TCP/IP的通讯协议

TCP/IP的通讯协议

这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。确切地说，TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议，UDP（User Datagram Protocol）协议、ICMP（Internet Control Message Protocol）协议和其他一些协议的协议组。

 

TCP/IP整体构架概述

 

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：

 

应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。
TCP/IP中的协议

 

以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的：

1． IP

网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。

IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。

高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IP source routing，可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好象是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。

2. TCP

如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。

面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

3.UDP

UDP与TCP位于同一层，但对于数据包的顺序错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网落时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。

欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。

4.ICMP

ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。

5. TCP和UDP的端口结构

TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系，例如，一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并向用户报告。因而，这个连接是双工的，可以用来进行读写。

两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认：

 

源IP地址---发送包的IP地址。

目的IP地址---接收包的IP地址。

源端口---源系统上的连接的端口。

目的端口---目的系统上的连接的端口。

端口是一个软件结构，被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些端口号是‘广为人知’的，因为在建立与特定的主机或服务的连接时，需要这些地址和目的地址进行通讯。

 

 

 

 

TCP/IP远程访问操作

 

TCP/IP网络通信软件包使用远程访问的命令,这些命令首先是由UC Berkely为Arpanet开发的。它允许您远程注册到另一个系统中，并从一个系统复制文件到另一个系统。您能取得关于一个系统的信息，比如当前谁正在注册使用。调用一个系统的地址时，这些远程命令使用域名或IP地址。和TCP/IP远程访问命令一样，域名地址开始好是为在Arpanet上使用而设计。

许多TCP/IP命令可以和用在Internet上的网络通信功能相比较。例如，用TCP/IP命令rlogin可以远程注册到一个系统，它和telnet相似。rcp命令能远程复制文件，它执行和ftp相同的功能。TCP/IP命令的不同之处是它们提供给用户的易用和易控制性。您能很容易地访问在不同的Unix或Linux系统中的帐号，并且能控制访问这些帐号但没有提供口令的用户。事实上您能提供给不同的用户提供关于您的帐号的一种组权限。

一、TCP/IP网络系统信息：rwho,uptime和ping

  

这些命令是一些TCP/IP命令，通过它们，您能从网络中的不同系统上取得信息。您能找到谁正在注册，得到另一个系统中用户的信息，或查询一个系统是否正在运行。例如，rwho命令和who命令的功能很相似。它显示网络中的每个系统的当前注册的用户。

$rwho

violet robert:tty1 Sept 10 10:34

garnet chris:tty2 Sept 10 09:22

命令ruptime可以显示网络中的每个系统的信息。此信息能显示出每个系统是如何执行。ruptime显示系统是否运行，它运行了多久，系统中的用户数和系统在最后5、10和15分钟内的系统负荷。

$ruptime

violet up 11+04:10, 8 users, load 1.20 1.10

garnet up 11+04:10, 20 users, load 1.50 1.30

命令ping能检测出系统是否启动和运行。ping命令加上您想检测的系统名做为参数，下面的例子将检测violet是否启动并连接在网络中。

$ping violet

violet is alive

$

如果您想检测的系统已经关机，将得到一个如下的响应。这种情况下，garnet是关闭并没有连接到网络中。

$ping garnet

no answer from garnet

$

 

二、远程访问权限：.rhosts

 

您能用.rhosts文件控制使用TCP/IP命令对您帐号的访问。用户能用标准的编辑器象Vi来创建他们帐号中的.rhosts文件。它必须位于用户的主目录。下面的例子中，使用者显示文件.rhosts文件的内容。

$cat.rhosts

garnet chris

ciolet robert

使用.rhosts文件是一种允许用户不提供口令而访问您的系统的简单方法。如果需要禁止此用户访问，只须简单地从文件.rhost中删除系统各和用户注册名。如果一个用户的注册名和系统名在文件.rhost中，那么此用户即呆不提供口令直接访问系统。并不是所有的远程注册操作都需要这种访问形式(您能用输入口令的方式来替代)；但一些远程命令要求有.rhosts文件，象远程复制文件或远程执行Linux命令。如果您想在远程系统的帐号中招待这些命令，此帐号的.rhosts文件中必须有您 的注册名和系统名。

通过.rhosts对某一系统进行访问时，也允许您使用TCP/IP命令直接访问系统中您的其他帐号。您不需要先注册到这些帐号中。可以把系统中您的其他帐号做为当前注册帐号的扩展。不管文件牌佻 的哪个账号下，都可以用frcp命令从一个目录复制到另一个目录。用命令rsh，可以在您的其他帐号中招待任何Linux命令。

  

三、远程注册：rlogin

 

您可能在网络中的不同系统上都有自己的帐号，或者可以访问别人在另一个系统上的帐号。要访问别的系统中的帐号，首先要注册到您的系统中，接着通过网络远程注册到帐号所在的系统中。用命令rlogin可以远程注册支别的系统。命令的参数应是一个系统名。命令将把您连接到另一个系统中并开始注册的过程.

