Процедуры Интернет (Telnet/ssh, FTP/SFTP, ping, traceroute)

В таблице 1.4 представлены наименования и коды команд Telnet, которые используются как клиентом, так и сервером в сочетании с префиксным байтом 0xff (IAC — интерпретировать как команду). Если нужно послать код данных, равный 255, посылается два байта с кодами 255.

Операция "прерывание процесса" (IP) позволяет прервать, удалить или завершить процесс пользователя (например, выйти из бесконечного цикла).

Процедура "прерывание вывода" (AO) позволяет процессу пользователя продолжаться, но вывод на его рабочую станцию прерывается, при этом очищается буфер от уже записанной, но не отображенной информации.

Запрос "Вы здесь?" (AYT) удобен, когда необходимо выяснить, выполняется ли пользовательская задача или нет.

Операция "стереть символ" (EC) позволяет пользователю удалить символ из потока данных, применяется для редактирования текста на экране.

Операция "стереть строку" (EL) позволяет пользователю при редактировании удалить целую строку.

Команда "go ahead" (GA, "продолжайте") устанавливает полудуплексный режим передачи данных. Каких-либо воздействий на удаленную ЭВМ обычно не производит. В таблице 1.5 приведен список комбинаций клавиш, нажатие которых вызывает определенный результат.

Блок данных процедуры TELNET содержит три байта и называется командой. Формат этого блока показан на рис 1.1.

Первый байт в соответствии с таблицей содержит 8 единиц, далее следует байт команды (табл. 1.4). Третий октет служит для размещения кода опции, он может и отсутствовать.

Рассмотрим несколько примеров этих команд. Допустим, вы хотите, чтобы обмен данными производился в виде 8-битовых посылок. Для реализации вашего пожелания достаточно выдать команду:

IAC WILL TRANSMIT-BINARY,

которая в цифровых кодах выглядит как ( 255 251 0 ).

Для прекращения этого (двоичного) режима передачи нужно выдать команду:

IAC DON’T TRANSMIT-BINARY (255 254 0).

Субкоманды Telnet позволяют управлять откликом при работе с клавиатурой. Обычно отклик-эхо присылается удаленной ЭВМ, реже формируется локально. Для включения отклика можно выдать команду: IAC WILL ECHO (255 251 1) (часто это реализовано по умолчанию).

При работе с Telnet рекомендуется сначала ознакомиться с конкретными возможностями команды с помощью описания (или F10/?). Это позволит вам, например, спасать результаты поиска в файле с указанным вами именем и т.д.

Многие telnet -клиенты позволяют также указывать явно номер порта, через который должна быть установлена связь. По умолчанию это порт 23. Обычный пользователь не интересуется, через какой порт он работает. Но иногда желательно реализовывать telnet через разные порты системы, обеспечивающие различные услуги, это бывает полезно и с отладочными целями. Используя команду:

telnet XXXXXX.domain <номер порта>

можно осуществить связь через порт с заданным номером с узлом XXXXXX.domain. Многие библиотеки применяют метод портов для обеспечения доступа к своим ресурсам внешних Inernet-пользователей. Помимо telnet, существуют и другие стандартные процедуры, выполняющие схожие задачи.

SUN Microsistems разработала и широко использует программный модуль RPC (Remote Procedure Call, RFC-1057), он используется для удаленного вызова программ почти во всех системах, базирующихся на UNIX. RPC может применяться как на TCP, так и UDP транспортных уровнях.

Для удаленного исполнения программ может служить команда REXECD, которая активно используется на IBM-системах в рамках ОС AIX.

Уязвимость протокола Telnet для хакеров привела к тому, что в последнее время эта утилита часто заменяется SSH (Secure Shell) или другими программами, обеспечивающими безопасный удаленный доступ. Но следует иметь в виду, что SSH сохраняет алгоритмическую логику telnet , хотя и использует порт 22 вместо 23. К числу недостатков Telnet следует отнести невозможность эффективного использования мышки.

