Jan Kończak

Ta strona jest tylko do odczytu. Możesz wyświetlić źródła tej strony ale nie możesz ich zmienić.
====== Warstwa transportowa ======

Warstwa **sieci** zapewnia komunikację między dowolnymi **urządzeniami**.
\\
Odpowiednie pole pakietu IP wskazuje jaki protokół warstwy transportowej jest używany.

Warstwa **transportowa** zapewnia komunikację między **procesami** działającymi na wskazanych urządzeniach.

Protokoły warstwy transportowej mogą:
  * tworzyć połączenia albo przesyłać datagramy <small>(porównaj z połączeniami telefonicznymi i wiadomościami SMS)</small>
  * przesyłać dane jako strumień bajtów albo jako wiadomości
  * gwarantować (lub nie) odebranie danych w tej samej kolejności w jakiej były nadane
  * zapewniać że dane dotrą, a w razie gdyby jakiś pakiet nie dotarł, automatycznie wysłać go ponownie
  * dostosowywać prędkość wysyłania do możliwości łącza

W internecie używa się głównie protokołów TCP i UDP.
\\
<small>Poza TCP i UDP jest w użyciu jeszcze kilka protokołów warstwy transportu, np. SCTP, DCCP, MPTCP</small>

=== Adresacja na warstwie transportowej ===

Protokoły warstwy transportowej spójnie używają 16-bitowej liczby jako adres.
\\
Adres warstwy transportowej nazywa się **numerem portu**.

System operacyjny po otrzymaniu wiadomości biorąc pod uwagę:
  * adresu warstwy sieci (np. IP) źródłowy (zdalny),
  * adresu warstwy sieci (np. IP) docelowy (lokalny),
  * użyty protokół warstwy transportowej,
  * adresu warstwy transportowej (np. port) źródłowy (zdalny),
  * adresu warstwy transportowej (np. port) docelowy (lokalny),
<html><div style="margin-top:-1.4em"></div></html>
sprawdza czy wiadomość należy do już istniejącego połączenia (i wtedy dostarcza
dane do tego połączenia), a jeśli nie, to czy jakiś program czeka na nowe
połączenie / wiadomości pod docelowym adresem IP i docelowym portem użytego
protokołu warstwy transportowej.

=== Klient-serwer ===

Programy sieciowe zwykle pełnią rolę serwera lub klienta.
\\
Serwer to program który czeka (nasłuchuje) na nowe połączenia (lub
żądania/wiadomości) od klientów.
\\
Klient to program który łączy się do serwera (lub wysyła do niego żądania).
\\
<small>Program może jednocześnie pełnić rolę serwera i klienta.</small>

Programy pełniące rolę serwera muszą wskazać użyty protokół warstwy transportu
i poinformować system operacyjny na jakich adresach IP i numerach portów
oczekują połączeń/wiadomości.

Program który chce połączyć lub wysłać wiadomość musi podać jaki protokół warstwy
transportu ma zostać użyty i podać docelowy adres IP i docelowy numer portu dla
połączenia/wiadomości.

=== Znane numery portów ===

Konkretne numery portów są zwyczajowo używane do adresowania konkretnych
programów.
\\
<small> Np. port 80 i 443 jest używany przez serwery stron
internetowych, a porty 25, 465 lub 587 przez serwery poczty internetowej
(e-mail).</small>
\\
Lista takich numery portów, wraz z przypisanymi do nich słownymi nazwami i
informacją do czego są (albo były w przeszłości) używane
[[http://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers|jest utrzymywana]]
przez organizację IANA.
\\
W Linuksie dodatkowo taka lista jest tradycyjnie dostępna w pliku ''/etc/services''.

