网络系统

    被用来配置和操作网络系统的命令数目，就如网络系统一样巨大。我们仅仅会关注一些最经常使用到的命令。我们要研究的命令包括那些被用来监测网络和传输文件的命令。另外，我们还会探讨用来远端登录的 ssh 程序。这章会介绍：

    • ping - 发送 ICMP ECHO_REQUEST 数据包到网络主机

    • traceroute - 打印到一台网络主机的路由数据包

    • netstat - 打印网络连接，路由表，接口统计数据，伪装连接，和多路广播成员

    • ftp - 因特网文件传输程序

    • wget - 非交互式网络下载器

    • ssh - OpenSSH SSH 客户端（远程登录程序）

    • scp - secure copy 的缩写，是远程复制文件命令

    • sftp - secure file transfer program 的缩写，安全文件传输程序

    我们假定你已经知道了一点网络系统背景知识。在这个因特网时代，每个计算机用户需要理解基本的网络系统概念。为了能够充分利用这一章节的内容，我们应该熟悉以下术语：

    • IP (Internet Protocol) address：IP (网络协议)地址

    • Host and domain name：主机和域名

    • URI (Uniform Resource Identifier)： URI（统一资源标识符）

    注意：

    一些将要讲到的命令可能（取决于系统发行版）需要从系统发行版的仓库中安装额外的软件包，并且一些命令可能需要超级用户权限才能执行。

    即使你不是一名系统管理员，检查一个网络的性能和运作情况也是经常有帮助的。

    17.1.1 ping 向网络主机发送特殊数据包

    最基本的网络命令是 ping。这个 ping 命令发送一个特殊的网络数据包，叫做 ICMP ECHO_REQUEST，到一台指定的主机。大多数接收这个包的网络设备将会回复它，来允许网络连接验证。

    注意：

    大多数网络设备（包括 Linux 主机）都可以被配置为忽略这些数据包。通常，这样做是出于网络安全原因，部分地遮蔽一台主机免受一个潜在攻击者地侵袭。配置防火墙来阻塞 IMCP 流量也很普遍。

    例如，看看我们能否连接到网站 linuxcommand.org（我们最喜欢的网站之一），我们可以这样使用 ping 命令：

    一旦启动，ping 命令会持续在特定的时间间隔内（默认是一秒）发送数据包，直到它被中断：

    2. PING linuxcommand.org (66.35.250.210) 56(84) bytes of data.
    3. 64 bytes from vhost.sourceforge.net (66.35.250.210): icmp\_seq=1
    4. ttl=43 time=107 ms
    5. 64 bytes from vhost.sourceforge.net (66.35.250.210): icmp\_seq=2
    6. ttl=43 time=108 ms
    7. 64 bytes from vhost.sourceforge.net (66.35.250.210): icmp\_seq=3
    8. ttl=43 time=106 ms
    9. 64 bytes from vhost.sourceforge.net (66.35.250.210): icmp\_seq=4
    10. ttl=43 time=106 ms
    11. 64 bytes from vhost.sourceforge.net (66.35.250.210): icmp\_seq=5
    12. ttl=43 time=105 ms
    13. ...

    按下组合键 Ctrl-c，中断这个命令之后，ping 打印出运行统计信息。一个正常工作的网络会报告零个数据包丢失。一个成功执行的“ping”命令会意味着网络的各个部件（网卡，电缆，路由，网关）都处于正常的工作状态。

    17.1.2 traceroute 跟踪网络数据包的传输路径

    这个 traceroute 程序（一些系统使用相似的 tracepath 程序来代替）会显示从本地到指定主机要经过的所有“跳数”的网络流量列表。例如，看一下到达 slashdot.org 需要经过的路由，我们将这样做：