Протокол пересылки файлов FTP

FTP (RFC-959) обеспечивает файловый обмен между удаленными пользователями. Протокол FTP формировался многие годы. Первые реализации в МТИ относятся к 1971. (RFC 114 и 141). RFC 172 рассматривает протокол, ориентированный на пользователя и предназначенный для передачи файлов между ЭВМ. Позднее в документах RFC 265 и RFC 281 протокол был усовершенствован. Заметной переделке протокол подвергся в 1973, и окончательный вид он обрел в 1985 году. Таким образом, данный протокол является одним из старейших.

Здесь, так же, как и в случае TELNET, необходима идентификация, но многие депозитарии допускают анонимный вход (имя пользователя ANONYMOUS, RFC-1635), который не требует пароля или разрешает ввод вашего почтового адреса вместо него. Работа FTP на пользовательском уровне происходит в несколько этапов:

FTP довольно необычная процедура, так как поддерживает две логические связи между ЭВМ (Рис 1.2). Одна связь служит для удаленного доступа и использует протокол Telnet для передачи команд. Другая связь предназначена для обмена данными. Сервер производит операцию passive open для порта 21 и ждет соединения с клиентом. В качестве транспорта применяется протокол ТСР. Клиент осуществляет операцию active open для порта 21. Канал остается активным до завершения процедуры FTP. TOS (тип IP-сервиса) соответствует минимуму задержки, так как этот канал используется для ручного ввода команд. Канал для передачи данных формируется каждый раз для пересылки файлов. Канал открывается перед началом пересылки и закрывается по коду end_of_file (конец файла). IP-тип сервиса (TOS) в этом случае ориентирован на максимальную пропускную способность.

Конечный пользователь взаимодействует с протокольным интерпретатором, в задачи которого входит управление обменом информацией между пользователем и файловой системой, как местной, так и удаленной. Схема взаимодействия различных частей Internet при работе FTP изображена на рис 1.2.

Сначала по запросу клиента формируется канал управления, который в дальнейшем используется для передачи команд от клиента и откликов от сервера. Информационный канал формируется сервером по команде клиента, он не должен существовать постоянно на протяжении всей FTP -сессии и может формироваться и ликвидироваться по мере необходимости. Канал управления может быть закрыт только после завершения информационного обмена. После того как управляющий канал сформирован, клиент может посылать по нему команды. Сервер воспринимает, интерпретирует эти команды и передает отклики.

Возможна и другая схема взаимодействия, когда по инициативе клиента осуществляется файловый обмен между двумя ЭВМ, ни одна из которых не является машиной клиента (см. рис 1.3).

На фазе задания режима обмена предоставляются следующие возможности.

Команда Block сохраняет структуру логических записей файла.

Команда Stream устанавливает режим, при котором не производится пересылки контрольной информации для блоков. Это наиболее быстрый режим обмена, он работает по умолчанию.

Команда TYPE может задать режимы обмена IMAGE, ASCII или EBCDIC. Из них ASCII — используется по умолчанию.

Режим EBCDIC применяется для обменов между ЭВМ, работающими с набором символов EBCDIC.

Режим IMAGE предполагает обмен 8-битными байтами, используется для передачи двоичной (а не текстовой) информации.

Более подробный список команд помещен ниже. Структурно информация может передаваться в виде файлов (структура по умолчанию), в виде последовательности записей (применимо для текстовых файлов ASCII или EBCDIC) или постранично (последняя структура не относится к числу рекомендуемых).

