操作系统中的超级用户

在计算机操作系统中，“超级用户”是指拥有高度特权和权限的个人，对系统的资源和功能具有相当大的影响力。这位超级用户，在类 Unix 操作系统（如 Linux）上也被称为“root”，在 Windows 系统设置中则被称为“Administrator”。在获得用户授权的情况下，它拥有访问主要系统文件、文件夹和配置的所有特权，并且随着这一更高等级的到来，拥有无与伦比的能力来执行诸如管理用户帐户、更改系统设置以及安装和卸载超出普通用户能力范围的应用程序等操作。

在本文中，我们将重点介绍操作系统中超级用户的解释，以及它对操作系统产生的各种影响，还有它的优点和缺点。其他一些相关主题，如如何最大限度地利用内存，以及除了任务管理器之外，还可以使用哪些其他 Windows 程序来跟踪系统性能。

不同操作系统的超级用户帐户

在大多数情况下，Unix 类系统中的超级用户帐户被称为“root”。Root 具有全局允许的权限，使其能够编辑系统上的任何文件、执行任何程序并控制用户帐户，因为它拥有对系统的完全控制权。对于软件安装、系统设置和维护等系统管理操作，此帐户至关重要。尽管在表面上，root 帐户可能看起来像是一种特权，但实际上它本身就带有严重的Thus，安全风险，因为它赋予了过度的控制权。不当使用 root 帐户或未经授权访问它可能导致系统不稳定或被破坏。

在 Windows 操作系统上，被称为“Administrator”的特权与之类似，拥有与 Unix 类系统上的 root 相似的权限；因此，用户可以管理、添加用户并控制整个系统。Windows 通过在设置过程中默认提示用户创建一个管理员帐户，来强调管理员帐户在系统管理中的重要性。此外，Windows 还具有Vista 用户帐户控制 (V-UAC)，它通过在执行需要管理员权限的任务之前要求提供凭据或权限，从而降低了未经授权操作的风险，使安全性得到加强。

尽管 Windows 和类 Unix 系统上都存在超级用户，但它们的实现和使用方式不同。虽然 Windows 有意执行具有不同权限级别的管理员帐户的创建，但类 Unix 系统通常使用特定的 root 帐户来实现此功能。此外，Windows 除了 PowerShell 等命令行工具外，还提供图形用户界面来执行管理活动，而类 Unix 系统通常使用命令行界面来执行超级用户操作。

加强超级用户帐户安全的 5 种方法

• 设置强密码限制
  为防止未经授权访问超级用户帐户，必须强制执行强密码限制。使用复杂的密码，其中包含大写和小写字母、符号和数字的组合，这些密码很难猜测。为密码长度设置标准并强制定期更改密码，以降低密码猜测或暴力破解攻击的风险。除了查看超级用户帐户外，您还应该考虑实现 MFA（多因素身份验证），它要求用户输入额外的身份验证信息，而不是仅凭密码，通常是一次性代码或生物识别验证。
• 限制用户对超级用户权限的访问
  仅向执行其指定工作或职责所需的用户授予超级用户权限。采用最小权限原则，仅授予用户执行工作所需的权限，而无需成为超级用户。在类 Unix 系统中，使用单用户等工具选择性地分配超级用户权限。这样，用户仅对特定命令拥有提升的权限，而对整个系统的暴露则被最小化。
• 监控和检查超级用户活动
  建立彻底的审计和监控程序，以密切关注超级用户活动并识别任何未经授权或可疑的活动。监控超级用户操作（例如，运行的命令、查看或编辑的文件以及对系统配置所做的更改）的方法之一是使用日志和审计跟踪，这非常重要。定期维护审计日志，以发现异常情况或非法访问尝试。此外，您可以设置警报或通知，以帮助及时识别和解决潜在的安全问题，重点关注超级用户帐户。
• 启用 RBAC，即基于角色的访问控制
  为了更精确地管理超级用户功能，请使用基于角色的访问控制 (RBAC)，以根据用户的角色和职责授予权限。创建必要的角色并将其分配给特定工作任务或管理职责，同时将职位与相关权限匹配。RBAC 通过根据预设角色精确控制对超级用户权限的访问，有助于降低权限提升的风险，并减少安全漏洞和内部威胁的影响。
• 定期更新和修补操作系统
  为了修复已知的漏洞和安全漏洞，请保持操作系统和相关安全软件的更新，并应用最新的安全补丁和修复程序。定期应用操作系统或软件开发人员的补丁，以降低攻击者利用您的系统的风险。此外，可以分析自助式补丁管理技术的部署，以优化补丁工作，并快速将安全更新传播到整个系统。

