访问控制
- 每个文件关联访问控制信息，确定用户对文件的访问权限
- 文件系统需要验证每次操作是否合法，防止未授权访问
保护机制
口令保护
- 为每个文件设置一个口令（password）
- 用户访问文件时必须提供正确的口令
- 优点：实现简单，开销小
- 缺点：口令存储在文件系统中可能被窃取，权限粒度粗（一个口令对所有操作），修改口令需通知所有用户
加密保护
- 对文件内容进行加密存储，即使数据被窃取也无法解读
- 用户访问时需要提供密钥进行解密
- 优点：安全性高，即使存储介质被盗也无法读取
- 缺点：加解密有计算开销；密钥管理复杂（丢失密钥则数据永久丢失）
访问控制矩阵
- 用二维矩阵表示系统中的访问控制信息
- 行：系统中的主体（用户/进程）
- 列：系统中的客体（文件/设备等资源）
- 矩阵元素：主体对客体拥有的访问权限
- 优点：模型清晰，理论上可表达任意访问策略
- 缺点：矩阵稀疏（大多数用户对大多数文件无权限），存储开销大，实际系统中很少直接使用
- 实际实现：分解为按行（Capability List）或按列（ACL）存储
访问控制列表（ACL）
- 按列分解：每个文件关联一个列表，记录哪些用户（或组）拥有何种权限
- 每次访问时，系统根据发起操作的用户身份在 ACL 中查找对应权限
- 优点：逻辑清晰，易于管理和修改（仅修改文件本身的 ACL）
- 缺点：用户数量大时 ACL 变长，查找效率下降
- UNIX 简化 ACL：将用户分为三类——所有者（owner）、同组用户（group）、其他用户（others），各用 3 位（rwx）表示权限
- 这是 ACL 的一种简化形式，用 9 位权限位替代完整 ACL 列表
- 效率高，但粒度粗（无法为单个用户单独设权）
访问权限类型
- 读（R）：查看文件内容
- 写（W）：修改文件内容
- 执行（X）：运行可执行文件（对目录而言表示可进入该目录）
- 删除（D）：删除文件
- 修改属性：修改文件属主、权限等元数据
- 遍历文件夹：对目录的访问权限（列出目录内容）
- 在 UNIX 中，对目录的读/写/执行含义与普通文件不同：
- 目录的 R：可列出目录内容（
ls）
- 目录的 W：可在目录中创建或删除文件
- 目录的 X：可进入目录（
cd），但未必能列出内容
文件共享机制
硬链接（Hard Link）
- 多个文件名指向同一个 inode（索引节点）
- 实质：在目录中创建新的目录项，指向同一个 inode
- 特点：
- 所有硬链接地位平等，没有主次之分，全部删除后文件才真正被删除
- inode 中维护链接计数（
st_nlink），每创建一个硬链接计数 +1，删除一个时 -1，计数为 0 时释放 inode 和数据块
- 硬链接不能跨文件系统（inode 号仅在同一个文件系统内唯一）
- 不能对目录创建硬链接（防止环路）
- 优点：共享效率高（无额外空间开销），共享关系对应用程序透明
- 缺点：删除时容易误以为文件已删除（实际还存在其他链接），逻辑复杂
软链接 / 符号链接（Symbolic Link）
- 创建一个特殊类型文件，其内容存储指向目标文件的路径名
- 访问软链接时，系统自动读取该文件中的路径，重定向到目标文件
- 特点：
- 软链接有自己的 inode，与原文件 inode 不同
- 可以跨文件系统（因为存的是路径名，而非 inode 号）
- 可以对目录创建软链接
- 删除原文件后，软链接仍然存在，但指向无效路径——悬空链接（Dangling Link）
- 符号链接文件本身的权限（
lrwxrwxrwx）通常无实际意义，权限由目标文件决定
- 优点：灵活，支持跨文件系统共享
- 缺点：访问时需多一次路径解析，存在悬空链接风险
硬链接 vs 软链接对比
| 特性 | 硬链接 | 软链接 |
|---|
| 本质 | 多个目录项指向同一 inode | 存路径名的特殊文件 |
| 跨文件系统 | 不支持 | 支持 |
| 目录共享 | 不支持 | 支持 |
| 链接目标删除后 | 文件仍可通过其他链接访问 | 链接失效（悬空） |
| 对应用透明性 | 透明 | 有间接性 |
| inode | 共用 | 各自独立 |
文件备份
备份策略
- 全量备份（Full Backup）：复制所有文件到备份介质
- 优点：恢复最简单，只需一份备份即可完全恢复
- 缺点：备份时间长，占用存储空间大
- 通常作为周期性基准备份（如每周日执行）
- 增量备份（Incremental Backup）：只备份自上次任何类型备份以来修改过的文件
- 优点：备份量小，速度快，节省存储空间
- 缺点：恢复时需要全量备份 + 所有增量备份链，任一个增量损坏则后续数据丢失
- 通常每日执行
- 差异备份（Differential Backup）：只备份自上次全量备份以来修改过的文件
- 优点：恢复比增量快（只需全量 + 最新差异备份）
- 缺点：每次差异备份逐渐变大（因为累积所有自全量后的变化）
- 在备份速度与恢复速度之间折中
备份示例（周日全量 + 周一到周六增量/差异）
| 日期 | 修改文件 | 全量 | 增量 | 差异 |
|---|
| 周日 | - | 全量 A | A | A |
| 周一 | f1 | - | f1 | f1 |
| 周二 | f2 | - | f2 | f1,f2 |
| 周三 | f3 | - | f3 | f1,f2,f3 |
| 周四恢复 | - | 需 A+f1+f2+f3 | 需 A+f1+f2+f3 | |
差异备份周三需备份 f1+f2+f3（累积），增量只需 f3（仅当日变化）。
备份注意事项
- 定期执行：按业务需求设定备份周期（如每日增量 + 每周全量）
- 异地存储：备份介质最好存放在异地，防止火灾、盗窃等灾难导致主备同时丢失
- 恢复测试：定期测试备份的可恢复性，确保备份数据可用
- 冷热备份：热备份（系统运行中备份）vs 冷备份（停机备份），热备份需解决一致性问题