Чем отличается протокол TCP от UDP, простым языком

Сетевые порты могут дать важнейшую информацию о приложениях, которые обращаются к компьютерам по сети. Зная приложения, которые используют сеть, и соответствующие сетевые порты, можно составить точные правила для брандмауэра, и настроить хост-компьютеры таким образом, чтобы они пропускали только полезный трафик. Построив профиль сети и разместив инструменты для распознавания сетевого трафика, можно более эффективно обнаруживать взломщиков - иногда просто анализируя генерируемый ими сетевой трафик. Эту тему мы начали рассматривать в первой части статьи, опубликованной в предыдущем номере журнала. Там приводились основные сведения о портах TCP/IP как фундаменте сетевой безопасности. Во второй части будут описаны некоторые методы для сетей и хост-компьютеров, с помощью которых можно определить приложения, прослушивающие сеть. Далее в статье будет рассказано о том, как оценить трафик, проходящий через сеть.

Блокирование сетевых приложений

Поверхность атаки по сети - общепринятый термин для описания уязвимости сети. Многие сетевые нападения проходят через уязвимые приложения, и можно существенно уменьшить площадь атаки, сократив число активных приложений в сети. Другими словами, следует отключить неиспользуемые службы, установить брандмауэр на выделенной системе для проверки законности трафика и составить исчерпывающий список управления доступом (access control list - ACL) для брандмауэра на периметре сети.

Каждый открытый сетевой порт представляет приложение, прослушивающее сеть. Поверхность атаки каждого сервера, подключенного к сети, можно уменьшить, отключив все необязательные сетевые службы и приложения. Версия Windows Server 2003 превосходит предшествующие версии операционной системы, так как в ней по умолчанию активизируется меньше сетевых служб. Однако аудит все же необходим, чтобы обнаружить вновь установленные приложения и изменения в конфигурации, которые открывают лишние сетевые порты.

Каждый открытый порт - потенциальная лазейка для взломщиков, которые используют пробелы в хост-приложении или тайком обращаются к приложению с именем и паролем другого пользователя (либо применяют другой законный метод аутентификации). В любом случае, важный первый шаг для защиты сети - просто отключить неиспользуемые сетевые приложения.

Сканирование портов

Сканирование портов - процесс обнаружения прослушивающих приложений путем активного опроса сетевых портов компьютера или другого сетевого устройства. Умение читать результаты сканирования и сравнивать сетевые отчеты с результатами хост-опроса портов позволяет составить ясную картину трафика, проходящего через сеть. Знание сетевой топологии - важное условие подготовки стратегического плана сканирования конкретных областей. Например, сканируя диапазон внешних IP-адресов, можно собрать ценные данные о взломщике, проникшем из Internet. Поэтому следует чаще сканировать сеть и закрыть все необязательные сетевые порты.

Внешнее сканирование портов брандмауэра позволяет обнаружить все откликающиеся службы (например, Web или электронная почта), размещенные на внутренних серверах. Эти серверы также следует защитить. Настройте привычный сканер портов (например, Network Mapper - Nmap) на проверку нужной группы портов UDP или TCP. Как правило, сканирование портов TCP - процедура более надежная, чем сканирование UDP, благодаря более глубокой обратной связи с ориентированными на соединения протоколами TCP. Существуют версии Nmap как для Windows, так и для Unix. Запустить базовую процедуру сканирования просто, хотя в программе реализованы и гораздо более сложные функции. Для поиска открытых портов на тестовом компьютере я запустил команду

Nmap 192.168.0.161

На экране 1 показаны результаты сеанса сканирования - в данном случае компьютера Windows 2003 в стандартной конфигурации. Данные, собранные в результате сканирования портов, показывают наличие шести открытых портов TCP.

Экран 1. Базовый сеанс сканирования Nmap

• Порт 135 используется функцией отображения конечных точек RPC, реализованной во многих технологиях Windows - например, приложениях COM/DCOM, DFS, журналах событий, механизмах репликации файлов, формирования очередей сообщений и Microsoft Outlook. Данный порт должен быть блокирован в брандмауэре на периметре сети, но трудно закрыть его и одновременно сохранить функциональность Windows.
• Порт 139 используется сеансовой службой NetBIOS, которая активизирует браузер поиска других компьютеров, службы совместного использования файлов, Net Logon и службу сервера. Его трудно закрыть, как и порт 135.
• Порт 445 используется Windows для совместной работы с файлами. Чтобы закрыть этот порт, следует блокировать File and Printer Sharing for Microsoft Networks. Закрытие этого порта не мешает соединению компьютера с другими удаленными ресурсами; однако другие компьютеры не смогут подключиться к данной системе.
• Порты 1025 и 1026 открываются динамически и используются другими системными процессами Windows, в частности различными службами.
• Порт 3389 используется Remote Desktop, которая не активизирована по умолчанию, но на моем тестовом компьютере активна. Чтобы закрыть порт, следует перейти к вкладке Remote в диалоговом окне System Properties и сбросить флажок Allow users to connect remotely to this computer.