超级用户在操作系统中的影响

• 系统管理
  超级用户的首要职责是系统管理。它帮助管理员执行基本操作，包括帐户和系统管理、调整系统设置、安装和卸载应用程序以及监控系统性能。如果缺少超级用户功能，管理员有效维护和运行操作系统的能力将受到极大限制。
• 系统配置
  超级用户管理员负责进行系统配置的修改。这包括控制系统服务、修改系统参数、配置硬件和更改网络设置。因此，创建一个可编辑的操作系统将使其能够添加所需的组件以满足用户或公司的需求。
• 软件安装和更新
  要在系统上安装和更新软件程序包，必须具有超级用户权限。要使用超级用户权限，通常需要修改系统文件和文件夹，它用于添加新应用程序、升级旧应用程序或运行系统范围的库和依赖项。这确保了软件升级和安装能够顺利且在所需授权下完成。
• 用户管理
  超级用户主要用于使管理员能够创建、编辑和删除帐户，以及定义正确的权限和特权。这包括管理用户组、实施安全策略和限制对系统资源的访问。除了检查可能登录到系统的用户的详细信息外，管理员权限对于控制用户在操作系统中的访问至关重要。
• 系统故障排除
  为了识别和解决系统问题，超级用户的访问是必不可少的。超级用户级别对于现场系统的管理和无缝运行至关重要。此外，具有超级用户访问权限的管理员可以扫描整个系统以查找恶意软件、病毒和其他安全问题，从而有助于检测和缓解对系统完整性的潜在威胁。
• 系统安全
  尽管超级用户访问对于系统管理是必需的，但它也伴随着严重的安全风险。超级用户所做的修改可能会影响系统的整体安全性和稳定性。为了降低未经授权访问或滥用超级用户功能的可能性，必须实施严格的访问控制、强大的身份验证方法和审计实践。通过使用用户帐户控制 (UAC) 等工具并将超级用户帐户的使用限制在需要时，也可以降低安全漏洞的可能性。

超级用户在操作系统中的优势

超级用户在操作系统中有几个优点，如下所示：

• 完全控制和灵活性
  具有超级用户权限的管理员可以不受限制地访问重要的系统文件、文件夹和配置。通过这种监督权，管理员将能够执行一系列任务，例如修复问题、管理用户帐户、系统配置和软件安装。当管理员拥有超级用户访问权限时，他们可以修改操作系统以满足独特的用户或组织需求。
• 有效的系统管理
  通过启用管理员执行通常保留给普通访问权限的用户无法执行的操作，从而实现了系统管理过程中的效率。管理员在安装或删除软件程序包、更改系统设置或管理用户帐户时不受限制或权限问题的困扰。由于这些程序的更高效率，将能更快地处理管理事务并使系统完全正常运行。
• 增强的安全管理
  通过允许管理员成功采用和执行安全规则，超级用户权限对于安全管理至关重要。管理员可以负责更新安全系统、检查系统日志、设置密码要求以及创建访问控制等事宜，以提高整个安全操作系统。此外，通过使管理员能够执行系统范围内的恶意软件、病毒和未经授权活动的扫描，超级用户访问有助于识别和减轻安全问题。
• 维护和故障排除系统
  执行维护和诊断网络问题的超级用户权限是必需的。管理员需要超级用户权限来识别和解决系统问题、对软件进行故障排除以及提高系统性能。超级用户拥有管理员对系统的访问权限，这使他们能够查看系统日志和系统指标并运行诊断命令。
• 有效的资源管理
  具有超级用户权限的管理员可以有效地管理系统资源。为了最大限度地利用它，系统管理员可以为各种任务分配 CPU、内存和磁盘空间等系统资源，为系统操作设置优先级，监控性能等。当管理员拥有超级用户访问权限时，他们可以通过根据用户需求和系统要求分配资源来最大化系统响应能力和效率。

