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经典的Fork解析

发布时间:2015-06-24 21:30:47来源:linux.cn作者:saymagic.cn

Jaromil在2002年设计了最为精简的一个Linux Fork,整个代码只有13个字符,在shell中运行后几秒后系统就会宕机:

:(){:|:&};:

这样看起来不是很好理解,我们可以更改下格式:

:()
{
:|:&
};
:

更好理解一点的话就是这样:

bomb()
{
bomb|bomb&
};
bomb

因为shell中函数可以省略function关键字,所以上面的十三个字符是功能是定义一个函数与调用这个函数,函数的名称为:,主要的核心代码是:|:&,可以看出这是一个函数本身的递归调用,通过&实现在后台开启新进程运行,通过管道实现进程呈几何形式增长,最后再通过:来调用函数引爆.因此,几秒钟系统就会因为处理不过来太多的进程而死机,解决的唯一办法就是重启。


Bomb一下

秉着不作不死的心态,我们也来运行一下,于是我将矛头指向云主机,,我使用了国内的一个2G内存的云主机,首先在本地开启两个终端,在一个终端连接云主机后运行,几秒后再尝试用另外一个终端登录,效果可以看下面图:

经典的Fork解析

看,运行一段时间后直接报出了-bash: fork: Cannot allocate memory,说明内存不足了。并且我在二号终端上尝试连接也没有任何反应。因为是虚拟的云主机,所以我只能通过主机服务商的后台来给主机断电重启。然后才能重新登录:

经典的Fork解析


危害

Fork带来的后果就是耗尽服务器资源,使服务器不能正常的对外提供服务,也就是常说的DoS(Denial of Service)。与传统1v1、通过不断向服务器发送请求造成服务器崩溃不同,Fork有种坐山观虎斗,不费一兵一卒斩敌人于马下的感觉。更吓人的是这个函数是不需要root权限就可以运行的。看到网上有帖子说某些人将个性签名改为Fork,结果果真有好奇之人中枪,试想如果中枪的人是在公司服务器上运行的话,oh,!


预防方式

当然,Fork没有那么可怕,用其它语言也可以分分钟写出来一个,例如,python版:

import os
while True:
os.fork()

Fork的本质无非就是靠创建进程来抢占系统资源,在Linux中,我们可以通过ulimit命令来限制用户的某些行为,运行ulimit -a可以查看我们能做哪些限制:

ubuntu@10-10-57-151:~$ ulimit -a
core file size  (blocks, -c) 0
data seg size   (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority (-e) 0
file size   (blocks, -f) unlimited
pending signals (-i) 7782
max locked memory   (kbytes, -l) 64
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open files  (-n) 1024
pipe size(512 bytes, -p) 8
POSIX message queues (bytes, -q) 819200
real-time priority  (-r) 0
stack size  (kbytes, -s) 8192
cpu time   (seconds, -t) unlimited
max user processes  (-u) 7782
virtual memory  (kbytes, -v) unlimited
file locks  (-x) unlimited

可以看到,-u参数可以限制用户创建进程数,因此,我们可以使用ulimit -u 20来允许用户最多创建20个进程。这样就可以预防bomb。但这样是不彻底的,关闭终端后这个命令就失效了。我们可以通过修改/etc/security/limits.conf文件来进行更深层次的预防,在文件里添加如下一行(ubuntu需更换为你的用户名):

ubuntu - nproc 20

这样,退出后重新登录,就会发现最大进程数已经更改为20了。

经典的Fork解析

这个时候我们再次运行就不会报内存不足了,而是提示-bash: fork: retry: No child processes,说明Linux限制了创建线程。


参考

http://en.wikipedia.org/wiki/Fork_bomb


Linux进程之Fork函数:http://www.linuxdiyf.com/linux/11154.html

Linux0.11中的fork实现和一些注意事项:http://www.linuxdiyf.com/linux/8383.html

Linux基础知识:fork,vfork,exec:http://www.linuxdiyf.com/linux/5913.html

Linux下调用fork或system启动子进程的信号和资源释放相关问题:http://www.linuxdiyf.com/linux/5664.html

在Github和Git上fork之简单指南:http://www.linuxdiyf.com/linux/4822.html