Обязательно следует выполнить поиск открытых портов UDP и закрыть лишние. Программа сканирования показывает открытые порты компьютера, которые видны из сети. Аналогичные результаты можно получить с помощью инструментов, расположенных на хост-системе.

Хост-сканирование

Помимо использования сетевого сканера портов, открытые порты на хост-системе можно обнаружить с помощью следующей команды (запускается на хост-системе):

Netstat -an

Эта команда работает как в Windows, так и в UNIX. Netstat выдает список активных портов компьютера. В Windows 2003 Windows XP следует добавить параметр -o, чтобы получить соответствующий идентификатор процесса (program identifier - PID). На экране 2 показаны выходные результаты Netstat для того же компьютера, сканирование портов которого выполнялось ранее. Следует обратить внимание на то, что закрыто несколько портов, которые прежде были активны.

Аудит журнала брандмауэра

Еще один полезный способ обнаружения сетевых приложений, которые отправляют или получают данные по сети, - собирать и анализировать больше данных в журнале брандмауэра. Записи Deny, в которых приводится информация с внешнего интерфейса брандмауэра, вряд ли будут полезны из-за «шумового трафика» (например, от червей, сканеров, тестирования по ping), засоряющего Internet. Но если записывать в журнал разрешенные пакеты с внутреннего интерфейса, то можно увидеть весь входящий и исходящий сетевой трафик.

Чтобы увидеть «сырые» данные трафика в сети, можно установить сетевой анализатор, который подключается к сети и записывает все обнаруженные сетевые пакеты. Самый широко распространенный бесплатный сетевой анализатор - Tcpdump для UNIX (версия для Windows называется Windump), который легко устанавливается на компьютере. После установки программы следует настроить ее для работы в режиме приема всех сетевых пакетов, чтобы регистрировать весь трафик, а затем подключить к монитору порта на сетевом коммутаторе и отслеживать весь трафик, проходящий через сеть. О настройке монитора порта будет рассказано ниже. Tcpdump - чрезвычайно гибкая программа, с помощью которой можно просматривать сетевой трафик с использованием специализированных фильтров и показывать только информацию об IP-адресах и портах либо все пакеты. Трудно просмотреть сетевые дампы в больших сетях без помощи соответствующих фильтров, но следует соблюдать осторожность, чтобы не потерять важные данные.

Объединение компонентов

До сих пор мы рассматривали различные методы и инструменты, с помощью которых можно обнаружить приложения, использующие сеть. Пришло время объединить их и показать, как определить открытые сетевые порты. Поразительно, как «болтливы» компьютеры в сети! Во-первых, рекомендуется познакомиться с документом Microsoft «Service overview and network port requirements for the Windows Server system» (http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en-us;832017 ), в котором перечислены протоколы (TCP и UDP) и номера портов, используемые приложениями и большинством основных служб Windows Server. В документе описаны эти службы и используемые ими ассоциированные сетевые порты. Рекомендуется загрузить и распечатать это полезное для администраторов сетей Windows справочное руководство.

Настройка сетевого анализатора

Ранее отмечалось, что один из способов определить порты, используемые приложениями, - отслеживать трафик между компьютерами с помощью сетевого анализатора. Чтобы увидеть весь трафик, необходимо подключить сетевой анализатор к концентратору или монитору портов в коммутаторе. Каждому порту концентратора виден весь трафик каждого компьютера, подключенного к этому концентратору, но концентраторы - устаревшая технология, и большинство компаний заменяют их коммутаторами, которые обеспечивают хорошую производительность, но неудобны для анализа: каждый порт коммутатора принимает только трафик, направляемый одному компьютеру, подключенному к данному порту. Чтобы анализировать всю сеть, нужно отслеживать трафик, направляемый в каждый порт коммутатора.

