不同linux操作系统的内存管理及安全性
20191331 lyx
1.前言
今天编程时遇到一个非常有趣的现象————编写了一个socket网络通信程序，使用一台虚拟机（openeuler 20.03 LTS）做客户端，另外一台云服务器（Ubuntu 18.04 server 64bit with ARM）和一台虚拟机（kali linux4.19.0-kali4-amd64 ）做服务端。程序非常简单，即客户端和服务端建立socket连接，服务端返回当前时间。但却出现了两种实验结果。
环境：
代码如下：
********************client.c*************************
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <errno.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>
#define RIO_BUFSIZE 8192
typedef struct sockaddr SA;
typedef struct{
int rio_fd;
int rio_cnt;
char *rio_bufptr;
char rio_buf[RIO_BUFSIZE];
}rio_t;
#define MAXLINE 200
int get_local_ip(const char *eth_inf,char *ipBuf)
{
int sd;
struct sockaddr_in sin;
struct ifreq ifr;
sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (-1 == sd)
{
printf("socket error: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
strncpy(ifr.ifr_name, eth_inf, IFNAMSIZ);
ifr.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = 0;
// if error: No such device
if (ioctl(sd, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0)
{
printf("ioctl error: %s\n", strerror(errno));
close(sd);
return -1;
}
snprintf(ipBuf ,50,"%s" ,inet_ntoa(((struct sockaddr_in*)&ifr.ifr_addr)->sin_addr));
close(sd);
return 0;
}
int open_clientfd(char *hostname,int port){
int clientfd;
struct hostent *hp;
struct sockaddr_in serveraddr;
if((clientfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
return -1;
if((hp = gethostbyname(hostname))==NULL)
return -2;
bzero((char *)&serveraddr,sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
bcopy((char *)hp->h_addr_list[0],
(char *)&serveraddr.sin_addr.s_addr,hp->h_length);
serveraddr.sin_port = htons(port);
if(connect(clientfd,(SA *)&serveraddr,sizeof(serveraddr))<0)
return -1;
return clientfd;
}
int main(int argc,char **argv){
int clientfd,port;
char *host,buf[MAXLINE];
char myhost[32] = "";
char sbuf[MAXLINE];
char rbuf[MAXLINE];
rio_t rio;
char str1[MAXLINE]="Client IP:";
char str2[MAXLINE]="Server Implementer:20191331";
char str3[MAXLINE]="Current Time:";
if(argc!=3){
fprintf(stderr,"usage:%s <host> <port>\n",argv[0]);
exit(0);
}
get_local_ip("enp0s3",myhost);
host = argv[1];
port = atoi(argv[2]);
clientfd = open_clientfd(host,port);
while(1){
recv(clientfd,rbuf,MAXLINE,0);
printf("%s",str1);
puts(myhost);
printf("%s",str2);
putchar('\n');
printf("%s",str3);
puts(rbuf);
close(clientfd);
exit(0);
}
}
*************************server.c************************
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <errno.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>
#define MAXLINE 200
#define RIO_BUFSIZE 8192
#define LISTENQ 1024
typedef struct{
int rio_fd;
int rio_cnt;
char *rio_bufptr;
char rio_buf[RIO_BUFSIZE];
}rio_t;
typedef struct sockaddr SA;
typedef struct{
int tm_sec;
int tm_min;
int tm_hour;
int tm_mday;
int tm_mon;
int tm_year;
int tm_wday;
int tm_yday;
int tm_isdst;
}tm;
int open_listenfd(int port){
int listenfd,optval=1;
struct sockaddr_in serveraddr;
if((listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
return -1;
if(setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,
(const void*)&optval,sizeof(int))<0)
return -1;
bzero((char *)&serveraddr,sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serveraddr.sin_port = htons((unsigned short)port);
if(bind(listenfd,(SA*)&serveraddr,sizeof(serveraddr))<0)
return -1;
if(listen(listenfd,LISTENQ)<0)
return -1;
return listenfd;
}
void sigchld_handler(int sig){
pid_t pid;
int stat;
while((pid = waitpid(-1,&stat,WNOHANG))>0){
printf("child %d terminated\n",pid);
}
return;
}
int get_local_ip(const char *eth_inf,char *ipBuf)
{
int sd;
struct sockaddr_in sin;
struct ifreq ifr;
sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (-1 == sd)
{
printf("socket error: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
strncpy(ifr.ifr_name, eth_inf, IFNAMSIZ);
ifr.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = 0;
// if error: No such device
if (ioctl(sd, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0)
{
printf("ioctl error: %s\n", strerror(errno));
close(sd);
return -1;
}
snprintf(ipBuf ,50,"%s" ,inet_ntoa(((struct sockaddr_in*)&ifr.ifr_addr)->sin_addr));
close(sd);
return 0;
}
int main(int argc,char **argv){
int listenfd,connfd,port,clientlen;
struct sockaddr_in clientaddr;
struct hostent *hp;
char *haddrp;
char sbuf[MAXLINE];
char rbuf[MAXLINE];
char myhost[32] = "";
rio_t rio;
time_t lt;
tm *local;
char str1[MAXLINE]="Server IP:";
char str2[MAXLINE]="Server Implementer:";
char str3[MAXLINE]="Current Time:";
if(argc != 2){
fprintf(stderr,"usage:%s <port>\n",argv[0]);
exit(0);
}
port = atoi(argv[1]);
signal(SIGCHLD,sigchld_handler);
listenfd = open_listenfd(port);
while(1){
clientlen = sizeof(clientaddr);
connfd = accept(listenfd,(SA *)&clientaddr,&clientlen);
hp = gethostbyaddr((const char*)&clientaddr.sin_addr.s_addr,
sizeof(clientaddr.sin_addr.s_addr),AF_INET);
haddrp = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
printf("server connected to %s (%s)\n",hp->h_name,haddrp);
if(fork() == 0){
close(listenfd);
lt = time(NULL);
local = localtime(<);
strftime(sbuf,64,"%Y-%m-%d %H:%M:%S",local);
get_local_ip("enp0s3",myhost);
//send(connfd,myhost,MAXLINE,0);
strcat(sbuf,"\n");
strcat(sbuf,str1);
strcat(sbuf,myhost);
send(connfd,sbuf,MAXLINE,0);
close(connfd);
exit(0);
}
close(connfd);
}
}
然后运行时就发生了非常神奇的事
在组（openeuler - kali）程序执行成功
在组（openeuler - ubuntu）程序执行失败
由此可见 不同操作系统对于内存管理的策略有所不同，安全性也有所不同。
类Unix操作系统对比
-
centos作为服务器部署是第一选择。CentOS去除很多与服务器功能无关的应用，系统简单但非常稳定，命令行操作可以方便管理系统和应用，丰富的帮助文档和社区的支持。
-
ubuntu最佳的应用领域是桌面操作系统而非服务器操作系统。
-
Debian作为服务器的选择，但是由于其发展路线，使它的帮助文档相对于CentOS略少，技术资料也少。
三大linux系统 内存安全 比较
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但根据我以上实践的结果推测，可能是系统内核版本的原因，linux操作系统同出一源，区别不大，真正造成该现象的原因应该是内存管理策略的细微不同，也可能跟当时的系统状态有关。