=== Zakresy numerów portów ===

Zakres numerów portów jest podzielony na porty [[https://tools.ietf.org/html/rfc6335#section-8.1.2|[RFC6335]]]:
  * uprzywilejowane (system / well-known / privileged) – 1÷1023 \\ jako lokalne porty mogą być używane tylko przez uprzywilejowanego użytkownika (root / administrator),
  * //zarejestrowane// ((czy ktoś zna jakieś lepsze tłumaczenie na polski nazwy "user ports" lub "registered ports"?)) (user / registered) – 1024÷<html><small>49151</small></html> \\ mogą zostać zarejestrowane (tzn. przypisane do konkretnego zastosowania w rejestrze utrzymywanym przez IANA),
  * efemeryczne (dynamic / private / ephemeral) – <html><small>49152</small></html>÷65535 \\ używane kiedy program nie potrzebuje stałego numeru portu (czyli zwykle kiedy program nawiązuje połączenie).
<html><div style="margin-top:-1.4em"></div></html>
<small>W implementacjach systemów operacyjnych zwykle granica między user ports
a ephemeral jest niższa, np. w Linuksie zakres portów efemerycznych można odczytać
wykonując jedną z komend:   ''sysctl net.ipv4.ip_local_port_range''   /   ''cat
/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range''</small>.
  
====== Monitorowanie bieżących połączeń ======

Polecenia ''netstat'' i ''ss'' wyświetlają listę połączeń (nie tylko sieciowych)
których stroną jest ten komputer oraz (po podaniu odpowiedniej opcji) informacje
na jakich adresach IP i portach programy na tym komputerze czekają na połączenia
bądź wiadomości.
  * ''netstat {|-a|-l} [-t] [-u] [-p] [-n]'' (np. ''netstat -atupn'')
  * ''ss      {|-a|-l} [-t] [-u] [-p] [-n]'' (np. ''ss -atupn'')<html><span style="font-size:80%; line-height: 100%;"><pre style="margin-bottom:0">
Przełączniki dla netstat / ss:
┌      (domyślnie) tylko już nawiązane połączenia
│ -l   nasłuchujące porty (programy czekające aż ktoś do nich się połączy)     
└ -a   nasłuchujące porty + nawiązane połączenia
┌      (domyślnie) wszystkie wspierane protokoły sieciowe
│ -t   połączenia protokołu TCP
└ -u   połączenia protokołu UDP
┌ -4   wybiera IPv4
└ -6   wybiera IPv6
  -p   nazwa i pid programu do którego należy połączenie
  -n   pokazywanie wszystkich wartości numerycznie, np. '22' zamiast 'ssh'
  -W   [tylko netstat] wyłącza przycinanie adresów IP / nazw domenowych do szerokości kolumny
Więcej: netstat -h / ss -h
</pre></span></html>
  * ''/proc/net/(tcp|udp|…)'' (np. ''cat /proc/net/tcp'')

<html><pre>
# netstat -atunp
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name
<span title="Program nasłuchujący na porcie 22 (porcie serwera SSH) na nowe połączenia TCP" style="background-color:rgba(0,255,0,0.2)">tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      13830/sshd</span>
tcp        0      0 <span title="Program nasłuchujący na IP 0.0.0.0 odbierze połączenia kierowane na dowolny adres IP tego komputera" style="background-color:rgba(255,0,255,0.2)">0.0.0.0</span>:25              0.0.0.0:*               LISTEN      <span title="PID i nazwa programu do którego należy połączenie" style="background-color:rgba(0,0,0,0.2)">28693/exim4</span>
tcp        0      0 <span title="Program nasłuchujący na IP 127.0.0.1 odbierze połączenia kierowane **tylko** na adres 127.0.0.1" style="background-color:rgba(255,0,255,0.2)">127.0.0.1</span>:631           0.0.0.0:*               LISTEN      26745/cupsd
<span title="Nawiązane połączenie TCP" style="background-color:rgba(0,0,255,0.15)">tcp        0    780 10.0.1.1:22             150.254.33.66:38126     ESTABLISHED 19424/sshd: usernam</span>
tcp        0      0 <span title="Adres lokalny: jedno z IP tego komutera i port 38596 (efemeryczny – najpewniej wylosowany przez system operacyjny przed nawiązywaniem połączenia)" style="background-color:rgba(255,0,255,0.2)">10.0.1.1:38596</span>          <span title="Adres zdalny: IP 150.254.30.199 i port https" style="background-color:rgba(255,0,255,0.2)">150.254.30.199:443</span>      ESTABLISHED 19481/weechat
<span title="tcp6 oznacza IPv6 i TCP – program nasłuchuje na dowolnym adresie (czyli ::)" style="background-color:rgba(0,255,0,0.2)">tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      13830/sshd</span>
<span title="połączenie UDP – może być zarówno klientem jak i serwerem" style="background-color:rgba(255,255,0,0.3)">udp        0      0 0.0.0.0:68              0.0.0.0:*                           14541/dhclient</span>
udp        0      0 10.0.1.1:53             0.0.0.0:*                           22173/named
<span title="przykład programu który jest klientem UDP" style="background-color:rgba(0,255,255,0.3)">udp      768      0 0.0.0.0:35722           0.0.0.0:*                           21533/snmpwalk</span>
</pre></html>