Для этого требуется настроить монитор порта (разные поставщики называют его span port или mirrored port) в коммутаторе. Установить монитор порта в коммутаторе Cisco Catalyst компании Cisco Systems не составляет труда. Нужно зарегистрироваться на коммутаторе и активизировать режим Enable, затем перейти в режим configure terminal и ввести номер интерфейса порта коммутатора, на который следует посылать весь контролируемый трафик. Наконец, необходимо указать все отслеживаемые порты. Например, следующие команды обеспечивают мониторинг трех портов Fast Ethernet и пересылку копии трафика в порт 24.

Interface FastEthernet0/24 port monitor FastEthernet0/1 port monitor FastEthernet0/2 port monitor FastEthernet0/3 end

В данном примере сетевой анализатор, подключенный к порту 24, будет просматривать весь исходящий и входящий трафик компьютеров, подключенных к первым трем портам коммутатора. Для просмотра созданной конфигурации следует ввести команду

Write memory

Первоначальный анализ

Рассмотрим пример анализа данных, проходящих через сеть. Если для сетевого анализа используется компьютер Linux, то можно получить исчерпывающее представление о типе и частоте пакетов в сети с помощью такой программы, как IPTraf в режиме Statistical. Детали трафика можно выяснить с использованием программы Tcpdump.

Всем привет сегодня расскажу чем отличается протокол TCP от UDP. Протоколы транспортного уровня, следующие в иерархии за IP, используются для передачи данных между прикладными процессами, реализующимися в сетевых узлах. Пакет данных, поступивший от одного компьютера другому через Интернет, должен быть передан процессу-обработчику, и именно по конкретному назначению. Транспортный уровень принимает на себя ответственность за это. На этом уровне два основных протокола – TCP и UDP.

Что означают TCP и UDP

TCP – транспортный протокол передачи данных в сетях TCP/IP, предварительно устанавливающий соединение с сетью.

UDP – транспортный протокол, передающий сообщения-датаграммы без необходимости установки соединения в IP-сети.

Напоминаю, что оба протокола работают на транспортном уровне модели OSI или TCP/IP, и понимание того чем они отличаются очень важно.

Разница между протоколами TCP и UDP

Разница между протоколами TCP и UDP – в так называемой “гарантии доставки”. TCP требует отклика от клиента, которому доставлен пакет данных, подтверждения доставки, и для этого ему необходимо установленное заранее соединение. Также протокол TCP считается надежным, тогда как UDP получил даже именование “протокол ненадежных датаграмм. TCP исключает потери данных, дублирование и перемешивание пакетов, задержки. UDP все это допускает, и соединение для работы ему не требуется. Процессы, которым данные передаются по UDP, должны обходиться полученным, даже и с потерями. TCP контролирует загруженность соединения, UDP не контролирует ничего, кроме целостности полученных датаграмм.

С другой стороны, благодаря такой не избирательности и бесконтрольности, UDP доставляет пакеты данных (датаграммы) гораздо быстрее, потому для приложений, которые рассчитаны на широкую пропускную способность и быстрый обмен, UDP можно считать оптимальным протоколом. К таковым относятся сетевые и браузерные игры, а также программы просмотра потокового видео и приложения для видеосвязи (или голосовой): от потери пакета, полной или частичной, ничего не меняется, повторять запрос не обязательно, зато загрузка происходит намного быстрее. Протокол TCP, как более надежный, с успехом применяется даже в почтовых программах, позволяя контролировать не только трафик, но и длину сообщения и скорость обмена трафиком.

Давайте рассмотрим основные отличия tcp от udp.

1. TCP гарантирует доставку пакетов данных в неизменных виде, последовательности и без потерь, UDP ничего не гарантирует.
2. TCP нумерует пакеты при передаче, а UDP нет
3. TCP работает в дуплексном режиме, в одном пакете можно отправлять информацию и подтверждать получение предыдущего пакета.
4. TCP требует заранее установленного соединения, UDP соединения не требует, у него это просто поток данных.
5. UDP обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
6. TCP надежнее и осуществляет контроль над процессом обмена данными.
7. UDP предпочтительнее для программ, воспроизводящих потоковое видео, видеофонии и телефонии, сетевых игр.
8. UPD не содержит функций восстановления данных

Примерами UDP приложений, например можно привести, передачу DNS зон, в Active Directory, там не требуется надежность. Очень часто такие вопросы любят спрашивать на собеседованиях, так, что очень важно знать tcp и udp отличия.

