Linux实战笔记(六) SSH

大家好，我是半虹，这篇文章我们介绍一下 SSH

1、简介

SSH 全称 Secure Shell，本质上是建立在应用层之上的网络传输协议

通过加密和认证机制保证传输安全，经常用于远程登录或者远程访问

除此之外，SSH 也能完成端口转发、安全文件传输等一系列实用功能

SSH 协议的实现有很多，目前应用最为广泛的莫过于 OpenSSH

这是很多 Linux 的默认实现，一般来说，系统都已经默认安装好

如果因为某些原因尚未安装，那么你也可以通过以下命令安装嘞

apt install openssh-server openssh-client

OpenSSH 实际包括两部分，分别是 ssh 服务端以及 ssh 客户端

之后，可以通过以下命令检查应用的安装情况：

ssh -V

然后，可以通过以下命令检查服务的开启情况：

service sshd status  # 最后的 d 代表 daemon，意思是【守护进程】，该进程由服务端管理# 开启服务：service sshd start
# 关闭服务：service sshd stop
# 重启服务：service sshd restart

如果你已经安装好 OpenSSH，那么下面我们一起来看看 SSH 的一些典型应用

具体可分为三点，下面三个小节逐一进行介绍：

远程访问，对应第二个小节
端口转发，对应第三个小节
文件传输，对应第四个小节

2、远程访问

远程访问是 ssh 的重要应用之一，其允许本地主机访问并操作远程主机

通过本地的 ssh 客户端连接远程的 ssh 服务端之后就能在上面执行任务

为了保证安全，客户端连接服务端时，需要进行认证

认证方式常用的有两种，分别是密码认证和密钥认证

密码认证简单来说就是通过账号密码认证后才能登录

这种方式使用起来比较简单，只需要一条命令就可以，其具体格式如下：

ssh <user>@<ip> -p <port># <user>：代表服务端主机上需要登录的用户名，如果为空，那么默认为 本机用户名
# <ip>  ：代表服务端主机的地址
# <port>：代表服务端主机上需要连接的端口号，如果为空，那么默认为 22

执行命令后，就会要求输入服务端对应该用户的密码，若输入正确即可完成登录

这里需要注意的是这条命令是在客户端上执行，同时要求服务端已开启服务才行

密钥认证也称免密登录，同样也是通过上述命令进行连接，但是却无需输入密码

这种方法自然也要凭证来证明连接者的身份，只不过凭证由公私钥技术提前生成

具体配置步骤如下所示：

本地客户端：生成公钥和私钥对
```
ssh-keygen -t rsa # -t 表示使用的算法类型，这里使用的是 rsa 非对称加密算法
```
执行命令后，要求输入相关信息，例如：密钥保存路径、私钥口令短语等等

若一路回车，默认会在 ~/.ssh 下生成 id_rsa 私钥和 id_rsa.pub 公钥
本地客户端：传输公钥给服务端
```
ssh-copy-id <user>@<ip> -p <port>
```
执行命令后，输入密码就能传公钥到远程 ~/.ssh/authorized_keys 目录

之后使用 ssh 登录时，自动用密钥做验证，无需再次输入密码

3、端口转发

所谓端口转发，实际上就是将发送到一个端口上的数据转发到另一个端口

这在日常开发中也是一个十分常见的需求

端口转发通常可以分为三种，分别是本地转发、远程转发、以及动态转发

这里所用到的命令还挺复杂，不过别怕，下面会进行详细的分析以及总结

本地转发指的是将发送到本地端口的请求转发到远程端口

通常用于远程端上存在有某个服务，本地主机想进行访问，命令格式如下：

ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口> -L <绑定地址>:<绑定端口>:<目标地址>:<目标端口>

首先需要说明的是，上述命令是由客户端执行，这里其实是理解转发链路的关键之一

这个命令看起来还挺复杂的，但其实我们可以拆分开来看，分成两个部分：

ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口>
-L <绑定地址>:<绑定端口>:<目标地址>:<目标端口>

