Jan Kończak

Ta strona jest tylko do odczytu. Możesz wyświetlić źródła tej strony ale nie możesz ich zmienić.
===== Przypomnienie modelu warstwowego =====

====== Protokoły warstwy transportowej ======

Przypomnienie skąd wiadomo jaki protokół warstwy transportowej jest używany: \\ https://pl.wikipedia.org/wiki/IPv4#Nag.C5.82.C3.B3wek_IP

Lista przydzielonych numerów protokołów
  * http://www.iana.org/assignments/protocol-numbers
  * ''/etc/protocols'' (''less /etc/protocols'')

===== Port, połączenie =====

System operacyjny wybiera do jakiego programu ma trafić wiadomość na podstawie numeru **protokołu warstwy transportowej** oraz **numeru portu** – adresu na warstwie transportowej.

Program który chce używać sieci może:
  * **nasłuchiwać** – czekać na nowe wiadomości / nowe połączenia – nazywa się go wtedy **serwerem**
  * wysłać wiadomość / połączyć się pod wskazany adres – nazywa się go wtedy **klientem** \\ <html><small>(program może jednocześnie pełnić rolę serwerów i klienów)</small></html>

Żeby system operacyjny wiedział który proces czeka na wiadomości kierowane na konkretny port (nasłuchuje), proces musi wpierw zażądać nasłuchiwania na wybranym porcie.


Lista domyślnych portów:
  * http://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers
  * ''/etc/services''

**Połączenie** między dwoma programami jest identyfikowane na podstawie:
  * adresu zdalnego,
  * adresu lokalnego,
  * protokołu,
  * portu zdalnego,
  * portu lokalnego.

Protokoły warstwy transportowej używają zwykle numerów portu z zakresu 2<html><sup>16</sup></html> (0÷65535).\\
Ten zakres 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><small></html>W implementacjach systemów operacyjnych zwykle granica między user ports a ephemeral jest niższa, np. w Linuksie zakres portów efemerycznych można odczytać wykonując jedną z poniższych komend: \\ ''sysctl net.ipv4.ip_local_port_range'' \\ ''cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range'' <html></small></html>.
  
===== Monitorowanie bieżących połączeń =====
  * ''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>
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
  -p   nazwa i pid programu do którego należy połączenie
  -n   pokazywanie wszystkich wartości numerycznie, np. '22' zamiast 'ssh'
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  =====
  
Testowanie łączności programami ''netcat'' / ''nc'' oraz ''socat''

<html><small></html>

Najpopularniejszy program netcat / nc ma wiele wersji [[https://en.wikipedia.org/wiki/Netcat#Ports_and_reimplementations|[1]]], między innymi: 
  * [[http://nc110.sourceforge.net/|"oryginalny" netcat]] (rozpoznawanie: ''man nc'' / ''man netcat''  ma kota w ASCII art lub informację "Netcat was written by a guy we know as the Hobbit")
  * [[http://netcat.sourceforge.net/|GNU netcat]] (rozpoznawanie: ''man nc'' / ''man netcat'' przedstawia się jako GNU netcat)
  * [[http://cvsweb.openbsd.org/cgi-bin/cvsweb/src/usr.bin/nc/|BSD netcat]] (rozpoznawanie: ''man nc'' / ''man netcat'' zawiera tekst BSD)
  * [[http://www.busybox.net/downloads/BusyBox.html#nc|busybox nc]] (rozpoznawanie: używasz busyboxa)
<html></small></html>

^     ^ <html><small></html>Serwer (GNU / "oryginalny" / bb) <html></small></html>   ^ Serwer (BSD)      ^  Klient                 ^
|  TCP|<html><small></html>''nc    -l -p 12345''             <html></small></html>   |''nc    -l 12345'' |''nc    10.0.0.1 12345'' |
|  UDP|<html><small></html>''nc -u -l -p 12345''             <html></small></html>   |''nc -u -l 12345'' |''nc -u 10.0.0.1 12345'' |

Mniej popularny, bardziej rozbudowany (i wciąż rozwijany) [[http://www.dest-unreach.org/socat/|socat]]
^      ^ Serwer                        ^ Klient                                ^
|   TCP|''socat TCP-LISTEN:12345 STDIO''   |''socat STDIO TCP-CONNECT:10.0.0.1:12345'' |
|   UDP|''socat UDP-RECV:12345 STDIO''     |''socat STDIO UDP-SENDTO:10.0.0.1:12345''  |
|   UDP|''socat UDP-LISTEN:12345 STDIO''   |''socat STDIO UDP:10.0.0.1:12345''         |
|  SCTP|''socat SCTP-LISTEN:12345 STDIO''  |''socat STDIO SCTP-CONNECT:10.0.0.1:12345''|
Zamiast ''STDIO'' możesz pisać ''-'' (dodatkowo w większości dystrybucji można też skorzystać z ''readline'')

