Между включением питания компьютера и моментом, когда система готова к работе с пользователем, происходит процедура загрузки системы.
В процессе загрузки будет запущена основная управляющая программа (ядро), определено и инициализировано имеющееся оборудование, активизированы сетевые соединения, запущены системные службы.
В Linux во время загрузки на экран выводятся диагностические сообщения о происходящих событиях, и если всё в порядке и не возникло никаких ошибок, загрузка завершится выводом на экран приглашения «login:». Оно может быть оформлено по-разному, в зависимости от настройки системы оно может отображаться в красиво оформленном окне или в виде простой текстовой строки вверху экрана.
Это приглашение к регистрации в системе: система ожидает, что в ответ на это приглашение будет введено входное имя пользователя, который начинает работу. Естественно, имеет смысл вводить такое имя, которое уже известно системе, чтобы она могла «узнать», с кем предстоит работать, выполнять команды «незнакомого» Linux откажется.
Многопользовательская модель разграничения доступа
Процедура регистрации в системе обязательна для Linux, работать в системе, не зарегистрировавшись под тем или иным именем пользователя, просто невозможно. Для каждого пользователя определена сфера его полномочий в системе: программы, которые он может запускать, файлы, которые он имеет право просматривать, изменять, удалять. При попытке сделать что-то, выходящее за рамки полномочий, пользователь получит сообщение об ошибке.
Такая строгость может показаться необязательной, если пользователи компьютера доверяют друг другу, и особенно если у компьютера только один пользователь. Такая ситуация очень распространена на сегодняшний день, когда слово «компьютер» означает в первую очередь «персональный компьютер».
Вместо формального «зарегистрироваться в системе» обычно используют выражение «войти в систему». Операционная система представляется чем-то вроде замкнутого помещения, внутри которого можно оказаться, только успешно проникнув через «дверь» — пройдя процедуру регистрации.
Однако персональный компьютер — довольно-таки позднее явление в мире вычислительной техники, получившее широкое распространение только в последние два десятилетия. Несколько раньше «компьютер» ассоциировался с огромным и дорогостоящим (занимавшем целые залы) вычислительным центром, предназначенным в первую очередь для решения разного рода научных задач. Машинное время такого центра стоит очень недёшево, и при этом его возможности необходимы одновременно многим сотрудникам, которые могут ничего не знать о работе друг друга.
Требуется следить за тем, чтобы не произошло случайного вмешательства пользователей в чужую работу и повреждения чужих данных (файлов), выделять каждому машинное время (по возможности избежав простаивания), пространство на диске и при этом не допустить узурпирования всех ресурсов одним пользователем и его задачей, а равномерно делить ресурсы между всеми.
Для такой системы принципиально важно знать, кому принадлежат задачи и файлы, поэтому и возникла необходимость выдавать доступ к ресурсам системы только после того, как пользователь зарегистрируется в системе под тем или иным именем.
Такая модель была реализована в многопользовательской операционной системе UNIX. Именно от неё Linux — также многопользовательская система — унаследовал принципы работы с пользователями. Но это не просто дань традиции или стремление к универсальности: многопользовательская модель позволяет решить ряд задач, весьма актуальных и для современных персональных компьютеров, и для серверов, работающих в локальных и глобальных сетях, и вообще в любых системах, одновременно выполняющих разные задачи, отвечают за которые разные люди.
Компьютер — это всего лишь инструмент для решения разного рода прикладных задач: от набора и распечатывания текста до вычислений. Сложность состоит в том, что для изменения этого инструмента и для работы с его помощью используются одни и те же операции: изменение файлов, выполнение программ.
Получается, что, если не соблюдать осторожности, побочным результатом работы может стать выход из строя самой системы. Поэтому первоочередная задача для систем любого масштаба — разделять повседневную работу и изменение самой системы.
В многопользовательской модели эта задача решается очень просто: разделяются обычные пользователи и администратор (ы). В полномочия обычного пользователя входит все необходимое для выполнения прикладных задач, попросту говоря, для работы, однако ему запрещено выполнение действий, изменяющих саму систему. Таким образом можно избежать повреждения системы в результате ошибки пользователя (нажал не ту кнопку) или ошибки в программе, или даже по злому умыслу (например, вредительской программой-вирусом).
Полномочия администратора обычно не ограничены. Для персонального компьютера, с которым работают несколько человек, довольно важно обеспечить каждому независимую рабочую среду. Это снижает вероятность случайного повреждения чужих данных, а также позволяет каждому пользователю настроить внешний вид рабочей среды по своему вкусу и, например, сохранить расположение открытых окон между сеансами работы. Эта задача очевидным образом решается в многопользовательской модели: организуется домашний каталог, где хранятся данные пользователя, настройки внешнего вида и поведения его системы и т. п., доступ остальных пользователей к этому каталогу ограничивается.
Если компьютер подключён к глобальной или локальной сети, то вполне вероятно, что какую-то часть хранящихся на нем ресурсов имеет смысл сделать публичной и доступной по сети. Напротив, часть данных, скорее всего, делать публичными не следует (например, личную переписку). Ограничив публичный доступ пользователей к персональным данным друг друга, мы решим и эту задачу.
Именно благодаря гибкости многопользовательской модели разграничения доступа она используется сегодня не только на серверах, но и на домашних персональных компьютерах. В самом простом варианте — для персонального компьютера, на котором работает только один человек — эта модель сводится к двум пользователям: обычному пользователю для повседневной работы и администратору — для настройки, обновления, дополнения системы и исправления неполадок. Но даже в таком сокращённом варианте это даёт целый ряд названных выше преимуществ.