第一部分跟上一小节的远程访问一样，先建立客户端与服务端连接的隧道

第二部分是本地转发的关键配置所在，将绑定端口上的请求转到目标端口

绑定端口：是指客户端上所绑定的端口【重点】
目标端口：是由服务端进行转发的目标【重点】

一句话概括本地转发的转发链路如下：

客户端绑定的端口收到请求时，通过隧道发送到服务端，再由服务端转发到目标端口【重点】

|--------------|        |--------------|        |-----------|
|  客户端的地址  |------->|  服务端的地址  |------->|  目标地址  |
|  所绑定的端口  |------->|  服务端的端口  |------->|  目标端口  |
|--------------|        |--------------|        |-----------|隧道                     转发

实际怎么做本地转发呢？这里举一个例子：

一般来说，云服务器只默认开放 22 端口，但是假设现在 7777 端口运行着一个服务

如果本地要临时访问，则需先修改防火墙，比较麻烦，这时候就可以配置个本地转发

ssh <云服务器用户>@<云服务器地址> -p 22 -L 127.0.0.1:8888:127.0.0.1:7777# 以上命令在本地主机执行，此时客户端是本地主机，服务端是云服务器，目标地址是 127.0.0.1，也即云服务器 7777 端口
# 
# 执行之后，本地主机访问 127.0.0.1:8888 即可访问云服务器 7777 端口# 特别说明，关于绑定地址的设置，通常是 127.0.0.1 或 0.0.0.0
# 
# 如果设置 127.0.0.1，则只允许本机的连接；设置为 0.0.0.0，才会监听所有 IP 的连接
# 
# 因为这里的绑定地址是在客户端，即本地主机，后续接收的请求也是来自本地主机，所以设置为 127.0.0.1 就可以

远程转发则是指将发送到远程端口的请求转发到本地端口，这与本地转发的概念相反

通常用于本地端上存在着某个服务，远程主机想进行访问，命令格式如下：

ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口> -R <绑定地址>:<绑定端口>:<目标地址>:<目标端口>

上述命令同样是由客户端负责执行，这点首先要理解清楚

下面还是将该命令拆解成两个部分来分析：

ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口>
-R <绑定地址>:<绑定端口>:<目标地址>:<目标端口>

第一部分与本地转发是完全一模一样，先建立客户端与服务端连接的隧道

第二部分是远程转发的关键配置所在，这是与本地转发最大的不同：

绑定端口：是指服务端上所绑定的端口【重点】
目标端口：是由客户端进行转发的目标【重点】

一句话概括远程转发的转发链路如下：

服务端绑定的端口收到请求时，通过隧道发送到客户端，再由客户端转发到目标端口【重点】

|--------------|        |--------------|        |-----------|
|  服务端的地址  |------->|  客户端的地址  |------->|  目标地址  |
|  所绑定的端口  |------->|  客户端的端口  |------->|  目标端口  |
|--------------|        |--------------|        |-----------|隧道                     转发

还是举一个例子来说明怎么配置远程转发，这里有一个经典的场景：

假设你需要在家里访问公司内网的服务器，并且你现在有一台外网的服务器，怎么办

很简单，其实就是配置远程转发，这也是我们说的做了个内网穿透

ssh <外网服务器用户>@<外网服务器地址> -R 0.0.0.0.8888:127.0.0.1:22# 以上命令用内网服务器执行，此时客户端是内网服务器，服务端是外网服务器，目标地址是 127.0.0.1，也即内网服务器 22 端口
# 
# 执行之后，家里的电脑使用 ssh 连接外网服务器 8888 端口，即可连接内网服务器 22 端口# 需要注意，这里的绑定地址设置是 0.0.0.0
# 
# 因为绑定的地址是服务端，即外网服务器，但后续接收的请求是来自家里电脑，不是同一台主机，所以需要设置为 0.0.0.0
# 
# 这时还要修改服务端上的 ssh 配置文件 `/etc/ssh/sshd_config`，加上 `GatewayPorts yes`，并重启 sshd 服务后才能生效

最后介绍动态转发，动态转发可以理解成是特殊版的本地转发

通常用于本地主机想访问多个远程端服务或未知的远程端服务，其命令格式如下：

ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口> -D <绑定地址>:<绑定端口>

上述命令同样是在客户端执行，也可分为两个部分：

ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口>
-D <绑定地址>:<绑定端口>

第一部分与本地转发和远程转发一致，用于建立客户端与服务端之间的连接隧道

第二部分是转发规则的配置，在这里，只需配置绑定端口，而无需配置目标端口

这里的绑定端口是指客户端上的端口，这与本地转发一致【重要】

这里没目标端口，则是因为转发目标由发起的请求所决定【重要】

一句话概括动态转发的转发链路如下：

客户端绑定的端口收到请求时，通过隧道发送到服务端，再由服务端转发该请求

服务端转发的请求就是客户端收到的请求，这样就能达到动态转发的效果啦

例如，客户端收到的请求地址是 hostA: portA，则由服务端转发到 hostA: portA

|--------------|        |--------------|        
|  客户端的地址  |------->|  服务端的地址  |------->  目标地址和目标端口
|  所绑定的端口  |------->|  服务端的端口  |------->  由发起的请求所决定
|--------------|        |--------------|        隧道                     转发