Для копирования файла из удаленного сервера используется команда GET, для копирования группы файлов — MGET, в последнем случае применяются символы-заменители, например, MGET *.txt (или RFC-18*.txt, при этом скопируются файлы с RFC-1800.txt до RFC-1899.txt, если таковые существуют в текущем каталоге). Аналогом команды GET в какой-то степени является команда DIR (ls), только она переносит содержимое каталога, что для некоторых операционных систем эквивалентно. При использовании модификации mget проявляйте осторожность — вы можете заблокировать телекоммуникационный канал длительным копированием. Для записи файла в удаленный сервер применяется команда PUT. При операциях обмена обычно используется текущий каталог локальной ЭВМ. В вашем распоряжении всегда имеется возможность поменять местный каталог с помощью команды LCD или ее аналога. Любая команда обмена выполняется в несколько этапов.

Рассмотрим пример FTP -сессии. Для этого выдадим команду:

FTP -d ns.itep.ru (флаг -d означает установку отладочного режима, при
                   котором выдаются все сообщения и внутренние команды 
                   на экран терминала)
FTP Trying...Open
220- *** Welcome at FTP-Server ftp.ITEP.RU ***
220-
220 ns.itep.ru FTP server ready.
Userid for logging in on ns.itep.ru (SEMENOV)? semenov
FTP command: USER semenov
FTP response: 331 Password required for semenov.
331 Password required for semenov.
Password for logging in as semenov on ns.itep.ru? XXXXXXXX
PASS XXXXXXXX (ввод пароля не отображается на экране)
FTP response: 230 User semenov logged in.
230 User semenov logged in.
ftp:ns.itep.ru> help (просьба выдать список доступных на данном 
   сервере FTP-команд)
Any unambiguous abbreviation for a command may be used.
Available commands are:
! ? acct append ascii binary bye cd debug
delete dir drive Exit fcd fdir fpwd get help
iget image iput Lcd ldir lmkdir local login lpwd
ls mdelete mget mkdir mput option parent passive put
pwd quit quote rename retrieve rmdir send server show
stat store take tenex tget tput type user verbose 
version
ftp:ns.itep.ru> quit
FTP command: QUIT
FTP response: 221 Goodbye.

Уход из FTP производится по команде quit. В приведенном примере файловый обмен не производился, но и команда HELP требует переноса информации (так же, как и dir ), так как вам выдается список команд, доступных на удаленном сервере. Из воспроизведенного списка команд самая опасная — mdelete, так как она способна стереть целый каталог. Нетекстовые файлы (архивированные, графические и программные) следует пересылать в режиме binary. Для перевода в этот режим используется одноименная команда. Для перехода из одного каталога в другой на удаленном сервере служит команда cd имя_каталога, а для возврата в предшествующий — cd .. . Например, cd /pub/msdos.

Ссылка на объект, доступный через анонимное FTP, обычно записывается в виде:

Название ресурса   Имя сервера   Имя каталога в сервере.

Например:

Internet-cmc   ftp.rpi.edu   /pub/communications/internet-cmc.txt

ftp://ftp.rpi.edu/pub/communications/internet-cmc.txt

Internet-cmc (CMC — computer-mediated communication) — это межкомпьютерный обмен по сети Internet.

Ниже приведен список базовых команд FTP. Следует разделять внутренний набор команд FTP, которыми обмениваются клиент и сервер по командному каналу, и набор команд, доступный пользователю. Служебные команды содержат три или четыре заглавные буквы. Эти наборы команд перекрываются лишь частично. Служебные команды унифицированы (они выделены в приведенном выше примере FTP -сессии жирным шрифтом, в помещенной ниже таблице эти команды представлены в ее верхней части), пользовательский же набор команд может варьироваться от реализации к реализации. Если выдать команду FTP без аргументов, система обычно откликается приглашением FTP > и вы можете выполнить некоторые из приведенных ниже команд (весь набор становится доступным только после идентификации).

<SP> — пробел; все команды завершаются последовательностью <CRLF> возврат каретки + перевод строки. В квадратных скобках записан опционный аргумент. Выполнение любой команды можно прервать с помощью Ctrl-C.

