Практика 5. Протоколы, SSH, файрвол и сниффинг

---

Цель работы

Изучить работу TCP/UDP на практике, освоить SSH, настройку файрвола и перехват пакетов.

---

Часть 1. TCP и UDP на практике

Задание 1.1. Просмотр прослушиваемых портов

1. Просмотрите все прослушиваемые TCP-порты:

   ss -tlnp

   Объясните флаги: -t (TCP), -l (listening), -n (числовые), -p (процессы).

2. Просмотрите UDP-порты:

   ss -ulnp

3. Просмотрите все активные соединения:

   ss -tnp

   Найдите соединения в разных состояниях: ESTABLISHED, TIME_WAIT, CLOSE_WAIT.

4. Альтернативный инструмент (устаревший, но полезно знать):

   netstat -tlnp

Задание 1.2. Исследование TCP-соединения

1. Установите TCP-соединение с помощью curl и наблюдайте:

   # В первом терминале — мониторинг
   watch -n 1 'ss -tnp | grep :80'
   
   # Во втором терминале — запрос
   curl -v http://example.com

2. Изучите заголовки HTTP-ответа:

   curl -I http://example.com

   Какой код статуса вернулся? Какие заголовки присутствуют?

---

Часть 2. curl и HTTP

Задание 2.1. GET-запросы

1. Выполните простой GET-запрос:

   curl http://httpbin.org/get

2. Запрос с подробным выводом (видны заголовки запроса и ответа):

   curl -v http://httpbin.org/get

   Найдите в выводе: метод, путь, заголовки запроса (>) и ответа (<).

3. Запрос только заголовков:

   curl -I http://httpbin.org/get

4. Запрос с пользовательским заголовком:

   curl -H "Accept: application/json" -H "X-Custom: test" http://httpbin.org/headers

Задание 2.2. POST-запросы

1. Отправьте POST-запрос с данными:

   curl -X POST -d "name=student&course=os" http://httpbin.org/post

2. Отправьте JSON:

   curl -X POST \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"name": "student", "course": "os"}' \
     http://httpbin.org/post

3. Сохраните ответ в файл:

   curl -o ~/project/data/response.json http://httpbin.org/get
   cat ~/project/data/response.json

Задание 2.3. Коды ответов

Выполните запросы и объясните полученные коды:

curl -o /dev/null -s -w "Код: %{http_code}\n" http://httpbin.org/status/200
curl -o /dev/null -s -w "Код: %{http_code}\n" http://httpbin.org/status/301
curl -o /dev/null -s -w "Код: %{http_code}\n" http://httpbin.org/status/404
curl -o /dev/null -s -w "Код: %{http_code}\n" http://httpbin.org/status/500

Для каждого кода укажите: класс (1xx–5xx), название и описание.

---

Часть 3. SSH

Задание 3.1. Генерация SSH-ключей

1. Сгенерируйте пару ключей Ed25519:

   ssh-keygen -t ed25519 -C "student@os-course"

   При запросе пути нажмите Enter (по умолчанию ~/.ssh/id_ed25519).

2. Просмотрите созданные файлы:

   ls -la ~/.ssh/
   cat ~/.ssh/id_ed25519.pub     # Публичный ключ

   Какие права установлены на приватный ключ? Почему это важно?

3. Проверьте отпечаток ключа:

   ssh-keygen -l -f ~/.ssh/id_ed25519.pub

Задание 3.2. Настройка SSH-клиента

1. Создайте (или отредактируйте) файл конфигурации SSH:

   cat > ~/.ssh/config << 'EOF'
   # Общие настройки
   Host *
       ServerAliveInterval 60
       ServerAliveCountMax 3
   
   # Пример конфигурации для сервера
   Host myserver
       HostName 192.168.1.100
       User student
       Port 22
       IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519
   EOF
   chmod 600 ~/.ssh/config

2. Объясните каждую директиву в конфигурации.

Задание 3.3. Подключение по SSH (если есть доступный сервер)

Если у вас есть второй хост (виртуальная машина, VPS или контейнер):

1. Скопируйте публичный ключ на сервер:

   ssh-copy-id user@server_ip

2. Подключитесь по ключу:

   ssh user@server_ip

3. Выполните команду без интерактивного входа:

   ssh user@server_ip "uptime && free -h && df -h"

Задание 3.4. Передача файлов

1. Копирование через SCP:

   # Загрузить файл на сервер
   scp ~/project/data/response.json user@server_ip:/tmp/
   
   # Скачать файл с сервера
   scp user@server_ip:/etc/hostname ~/project/data/

2. Копирование каталога:

   scp -r ~/project/src/ user@server_ip:/tmp/project_src/

3. Синхронизация через rsync:

   rsync -avz ~/project/src/ user@server_ip:/tmp/project_src/

   Чем rsync лучше scp?

