничениями являются:

1) Microsoft не предоставила официальных спецификаций, а для распространения и создания ФС требуется принятие лицензии, запрещающей попытки создать совместимую реализацию без нарушения патентов. Это не дает возможность реализации этой ФС на любой другой ОС в странах, где признаны патенты на программное обеспечение (США);

2) поддержка вне Windows и OS X отсутствует, а ее реализация невозможна по причине, описанной выше;

3) уже существовало несколько полностью открытых в лицензионном плане ФС, разработанных для флеш-накопителей, которые, тем не менее, не были приняты как стандарт;

4) более старые версии Windows NT, вплоть до Windows Vista без Service Pack 1 не поддерживают exFAT. Примечание – существуют официальные обновления от Microsoft, которые позволяют запускать exFAT на Windows XP SP3 и более поздних версиях.

5) Windows Vista не способна использовать exFAT-размеченные устройства под ReadyBoost. В Windows 7 это ограничение устранено;

6) более сложная структура, в сравнении с FAT, вызывает больший расход вычислительных ресурсов.

7) количество файлов в подкаталогах ограничено числом 2,796,202 (2²³/3). Для корневого каталога ограничения нет.

17.2 Данные, метаданные и журналирование:

Данные – представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе. Изначально – данные величины, то есть величины, заданные заранее, вместе с условием задачи. Противоположность – переменные величины.

Метаданные – это субканальная информация об используемых данных.

Журналирование – процесс записи информации о происходящих с каким-то объектом (или в рамках какого-то процесса) событиях в журнал (например, в файл). Этот процесс часто называют также аудитом. Применительно к компьютерной памяти журнал – это запись в хронологическом порядке операций обработки данных, которые могут быть использованы для того, чтобы воссоздать существовавшую или альтернативную версию компьютерного файла. В системах управления базами данных журнал – это записи обо всех данных, изменённых определённым процессом.

17.3 Схемы контроля доступа:

Access Control List или ACL – список контроля доступа, который определяет, кто или что может получать доступ к конкретному объекту, и какие именно операции разрешено или запрещено этому субъекту проводить над объектом. Списки контроля доступа являются основой систем с избирательным управлением доступом.

AccessControlMatrix (матрица контроля доступа) илиACM– таблица субъектов и объектов, содержащая информацию о том, какие действия конкретные субъекты могут делать с конкретными объектами. Этот тип управления доступом обычно используется в качестве атрибутов в моделях DAC. Права доступа могут быть напрямую назначены субъектам (разрешения) или объектам (ACL).