В рамках процедуры FTP доступны следующие команды (приведенный перечень команд является неполным):

В депозитариях можно встретить файлы следующих разновидностей (все виды ниже перечисленных файлов пересылаются в режиме binary, а не ASCII) (таблица 1.7).

При выполнении FTP система возвращает трехразрядные десятичные коды-отклики, которые позволяют судить о корректности обмена и диагностировать процедуру. Выдача кода сопровождается текстом-комментарием. Первая цифра может принимать значения от 1 до 5. Структура кодов показана в таблице 1.8.

Значение кода "y" в вышеприведенной таблице может принимать значения от 0 до 5. Значения кодов "y" приведены ниже в таблице 1.8a.

Далее в тексте встречается выражение "анонимное FTP ", это подразумевает следующую процедуру (см. также RFC-1635):

ftp> login: anonymous
ftp> password: [ваш полный E-mail адрес]
ftp> cd <имя_каталога > (смена каталога)
ftp> binary (если текст, например, архивирован, 
   в противном случае команду выдавать не нужно)
ftp> get <имя_файла> (копирование файла)
ftp> quit (уход из процедуры)

Следует иметь в виду, что некоторые анонимные FTP -серверы требуют, чтобы ЭВМ, с которой осуществляется ввод, имела не только IP-адрес, но и зарегистрированное в локальном DNS-сервере имя. Эти FTP -серверы, получив запрос, пытаются выяснить имя ЭВМ, так как они ведут "журнал посещений", и в случае неуспеха прерывают сессию. Таким образом, анонимное FTP может считаться таковым лишь условно, в смысле ненужности быть авторизованным на сервере, чтобы иметь к нему доступ. Конкретные примеры кодов статуса обмена для FTP:

В настоящее время разработаны версии FTP для работы с IPv6 (RFC-2428). Из соображений безопасности рекомендуется использовать версию SFTP или SCP.

Ping и Traceroute

При работе в Интернет время от времени возникают ситуации, когда нужно определить, работоспособен ли тот или иной канал или узел, а в случае работы с динамическими протоколами маршрутизации — выяснить, по какому из каналов вы в данный момент работаете. Применяется эта процедура и для оценки вероятности потери пакетов в заданных сегментах сети или каналах. Для решения этих задач удобна программа Ping.

Ping — это процедура, которая базируется на IP- и ICMP-протоколах пересылки дейтограмм и служит для трассировки маршрутов и проверки работоспособности каналов и узлов.

Для решения поставленной задачи PING использует отклики протокола ICMP (смотри также статьи о протоколах IP и ICMP). В протоколе IP имеется опция записи маршрута ( RR — Record Route). В отличие от традиционной команды traceroute, опция RR позволяет записать как путь от инициатора до адресата, так и обратный маршрут. К сожалению, разработчики протокола предусмотрели для записи маршрута только 37 байт, сюда может поместиться максимум девять IP-адресов (определяется предельным размером поля опций ). Применяется PING и при отладке сетевых продуктов. При выполнении этой команды ЭВМ сообщит вам Internet-адреса всех промежуточных узлов, их имена и время распространения отклика от указанного вами узла. Следует иметь в виду, что трассировка осуществляется непосредственно с помощью IP-протокола (опция записи адресов промежуточных узлов). Ниже приведен пример использования команды Ping.

Команда трассировки маршрута ИТЭФ — сервер научно-исследовательской станции США Мак-Мурдо в Антарктиде (запись в файл route.txt, команда выполнялась в 1994 году):

ping -q mcmurdo-gw.mcmurdo.gov > route.txt

Содержимое файла route.txt будет иметь вид:

Фантастика, мы пересекли туда и обратно Европу, два океана и США с востока на запад, побывали в Антарктиде — и все это менее чем за полторы секунды.

Ping позволяет не только проверить работоспособность канала, но измерить ряд его характеристик, включая надежность.