Заголовки TCP и UDP

Давайте рассмотрим как выглядят заголовки двух транспортных протоколов, так как и тут отличия кардинальные.

Заголовок UDP

• 16 битный порт источника > Указание порта источника для UDP необязательно. Если это поле используется, получатель может отправить ответ этому порту.
• 16 битный порт назначения > Номер порта назначения
• 16 битная длина UDP > Длина сообщения, включая заголовок и данные.
• 16 битная контрольная сумма > Контрольная сумма заголовка и данных для проверки

Заголовок TCP

• 16 битный порт источника > Номер порта источника
• 16 битный порт назначения > Номер порта назначения
• 32 битный последовательный номер > Последовательный номер генерируется источником и используется назначением, чтобы переупорядочить пакеты для создания исходного сообщения и отправить подтверждение источнику.
• 32 битный номер подтверждения > Если установлен бит АСК поля "Управление", в данном поле содержит следующий ожидаемый последовательный номер.
• 4 бита длина заголовка > Информация о начале пакета данных.
• резерв > Резервируются для будущего использования.
• 16 битная контрольная сумма > Контрольная сумма заголовка и данных; по ней определяется, был ли искажен пакет.
• 16 битный указатель срочности > В этом поле целевое устройство получает информацию о срочности данных.
• Параметры > Необязательные значения, которые указываются при необходимости.

Размер окна позволяет экономить трафик, рассмотрим когда его значение равно 1, тут на каждый отправленный ответ, отправитель ждет подтверждения, не совсем рационально.

При размере окна 3, отправитель отправляет уже по 3 кадра, и ждет от 4, который подразумевает, что все три кадра у него есть, +1.

Надеюсь у вас теперь есть представления об отличиях tcp udp протоколов.

Краткий список портов:
1. DISCARD: Discard port (RFC 863)
2. FTP: 21 для команд, 20 для данных
3. SSH: 22 (remote access)
4. Telnet: 23 (remote access)
5. SMTP: 25, 587
6. DNS: 53 (UDP)
7. DHCP: 67, 68/UDP
8. TFTP: 69/UDP
9. HTTP: 80, 8080
10. POP3: 110
11. NTP: 123 (time server) (UDP)
12. IMAP: 143
13. SNMP: 161
14. HTTPS: 443
15. MySQL: 3306
16. Iserver: 3055
17. RDP: 3389 (remote access)
18. OSCAR (ICQ): 5190
19. XMPP (Jabber): 5222/5223 /5269
20. Traceroute: выше 33434 (UDP)
21. BitTorrent: 6969, 6881-6889
...

Описание:

1. RFC 863 - Протокол отбрасывания
Этот документ содержит стандарт для сообщества ARPA Internet. Предполагается, что хосты ARPA Internet, выбравшие поддержку протокола Discard, будут приведены в соответствие с этой спецификацией.Отбрасывание является полезным инструментом при измерениях и отладке. Этот сервис просто отбрасывает все принятые данные.
Сервис Discard на основе TCPО-дин из вариантов службы отбрасывание реализуется на основе TCP. Сервер прослушивает соединения TCP через порт 9. После организации соединения все принятые по нему данные отбрасываются без передачи каких-либо откликов. Отбрасывание данных продолжается до тех пор, пока соединение не будет разорвано пользователем.
Сервис Discard на основе UDP-другой вариант службы отбрасывания строится на основе UDP. Сервер прослушивает дейтаграммы UDP через порт 9 и при обнаружении отбрасывает полученные дейтаграммы без передачи какой-либо информации.

2. FTP (англ. File Transfer Protocol - протокол передачи файлов) - протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях. FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер; кроме того, возможен режим передачи файлов между серверами.
Исходящий порт 20, открываемый на стороне сервера, используется для передачи данных, порт 21 - для передачи команд.

3. SSH (англ. Secure SHell - «безопасная оболочка») - сетевой протокол сеансового уровня, позволяющий производить удалённое управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений (например, для передачи файлов).Порт 22 служит для удалённого администрирования, посредствам программ-клиентов ssh-протокола (SSH - Secure SHell)Ззакрыть можно отлючением управляющей программы-сервера.

4. TELNET (англ. TErminaL NETwork) - сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети (в современной форме - при помощи транспорта TCP).

5. SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol - простой протокол передачи почты) - это сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP.Для работы через протокол SMTP клиент создаёт TCP соединение с сервером через порт 25.
Иногда провайдеры запрещают отправлять почту через 25 порт, вынуждая клиента использовать только свои SMTP-серверы. Но, как известно, на хитрую … найдется…
По-умолчанию postfix работает только на 25 порту. Но можно заставить его работать и на порту 587. Для этого всего лишь в файле /etc/postfix/master.cf необходимо раскомментировать строку:
submission inet n - - - - smtpd

6. DNS (англ. Domain Name System - система доменных имён) - компьютерная распределённая система для получения информации о доменах.Протокол DNS использует для работы TCP- или UDP-порт 53 для ответов на запросы.

7. DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol - протокол динамической конфигурации узла) - это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к так называемому серверу DHCP, и получает от него нужные параметры. Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве сетей TCP/IP.Протокол DHCP является клиент-серверным, то есть в его работе участвуют клиент DHCP и сервер DHCP. Передача данных производится при помощи протокола UDP, при этом сервер принимает сообщения от клиентов на порт 67 и отправляет сообщения клиентам на порт 68.

8. TFTP (англ. Trivial File Transfer Protocol - простой протокол передачи файлов) используется главным образом для первоначальной загрузки бездисковых рабочих станций. TFTP, в отличие от FTP, не содержит возможностей аутентификации (хотя возможна фильтрация по IP-адресу) и основан на транспортном протоколе UDP.

9. HTTP (сокр. от англ. HyperText Transfer Prоtocоl - «протокол передачи гипертекста») - протокол прикладного уровня передачи данных (изначально - в виде гипертекстовых документов).80-й порт - это порт web серверов.Порты 80-83 отвечают за работу по HTTP протоколу.

10. POP3. 110-ый (Opera POP3 connection) порт отвечает за отправку и получение почты.

11. Network Time Protocol (NTP) - сетевой протокол для синхронизации внутренних часов компьютера с использованием сетей с переменной латентностью.Настройка службы времени (NTP) в Windows 2003 / 2008 / 2008 R2 ... с источником осуществляется по протоколу NTP - 123 порт UDP.

12. IMAP (англ. Internet Message Access Protocol) - протокол прикладного уровня для доступа к электронной почте.Он базируется на транспортном протоколе TCP и использует порт 143.

13. SNMP (англ. Simple Network Management Protocol - простой протокол управления сетями) - это протокол управления сетями связи на основе архитектуры UDP. Устройства, которые обычно поддерживают SNMP это маршрутизаторы, коммутаторы, серверы, рабочие станции, принтеры, модемы и т.д.SNMP service:
Использует Windows Sockets API.
Посылает и получает сообщения, используя UDP (порт 161) и использует IP для поддержки маршрутизации SNMP сообщений.
Поставляется с дополнительными библиотеками (DLL) для поддержки нестандартных MIB.
Включает Microsoft Win32 SNMP менеджер API для упрощения разработки SNMP приложений.

14. HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) - расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование. Данные, передаваемые по протоколу HTTPS, «упаковываются» в криптографический протокол SSL или TLS, тем самым обеспечивается защита этих данных. В отличие от HTTP, для HTTPS по умолчанию используется TCP-порт 443.

15. MySQL - свободная система управления базами данных.ОДНО НО mysql не работает.(ПРЕКРАТИЛ РАБОТУ НА n ВРЕМЕНИ)

16. 3055-локальная сеть.

17. RDP (англ. Remote Desktop Protocol - протокол удалённого рабочего стола) - проприетарный протокол прикладного уровня, купленный Microsoft у Citrix, использующийся для обеспечения удалённой работы пользователя с сервером, на котором запущен сервис терминальных подключений. Клиенты существуют практически для всех версий Windows (включая Windows CE и Mobile), Linux, FreeBSD, Mac OS X, Android, Symbian. По умолчанию используется порт TCP 3389.

18. ICQ Сервеер.

19. XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol - расширяемый протокол обмена сообщениями и информацией о присутствии), ранее известный как Jabber.
5222/5223 - клиент-сервер, 5269 - сервер.

20. Traceroute - это служебная компьютерная программа, предназначенная для определения маршрутов следования данных в сетях TCP/IP. (в некоторых источниках указано, что достаточно указать диапазон портов от 33434 до 33534)

21. BitTórrent (букв. англ. «битовый поток») - пиринговый (P2P) сетевой протокол для кооперативного обмена файлами через Интернет.6969, 6881-6889 порты для доступа торрент- клиентов.

