網絡應用與服務
客戶端必須與它們相應的網絡服務器連接起來才能正常工作。Unix服務器有很多種形式。服務器程序直接或間接地監聽端口。另外，服務器功能各異，但沒有通用的配置數據庫。大多數服務器通過配置文件（儘管格式不統一）來定義自身的行爲，並使用操作系統的syslog服務來記錄日誌。接下來我們會介紹一些常見的服務器以及用於調試的工具。
服務的基本概念
TCP服務是最好理解的概念之一，因爲它建立在簡單、無中斷的雙路數據流之上。或許最佳的解釋方式，是讓你直接通過TCP與某個Web服務器的80端口溝通，去看看數據是如何在該連接上移動的。例如，用以下命令連接一個Web服務器：
$ telnet www.wikipedia.org 80
你會得到類似這樣的輸出：
Trying some address...
Connected to www.wikipedia.org.
Escape character is '^]'.
現在輸入：
GET / HTTP/1.0
這個測試告訴我們：
- 遠程主機那裏有個Web服務器進程監聽着TCP端口80；
- telnet是初始化這個連接的客戶端。
輸入剖析
$ curl --trace-ascii trace_file http://www.wikipedia.org/
你會得到大量的HTML輸出。忽略它們（或將它們重定向到/dev/null），並去看看剛剛創建出來的文件trace_file。假設連接成功，那麼文件的開頭部分看起來應該是下面這樣的，表明剛開始時curl嘗試跟該服務器建立TCP連接：
== Info: About to connect() to www.wikipedia.org port 80 (#0)
== Info: Trying 10.80.154.224... == Info: connected
至此你看到的一切都是發生在傳輸層或其下層的。然而，如果連接成功了，那麼curl就會嘗試發送請求（即“報頭”）；這裏就開始有應用層了。
=> Send header, 167 bytes (0xa7)
0000: GET / HTTP/1.1
0010: User-Agent: curl/7.22.0 (i686-pc-linux-gnu) libcurl/7.22.0 OpenS
0050: SL/1.0.1 zlib/1.2.3.4 libidn/1.23 librtmp/2.3
007f: Host: www.wikipedia.org
0098: Accept: */*
00a5:
上例第一行是curl的調試信息輸出，告訴了你它接下來要做的事情。剩下的行展示了curl發送給服務器的信息。開頭的十六進制數只是一個調試偏移量，告訴你收發的數據有多少。
你可以看到curl先發了一個GET命令給服務器（就像用telnet那樣），接着是一些有關服務器的額外信息以及一個空行。然後服務器迴應了，首先是它的報頭（粗體部分）。
<= Recv header, 17 bytes (0x11)
0000: HTTP/1.1 200 OK
<= Recv header, 16 bytes (0x10)
0000: Server: Apache
<= Recv header, 42 bytes (0x2a)
0000: X-Powered-By: PHP/5.3.10-1ubuntu3.9+wmf1
--snip--
跟之前那段輸出很像，<=開頭的行是調試信息，0000:是偏移量
服務器迴應的報頭可以很長，然後，某行的報頭出現了我們請求的內容，就像下面這樣：
<= Recv header, 55 bytes (0x37)
0000: X-Cache: cp1055 hit (16), cp1054 frontend hit (22384)
<= Recv header, 2 bytes (0x2)
0000:
<= Recv data, 877 bytes (0x36d)
0000: 008000