用rlogin的注册过程和一般的注册过程有所不同,用rlogin时用户不被提示输入注册名。rlogin假设您的本地系统中的注册名和远程系统中的一致。所以象上面执行rlogin命令时，您将马上被提示输入口令。输入口令后，您即可进入远程系统各的帐号。

用rlogin假设注册各是相同的，因为大多数的人用rlogin访问别的系统中的注册名一般和本地的注册名是相同的。然而，当远程系统中的注册名和本地系统的不同时，选项1-允许您输入远程系统帐户的不同的注册名。语法如下所示：

$rlogin system-name -1 login-name

在下面的例子中，用户使用注册名robert注册到violet的系统中。

$rlogin violet-1 robert

password

$

: 一旦注册到远程系统中，您能执行任何命令。可以用exit、CTRL-d或logout（TCSH或C-shell）结束连接。

  

四、远程复制文件：rcp

 

您能用命令rcp从远程系统复制文件到本地系统中。rcp执行文件传输的功能，它的操作和cp命令很相似，但它是通过网络连接到另一系统。执行命令rcp时要求远程系统的。rhosts文件中有您的本地系统名和注册各。命令rcp用关键字rcp开头，参数为源文件名和复制的目标文件名。为了指定文件在远程系统中，您需要在文件名前放置一个系统名，两者之间用冒号分隔，如下所示：

$rcp system-name:source-file slystem-name:copy-file

当复制一个文件到远程系统中时，复制的目标文件是远程文件，它要求带有系统名。而源文件在您的本机系统中，不要求系统名：

$rcp source-file remote-system-name:copy-file

在下面的例子中，用户从自己的系统中复制文件weather到远程系统violet并重命名为monday.

$rcp weather violet:Monday

从远程系统中复制一个文件到本地时，源文件是远程文件，它要求带有系统名。而复制的目标文件在您的本机系统中，不要求系统名：

$rcp remote-system-name:source-file copy-file

在下面的例子中，用户从远程系统之间复制整个目录。rcp命令加上-r选项将从一个系统复制一个目录和它的子目录到另一个系统。象cp命令一样，rcp要求一个源目录和复制目录。在远程系统中的目录要求系统名和一个以分隔系统名和目录名的冒号，以及目录名。当从您的系统复制目录到一个远程系统，则在远程系统中的复制目录需要远程系统名。

$rcp -r source-directory remote-system-name:copy-directory

在下面的例子中，使用者把目录letters复制到远程系统violet中的目录oldnotes中。

$rcp-r letters violet:oldnotes

当从您的系统复制一个远程系统中的目录到本地时，在远程系统中的源目录需要远程系统名。

$rcp-r remote-system-name:source-directory copy-directory

在下面的例子中，使用者把远程系统violet中的目录birthdays复制到本地的目录party中。

$rcp-r violet:birthdays party

同时，您可以用星号指定名字，或用圆点引用当前目录。对于Shell的特殊字符，是由您的本地系统进行解释转换，而不是远程系统。为了使远程系统解释转换一个特定字符，您必须通进某种方式引用它。为了复制远程系统种所有带扩展名.c的文件到您的系统中，您需要用特殊字符-星号：*.c来指定所有的带扩展名.c的文件。您必须注意引用星号的方式。下面的例子中，在系统violet中的带.c扩展名的文件被复制到使用者的系统中。注意，星号是通过一个反斜杠引用。而最后的圆点，表示当前的目录，并没被引用。它是由您的本地系统解释并转换的。

$rcp violet:\*.c

下面的例子中，目录report将从使用者的本地系统复制到远程系统的当前目录中。注意圆点被引用，它将被远程系统解释转换。

$rcp -r reports violet:\.

 

五、远程执行：rsh

 

您可能需要在远程系统中执行一个命令。rsh命令将在远程Linux系统上执行一个命令并把结果显示到您的系统中。当然，您的系统名和注册名必须在远程系统的.rhosts文件中，命令rsh有两个一般的参数，一个系统名和一个Linux命令。语法如下所示：

$rsh remote-sytem-neame Linux-command

在下面的例子中，rsh命令将在远程系统violet中执行一个ls命令以列出在violet中目录/home/robert中的文件。

$rsh violet ls /home/robert

除非是引用特定字符，否则它将被本李系统解释转换，对于控制标准输出的特殊字符更是如此，象重定向或管道字符。下面的例了中列出远程系统上的文件，并把它们送到本系统中的标准输出。重定向操作由本地系统解释，并把输出改向到本地系统中的文件myfiles中。

$rsh violet ls /home/robert>myfiles

如您引用一个特定字符，它将成为Linux命令的一部分被远程系统解释。引用重定向操作符将允许您在远程系统中执行重定向操作。下面的例子中，引用一个重定向操作符。它变成Linux命令的一部分，包括命令的参数，文件名myfile。命令ls产生一列文件名并把它们重定向到远程系统中的一个文件myfile中。

$rsh violet ls /home/robert'>'myfiles

对于管道操作也是如此。下面例子中第一个命令输出一列文件到本地的打印机中。标准的输出能过管道输出到您的在线打印机中。第二个命令中，一列文件将输出远程系统的打印机上。管道线被远程系统解释。输送标准输出到远程系统的打印机上。

$rsh violet ls /home/robertlpr

$rsh violet ls /home/robert ''lpt