Наибольшее число модификаций имеет BSD-версия ping. Если на вашей ЭВМ нет этой удобной программы, можно воспользоваться общедоступной версией по адресу:

ftp://ftp.uu.net /unix/bsd-sources/sbin/ping.

Сходную информацию позволяет получить и программа traceroute:

traceroute -n cernvm.cern.ch
traceroute to crnvma.cern.ch (128.141.2.4) 30 hops max, 40 byte packets
1 193.124.224.50 3 ms 2 ms 2 ms
2 194.85.112.130 3 ms 3 ms 3 ms
3 194.67.80.5 4 ms 3 ms 3 ms
4 193.124.137.6 534 ms 534 ms 534 ms
5 188.1.56.5 545 ms 545 ms 546 ms
6 193.172.4.12 558 ms (ttl=59!) 549 ms (ttl=59!) 548 ms (ttl=59!)
7 193.172.4.30 580 ms (ttl=58!) 581 ms (ttl=58!) 581 ms (ttl=58!)
8 193.172.24.10 586 ms 585 ms 597 ms
9 192.65.185.1 593 ms 587 ms 598 ms
10 128.141.2.4 628 ms 602 ms 619 ms

При написании программ, использующих протокол ICMP, полезно воспользоваться отладочной опцией PING, которая позволяет получить на экране шестнадцатеричный образ посылаемого и получаемого пакетов:

ping -d# 300 ns.itep.ru (версия PCTCP, запрос отклика серверу имен;
                        число байт, подлежащих выдаче, равно 300)
Dump of outgoing packet
Version = 4 IP header length = 5 Precedence = Routine
Type of Service = Normal
Total length = 284 Protocol = 1 TTL = 64
45 00 01 1C 00 02 00 00 40 01 71 29 C0 94 A6 81 C1 7C E0 23 IP-заголовок
08 00 8D BD E9 03 00 01 ... ICMP-заголовок
host responding, time = 60 ms

Выдачи ради экономии места сильно сокращены. Тексты пакетов начинаются с кодов IP-версии (=4) и длины заголовка (=5), далее следует байт TOS=0, два байта длины пакета (01 1С) и т.д. в соответствии с требованиями IP-протокола.

ping -d 300 ns.itep.ru (команда получения текста пакета-отклика на запрос)
host responding, time = 25 ms
Dump of incoming packet
Version = 4 IP header length = 5 Precedence = Routine
Type of service = Normal
Total length = 284 Protocol = 1 TTL = 254
45 00 01 1C EE 29 00 00 FE 01 C5 00 C1 7C E0 23 C0 94 A6 81
00 00 93 BD EB 03 00 01 ..............

В принципе, процедуру Ping и Traceroute можно реализовать и с привлечением протоколов UDP и TCP. Рассмотрим следующую модель реализации Traceroute.

Посылаем последовательно по адресу IP(URL) IP-пакеты со значением TTL=1, 2,... и т.д. Если до адресата больше одного шага, соответствующий маршрутизатор, размещенный по пути следования к адресату, уничтожит посланный пакет и вернет ICMP-сообщение: Time Exceeded (тип ICMP-сообщения=11, TTL стало =0), указав при этом IP-адрес узла, где это произошло. Послав запрос типа get_name_by_address для присланного IP, можно получить имя узла, откуда пришло данное уведомление. Отсутствие сообщения Time Exceeded (например, после трех попыток) будет говорить о достижении адресата. Еще лучше для контроля наличия отклика от узла-адресата использовать реализацию ping на основе протокола UDP или ТСР (например, из библиотеки PERL), так как в этом случае можно задать бессмысленный номер порта и адресат откликнется ICMP-сообщением "порт недоступен" (с предъявлением своего IP-адреса). Это будет означать, что адресат достигнут. В результате такой последовательности посылок будет получена исчерпывающая информация о пути до указанной цели.

Для данной методики реализации traceroute не существенно, какой протокол применять — UDP, ICMP или TCP.