SSH进阶（二）：FTP转发
2024-07-21 02:37:10
供稿：网友
简介
1.FTP协议简介
2.转发控制连接
3.FTP、防火墙和被动模式
4.FTP和网络地址转换(Network Address Translation)
4.1.客户端网络地址转换问题
4.2.服务器端网络地址转换问题
5.使用默认数据传输端口
6.转发数据连接
7.结论
简介
有关SSH，一个经常被问起的问题是“我怎样才能使用端口转发加强FTP安全？”。很不幸，你得到的回答一般非常简短，让你仍然无所适从。在标准FTP协议中，所有的数据都是明文传输的，因此网络上可能存在的嗅探器是一个极大的威胁。使用嗅探器，攻击者很轻易获得你的帐户和密码。而在SSH的数据传输过程中，所有的数据以密文的形式传输的，所以SSH的端口转发功能能够很好地保护的帐户密码。
本文具体地解释你能够使用SSH和FTP做什么，不能做什么，以及其原因。这里有FTP本身的复杂性造成的问题。除此之外，防火墙和网络地址转换(Network Address Translation)也给我们制造了不少困难。因为现在防火墙和网络地址转换(Network Address Translation)已经广泛存在了，因此我们将对这些情况进行具体的讨论。不过，由于网络环境千差万别，我们无法覆盖所有可能出现的问题，这就需要你自己举一反三了。
1.FTP协议简介
为了便于后面的讨论，我们首先简要地讨论一下FTP协议（假如对FTP协议已经有了比较深入的了解，你可以略过这一节）。大多数的TCP服务是使用单个的连接，一般是客户向服务器的一个周知端口发起连接，然后使用这个连接进行通讯。但是，FTP协议却有所不同，它使用双向的多个连接，而且使用的端口很难预计。一般，FTP连接包括：
一个控制连接(control connection)
这个连接用于传递客户端的命令和服务器端对命令的响应。它使用服务器的21端口，生存期是整个FTP会话时间。
几个数据连接(data connection)
这些连接用于传输文件和其它数据，例如：目录列表等。这种连接在需要数据传输时建立，而一旦数据传输完毕就关闭，每次使用的端口也不一定相同。而且，数据连接既可能是客户端发起的，也可能是服务器端发起的。
下面，我们通过一个FTP客户程序看一下控制连接。这里，我们需要使用debug模式(ftp -d)才能显示客户发出的FTP协议命令。在客户程序的输出信息中，这些协议命令是以--->开头的，例如：
---> USER nixe0n
在命令发出之后，服务器会发出响应，响应信息以数字开头，例如：
530 Login incorrect.
下面，我们和FTP服务器建立一个连接，使用用户名nixe0n登录，在会话过程中发出两次目录切换名，一次成功一次失败，其中黑体是我们的输入：
ftp -d ftp.linuxaid.com.cn
Connected to ftp.linuxaid.com.cn.
220 ftp.linuxaid.com.cn FTP server ready.
Name (ftp.linuxaid.com.cn:nixe0n): nixe0n
---> USER nixe0n
331 PassWord required for nixe0n.
Password:
---> PASS XXXX
230 User nixe0n logged in.
---> SYST
215 UNIX Type: L8
Remote system type is UNIX.
Using binary mode to transfer files.
ftp> cd one
---> CWD one
250 CWD command sUCcessful.
ftp> cd tmp
---> CWD tmp
550 tmp: No such file or Directory.
ftp> bye
---> QUIT
221-You have transferred 0 bytes in 0 files.
221-Total traffic for this session was 398 bytes in 0 transfers.