    1. [me@linuxbox ~]$ traceroute slashdot.org

    命令输出看起来像这样：

    1. traceroute to slashdot.org (216.34.181.45), 30 hops max, 40 byte
    2. packets
    3. 1 ipcop.localdomain (192.168.1.1) 1.066 ms 1.366 ms 1.720 ms
    4. 2 * * *
    5. 3 ge-4-13-ur01.rockville.md.bad.comcast.net (68.87.130.9) 14.622ms 14.885 ms 15.169 ms
    6. 4 po-30-ur02.rockville.md.bad.comcast.net (68.87.129.154) 17.634ms 17.626 ms 17.899 ms
    7. 5 po-60-ur03.rockville.md.bad.comcast.net (68.87.129.158) 15.992ms 15.983 ms 16.256 ms
    8. 6 po-30-ar01.howardcounty.md.bad.comcast.net (68.87.136.5) 22.835
    9. ...

    17.1.3 netstat 检查网络设置及相关统计数据

    netstat 程序被用来检查各种各样的网络设置和统计数据。通过此命令的许多选项，我们可以看看网络设置中的各种特性。使用“-ie”选项，我们能够查看系统中的网络接口：

    1. [me@linuxbox ~]$ netstat -ie
    2.         inet addr:192.168.1.2 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
    3.         inet6 addr: fe80::21d:9ff:fe9b:9967/64 Scope:Link
    4.         UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
    5.         RX packets:238488 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
    6.         TX packets:403217 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
    7.         collisions:0 txqueuelen:100 RX bytes:153098921 (146.0 MB) TX
    8.         bytes:261035246 (248.9 MB) Memory:fdfc0000-fdfe0000
    10. lo      Link encap:Local Loopback
    11.         inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
    12. ...

    在上述实例中，我们看到我们的测试系统有两个网络接口。第一个，叫做 eth0，是以太网接口，和第二个，叫做 lo，是内部回环网络接口，它是一个虚拟接口，系统用它来“自言自语”。

    当执行日常网络诊断时，要查看的重要信息是每个网络接口第四行开头出现的单词“UP”，说明这个网络接口已经生效，还要查看第二行中 inet addr 字段出现的有效 IP 地址。对于使用 DHCP（动态主机配置协议）的系统，在这个字段中的一个有效 IP 地址则证明了 DHCP 工作正常。

    使用这个“-r”选项会显示内核的网络路由表。这展示了系统是如何配置网络之间发送数据包的。

    1. [me@linuxbox ~]$ netstat -r
    2. Kernel IP routing table
    3. Destination     Gateway     Genmask         Flags    MSS  Window  irtt Iface
    5. 192.168.1.0     *           255.255.255.0   U        0    0          0 eth0
    6. default         192.168.1.1 0.0.0.0         UG       0    0          0 eth0

    在这个简单的例子里面，我们看到了，位于防火墙之内的局域网中，一台客户端计算机的典型路由表。第一行显示了目的地 192.168.1.0。IP 地址以零结尾是指网络，而不是独立主机，所以这个目的地意味着局域网中的任何一台主机。下一个字段，Gateway，是网关（路由器）的名字或 IP 地址，用它来连接当前的主机和目的地的网络。若这个字段显示一个星号，则表明不需要网关。

    最后一行包含目的地 default。指的是发往任何表上没有列出的目的地网络的流量。在我们的实例中，我们看到网关被定义为地址 192.168.1.1 的路由器，它应该能知道怎样来处理目的地流量。

    netstat 程序有许多选项，我们仅仅讨论了几个。查看 netstat 命令的手册，可以得到所有选项的完整列表。

    网络有什么用处呢？除非我们知道了怎样通过网络来传输文件。有许多程序可以用来在网络中传送数据。我们先讨论两个，随后的章节里再介绍几个。

    17.2.1 ftp 采用FTP(文件传输协议)传输文件

    ftp 命令属于真正的“经典”程序之一，它的名字来源于其所使用的协议，就是文件传输协议。FTP 被广泛地用来从因特网上下载文件。大多数，并不是所有的，网络浏览器都支持 FTP，你经常可以看到它们的 URI 以协议 ftp://开头。在出现网络浏览器之前，ftp 程序已经存在了。ftp 程序可用来与 FTP 服务器进行通信，FTP 服务器就是存储文件的计算机，这些文件能够通过网络下载和上传。

