實戰(zhàn) SSH 端口轉發(fā)

我的應用場景是:在vps(root@159.89.206.20)上面跑了個只能在服務器本地訪問的網頁:127.0.0.1:5000,又不想跑apache,想在mac端連接上該網頁,該怎么辦呢?搜了一下,發(fā)現用ssh本地端口轉發(fā)可以解決, 在mac端運行以下命令:
ssh -L 7001:localhost:5000 root@159.89.206.20
就是讓mac通過ssh連上vps的服務,上面的localhost是指服務器上的localhost,對應的格式見下方:
ssh -L <local port>:<remote host>:<remote port> <SSH hostname>
這樣,只要在mac端輸入localhost:7001就可以了訪問了, 但要注意不能把命令行窗口關閉,否則ssh本地端口轉發(fā)也就關閉了。

下文轉自實戰(zhàn) SSH 端口轉發(fā)

第一部分 概述

當你在咖啡館享受免費 WiFi 的時候,有沒有想到可能有人正在竊取你的密碼及隱私信息?當你發(fā)現實驗室的防火墻阻止了你的網絡應用端口,是不是有苦難言?來看看 SSH 的端口轉發(fā)功能能給我們帶來什么好處吧!

端口轉發(fā)概述

讓我們先來了解一下端口轉發(fā)的概念吧。我們知道,SSH 會自動加密和解密所有 SSH 客戶端與服務端之間的網絡數據。但是,SSH 還同時提供了一個非常有用的功能,這就是端口轉發(fā)。它能夠將其他 TCP 端口的網絡數據通過 SSH 鏈接來轉發(fā),并且自動提供了相應的加密及解密服務。這一過程有時也被叫做“隧道”(tunneling),這是因為 SSH 為其他 TCP 鏈接提供了一個安全的通道來進行傳輸而得名。例如,Telnet,SMTP,LDAP 這些 TCP 應用均能夠從中得益,避免了用戶名,密碼以及隱私信息的明文傳輸。而與此同時,如果您工作環(huán)境中的防火墻限制了一些網絡端口的使用,但是允許 SSH 的連接,那么也是能夠通過將 TCP 端口轉發(fā)來使用 SSH 進行通訊。總的來說 SSH 端口轉發(fā)能夠提供兩大功能:

  1. 加密 SSH Client 端至 SSH Server 端之間的通訊數據。
  2. 突破防火墻的限制完成一些之前無法建立的 TCP 連接。
圖 1. SSH 端口轉發(fā)
SSH 端口轉發(fā)

如上圖所示,使用了端口轉發(fā)之后,TCP 端口 A 與 B 之間現在并不直接通訊,而是轉發(fā)到了 SSH 客戶端及服務端來通訊,從而自動實現了數據加密并同時繞過了防火墻的限制。

第二部分 本地轉發(fā)與遠程轉發(fā)

本地轉發(fā)實例分析

我們先來看第一個例子,在實驗室里有一臺 LDAP 服務器(LdapServerHost),但是限制了只有本機上部署的應用才能直接連接此 LDAP 服務器。如果我們由于調試或者測試的需要想臨時從遠程機器(LdapClientHost)直接連接到這個 LDAP 服務器 , 有什么方法能夠實現呢?
答案無疑是本地端口轉發(fā)了,它的命令格式是:

ssh -L <local port>:<remote host>:<remote port> <SSH hostname>

在 LdapClientHost 上執(zhí)行如下命令即可建立一個 SSH 的本地端口轉發(fā),例如:

$ ssh -L 7001:localhost:389 LdapServerHost
圖 2. 本地端口轉發(fā)
本地端口轉發(fā)

這里需要注意的是本例中我們選擇了 7001 端口作為本地的監(jiān)聽端口,在選擇端口號時要注意非管理員帳號是無權綁定 1-1023 端口的,所以一般是選用一個 1024-65535 之間的并且尚未使用的端口號即可。

然后我們可以將遠程機器(LdapClientHost)上的應用直接配置到本機的 7001 端口上(而不是 LDAP 服務器的 389 端口上)。之后的數據流將會是下面這個樣子:

  • 我們在 LdapClientHost 上的應用將數據發(fā)送到本機的 7001 端口上,
  • 而本機的 SSH Client 會將 7001 端口收到的數據加密并轉發(fā)到 LdapServertHost 的 SSH Server 上。
  • SSH Server 會解密收到的數據并將之轉發(fā)到監(jiān)聽的 LDAP 389 端口上,
  • 最后再將從 LDAP 返回的數據原路返回以完成整個流程。

我們可以看到,這整個流程應用并沒有直接連接 LDAP 服務器,而是連接到了本地的一個監(jiān)聽端口,但是 SSH 端口轉發(fā)完成了剩下的所有事情,加密,轉發(fā),解密,通訊。

這里有幾個地方需要注意:

  1. SSH 端口轉發(fā)是通過 SSH 連接建立起來的,我們必須保持這個 SSH 連接以使端口轉發(fā)保持生效。一旦關閉了此連接,相應的端口轉發(fā)也會隨之關閉。
  2. 我們只能在建立 SSH 連接的同時創(chuàng)建端口轉發(fā),而不能給一個已經存在的 SSH 連接增加端口轉發(fā)。
  3. 你可能會疑惑上面命令中的 <remote host> 為什么用 localhost,它指向的是哪臺機器呢?在本例中,它指向 LdapServertHost 。我們?yōu)槭裁从?localhost 而不是 IP 地址或者主機名呢?其實這個取決于我們之前是如何限制 LDAP 只有本機才能訪問。如果只允許 lookback 接口訪問的話,那么自然就只有 localhost 或者 IP 為 127.0.0.1 才能訪問了,而不能用真實 IP 或者主機名。
  4. 命令中的 <remote host> 和 <SSH hostname> 必須是同一臺機器么?其實是不一定的,它們可以是兩臺不同的機器。我們在后面的例子里會詳細闡述這點。
  5. 好了,我們已經在 LdapClientHost 建立了端口轉發(fā),那么這個端口轉發(fā)可以被其他機器使用么?比如能否新增加一臺 LdapClientHost2 來直接連接 LdapClientHost 的 7001 端口?答案是不行的,在主流 SSH 實現中,本地端口轉發(fā)綁定的是 lookback 接口,這意味著只有 localhost 或者 127.0.0.1 才能使用本機的端口轉發(fā) , 其他機器發(fā)起的連接只會得到“ connection refused. ”。好在 SSH 同時提供了 GatewayPorts 關鍵字,我們可以通過指定它與其他機器共享這個本地端口轉發(fā)。
    ssh -g -L <local port>:<remote host>:<remote port> <SSH hostname>

遠程轉發(fā)實例分析

我們來看第二個例子,這次假設由于網絡或防火墻的原因我們不能用 SSH 直接從 LdapClientHost 連接到 LDAP 服務器(LdapServertHost),但是反向連接卻是被允許的。那此時我們的選擇自然就是遠程端口轉發(fā)了。
它的命令格式是:
ssh -R <local port>:<remote host>:<remote port> <SSH hostname>
例如在 LDAP 服務器(LdapServertHost)端執(zhí)行如下命令:
$ ssh -R 7001:localhost:389 LdapClientHost

圖 3. 遠程端口轉發(fā)
遠程端口轉發(fā)

和本地端口轉發(fā)相比,這次的圖里,SSH Server 和 SSH Client 的位置對調了一下,但是數據流依然是一樣的。我們在 LdapClientHost 上的應用將數據發(fā)送到本機的 7001 端口上,而本機的 SSH Server 會將 7001 端口收到的數據加密并轉發(fā)到 LdapServertHost 的 SSH Client 上。 SSH Client 會解密收到的數據并將之轉發(fā)到監(jiān)聽的 LDAP 389 端口上,最后再將從 LDAP 返回的數據原路返回以完成整個流程。

看到這里,你是不是會有點糊涂了么?為什么叫本地轉發(fā),而有時又叫遠程轉發(fā)?這兩者有什么區(qū)別?