0008: <!DOCTYPE html>.<html lang="mul" dir="ltr">.<head>.<!-- Sysops:
--snip--
儘管調試信息裏有Recv header和Recv data，意味着服務器返回的信息可分爲兩種，但curl向操作系統獲取這兩種信息的方法卻沒有不同，操作系統對它們的處理方式也沒有不同，甚至底層網絡對它們的數據包的處理方式也是一樣的。如果說有不同，那完全是在用戶空間的curl內部。curl讀取報頭的時候，如果發現了標誌HTTP報頭
結束的空行（即中間的兩個字節），它就知道接下來將是真正的應答內容了。
在服務器發送數據方面也同樣如此。服務器並不區分發給操作系統的報頭和內容，區分只發生於用戶空間的服務器程序。
網絡服務器
大多數網絡服務器跟cron之類的服務器守護進程很像，只不過網絡服務器是與網絡端口進行交互的。
以下是一些常見的網絡服務器，在你係統中可能也會見到
- httpd、apache、apache2：Web服務器。
- sshd：Secure shell守護進程。
- postfix、qmail、sendmail：郵件服務器。
- cupsd：打印服務器。
- nfsd、mountd：網絡文件系統（文件共享）守護進程。
- smbd、nmbd：文件共享守護進程
- rpcbind：遠程程序調用（RPC）端口映射服務守護進程。
大多數網絡服務器有一個共同的特性，即它們通常是多進程的。其中至少有一個進程在監聽網絡端口，而當它接收到一個新的連接時，就會使用fork()來創建一個子進程，負責那個新的連接。該子進程，也叫輔助進程，會隨着連接的終止而終止。同時，監聽進程會繼續接收連接。這樣，一個服務器就能輕鬆地處理多個連接，一般不會有什麼問題。
然而，這個模型也會有一些異常情況。調用fork()是會增加系統負擔的，而高性能TCP服務器（如Apache Web服務器）能在啓動時就創建一定數量的輔助進程，以備連接需要。接受UDP包的服務器只會簡單地接收數據並對其做出反應，它們不需要維持連接。
SSH
SSH是最常見的網絡服務應用之一，它是一種遠程連接Unix機器的標準。配置好之後，我們就能通SSH進行安全的shell登錄、執行遠程程序、共享簡單的文件等。
SSH還憑藉公鑰認證和簡單的會話加密，取代了舊的、不安全的遠程登錄系統telnet和rlogin。大多數ISP和雲提供商都要求以SSH來使用他們的服務，另外很多基於Linux的網絡設備（如NAS）也是這樣要求的。OpenSSH（http://www.openssh.com/）是一個比較流行的、針對Unix的SSH實現，而且幾乎所有的Linux發行版也預裝了它。OpenSSH的客戶端是ssh，服務器是sshd。SSH協議有兩個主要版本：1和2。OpenSSH對兩者都支持，但1是很少用的。
SSH的功能和特性使它能做到以下事情。
- 對密碼和會話內容加密，保護你不受竊聽困擾。
- 作爲其他網絡連接的管道，包括來自X Window客戶端的連接。X會在第14章詳細介紹。
- 幾乎所有操作系統都可用SSH連接。
- 使用密鑰做主機認證。
但SSH也有缺點。其中一個就是，若想建立SSH連接，你必須先知道遠程主機的公鑰，它是不需要通過什麼保密的渠道就能獲得的（當然你也可以手動檢查它的真假）
SSHD服務器
運行sshd需要一個配置文件以及主機密鑰。大多數發行版都將配置文件放在/etc/ssh配置目錄中，並在你安裝它們的sshd包時，嘗試將一切都配置好。（這裏的配置文件名sshd_config跟客戶端的文件名ssh_config很容易混淆，請注意區分。）
Port 22
#Protocol 2,1
#ListenAddress 0.0.0.0
#ListenAddress ::
HostKey /etc/ssh/ssh_host_key
HostKey /etc/ssh/ssh_host_rsa_key
HostKey /etc/ssh/ssh_host_dsa_key