    FTP（它的原始形式）并不是安全的，因为它会以明码形式发送帐号的姓名和密码。这就意味着这些数据没有加密，任何嗅探网络的人都能看到。由于此种原因，几乎因特网中所有 FTP 服务器都是匿名的。一个匿名服务器能允许任何人使用注册名“anonymous”和无意义的密码登录系统。

    在下面的例子中，我们将展示一个典型的会话，从匿名 FTP 服务器，其名字是 fileserver，的 /pub/cd_images/Ubuntu-8.04 的目录下，使用 ftp 程序下载一个 Ubuntu 系统映像文件。

    1. [me@linuxbox ~]$ ftp fileserver
    2. Connected to fileserver.localdomain.
    3. 220 (vsFTPd 2.0.1)
    4. Name (fileserver:me): anonymous
    5. 331 Please specify the password.
    6. Password:
    7. 230 Login successful.
    8. Remote system type is UNIX.
    9. Using binary mode to transfer files.
    10. ftp> cd pub/cd\_images/Ubuntu-8.04
    11. 250 Directory successfully changed.
    12. ftp> ls
    13. 200 PORT command successful. Consider using PASV.
    14. 150 Here comes the directory listing.
    15. -rw-rw-r-- 1 500 500 733079552 Apr 25 03:53 ubuntu-8.04- desktop-i386.iso
    16. 226 Directory send OK.
    17. ftp> lcd Desktop
    18. Local directory now /home/me/Desktop
    19. ftp> get ubuntu-8.04-desktop-i386.iso
    20. local: ubuntu-8.04-desktop-i386.iso remote: ubuntu-8.04-desktop-i386.iso
    21. 200 PORT command successful. Consider using PASV.
    22. 150 Opening BINARY mode data connection for ubuntu-8.04-desktop-
    23. i386.iso (733079552 bytes).
    24. 226 File send OK.
    25. 733079552 bytes received in 68.56 secs (10441.5 kB/s)
    26. ftp> bye

    这里是对会话期间所输入命令的解释说明：

    在 “ftp>” 提示符下，输入 “help”，会显示所支持命令的列表。使用 ftp 登录到一台授予了用户足够权限的服务器中，则可以执行很多普通的文件管理任务。虽然很笨拙，但它真能工作。

    17.2.2 lftp - 更好的 ftp

    ftp 并不是唯一的命令行形式的 FTP 客户端。实际上，还有很多。其中比较好（也更流行的）是 lftp 程序，由 Alexander Lukyanov 编写完成。虽然 lftp 工作起来与传统的 ftp 程序很相似，但是它带有额外的便捷特性，包括多协议支持（包括 HTTP），若下载失败会自动地重新下载，后台处理，用 tab 按键来补全路径名，还有很多。

    17.2.3 wget 非交互式网络下载工具

    另一个流行的用来下载文件的命令行程序是 wget。若想从网络和 FTP 网站两者上都能下载数据，wget 是很有用处的。不只能下载单个文件，多个文件，甚至整个网站都能下载。下载 linuxcommand.org 网站的首页，我们可以这样做：

    这个程序的许多选项允许 wget 递归地下载，在后台下载文件（你退出后仍在下载），能完成未下载全的文件。这些特性在其优秀的命令手册中有着详尽地说明。

    通过网络来远程操控类 Unix 的操作系统已经有很多年了。早些年，在因特网普遍推广之前，有一些受欢迎的程序被用来登录远程主机。它们是 rlogin 和 telnet 程序。然而这些程序，拥有和 ftp 程序一样的致命缺点；它们以明码形式来传输所有的交流信息（包括登录命令和密码）。这使它们完全不适合使用在因特网时代。