本地轉發(fā)與遠程轉發(fā)的對比與分析

不錯,SSH Server,SSH Client,LdapServertHost,LdapClientHost,本地轉發(fā),遠程轉發(fā),這么多的名詞的確容易讓人糊涂。讓我們來分析一下其中的結構吧。首先,SSH 端口轉發(fā)自然需要 SSH 連接,而 SSH 連接是有方向的,從 SSH Client 到 SSH Server 。而我們的應用也是有方向的,比如需要連接 LDAP Server 時,LDAP Server 自然就是 Server 端,我們應用連接的方向也是從應用的 Client 端連接到應用的 Server 端。如果這兩個連接的方向一致,那我們就說它是本地轉發(fā)。而如果兩個方向不一致,我們就說它是遠程轉發(fā)。
我們可以回憶上面的兩個例子來做個對照。
本地轉發(fā)時:
LdapClientHost 同時是應用的客戶端,也是 SSH Client,這兩個連接都從它指向 LdapServertHost(既是 LDAP 服務端,也是 SSH Server)。
遠程轉發(fā)時:
LdapClientHost 是應用的客戶端,但卻是 SSH Server ;而 LdapServertHost 是 LDAP 的服務端,但卻是 SSH Client 。這樣兩個連接的方向剛好相反。
另一個方便記憶的方法是,Server 端的端口都是預定義的固定端口(SSH Server 的端口 22,LDAP 的端口 389),而 Client 端的端口都是動態(tài)可供我們選擇的端口(如上述例子中選用的 7001 端口)。如果 Server 端的兩個端口都在同一臺機器,Client 端的兩個端口都在另一臺機器上,那么這就是本地連接;如果這四個端口交叉分布在兩個機器上,每臺機器各有一個 Server 端端口,一個 Client 端端口,那就是遠程連接。
弄清楚了兩者的區(qū)別之后,再來看看兩者的相同之處。如果你所在的環(huán)境下,既允許 LdapClientHost 發(fā)起 SSH 連接到 LdapServerHost,也允許 LdapServerHost 發(fā)起 SSH 連接到 LdapClientHost 。那么這時我們選擇本地轉發(fā)或遠程轉發(fā)都是可以的,能完成一樣的功能。
接著讓我們來看個進階版的端口轉發(fā)。我們之前涉及到的各種連接 / 轉發(fā)都只涉及到了兩臺機器,還記得我們在本地轉發(fā)中提到的一個問題么?本地轉發(fā)命令中的 <remote host> 和 <SSH hostname> 可以是不同的機器么?
ssh -L <local port>:<remote host>:<remote port> <SSH hostname>
答案是可以的!讓我們來看一個涉及到四臺機器 (A,B,C,D) 的例子。

圖 4. 多主機轉發(fā)應用
多主機轉發(fā)應用

在 SSH Client(C) 執(zhí)行下列命令來建立 SSH 連接以及端口轉發(fā):
$ ssh -g -L 7001:<B>:389 <D>
然后在我們的應用客戶端(A)上配置連接機器(C )的 7001 端口即可。注意我們在命令中指定了“ -g ”參數以保證機器(A)能夠使用機器(C)建立的本地端口轉發(fā)。而另一個值得注意的地方是,在上述連接中,(A)<-> (C) 以及 (B)<->(D) 之間的連接并不是安全連接,它們之間沒有經過 SSH 的加密及解密。如果他們之間的網絡并不是值得信賴的網絡連接,我們就需要謹慎使用這種連接方式了。

第三部分 其他類型的轉發(fā)

動態(tài)轉發(fā)實例分析
恩,動態(tài)轉發(fā),聽上去很酷。當你看到這里時,有沒有想過我們已經討論過了本地轉發(fā),遠程轉發(fā),但是前提都是要求有一個固定的應用服務端的端口號,例如前面例子中的 LDAP 服務端的 389 端口。那如果沒有這個端口號怎么辦?等等,什么樣的應用會沒有這個端口號呢?嗯,比如說用瀏覽器進行 Web 瀏覽,比如說 MSN 等等。
當我們在一個不安全的 WiFi 環(huán)境下上網,用 SSH 動態(tài)轉發(fā)來保護我們的網頁瀏覽及 MSN 信息無疑是十分必要的。讓我們先來看一下動態(tài)轉發(fā)的命令格式:
$ ssh -D <local port> <SSH Server>
例如:
$ ssh -D 7001 <SSH Server>

圖 5. 動態(tài)端口轉發(fā)
動態(tài)端口轉發(fā)

似乎很簡單,我們依然選擇了 7001 作為本地的端口號,其實在這里 SSH 是創(chuàng)建了一個 SOCKS 代理服務。來看看幫助文檔中對 -D 參數的描述:

-D port 
 This works by allocating a socket to listen to port on the local 
 side, and whenever a connection is made to this port, the con- 
 nection is forwarded over the secure channel, and the applica- 
 tion protocol is then used to determine where to connect to from 
 the remote machine.  Currently the SOCKS4 and SOCKS5 protocols 
 are supported, and ssh will act as a SOCKS server.  Only root 
 can forward privileged ports.  Dynamic port forwardings can also 
 be specified in the configuration file.