以#開頭的是註釋，而sshd_config中的很多的註釋都暗示了默認值。sshd_config(5)手冊包含了所有可選值的解釋，而以下這些是最重要的。
- HostKey file：使用file作爲主機密鑰。（主機密鑰是短的。）
- LogLevel level：按照syslog的級別level來記錄信息。
- PermitRootLogin value：value爲yes則允許超級用戶通過SSH登錄，否則不允許。
- SyslogFacility name：按syslog設施的名字name來記錄信息。
- X11Forwarding value：若value爲yes則允許X Window客戶端被SSH管道接駁。
- XAuthLocation path：設置xauth的路徑。找不到路徑的話，X11的SSH管道將無法工作。如果xauth不在/usr/bin裏，則需寫明xauth的完整路徑。
主機密匙
OpenSSH有三套主機密鑰：一套用於版本1的協議，另兩套用於版本2。每套都有一個公鑰（擴展名爲.pub的文件）和一個私鑰（無擴展名）。不要讓任何人知道你的私鑰，否則就有被入侵的危險。
SSH版本1只有RSA密鑰，而版本2則有RSA和DSA。RSA和DSA都是公鑰加密算法。
| 文件名 | 密鑰類型 |
|---|---|
| ssh host_rsa_key | RSA私鑰（版本2） |
| ssh host_rsa_key.pub | RSA公鑰（版本2） |
| ssh host_dsa_key | DSA私鑰（版本2） |
| ssh host_dsa_key.pub | DSA公鑰（版本2） |
| ssh host_key | RSA私鑰（版本1） |
| ssh host key.pub | RSA公鑰（版本1） |
SSH服務器與客戶端還用到了一個叫作ssh_known_hosts的密鑰文件，裏面包含了其他主機的公鑰。如果你要使用基於主機的認證，服務器端的ssh_known_hosts必須要包含所有可信客戶端的公鑰。瞭解密鑰文件有助於你更換機器。當你從頭給機器安裝系統時，你可以用回舊的機器上的密鑰文件，這樣用戶就能跟舊的密鑰配置對上了。
開啓SSH服務器
儘管大多數發行版都帶有SSH，但默認卻不會啓動sshd服務器。在Ubuntu和Debian上，安裝SSH服務器就會創建密鑰、啓動服務，並在開機腳本中加上啓動SSH。在Fedora上，sshd是預裝的，但默認是關閉的。想在開機時啓動sshd，可以用chkconfig（但這並不會讓服務器馬上啓動，除非你用service sshd start）：
# chkconfig sshd on
Fedora一般會在sshd初次啓動時補建漏掉的密鑰文件。
如果你還沒裝好init的支持，就用root來運行sshd，以啓動服務器。而一旦啓動，sshd就會在/var/run/sshd.pid記下自己的PID。
你還可以在systemd或用inetd以套接字單元來啓動sshd，但這不是個好方法，因爲服務器偶爾會產生密鑰文件，這個進程可能會很費時間。
SSH客戶端
想登錄遠程主機，運行：
ssh remote_username@host
如果你在本機的賬號跟遠程的一樣，可以省略remote_username@。你還可以像下面例子一樣用管道符來連接ssh命令，將一個叫dir的目錄複製到另一臺主機：
tar zcvf - dir | ssh remote_host tar zxvf -
全局的SSH客戶端配置文件ssh_config應該在/etc/ssh裏，就如sshd_config文件一樣。跟服務器配置文件類似，客戶端配置文件也有鍵值對，但你應該不用去改它。
SSH文件傳輸客戶端
OpenSSH包含了文件傳輸程序：scp和sftp。這兩個命令用以取代舊的、不安全的命令rcp和ftp。
你可以用scp在本機和遠程主機之間傳輸文件，它就像cp命令一樣。以下是一些例子。
$ scp user@host:file .