    17.3.1 ssh 安全登录远超计算机

    为了解决这个问题，开发了一款新的协议，叫做 SSH（Secure Shell）。SSH 解决了这两个基本的和远端主机安全交流的问题。首先，它要认证远端主机是否为它所知道的那台主机（这样就阻止了所谓的“中间人”的攻击），其次，它加密了本地与远程主机之间所有的通讯信息。

    SSH 由两部分组成。SSH 服务端运行在远端主机上，在端口 22 上监听收到的外部连接，而 SSH 客户端用在本地系统中，用来和远端服务器通信。

    大多数 Linux 发行版自带一个提供 SSH 功能的软件包，叫做 OpenSSH，来自于 BSD 项目。一些发行版默认包含客户端和服务端两个软件包（例如 Red Hat），而另一些（比方说 Ubuntu）则只提供客户端。为了能让系统接受远端的连接，它必须安装 OpenSSH-server 软件包，配置，运行它，并且（如果系统正在运行，或者系统在防火墙之后）它必须允许在 TCP 端口 22 上接收网络连接。

    注意：

    如果你没有远端系统去连接，但还想试试这些实例，则确认安装了 OpenSSH-server 软件包，则可使用 localhost 作为远端主机的名字。这种情况下，计算机会和它自己创建网络连接。

    用来与远端 SSH 服务器相连接的 SSH 客户端程序，顺理成章，叫做 ssh。想要连接到名叫 remote-sys 的远端主机，我们可以这样使用 ssh 客户端程序：

    1. [me@linuxbox ~]$ ssh remote-sys
    2. The authenticity of host 'remote-sys (192.168.1.4)' can't be
    3. established.
    4. RSA key fingerprint is
    5. 41:ed:7a:df:23:19:bf:3c:a5:17:bc:61:b3:7f:d9:bb.
    6. Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?

    第一次尝试连接，提示信息表明远端主机的真实性不能确立。这是因为客户端程序以前从没有看到过这个远端主机。为了接受远端主机的身份验证凭据，输入“yes”。一旦建立了连接，会提示用户输入他或她的密码：

    1. of known hosts.
    2. me@remote-sys's password:
    1. Last login: Sat Aug 30 13:00:48 2008

    远端 shell 会话一直存在，直到用户输入 exit 命令后，则关闭了远程连接。这时候，本地的 shell 会话恢复，本地 shell 提示符重新出现。

    也有可能使用不同的用户名连接到远程系统。例如，如果本地用户“me”，在远端系统中有一个帐号名“bob”，则用户 me 能够用 bob 帐号登录到远端系统，如下所示：

    1. [me@linuxbox ~]$ ssh bob@remote-sys
    2. bob@remote-sys's password:
    3. Last login: Sat Aug 30 13:03:21 2008
    4. [bob@remote-sys ~]$

    正如之前所讲到的，ssh 验证远端主机的真实性。如果远端主机不能成功地通过验证，则会提示以下信息：

    1. [me@linuxbox ~]$ ssh remote-sys
    2. @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
    3. @
    4. WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED!
    5. @
    6. @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
    7. IT IS POSSIBLE THAT SOMEONE IS DOING SOMETHING NASTY!
    8. Someone could be eavesdropping on you right now (man-in-the-middle
    9. attack)!
    10. ...

    有两种可能的情形会提示这些信息。第一，某个攻击者企图制造“中间人”袭击。这很少见，因为每个人都知道 ssh 会针对这种状况发出警告。最有可能的罪魁祸首是远端系统已经改变了；例如，它的操作系统或者是 SSH 服务器重新安装了。然而，为了安全起见，第一个可能性不应该被轻易否定。当这条消息出现时，总要与远端系统的管理员查对一下。

    当确定了这条消息归结为一个良性的原因之后，那么在客户端更正问题就很安全了。使用文本编辑器（可能是 vim）从文件~/.ssh/known_hosts 中删除废弃的钥匙，就解决了问题。在上面的例子里，我们看到这样一句话：