写到这里，不知道大家有没有觉得哪里很奇怪，我们举个例子说：

假设现在本地绑定端口收到请求 <remoteHost>:<remotePort>
然后这个请求通过隧道给服务端
最后再由服务端去转发这个请求 <remoteHost>:<remotePort>，那么 <remoteHost>:<remotePort> 就能收到这些步骤都没有问题，可问题是 本地主机怎么才能让绑定的端口收到请求 <remoteHost>:<remotePort>举个具体的例子来说：
假如现在要访问百度，行，那么请求就是 百度地址:80，但是这样请求就直接发出去了，没有到绑定的地址和端口
如果想要到绑定端口也行，那么就只能是 127.0.0.1:绑定端口，这样就能通过隧道给服务端，服务端再去做转发
服务端转发了什么呢？由发起的请求决定 127.0.0.1:绑定端口，实际上就发给了自己，而且端口也是绑定的端口

就是说吧，很奇怪，问题在哪呢？

还是那个：本地主机怎么才能让绑定的端口收到请求 <remoteHost>:<remotePort>

这时就需要我们先在本地主机上设置系统或应用代理

使得发送到本地主机上的请求能先发送到绑定的端口 127.0.0.1:绑定端口

然后再通过隧道发送给服务端，并由服务端进行转发

举例来说，如果要在 macOS 设置系统代理，可参考：官方文档

好了，说了这么多，终于介绍完了三种端口转发模式，总结一下：

模式	命令
本地转发	`ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口> -L <客户端绑定地址>:<客户端绑定端口>:<目标地址>:<目标端口>`
远程转发	`ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口> -R <服务端绑定地址>:<服务端绑定端口>:<目标地址>:<目标端口>`
动态转发	`ssh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口> -D <客户端绑定地址>:<客户端绑定端口>`

无论是哪一种方式，都需要先建立起客户端与服务端的连接隧道

但是这种连接往往不够稳定，所以推荐使用autossh来维护连接

autossh 会对连接进行监听，如果发现连接断开，就会自动重连

使用方法也很简单，只要用 autossh 替换掉 ssh，并加 -M 参数指定监听服务端口即可

autossh <服务端用户>@<服务端地址> -p <服务端端口> -L/-R/-D ... -M <监听服务端口>

当然，为了不用每次重连时都要输入密码，可以设置下免密登录

这点就不用多说了，上面已经有介绍过了

4、文件传输

最后我们介绍 ssh 的另一个应用场景，安全文件传输

为了更方便地使用，这里先推荐一个名为 scp 的工具，全称 Secure Copy

这个工具利用 ssh 实现文件传输和身份认证，用起来很方便

命令格式如下：

scp <source> <target> # 表示从 <source> 传输到 <target>

来举两个例子：

本地主机上传文件到远程主机

scp <本地主机文件路径> <远程主机用户>@<远程主机地址>:<远程主机目标路径># e.g.
# scp /path/to/source user@222.234.133.144:/path/to/target# 上述命令在 本地主机执行，这里：
# source 为 <本地主机文件路径>
# target 为 <远程主机用户>@<远程主机地址>:<远程主机目标路径># 如果上传的是目录，那么需要加上 -r 参数
# 另外可以加上 -P <port>  参数指定远程主机端口

本地主机从远程主机下载文件

scp <远程主机用户>@<远程主机地址>:<远程主机文件路径> <本地主机目标路径># e.g.
# scp user@222.234.133.144:/path/to/source /path/to/target# 上述命令在本地主机执行，这里：
# source 为 <远程主机用户>@<远程主机地址>:<远程主机文件路径>
# target 为 <本地主机目标路径># 如果下载的是目录，那么需要加上 -r 参数
# 另外可以加上 -P <port>  参数指定远程主机端口