====== Testowanie łączności na warstwie aplikacji  ======

===== netcat =====

''[[https://en.wikipedia.org/wiki/Netcat|netcat]]'' (czasami dostępny jako ''nc'')
to szeroko rozpowszechnione narzędzie potrafiące nawiązać proste połączenia
sieciowe bądź stworzyć prosty serwer (używając protokołu TCP bądź UDP).
\\
<small>
Uwaga: netcat ma wiele wersji różniących się możliwościami, przełącznikami i zachowaniem!
</small>

^     ^  Serwer                   ^  Klient                         ^
|  TCP|''nc    -l -p //12345//''  |''nc    //10.0.0.1// //12345//'' |
|  UDP|''nc -u -l -p //12345//''  |''nc -u //10.0.0.1// //12345//'' |

===== socat =====

''[[http://www.dest-unreach.org/socat/|socat]]'' to rozbudowany i wciąż rozwijany
program pozwalający testować rozmaite "połączenia" sieciowe.

**''socat'' zawsze przyjmuje dwie opcje** – dwa "strumienie" które ze sobą
połączy, np. standardowe wejście/wyjście z połączeniem sieciowym.
\\
<small>Można też łączyć np. jedno połączenie sieciowe z drugim, czy połączenie
sieciowe z programem.</small>

^      ^ Serwer                        ^ Klient                                ^
|                              TCP|''socat TCP-LISTEN:12345 STDIO''   |''socat STDIO TCP:10.0.0.1:12345''         |
|        UDP (pseudo-połączeniowe)|''socat UDP-LISTEN:12345 STDIO''   |''socat STDIO UDP:10.0.0.1:12345''         |
|  UDP (zorientowane na wiadomość)|''socat UDP-RECV:12345 STDIO''     |''socat STDIO UDP-SENDTO:10.0.0.1:12345''  |

Zamiast ''STDIO'' można podać ''-'' (dodatkowo w większości dystrybucji można też skorzystać z ''readline'')
\\
<small>Socat nie rozróżnia wielkości liter, pozwala na skróty – np.
''udp-l'' jako ''udp-listen'' czy ''tcp'' jako ''tcp-connect'' \\
Adresy IPv6 podaje się w nawiasach kwadratowych, np. [::1]
</small>

====== Powyżej warstwy transportowej ======

Rola systemu operacyjnego kończy się na zapewnieniu łączności między procesami
na wskazanych urządzeniach – na warstwie transportowej. Cała reszta jest w
rękach twórcy programu.

===== Połączenia szyfrowane =====

Powszechnie do zapewnienia poufności i integralności komunikacji używa się
[[https://en.wikipedia.org/wiki/Transport_Layer_Security|protokołów (D)TLS]].

==== Testowanie szyfrowanych połączeń z opessl ====

Narzędzie ''openssl'' dostarczane z biblioteką [[https://openssl.org/|OpenSSL]]
pozwala testować połączenia szyfrowane.

W najprostszej wersji nawiązanie połączenia TLS odbywa się komendą:
\\
''openssl s_client <host>:<port>''

<small>
Do uruchomienia serwera potrzeby jest klucz prywatny i certyfikat (klucz
publiczny z podpisem zaufanego urzędu certyfikacji).
\\
Na podstawie certyfikatu otrzymanego od serwera klient sprawdza czy ufa
serwerowi; jeżeli klient nie zna podpisującego certyfikat, serwer uzna za
niezaufany.
\\
Do wygenerowania dla ćwiczeń klucza prywatnego i certyfikatu możesz użyć komendy:
\\
''openssl req -x509 -newkey rsa:1024 -days 1 -nodes -keyout key.pem -out cert.pem''
\\
W najprostszej wersji stworzenie serwera odbywa się komendą:
\\
''openssl s_server -key key.pem -cert cert.pem -accept <port>''
</small>

==== Testowanie szyfrowanych połączeń z socat ====

Program ''socat'' również pozwala na nawiązanie połączeń z użyciem TLS.