$ scp file user@host:dir
$ scp user1@host1:file user2@host2:dir
sftp程序就好比是命令行的ftp客戶端，它有get和put命令。遠程主機必須裝好sftp-server程序（如果遠端裝了OpenSSH，那通常都會帶上這個）。
非Unix平臺的SSH客戶端
PuTTY是一個不錯的基本Windows客戶端，它包含了安全的文件複製程序。MacSSH適用於Mac OS 9.x及以下版本。Mac OS X是基於Unix的，也包含OpenSSH
守護進程inetd和xinetd
爲每種服務實現獨立的服務器好像並不太高效。每個服務器都要分別配置端口監聽、訪問控制以及端口設置。大多數服務的配置方式都是一樣的，只是處理連接的方式不同。
傳統的解決方法是使用inetd守護進程，它是一種超級服務器，用於規範網絡端口的接入和服務器程序與網絡端口之間的接口。啓動inetd之後，它會讀取自己的配置文件，並監聽其中提到的網絡端口。當連接到來時，inetd就會新開一個進程來處理它。
xinetd是inetd的新版本，它提供更簡單的配置和更優秀的訪問控制，但xinetd正被systemd取代，systemd的套接字單元能提供同樣的功能。
ident stream tcp nowait root /usr/sbin/sshd sshd -i
其中7個字段從左至右含義分別如下所示。
- 服務名稱：來自/etc/services（見9.14.3節）。
- 套接字類型：通常TCP是stream，UDP是dgram。
- 協議：傳輸協議，通常是tcp或udp。
- 數據報服務器行爲：UDP可選wait或nowait。其他傳輸協議應該用nowait。
- 用戶：運行該服務的用戶。加上.group的話，可以指定羣組。
- 可執行程序：inetd爲應付該服務而發起的程序。
- 參數：可執行程序的參數。第一個參數是該程序的名字。
診斷工具
tcpdump
如果你想明確地知道你的網絡上有什麼在流通，你可用tcpdump將網絡接口置於混雜模式，並向你報告每一個通過的數據包。不帶參數地運行tcpdump，就包含了ARP請求和Web連接。
你可以加入過濾器，以讓tcpdump的內容更精確。過濾器可以是源主機、目標主機、網絡、以太網地址、各層協議等等。各種數據包協議中，tcpdump能認出的有：ARP、RARP、ICMP、TCP、UDP、IP、IPv6、AppleTalk、IPX。例如，讓tcpdump只輸出TCP數據包，可運行：
# tcpdump tcp
想看網頁包和UDP包，運行：
# tcpdump udp or port 80
netcat
netcat可以與TCP和UDP端口通信，指定本地端口，監聽端口，掃描端口，對網絡輸入輸出重定向到標準輸入輸出等等。
用netcat連接TCP端口
$ netcat host port
netcat只在對方關閉連接時終止，所以如果你用netcat接收標準輸入，就會有點麻煩。你可以使用CTRL-C來隨時關閉連接。（如果你希望由標準輸入流來決定程序和網絡連接的關閉，可以改用sock程序。）
掃描端口
有時你可能想知道你網絡中的機器正提供着什麼服務，或哪個IP正在被使用，這時你可以用網絡映射器（Network Mapper，以下簡稱Nmap）程序來掃描並列舉出一臺機器（或一個網絡中的機器）的開放端口。
在列舉你機器的端口時，至少從這樣兩個不同的角度來運行Nmap程序會更好：從本機和從另一臺機器（可能是本地網絡之外的）。這樣做可以看到你防火牆屏蔽了什麼。
運行nmap host來對一個主機進行端口掃描，例如：
$ nmap 10.1.2.2
Starting Nmap 5.21 ( http://nmap.org ) at 2015-09-21 16:51 PST
Nmap scan report for 10.1.2.2
Host is up (0.00027s latency).