超级用户在操作系统中的缺点

超级用户在操作系统中有几个缺点，如下所示：

• 增加了安全威胁的易感性
  由于高级帐户没有给予控制权，它们可以对可用的关键配置和系统资源进行更改，因此代表了主要的Thus，安全风险。如果超级用户帐户受到损害，无论是通过非法访问还是利用安全漏洞，恶意攻击者都可能完全控制系统。因此，安装恶意软件、操纵系统和侵入性数据访问将造成很多损害，例如大量数据泄露甚至系统崩溃。
• 意外损坏的可能性
  拥有超级用户访问权限的管理员能够安装和删除软件、更改关键系统参数以及对整个系统进行修改。一方面，拥有此特权和强大能力的管理员会面临随之而来的挑战，而拥有此职位的管理员看似善意的举动甚至可能导致意外的不稳定或简单的故障。系统崩溃、数据丢失和服务中断只是可能因意外删除重要系统文件、自定义系统偏好设置而导致的已知示例之一，
• 权限升级的风险
  旨在提高系统内访问权限的攻击者可能会将系统超级用户帐户作为升级的攻击目标。恶意行为者可能会尝试利用漏洞或配置错误来提升他们的权限并在获得超级用户访问权限后获得超级用户访问权限。开发人员很可能会使用更智能、更隐蔽的攻击方法，以及不太技术性的方法，例如社交工程或绕过威胁检测程序的警报。
• 缺乏问责制和审计
  由于超级用户帐户经常在标准用户访问限制和审计程序的范围之外运行，因此可能难以准确地跟踪它们在做什么。如果没有适当的日志记录和审计流程，故意行为和保留的本质将是不可行的。这种缺乏问责制将导致复杂的事件响应并危及系统的整体安全态势。
• 内部威胁的可能性
  许多超级用户帐户可能仅由受信任的成员访问，例如管理员。然而，内部威胁（即拥有系统访问权限但出于恶意目的使用它的人）仍然可以拥有特权。内部威胁对组织的Thus，安全和完整性构成严重威胁，因为他们可能会滥用超级用户访问权限来窃取机密信息、破坏系统功能或从事其他未经授权的行为。

如何在 Linux 服务器上最好地利用 RAM？

• 确定内存使用情况
  首先，弄清楚哪些程序和进程正在消耗服务器上的内存。要监控内存消耗，请检查占用大量内存的程序，并利用 top、free 等工具。
• 减小应用程序内存占用
  检查并优化服务器端应用程序配置，以最小化这些程序的内存占用。这些更改可能包括将缓存加载限制为特定数量，暂停占用资源的后台服务，调整数据库配置等。
• 启用交换空间
  当物理 RAM 不够用时，交换空间允许 Linux 使用磁盘空间作为虚拟内存。请确保您正在使用笔记本电脑的交换空间并已正确设置，以防内存不足。但是，交换空间应仅少量使用，因为过度依赖它会降低性能。
• 修改 Swappiness
  Linux 的主要内存管理算法称为 swapiness，它决定了它将内存复制到磁盘的速度。根据服务器的繁忙程度，您可以通过调整 swapiness 来优化内存利用率。降低 swapiness 对计算机可能有用，因为它可以在不发生虚拟内存和物理内存之间交换的情况下，为程序节省物理 RAM。
• 查找并停止内存泄漏
  内存泄漏发生在程序未释放其不再使用的内存时，这会导致内存随时间推移而逐渐增加。您需要跟踪系统日志以及 memcheck 或 valgrind 程序，以识别内存泄漏并在您的应用程序中修复它们。
• 调整内核设置
  您可以通过修改内核设置来改进服务器的内存管理。可能通过操作 [vm.dirty_ratio, vm.dirty_background_ratio, 和 vm.swappiness] 参数来实现将资源优先分配给服务器以满足其需求。
• 优化文件系统缓存
  Linux 通过使用可用 RAM 将数据缓存到磁盘来提高文件系统速度。正确设置文件系统缓存，以便有效地使用内存而不会牺牲稳定的系统运行。
• 使用轻量级替代方案
  如果可行，请考虑用轻量级程序替换内存密集型程序。较重的数据库选项（如 Apache 或 MySQL）消耗的内存较多。减少内存占用的一种方法是先使用 SQLite 或 Nginx 等较轻的解决方案。
• 定期检查和调整
  为了保持最佳性能，定期检查服务器的内存使用情况并进行必要的配置调整至关重要。不同应用程序的用户可能会观察到内存使用模式随时间的差异。
• 考虑硬件升级
  为了给您的应用程序提供更多资源，如果尽管进行了优化努力，内存短缺仍然存在，您可能需要考虑升级服务器上的物理内存 (RAM)。