<html><small></html>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]<html></small></html>

++++ Przykłady: |
  * HTTP: Wyślij na port 80 adresu www.put.poznan.pl tekst: \\ (możesz też wykorzystać TCP+SSL: ''socat <nowiki>ssl:www.put.poznan.pl:443</nowiki> readline''): <html><pre style="margin-bottom: 0px">GET / HTTP/1.0


</pre></html>(pusta linia ma znaczenie)
  * Uruchom ''socat tcp-l:12345,fork -'', przyłącz kilka osób
  * Dowiedz się po co socat ma dwa argumenty: ''socat tcp-l:8080,fork tcp:fc.put.poznan.pl:80'' + http://localhost:8080
  * FTP: Przez połączenie ''nc sunsite.icm.edu.pl 21'' wyślij: <code>USER anonymous
PASS anonymous
EPSV</code>Dalej: otwórz połączenie na ten sam adres i otrzymany w odpowiedzi port \\ Przez pierwsze połączenie wyślij: <code>LIST
QUIT</code>

++++

====== UDP ======

**[[http://tools.ietf.org/html/rfc768]]**

Działanie:
  * bezpołączeniowy, bezstanowy,
  * brak kontroli przepływu,
  * brak gwarancji dostarczenia,
  * przesyła wiadomości (datagramy).
  
Wielkość **datagramów** ograniczona do 64k (zwykle wysyła się mniejsze).

<html><small>Pozwala na używanie rozgłoszeń / multicastów</small></html>

Protokoły / programy używające UDP: DNS, DHCP, strumieniowanie dźwięku (multimediów), gry sieciowe

====== TCP ======
Nagłówek TCP - [[http://tools.ietf.org/html/rfc793#section-3.1|[1]]] [[http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol#TCP_segment_structure|[2]]]
  * flagi - syn, ack, fin, rst [[http://tools.ietf.org/html/rfc793#page-36|[1]]], psh,
  * numery sekwencyjne i numery potwierdzenia,
  * rozmiar okna,
  * opcje.

  * Pojedyncze wiadomości TCP nazywa się **segmentami** <html><small></html>(dlatego że są częścią strumienia)<html></small></html>
  * **Strumieniowy** – przenosi strumień danych – zachowuje kolejność danych, ale gubi podział danych na porcje
  * **Kontrola przepływu**, potwierdzenia, skalowanie wielkości okna
  * Buforowanie
  * **Połączeniowy** (punkt-punkt) i **stanowy** – diagram stanów [[http://tools.ietf.org/html/rfc793#page-23|[1]]] [[http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol#Protocol_operation|[2]]]
    * nawiązanie połączenia,
    * podtrzymywanie połączenia,
    * zakończenie połączenia, półzakończenie,
    * zerwanie połączenia.
  * **[[http://www.cs.put.poznan.pl/jkonczak/tcp_flow.svg|normalny przebieg połączenia]]**

  * na jego podstawie zdefiniowana jest warstwa transportowa w modelu TCP/IP.
  
<html><small></html> [[https://pl.wikipedia.org/wiki/Algorytm_Nagle'a|Algorytm Nagle'a]][[http://tools.ietf.org/html/rfc7323|window scale option, RTTM]], [[https://en.wikipedia.org/wiki/Sliding_window_protocol|sliding window]], [[http://en.wikipedia.org/wiki/TCP_congestion-avoidance_algorithm|congestion control (przeciążenie)]], ECN [[https://tools.ietf.org/html/rfc3168|[1]]] [[http://en.wikipedia.org/wiki/Explicit_Congestion_Notification|[2]]], [[http://en.wikipedia.org/wiki/Port_scanner|skaner portów]], [[http://tools.ietf.org/html/rfc4987|SYN flood]]
<html></small></html>

Protokoły / programy używające TCP - "wszysto", np. http, ftp, ssh, ssl, …

===== Inne protokoły warstwy transportu =====

Poza TCP (75%-95%  ruchu) i UDP (reszta) można spotkać jeszcze na warstwie transportowej następujące protokoły ogólnego przeznaczenia:
  * UDP-lite
  * DCCP
  * SCTP
Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Narzędzia strony