Учётные записи
Конечно, система может быть «знакома» с человеком только в переносном смысле: в ней должна храниться запись о пользователе с таким именем и о связанной с ним системной информации — учётная запись. Английский эквивалент термина учётная запись — account, «счёт».
Именно с учётными записями, а не с самими пользователями, и работает система. В действительности, соотношение учётных записей и пользователей-людей в Linux обычно не является однозначным: несколько человек могут использовать одну учётную запись — система не может их различить. И в то же время в Linux имеются учётные записи для системных пользователей, от имени которых работают некоторые программы и которые не предназначены для работы людей.
- учётная запись
- Объект системы, при помощи которого Linux ведёт учёт работы пользователя в системе. Учётная запись содержит данные о пользователе, необходимые для регистрации в системе и дальнейшей работы с ней.
Учётные записи могут быть созданы во время установки системы или после установки. Подробно процедура создания учётных записей (добавления пользователей) описана в лекции Конфигурационные файлы.
Главное для человека в учётной записи — её название, входное имя пользователя. Именно о нём спрашивает система, выводя приглашение «login:». Помимо входного имени в учётной записи содержатся некоторые сведения о пользователе, необходимые системе для работы с ним.
Ниже приведён список этих сведений.
- входное имя
- Название учётной записи пользователя, которое нужно вводить при регистрации пользователя в системе.
Идентификатор пользователя
Linux связывает входное имя c идентификатором пользователя в системе — UID (User ID). UID — это положительное целое число, по которому система и отслеживает пользователей.
Это может оказаться важным, например, в такой ситуации: учётную запись пользователя с именем test удалили из системы, а потом добавили снова. Однако с точки зрения системы это уже другой пользователь, потому что у него другой UID.
Обычно это число выбирается автоматически при регистрации учётной записи, однако оно не может быть совершенно произвольным. В Linux есть некоторые соглашения относительно того, каким типам пользователей могут быть выданы идентификаторы из того или иного диапазона. В частности, UID от «0» до «100» зарезервированы для псевдопользователей.
Обычно Linux выдаёт нормальным пользователям UID, начиная с «500» или «1000».
- идентификатор пользователя
- Уникальное число, однозначно идентифицирующее учётную запись пользователя в Linux. Таким числом снабжены все процессы Linux и все объекты файловой системы. Используется для персонального учёта действий пользователя и определения прав доступа к другим объектам системы
Идентификатор группы
Кроме идентификационного номера пользователя с учётной записью связан идентификатор группы. Группы пользователей применяются для организации доступа нескольких пользователей к некоторым ресурсам. У группы, так же, как и у пользователя, есть имя и идентификационный номер — GID (Group ID). В Linux пользователь должен принадлежать как минимум к одной группе — группе по умолчанию.
При создании учётной записи пользователя обычно создаётся и группа, имя которой совпадает с входным именем, именно эта группа будет использоваться как группа по умолчанию для этого пользователя. Пользователь может входить более чем в одну группу, но в учётной записи указывается только номер группы по умолчанию.
Как правило, численное значение GID в этом случае совпадает со значением UID.
Полное имя
Помимо входного имени в учётной записи содержится и полное имя (имя и фамилия) использующего данную учётную запись человека. Конечно, пользователь может указать что угодно в качестве своего имени и фамилии. Полное имя необходимо не столько системе, сколько людям — чтобы иметь возможность определить, кому принадлежит учётная запись.
Домашний каталог
Файлы всех пользователей в Linux хранятся раздельно, у каждого пользователя есть собственный домашний каталог, в котором он может хранить свои данные. Доступ других пользователей к домашнему каталогу пользователя может быть ограничен. Информация о домашнем каталоге обязательно должна присутствовать в учётной записи, потому что именно с него начинает работу пользователь, зарегистрировавшийся в системе.
Командная оболочка
Каждому пользователю нужно предоставить способ взаимодействовать с системой: передавать ей команды и получать её ответы. Для этой цели служит специальная программа — командная оболочка (или интерпретатор командной строки), она должна быть запущена для каждого пользователя, зарегистрировавшегося в системе.
Поскольку в Linux доступно несколько разных командных оболочек, в учётной записи указано, какую из командных оболочек нужно запустить для данного пользователя. Если специально не указывать командную оболочку при создании учётной записи, она будет назначена по умолчанию, вероятнее всего это будет bash.
- интерпретатор командной строки
- Программа, используемая в Linux для огранизации диалога человека и системы. Командный интерпретатор имеет три основных ипостаси: (1) редактор и анализатор команд в командной строке, (2) высокоуровневый системно-ориентированный язык программирования, (3) средство организации взаимодействия команд друг с другом и с системой.
Понятие «администратор»
В Linux есть ровно один пользователь, полномочия которого в системе принципиально отличаются от полномочий остальных пользователей — это пользователь с идентификатором «0». Обычно учётная запись пользователя с UID=0 называется root (англ., «корень»).
Пользователь root — это «администратор» системы Linux, учётная запись для root обязательно присутствует в любой системе Linux, даже если в ней нет никаких других учётных записей. Пользователю с таким UID разрешено выполнять любые действия в системе, а значит, любая ошибка или неправильное действие может повредить систему, уничтожить данные и привести к другим печальным последствиям. Поэтому категорически не рекомендуется регистрироваться в системе под именем root для повседневной работы.
Работать в root следует только тогда, когда это действительно необходимо: при настройке и обновлении системы, восстановлении после сбоев. Именно root обладает достаточными полномочиями для создания новых учётных записей.