20:11:35 20

Существуют два типа межкомпьютерного обмена данны­ми- датагроммы и сеансы. Датаграмма — это сообщение, которое не требует подтверждения о приеме от принимающей стороны, а если такое подтверждение необходимо, то адресат должен сам послать специальное сообщение. Для осуществ­ления обмена данными таким способом принимающая и пере­дающая стороны должны строго придерживаться определен­ного протокола во избежание потери информации. Каждая датаграмма является самостоятельным сообщением, и при наличии нескольких датаграмм в ЛВС их доставка адресату, вообще говоря, не гарантируется. При этом датаграмма обычно является частью какого-либо сообщения, и в большинстве ЛВС скорость передачи датаграмм гораздо выше, чем сооб­щений в сеансах.

В сеансе предполагается создание логической связи для обмена сообщениями между компьютерами и гарантируется получение сообщений. В то время как датаграммы могут пе­редаваться в произвольные моменты времени, в сеансе перед передачей сообщения происходит от1фытие сеанса, а по окон­чании обмена данными сеанс должен быть закрыт.

Операционные системы большинства компьютеров под­держивают мультипрограммный режим, т.е. несколько про­грамм выполняются одновременно (параллельно выполняется несколько процессов). С некоторой степенью точности можно говорить о том, что процесс — это и есть окончательное место назначения для сообщения. Однако в силу того, что процессы создаются и завершаются динамически, отправитель редко имеет информацию, достаточную для идентификации процес­са на другом компьютере. Поэтому возникает необходимость в определении места назначения данных на основе выполняе­мых процессами функций, ничего не зная о тех процессах, которые реализуются этими функциями.

На практике вместо того, чтобы считать процесс конечным местом назначения, полагают, что каждый компьютер имеет набор некоторых точек назначения, называемых протоколь­ными портами. Каждый порт идентифицируют целым поло­жительным числом (от 0 до 65535). В этом случае операцион­ная система обеспечивает механизм взаимодействия, исполь­зуемый процессами для указания порта, на котором они работают, или порта, к которому нужен доступ. Обычно пор­ты являются Буферизированными, и данные, приходящие в конкретный порт до того, как процесс готов их получить, не будут потеряны: они будут помещены в очередь до тех пор, пока процесс не извлечет их.

Чтобы лучше понять технологию портов, представьте, что вы пришли в банк, чтобы сделать вклад. Для этого вам необхо­димо подойти к определенному окошку, где оператор оформит документы и вы откроете счет. В этом примере банк представ­ляет собой компьютер, а операторы банка — программы, кото­рые выполняют определенную работу, А вот окошки — это и есть порты, при этом каждое окошко в банке часто нумеруется (1, 2,3 …).

То же самое относится и к портам, следовательно, чтобы связаться с портом на другом компьютере, отправитель должен знать как IP-адрес компьютера-получателя, так и номер порта в компьютере. Каждое сообще­ние содержит как номер порта компьютера, которому адресо­вано сообщение, так и номер порта-источника компьютера, которому должен прийти ответ. Таким образом реализуется возможность ответить отправителю для каждого процесса.

Порты TCP/IP с номерами от 0 до 1023 являются привилегирован­ными и используются сетевыми службами, которые, в свою очередь, запущены с привилегиями администратора (супер пользователя). Например, служба доступа к файлам и папкам Windows использует порт 139, однако если она не запущена на компьютере, то при попытке обратиться к данной службе (т.е. к данному порту) будет получено сообщение об ошибке.

Порты TCP/IP с 1023 до 65535 являются непривилегированными и используются программами-клиентами для получения ответов от серверов. Например, web-браузер пользователя, обращаясь к web-серверу, использует порт 44587 своего компьютера, но обращается к 80 порту web-сервера. Получив запрос, web-сервер отправляет ответ на порт 44587, который используется web-браузером.

