文件的保护与保密
在文件系统中，文件保护和文件保密是确保数据安全的重要措施。
- 文件保护：防止用户的错误操作导致文件数据丢失或破坏。
- 文件保密：防止未经授权的用户访问文件内容。
影响文件系统安全的因素
- 人为因素：误操作、恶意攻击、权限滥用等。
- 系统因素：硬件故障、软件漏洞、系统崩溃等。
- 自然因素：电源故障、自然灾害（如火灾、地震）等。
文件系统安全的主要措施
- 存取控制机制：限制用户对文件的访问权限，防止误操作或恶意操作。
- 磁盘容错技术：通过增加冗余和备份，防止系统故障导致的数据丢失。
- 备份技术：定期将数据备份到其他存储设备上，防止因自然因素造成的数据丢失。
存取控制
存取控制是通过设置文件的访问权限来限制用户对文件的操作，既能保护文件，又能保证文件的保密性。
常见的文件存取权限
| 权限 | 说明 |
|---|---|
E |
可执行 |
R |
可读 |
W |
可写 |
- |
无权限 |
存取控制的方案
- 存取控制矩阵：通过二维矩阵描述用户与文件之间的访问权限关系。行表示用户，列表示文件，矩阵的每个元素表示该用户对该文件的操作权限。
- 存取控制表：每个文件对应一个表，记录具有访问权限的用户及其对应权限。
- 设置口令：文件所有者为文件设置访问口令，用户在访问文件时需要提供正确的口令。
- 文件加密：对文件内容进行编码，只有解密后才能访问文件内容。
磁盘容错技术
磁盘容错技术通过增加冗余设备（如磁盘驱动器、磁盘控制器）来提高文件系统的完整性和可靠性，分为以下三个级别：
一级容错技术
- 适用场景：磁盘表面发生局部缺陷。
- 常用方法：
- 双目录：为文件系统维护两份目录副本。
- 双文件分配表：为文件分配表建立冗余副本。
- 热修复重定向：动态调整数据的存储位置，绕过损坏区域。
- 写后读校验：写入数据后立即读取校验，确保数据完整性。
二级容错技术
- 适用场景：磁盘驱动器发生故障。
- 常用方法：
- 磁盘镜像：复制整个磁盘的数据到另一块磁盘上，实现实时同步。
- 磁盘双工：通过两个独立的磁盘控制器管理两个磁盘，提供更高的可靠性。
三级容错技术
- 适用场景：高可靠性的网络系统。
- 常用方法：结合多种容错和冗余技术，实现高度可靠的数据保护。
RAID（廉价磁盘冗余阵列）
RAID 是一种高级容错技术，通过使用多块磁盘和一个磁盘阵列控制器，实现高性能和高可靠性。RAID 的主要特点是利用冗余存储技术，即使其中一块磁盘损坏，也不会导致数据丢失。
- 常见 RAID 级别：
- RAID 0：数据条带化，提升性能，但无容错功能。
- RAID 1：磁盘镜像，实现数据冗余。
- RAID 5：分布式奇偶校验，提供性能和容错性。
- RAID 6：双奇偶校验，提供更高的容错性。
- RAID 10：结合 RAID 1 和 RAID 0，提供高性能和冗余。
数据备份与转储
数据备份是防止数据丢失的重要措施，通常通过将重要文件复制到其他存储介质上实现。
常见备份措施
- 建立副本：为重要文件创建多个副本，保存在不同的存储介质上（如硬盘、光盘、U盘等）。
- 定期转储：定时或定期将文件转储到其他存储设备上，常用的转储方法有：
- 全量转储：备份所有文件。
- 增量转储：仅备份自上次转储以来修改过的文件。