W najprostszej wersji nawiązanie połączenia TLS odbywa się komendą:
\\
''socat openssl:<host>:<port> STDIO''
\\
lub, bez sprawdzania poprawności certyfikatu:
''socat openssl:<host>:<port>,verify=0 STDIO''

<small>
W najprostszej wersji stworzenie serwera odbywa się komendą:
\\
''socat openssl-listen:<port>,key=key.pem,cert=cert.pem,verify=0 -''
\\
(W serwerze ''verify=0'' wyłącza wymaganie i sprawdzanie certyfikatu klienta.)
</small>

====== Przykładowe aplikacje ======

===== Zapytania do serwerów stron internetowych =====

Protokół HTTP definiuje różne metody, z których przeglądarki używają głównie
GET i POST.

Wersje HTTP do 2.0 włącznie używają protokołu tekstowego.

W protokole HTTP każde żądanie (i odpowiedź) składa się z linii żądania
(statusu) i nagłówków (każdy w osobnej linii), po których następuje pusta linia
(''"\r\n\r\n"'') i, jeżeli jest, treść żądania (bądź odpowiedzi).
\\
Długość treści żądania/odpowiedzi (jeśli jest obecna) zwykle wskazuje nagłówek
''Content-Length''.

=== Ręcznie ===

Treść minimalnego zapytania HTTP w wersji 1.1:
<code>
GET / HTTP/1.1
Host: <docelowa nazwa domenowa>


</code>

=== wget / curl ===

Narzędzia ''wget'' i ''curl'' pozwalają automatycznie wysłać żądanie HTTP.
\\
''wget'' domyślnie podąża za przekierowaniami i zapisuje odpowiedź do pliku.
\\
''curl'' domyślnie nie podąża za przekierowaniami i wypisuje odpowiedź na
standardowe wyjście.
\\
Odpowiednimi przełącznikami można zmieniać zachowanie programów,
np. ''curl -v <url>'' wyświetli pełną treść wysłanego żądania z nagłówkami
pełną odpowiedź (a nie tylko jej treść).

===== [ekstra] Rozmowa z serwerem pocztowym =====

Poglądowe minimalistyczne komendy i komunikaty potrzebne do wysłania
i odebrania wiadomości e-mail.

=== SMTP – wysyłanie maili ===

Komendy do połączenia z serwerem SMTP (do wyboru):
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
<code>
socat                             tcp:<adres_serwera>:25,crlf  stdio
openssl s_client -crlf -starttls smtp <adres_serwera>:25 
openssl s_client -crlf                <adres_serwera>:465
</code>

Kolejne linie potrzebne do wysłania maila:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
<code>
helo <twoja nazwa domenowa>
mail from: <nadawca>
rcpt to: <odbiorca>
data
Date: <data we właściwym formacie - wykonaj komendę 'date --rfc-email'>
From: <nadawca>
To: <odbiorca>
Subject: <temat>

<tresc>
.
quit
</code>
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
Dodanie poniższych linii po ''helo'' (bądź ''ehlo'') uwierzytelni użytkownika:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
<code>
auth plain
<wynik komendy 'printf "\0<użytkownik>\0<hasło>" | base64'>
</code>

=== IMAP – odbieranie maili ===

Komendy do szyfrowanego połączenia z serwerem IMAP (do wyboru):
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
<code>
openssl s_client -crlf -starttls imap <adres_serwera>:143 
openssl s_client -crlf                <adres_serwera>:993
</code>

Kolejne linie do pobrania (kawałka) maila:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
<code>
A login <użytkownik> <hasło>
B select inbox
C search unseen
D fetch <id> BODY.PEEK[HEADER.FIELDS (SUBJECT DATE FROM)]
QUIT
</code>
Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Narzędzia strony