除了任务管理器之外，还可以使用哪些其他 Windows 程序来跟踪系统性能？

• Process Explorer
  它由 Microsoft 开发，是任务管理器的替代品，因为它提供了有关句柄、DLL 和进程等的详细信息。它提供了进程的分层视图，有助于理解资源分配和进程关系。它是一个增强的工具，可用于查找活动进程和句柄，并查看 CPU 和内存使用情况的实时精确统计信息。
• Sysinternals Suite
  Microsoft 创建了 Sysinternals Suite，这是一套复杂的系统实用程序。此外，它还包含一套免费工具，如 Process Monitor，可帮助您根据需要启动和停止服务和进程，而 Autoruns 可确保您能够实时跟踪文件系统、注册表和进程/线程活动。Sysinternals Suite 提供了全套工具，用于识别和解决系统性能问题。
• HWMonitor
  这些硬件监控仪表板为您提供实时随机存取存储器 (RAM)、CPU、GPU 和其他关键系统数据的访问权限。它可以帮助您监控系统健康状况并识别任何硬件问题。它可以与硬件中内置的任何传感器配合使用。使用 HWMonitor 的用户友好界面，可以轻松监控硬件性能和温度。
• SpeedFan
  SpeedFan 是另一个硬件监控工具，可让您查看系统的电压和温度，并检查所有风扇速度。为了提高效率和降低噪音，它还具有修改系统设置和风扇速度管理的功能。如果您发现手动调整风扇或超频硬件很重要，那么 SpeedFan 是您的理想选择。
• Process Hacker
  Process Hacker 是一个开源系统监视器和进程查看器，可提供有关活动服务、进程和网络连接的全面详细信息。这些功能包括内存编辑、系统监视和实例终止。由于 Process Hacker 的高度可定制性，您可以设计自定义视图和过滤器来专注于系统性能的特定区域。

双启动配置与虚拟机相比的优缺点

虚拟系统的优点

• 隔离
  使用虚拟机有很多优点，其中之一是隔离。这是每台虚拟机与主机和其他虚拟机之间的完全独立，因为每台虚拟机都在其自己的独立环境中运行。这种隔离提高了Thus，安全性和稳定性，因为一台虚拟机中的问题不太可能影响其他虚拟机。
• 便利性
  通过允许程序同时在多个操作系统上运行而无需在主机系统上重新启动，虚拟机因此使用户的生活变得更加轻松。因此，在多个环境之间切换和在不同平台上测试软件变得简单，并且不会干扰您的主操作系统。
• 快照和回滚
  VM 软件通常提供诸如存储快照的功能，使您能够查看 VM 的当前状态，并在必要时进行回滚。这有助于您测试设置或软件更改，而不会危及您的系统稳定性。
• 资源管理
  使用虚拟机制和软件，用户可以将不同的虚拟机分配到不同的资源确保，如 RAM、磁盘空间和 CPU 核心。由于其适应性，用户可以根据每台虚拟机的使用情况多或少地分配资源。因此，这与成功投资于产品生产有关。

虚拟系统的缺点

• 开销
  与直接在硬件上运行操作系统相比，在虚拟机内运行操作系统会产生性能开销。VMM（虚拟化层）是此开销的来源。因此，该数字将影响 CPU、内存和磁盘 I/O 操作的执行情况。
• 硬件限制
  主机系统对虚拟机施加硬件限制。一个例子是，运行在主机服务器上的 VM 将继承主机系统的 CPU、内存和磁盘容量限制，从而限制了这些 VM 的性能。

双启动设置的优点

• 性能
  使用双启动配置时，不需要虚拟化，因为每个操作系统都直接在硬件上运行。通常，它们比安装在虚拟机中的操作系统更快、更有效。
• 完全硬件访问
  运行在双启动配置中的操作系统可以通过完全访问主机系统的硬件资源来充分利用其可用的 CPU、内存和磁盘资源。

双启动设置的缺点

• 有限的同步性
  在双启动设置下，一次只能运行一个操作系统。切换操作系统时需要重新启动计算机，这可能会非常繁琐并中断工作流程。
• 数据丢失的风险
  如果启动过程和分区没有正确执行，双启动可能会出现数据丢失。意外删除或分区损坏可能导致受影响分区上保存的数据丢失。
• 复杂度
  双启动系统的设置和维护不仅对用户来说是一项艰巨的任务，而且对于计算机活动新手来说也是如此。对于每个操作系统，它都需要管理程序依赖项、配置引导加载程序和分区磁盘。