之后的使用就簡單了,我們可以直接使用 localhost:7001 來作為正常的 SOCKS 代理來使用,直接在瀏覽器或 MSN 上設置即可。在 SSH Client 端無法訪問的網站現在也都可以正常瀏覽。而這里需要值得注意的是,此時 SSH 所包護的范圍只包括從瀏覽器端(SSH Client 端)到 SSH Server 端的連接,并不包含從 SSH Server 端 到目標網站的連接。如果后半截連接的安全不能得到充分的保證的話,這種方式仍不是合適的解決方案。

X 協議轉發(fā)實例分析

好了,讓我們來看最后一個例子 - X 協議轉發(fā)。
我們日常工作當中,可能會經常會遠程登錄到 Linux/Unix/Solaris/HP 等機器上去做一些開發(fā)或者維護,也經常需要以 GUI 方式運行一些程序,比如要求圖形化界面來安裝 DB2/WebSphere 等等。這時候通常有兩種選擇來實現:VNC 或者 X 窗口,讓我們來看看后者。
使用 X 窗口通常需要分別安裝:X Client 和 X Server 。在本例中我們的 X Client 就是所訪問的遠程 Linux/Unix/Solaris/HP,而我們的 X Server 則是發(fā)起訪問的本地機器(例如你面前正在使用的筆記本或臺式機)。把 X Client 端的 X 窗口顯示在 X Server 端需要先行在 X Client 端指定 X Server 的位置,命令格式如下:
export DISPLAY=<X Server IP>:<display #>.<virtual #>
例如:
export DISPLAY=myDesktop:1.0
然后直接運行 X 應用即可,X 窗口就會自動在我們的本地端打開。
一切運行正常,但是,這時候 IT 部門突然在遠程 Linux/Unix/Solaris/HP 前面加了一道防火墻。非常不幸的是,X 協議并不在允許通過的列表之內。怎么辦?只能使用 VNC 了么?不,其實只要使用了 SSH 端口轉發(fā)即可通過,同時也對 X 通訊數據做了加密,真是一舉兩得。(當然,使用此方法前最好先咨詢相關 IT 部門是否符合相應的安全條例,以免造成違規(guī)操作。)
建立命令也很簡單,直接從本地機器(X Server 端)發(fā)起一個如下的 SSH 連接即可:
ssh -X <SSH Server>

圖 5. X 轉發(fā)
X 轉發(fā)

建立連接之后就可以直接運行遠程的 X 應用。注意建立 X 轉發(fā)之后會自動設置 DISPLAY 環(huán)境變量,通常會被設置成localhost:10.0,我們無需也不應該在連接之后再進行修改此環(huán)境變量。

一個比較常見的場景是,我們的本地機器是 Windows 操作系統,這時可以選擇開源的 XMing 來作為我們的 XServer,而 SSH Client 則可以任意選擇了,例如 PuTTY,Cygwin 均可以配置 訪問 SSH 的同時建立 X 轉發(fā)。

第四部分 總結

至此,我們已經完成了本地端口轉發(fā),遠程端口轉發(fā),動態(tài)端口轉發(fā)以及 X 轉發(fā)的介紹。回顧起來,總的思路是通過將 TCP 連接轉發(fā)到 SSH 通道上以解決數據加密以及突破防火墻的種種限制。對一些已知端口號的應用,例如 Telnet/LDAP/SMTP,我們可以使用本地端口轉發(fā)或者遠程端口轉發(fā)來達到目的。動態(tài)端口轉發(fā)則可以實現 SOCKS 代理從而加密以及突破防火墻對 Web 瀏覽的限制。對于 X 應用,無疑是 X 轉發(fā)最為適用了。雖然每一部分我們都只是簡單的介紹了一下,但如果能靈活應用這些技巧,相信對我們的日常生活 / 工作也是會有所幫助的。


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