Порт в компьютерных сетях является конечной точкой связи в ОС. Данный термин также применяется и для аппаратных устройств, однако в программном обеспечении он обозначает логическую конструкцию, идентифицирующую конкретный вид услуг или процесс. Порт всегда связан с IP адресом хоста или типом протокола связи. Он завершает назначение адреса сеанса связи. Порт идентифицируется для каждого протокола и адреса при помощи 16-битного числа, которое также известно, как номер порта. Часто конкретные номера портов применяются для определения конкретных услуг. Из нескольких тысяч перечисленных 1024 известных номеров защищены в соответствии со специальным соглашением. Они определяют конкретные типы услуг на хосте. Протоколы, которые в основном используют порты, применяются для управления процессами. В качестве примера можно привести протокол управления передачей TCP или User Datagram Protocol из комплекта Internet протоколов.

Значение

Порты TCP не нужны по прямым ссылкам типа «точка-точка», когда на каждом конце компьютеры могут одновременно работать только с одной программой. Необходимость в них появилась после того, как эти машины оказались способны выполнять в одно и то же время более одной программы. Они оказались подключены к современным сетям с пакетной коммутацией. В модели клиент-серверной архитектуры порты, приложения и сетевые клиенты подключаются к инициации обслуживания. Они предоставляют услуги мультиплексирования после того, как первоначальный обмен информацией связывается с номером порта. Освобождается он путем переключения каждого экземпляра обслуживания запросов к выделенной линии. Осуществляется подключение к конкретному номеру. Благодаря этому дополнительные клиенты могут обслуживаться безо всякого ожидания.

Детали

Протоколы передачи данных UDP иTCP используются для того, чтобы указать в своих заголовках сегментов номер порта назначения и источник. Номер порта – это 16-разрядное число без знака. Оно может находится в пределах от 0 до 65535. TCP порты тем не менее не могут использовать номер 0. Для UDP порт источника не обязателен. Равное нулю значение означает его отсутствие. Данный процесс связывает входные или выходные каналы посредством транспортного протокола, номера порта и адреса IP через интернет сокет. Данный процесс также известен как связывание. Он дает возможность приема и передачи информации через сеть. Сетевое ПО операционной системы используется для передачи исходящих данных всех портов приложений в сеть. Также оно осуществляет переадресацию прибывающих сетевых пакетов путем сопоставления номера и IP адреса. К определенному IP адресу и комбинации портов, используя один и тот же транспортный протокол, можно привязать только один процесс. Сбои в работе приложений, которые также называют конфликтами, возникают в тех случаях, когда сразу несколько программ пытаются связаться с одними и теми же номерами портов на том же IP адресе, используя один и тот же протокол.

Как они применяются

Приложения, которые реализуют общие службы, довольно часто используют специально зарезервированный и известный список портов UDP и TCP для приема запросов на обслуживание клиентов. Данный процесс также известен под названием прослушивание. Он включает в себя получение запроса с хорошо известного порта и установление диалога между клиентом и сервером один к другому при использовании одного и того же номера локального порта. Другие клиенты могут продолжать подключаться. Это возможно, поскольку соединение TCP идентифицируется как цепочка, которая состоит из локального и удаленного портов и адресов. Стандартные порты UDP и TCP могут быть определены по соглашению под контролем IANA или Internet Assigned Numbers Authority. Как правило, ядро сетевых сервисов, прежде всего это World Wide Web, использует небольшие номера портов, меньше 1024. Во многих ОС для приложений для привязки к ним требуются специальные привилегии. По этой причине они часто считаются критическими для работы сетей IP. Конечный клиент соединения с другой стороны, как правило, использует большее их количество, выделенных для краткосрочного использования. По этой причине и существуют так называемые эфемерные порты.

Структура

Порты TCP закодированы в заголовке пакета транспортного пакета. Они легко могут быть интерпретированы не только принимающими и передающими ПК, но и другими компонентами сетевой инфраструктуры. Межсетевые экраны в частности, как правило, настроены на различение пакетов в зависимости от номеров портов назначения и их источника. Классическим примером этому является перенаправление. Попытки подключения последовательно к диапазону портов на одном компьютере также известны как их сканирование. Подобные процедуры, как правило, связаны либо с попытками злонамеренного сбоя, либо с тем, что сетевые администраторы специально ищут возможные уязвимости для того, чтобы предотвратить подобные нападения. Действия, направленные на открытие TCP порта, регистрируются и контролируются при помощи компьютеров. Данная техника использует целый ряд запасных соединений для того, чтобы обеспечить бесперебойное взаимодействие с сервером.