Not shown: 993 closed ports
PORT STATE SERVICE
22/tcp open ssh
25/tcp open smtp
80/tcp open http
111/tcp open rpcbind
8800/tcp open unknown
9000/tcp open cslistener
9090/tcp open zeus-admin
Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 0.12 seconds
遠程程度調用
RPC意指遠程程序調用（Remote Procedure Call），是應用層中較低層的一個系統。它是爲了方便程序員訪問網絡應用而設計的，能使本地程序調用遠程程序（按程序號來標識），讓遠程程序返回結果碼或信息。
RPC的實現需要用到傳輸層協議，如TCP和UDP。它需要一種特別的中介服務來將程序號與TCP和UDP的端口號對應起來。這種服務就是rpcbind，運行RPC服務就需要用到它。
$ rpcinfo -p localhost
RPC是一種難以消亡的協議。網絡文件系統（Network File System，以下簡稱NFS）和網絡信息服務（Network Information Service，以下簡稱NIS）就用得到它，但單機環境下是不需要這些服務的。當你以爲你已經對rpcbind不會再有任何需要時，就會有些依賴它的東西出現，例如GNOME的文件訪問監控（File Access Monitor，以下簡稱FAM）。
網絡安全
因爲Linux是PC平臺上風行的Unix系統，尤其是它被廣泛用作網頁服務器，所以它也招致了很多黑客攻擊
網絡安全帶來了兩個極端：真心想攻破系統的人（不管是爲了錢還是爲了好玩）和精心設計防禦方案的人（這個也很有利可圖）。幸好，你不需要了解太多東西來維持系統的安全。這裏有一些經驗法則。
- 打開的服務越少越好：黑客不能攻擊你機器上不存在的服務。如果你知道有哪個服務是你不需要的，那就別打開它，等你真正用到那個服務時再打開。
- 防火牆屏蔽得越多越好：Unix系統有一些內部服務是你可能不知道的（例如用於RPC端映射的TCP端口111），因此也別讓其他機器知道它們的存在。跟蹤和規範本機的服務是很困難的，因爲監聽的程序和被監聽的端口錯綜複雜。爲避免黑客發現你係統上的內部服務，請使用有效的防火牆規則，併爲路由器安裝防火牆。
- 記錄你提供給互聯網的服務：如果你運行着SSH服務器、Postfix或類似的東西，請保持你軟件的更新，以及使用合適的安全警報
- 讓服務器使用“長期支持”的系統版本：安全團隊一般在穩定、有支持的系統版本上才能集中精力工作。開發版或測試版如Debian Unstable和Fedora Rawhide不太受他們關注。
- 賬號不要發給不用的人：通過本地賬號獲取超級用戶的權限，比遠程入侵要簡單得多。事實上，大多數系統上的軟件都有這樣那樣的漏洞，只要你能登錄shell，就有可能獲取超級用戶的權力。不要指望你的朋友懂得如何保護密碼（或懂得使用複雜的密碼）。
- 避免安裝可疑的二進制包：它們可能包含木馬
有以下三種基本的網絡攻擊。
- 全面威脅：意思是獲取了超級用戶的權限（對一臺機器完全掌控）。黑客可以通過服務攻擊，例如緩存溢出、接管一個沒什麼保護措施的賬號或利用一個寫得不太好的setuid，來做到“全面威脅”。
- 拒絕服務（Denial-of-service，簡稱DoS）攻擊：這使得機器無法繼續提供服務，或無需通過登錄就用某些方法造成機器故障。這種攻擊更難防範，但很容易應對。
- 惡意軟件：Linux用戶大多對惡意軟件（如電子郵件蠕蟲和病毒）免疫，只因爲他們的電子郵件客戶端不會蠢到運行附件裏的程序。但Linux惡意程序確實存在。請勿從陌生的地方下載並安裝二進制軟件。
典型漏洞
直接攻擊和嗅探明文密碼
直接攻擊：就是擺明要攻陷一臺機器。最常見的做法是利用緩存溢出。該漏洞是因爲粗心的程序員沒檢查數組邊界而造成的。攻擊者在一大堆數據中編造一個棧幀，然後送到遠程服務器，並期望它溢出而覆蓋了程序，最終導致服務器執行了棧幀中的東西。儘管這不太容易，但卻很容易複製。