221 Thank you for using the FTP service on ftp.linuxaid.com.cn.
在FTP协议中，控制连接使用周知端口21，因此使用SSH的标准端口转发就可以这种连接进行很好的安全保护。
相反，数据传输连接的目的端口通常实现无法知道，因此处理这样的端口转发非常困难。FTP协议使用一个标准的端口21作为ftp-data端口，但是这个端口只用于连接的源地址是服务器端的情况，在这个端口上根本就没有监听进程。FTP的数据连接和控制连接的方向一般是相反的，也就是说，是服务器向客户端发起一个用于数据传输的连接。连接的端口是由服务器端和客户端协商确定的。FTP协议的这个特征对SSH转发以及防火墙和NAT的配置增加了很多困难。
除此之外，还有另外一种FTP模式，叫做被动模式(passive mod)。在这种模式下，数据连接是由客户程序发起的，和刚才讨论过的模式(我们可以叫做主动模式)相反。是否采取被动模式取决于客户程序，在ftp命令行中使用passive命令就可以关闭/打开被动模式。
在了解了使用SSH转发FTP连接的一些难点之后，我们将开始讨论如何解决这些问题。
2.转发控制连接
FTP的控制连接的一端是一个周知端口21，因此很轻易通过SSH实现端口的转发。通常，需要保护的FTP服务器上需要运行SSH服务，而且你需要在服务器上有一个合法帐户以便通过SSH访问FTP服务。
假设你已经登录到一台主机名为client的客户主机，然后想通过安全的连接登录到FTP服务器ftp.linuxaid.com.cn。要转发FTP控制连接，首先要在client上运行一个SSH端口转发命令：
[nixe0n@client nixe0n]ssh -L 2001:ftp.linuxaid.com.cn:21 ftp.linuxaid.com.cn
nixe0n@ftp.linuxaid.com.cn's password:
接着，就可以使用被转发的端口登录到ftp.linuxaid.com.cn：
[nixe0n@clinet nixe0n]ftp localhost 2001
Connected to localhost
220 ftp.linuxaid.com.cn FTP server ready.
Name:foo
Password:
230 User foo logged in.
ftp>
这里，我们需要注重两个非常重要的问题：
在本地进行转发，可能出现一些错误。
在确定转发的目标时，建议不要使用localhost作为目标，因为有时使用这种地址可能出现一些莫名其妙的问题。假如在你的主机(client)上，有其它的网络接口(例如：eth0)，其地址为192.168.0.1，假如你想在本机上进行SSH进行FTP端口转发：
[nixe0n@localhost nixe0n]$ssh -L 2001:localhost:21 localhost
nixe0n@localhost's password:
然后，使用ftp命令登录到FTP服务器就可能出现一些错误：
[nixe0n@localhost nixe0n]ftp localhost 2001
Connected to localhost
220 localhost FTP server ready.
Name[localhost:nixe0n]:nixe0n
331 Password required for nixe0n
Password:
230 User nixe0n logged in
ftp>ls
200 PORT command successful.
425 Can't build data connection:Cannot assign requested address.
ftp>
出现这个问题是因为FTP服务器会试图通过回环地址(lo:127.0.0.1)向client(eth0:192.168.0.1)发起连接造成的。本机的回环接口只能和本机的其它回环接口进行通讯，假如和其它的网络接口(例如：eth0)通讯，就会返回"address not available"的错误。
客户程序需要使用被动模式，被动模式对于解决NAT/防火墙造成的一些问题很有帮助。Linux系统的ftp命令在默认情况下使用这种模式。
3.FTP、防火墙和被动模式
前面我们讲过，FTP协议的数据传输存在两种模式：主动模式和被动模式。这两种模式发起连接的方向截然相反，主动模式是从服务器端向客户端发起；被动模式是客户端向服务器端发起连接。但是假如服务器和客户之间存在防火墙，主动模式经常会引起一些麻烦。设想，客户位于防火墙之后，防火墙答应所有内部向外部的连接通过，但是对于外部向内部发起的连接却存在很多限制。在这种情况下，客户可以正常地和服务器建立控制连接，而假如使用主动模式，ls、put和get等数据传输命令就很难成功运行，因为防火墙会阻塞从服务器向客户发起的数据传输连接。简单包过滤防火墙把控制连接和数据传输连接完全分离开了，因此很难通过配置防火墙答应主动模式的FTP数据传输连接通过。假如防火墙答应ICMP或者TCP RST报文通过，客户程序就会马上返回connection refused错误信息；而假如防火墙只是做简单的丢弃处理，会造成客户程序挂起一段时间。
被动模式一般可以解决此类问题，因为在被动模式下，连接是由客户端发起的饿。不过，这要看FTP服务器和客户程序是否支持被动模式。命令行FTP客户程序一般使用passive命令关/开被动模式。例如：
ftp>passive
Passive mode off
ftp>passive
Passive mode on
假如客户程序不支持被动模式，它就会返回?Invaild command；假如客户程序支持被动模式，而服务器不支持，就会返回"PASV:command not understood"，PASV是一个FTP协议命令，使服务器进入到被动模式。
4.FTP和网络地址转换(Network Address Translation)
除了简单包过滤防火墙之外，被动模式也可以解决使用网络地址转换(NAT)给FTP造成的一些问题。
在转发报文之前，进行网络地址转换的网关首先会改变报文的源地址和目的地址。网络地址转换能够提高网络的安全性，有助于解决ip地址资源不足问题。
4.1.客户端网络地址转换问题
假设你的FTP客户主机位于局域网内，通过一个网络地址转换(NAT)网关连入互联网。在这种情况下，客户程序可以毫无困难地和外部的FTP服务器建立控制连接，但是，假如