Примеры использования

Основной пример, в котором активно применяются порты UDP иTCP, это почтовая система Интернет. Сервер используется для работы с электронной почтой. В целом он нуждается в двух услугах. Первый сервис применяется для транспортировки по электронной почте и с других серверов. Достигается это при помощи Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). Приложение службы SMTP, как правило, прослушивает порт TCP номер 25 для того, чтобы обрабатывать входящие запросы. Другая услуга представляет собой POP или IMAP. Они необходимы для клиентских приложений в электронной почте на машинах пользователей для того, чтобы получать с сервера сообщения электронной почты. Прослушиваются службами POP номера с порта TCP 110. Все указанные выше службы могут запускаться на одном и том же хост-компьютере. Номер порта, когда это происходит, отличает сервис, запрашиваемый удаленным устройством. Если номер порта прослушивания сервера определен корректно, данный параметр для клиента определяется из динамического диапазона. Клиенты и сервер по отдельности в некоторых случаях используют определенные порты TCP, которые назначены в IANA. В качестве наглядного примера можно привести DHCP. Здесь клиентом в любом случае используется UDP 68, а сервером UDP 67.

Использование в URL-адресах

Иногда номера портов хорошо видны в интернете или на других унифицированных указателях информационных ресурсов, вроде URL. HTTP по умолчанию использует порт TCP 80, а HTTPS – порт 443. Также существуют и другие вариации. Так, например, адрес URL http://www.example.com:8080/pathуказывает на то, что веб-браузер вместо сервера HTTP подключается к 8080.

Список портов UDP и TCP

Как уже было отмечено ранее, IANA или InternetA ssigned Numbers Authority, несет ответственность за глобальную координацию DNS-Root, адресации IP и других ресурсов интернет протокола. Эти процедуры включают в себя регистрацию часто используемых портов для известных интернет-сервисов. Все номера портов разделены между собой на три диапазона: хорошо известные, зарегистрированные и частные или динамические. Известными называют порты, имеющие номера от 0 до 1023. Их также называют системными. Требования, которые предъявляются к новым значения в данном диапазоне, являются более строгими, чем для других регистраций.

Примеры

К примерам портов, находящихся в списке известных, можно отнести:

• TCP 443 порт – HTTPS;
• 21 – File Transfer Protocol;
• 22- Secure Shell;
• 25 – простой протокол передачи почты STMP;
• 53 – система доменных имен DNS;
• 119 – протокол передачи сетевых новостей или NNTP;
• 80 – протокол передачи гипертекста HTTP;
• 143 – Internet Message Access Protocol;
• 123 – протокол сетевого времени NTP;
• 161- простой протокол управления сетью SNMP.

Зарегистрированные порты обязательно имеют номера от 1024 до 49151. Internet Assigned Numbers Authority поддерживает официальный перечень всех известных и зарегистрированных диапазонов. Частотные или динамические порты находятся в диапазоне от 29152 до 65535. Одним из вариантов использования данного диапазона являются временные порты.

История создания

Концепция номеров портов была разработана ранними создателями ARPANET. Она разрабатывалась в условиях неформального сотрудничества между авторами программного обеспечения и системными администраторами. В то время еще не использовался термин «номер порта». Номерной ряд удаленного хоста представлял собой 40-битное число. Первые 32 бита напоминали сегодняшний адрес IPv4. Наиболее значимыми при этом являлась первые 8 бит. Менее значимая часть числа (это биты с 33 по 40) обозначали объект под названием AEN. Он представлял собой прототип современного номера порта. Впервые создание каталога номеров сокета было предложено 26 марта 1972 года. Администраторов сети тогда призвали описать каждый постоянный номер на предмет сетевых услуг и его функций. Данный каталог впоследствии был опубликован в RFC 433 зимой 1972 года. В него вошел список хостов, их номера портов и соответствующая функция, используемая в каждом узле в сети. Впервые официальные значения номеров портов были задокументированы в мае 1972 года. Тогда же была предложена и специальная административная функция для ведения данного реестра. В первый список портов TCP вошло 256 значений AEN.Они были разделены на следующие диапазоны:

— от 0 до 63 – стандартные функции всей сети;

— от 64 до 127 – хост-специфичные функции;

— от 128 до 239 – функции, зарезервированные для будущего использования;

— от 240 до 255 – любая экспериментальная функция.

Термином AEN в начале существования ARPANET также называли имя сокета, которое применялось с первоначальным протоколом соединения и компонентом программы для управления сетью или NCP. В данном случае NCP представлял собой предшественника современных интернет-протоколов, которые используют порты TCP/IP.