    1. Offending key in /home/me/.ssh/known_hosts:1

    这意味着 known_hosts 文件的第一行包含那个冲突的钥匙。从文件中删除这一行，则 ssh 程序就能够从远端系统接受新的身份验证凭据。

    除了能够在远端系统中打开一个 shell 会话，ssh 程序也允许我们在远端系统中执行单个命令。例如，在名为 remote-sys 的远端主机上，执行 free 命令，并把输出结果显示到本地系统 shell 会话中。

    有可能以更有趣的方式来利用这项技术，比方说下面的例子，我们在远端系统中执行 ls 命令，并把命令输出重定向到本地系统中的一个文件里面。

    1. [me@linuxbox ~]$ ssh remote-sys 'ls \*' > dirlist.txt
    2. me@twin4's password:
    3. [me@linuxbox ~]$

    注意，上面的例子中使用了单引号。这样做是因为我们不想路径名展开操作在本地执行，而希望它在远端系统中被执行。同样地，如果我们想要把输出结果重定向到远端主机的文件中，我们可以把重定向操作符和文件名都放到单引号里面。

    1. [me@linuxbox ~]$ ssh remote-sys 'ls * > dirlist.txt'

    17.3.2 scp 和 sftp 安全传输文件

    OpenSSH 软件包也包含两个程序，它们可以利用 SSH 加密通道在网络间复制文件。第一个，scp（安全复制）被用来复制文件，与熟悉的 cp 程序非常相似。最显著的区别就是源或者目标路径名要以远端主机的名字，后跟一个冒号字符开头。例如，如果我们想要从 remote-sys 远端系统的家目录下复制文档 document.txt，到我们本地系统的当前工作目录下，可以这样操作：

    1. [me@linuxbox ~]$ scp remote-sys:document.txt .
    2. me@remote-sys's password:
    3. document.txt
    4. 100%        5581        5.5KB/s         00:00
    5. [me@linuxbox ~]$

    和 ssh 命令一样，如果所需的远端主机帐户名与本地系统中的不一致，那么你可以把用户名添加到远端主机名的开头：

    1. [me@linuxbox ~]$ scp bob@remote-sys:document.txt .

    第二个 SSH 文件复制程序是 sftp，顾名思义，它是 ftp 程序的安全替代品。sftp 工作起来与我们之前使用的 ftp 程序很相似；然而，它不用明码形式来传递数据，它使用加密的 SSH 通道。sftp 有一个重要特性强于传统的 ftp 命令，就是 sftp 不需要远端系统中运行 FTP 服务端。它仅仅需要 SSH 服务端。这意味着任何一台能用 SSH 客户端连接的远端机器，也可当作类似于 FTP 的服务器来使用。这里是一个样本会话：

    1. [me@linuxbox ~]$ sftp remote-sys
    2. Connecting to remote-sys...
    3. me@remote-sys's password:
    4. sftp> ls
    5. ubuntu-8.04-desktop-i386.iso
    6. sftp> lcd Desktop
    7. sftp> get ubuntu-8.04-desktop-i386.iso
    8. Fetching /home/me/ubuntu-8.04-desktop-i386.iso to ubuntu-8.04-
    9. desktop-i386.iso
    11. ftp> bye

    注意：

    SFTP 协议被许多 Linux 发行版中的图形化文件管理器支持。使用 Nautilus (GNOME), 或者是 Konqueror (KDE)，我们都能在位置栏中输入以 sftp:// 开头的 URI，来操作存储在运行着 SSH 服务端的远端系统中的文件。

    Windows 中的 SSH 客户端_

    比方说你正坐在一台 Windows 机器前面，但是你需要登录到你的 Linux 服务器中，去完成一些实际的工作，那该怎么办呢？当然是找一个 Windows 平台下的 SSH 客户端！有很多这样的工具。最流行的可能就是由 Simon Tatham 和他的团队开发的 PuTTY 了。PuTTY 程序能够显示一个终端窗口，而且允许 Windows 用户在远端主机中打开一个 SSH（或者 telnet）会话。这个程序也提供了 scp 和 sftp 程序的类似物。

    PuTTY 可在链接 处下载。