嗅探明文密碼：是指獲取網絡上明文傳輸的密碼。一旦攻擊者拿到你的密碼，那你就玩完了。從那開始，攻擊者就會直接登入，嘗試獲取超級用戶的權限（這比遠程攻擊要簡單），或以該機器攻擊其他機器，或用其他機器攻擊該機器
有些服務因爲設計缺陷而經常成爲攻擊目標。例如以下這些服務：
- ftpd：不管什麼原因，所有的FTP服務器都存在漏洞。除此之外，大多數FTP服務器都用明文密碼。如果你要在機器之間移動文件，考慮下基於SSH的方案或rsync服務器。
- telnetd、rlogind、rexecd：它們都把會話內容（包括密碼）用明文傳輸。不要使用它們，除非你有Kerberos版本。
- fingerd：黑客可以通過finger服務獲取用戶列表和其他信息。
安全資源
安全網站：
- http://www.sans.org/：提供培訓、服務、免費的高危漏洞週報、安全策略樣板等等。
- http://www.cert.org/：這裏介紹最危險的漏洞。
- http://www.insecure.org/：這裏有Nmap和各種網絡開發測試工具，比其他網站做得更詳盡、更開放。
套接字：進程與網絡的通信方式
在Unix上，進程是用套接字來標識與網絡通信的時機與方式的。套接字是進程通過內核訪問網絡的接口，它代表用戶空間與內核空間的邊界。它也常被用於進程間通信（Interprocess Communication，以下簡稱IPC）。
因爲進程需要以不同的方式訪問網絡，所以套接字也分不同種類。例如，TCP連接會用流式套接字（程序員稱之爲SOCK_STREAM），而UDP連接則用數據報套接字（SOCK_DGRAM）。
建立網絡套接字有點複雜，因爲你有時需要知道套接字類型、IP地址、端口、傳輸協議。然而，當所有初始的細節整理好後，服務器就能用相應的標準模型來處理網絡通信了。
監聽套接字和讀寫套接字。主進程用監聽套接字在網絡中尋找連接。當一個新的連接到來，主進程就用accept()系統調用來接收該連接，它能爲連接創建專用的讀寫套接字。接着主進程用fork()創建一個新的子進程來處理該連接。最終，監聽套接字繼續監聽，爲主進程帶來更多連接。
Unix域套接字
進程間的通信可以使用本地主機（127.0.0.1）來做常規的網絡通信，但我們一般使用另一種特別的套接字，進程與Unix域套接字的連接幾乎與網絡套接字連接一樣：進程可以監聽和接收套接字上的連接，還可以選擇不同類型的套接字來實現TCP式或UDP式的工作方式。
對開發者的好處
- 開發者可以通過管理套接字文件的訪問權限來管理Unix域套接字的訪問權限。也就是說，不能訪問某個套接字文件的進程，也就不能使用該套接字。
- 因爲Linux內核與Unix域套接字通信並不需要經歷網絡層次，所以性能會比網絡套接字好。
爲Unix域套接字寫代碼跟支持一般的網絡套接字沒多大不同。因爲它的好處十分明顯，所以有些網絡服務器會同時提供網絡套接字和Unix域套接字的連接。例如，MySQL的數據庫服務器mysqld能接受遠端的連接，同時也以/var/run/mysqld/mysqld.sock提供Unix域套接字。
列出Unix域套接字
你可以使用lsof -U來查看系統正在使用中的Unix域套接字：
# lsof -U
COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
mysqld 19701 mysql 12u unix 0xe4defcc0 0t0 35201227 /var/run/mysqld/mysqld.sock
chromium- 26534 juser 5u unix 0xeeac9b00 0t0 42445141 socket
tlsmgr 30480 postfix 5u unix 0xc3384240 0t0 17009106 socket
tlsmgr 30480 postfix 6u unix 0xe20161c0 0t0 10965 private/tlsmgr
--snip--