---

Часть 4. Перехват пакетов (tcpdump)

Задание 4.1. Базовый перехват

1. Перехватите пакеты на основном интерфейсе:

   sudo tcpdump -i any -c 10

   Объясните формат вывода.

2. Фильтрация по порту:

   # В первом терминале — перехват
   sudo tcpdump -i any port 80 -c 5
   
   # Во втором терминале — генерация трафика
   curl http://example.com

3. Фильтрация по хосту:

   sudo tcpdump -i any host 8.8.8.8 -c 5
   ping -c 2 8.8.8.8

Задание 4.2. Наблюдение TCP Handshake

1. Перехватите трёхстороннее рукопожатие:

   # В первом терминале
   sudo tcpdump -i any port 80 -nn -c 10
   
   # Во втором терминале
   curl http://example.com

   Найдите в выводе пакеты с флагами:

   • [S] — SYN
   • [S.] — SYN-ACK
   • [.] — ACK
   • [F.] — FIN-ACK

2. Сохраните перехваченный трафик в файл .pcap:

   sudo tcpdump -i any port 80 -c 20 -w ~/project/data/capture.pcap
   
   # В другом терминале
   curl http://example.com
   
   # Прочитать файл
   sudo tcpdump -r ~/project/data/capture.pcap

Задание 4.3. Наблюдение DNS-запросов

# В первом терминале
sudo tcpdump -i any port 53 -nn -c 10

# Во втором терминале
dig google.com
nslookup ya.ru

Найдите DNS-запрос и ответ. Какой транспортный протокол используется (TCP или UDP)?

---

Часть 5. Файрвол (ufw)

Задание 5.1. Установка и базовая настройка

1. Установите ufw:

   sudo apt install ufw

2. Проверьте текущий статус:

   sudo ufw status verbose

3. Установите политики по умолчанию:

   sudo ufw default deny incoming
   sudo ufw default allow outgoing

Задание 5.2. Добавление правил

1. Разрешите SSH (важно сделать ДО включения файрвола!):

   sudo ufw allow 22/tcp

2. Разрешите HTTP и HTTPS:

   sudo ufw allow 80/tcp
   sudo ufw allow 443/tcp

3. Разрешите доступ с конкретного IP:

   sudo ufw allow from 192.168.1.0/24

4. Включите файрвол:

   sudo ufw enable

5. Просмотрите правила:

   sudo ufw status numbered

Задание 5.3. Управление правилами

1. Удалите правило по номеру:

   sudo ufw delete 3

2. Запретите конкретный порт:

   sudo ufw deny 8080/tcp

3. Просмотрите итоговый набор правил:

   sudo ufw status verbose

4. Отключите файрвол (для учебной среды):

   sudo ufw disable

---

Часть 6. Netcat — сетевой «швейцарский нож»

Задание 6.1. Простой чат

1. В первом терминале запустите сервер:

   nc -l -p 12345

2. Во втором терминале подключитесь как клиент:

   nc localhost 12345

3. Введите текст в любом терминале — он появится в другом. Это простейший TCP-чат.

Задание 6.2. Передача файлов

1. Приёмник (первый терминал):

   nc -l -p 12345 > ~/project/data/received_file.txt

2. Отправитель (второй терминал):

   echo "Файл передан через netcat!" | nc localhost 12345

3. Проверьте:

   cat ~/project/data/received_file.txt

Задание 6.3. Сканирование портов

nc -zv localhost 22
nc -zv localhost 80
nc -zv localhost 1-100 2>&1 | grep succeeded

Какие порты открыты?

---

Мини-проект: настройка безопасного сервера

Выполните полную настройку безопасности сетевого доступа (на виртуальной машине):

1. Создайте нового пользователя с правами sudo:

   sudo useradd -m -s /bin/bash secureuser
   sudo passwd secureuser
   sudo usermod -aG sudo secureuser

2. Настройте SSH-доступ только по ключу:

   • Сгенерируйте ключ для нового пользователя.
   • Добавьте публичный ключ в ~secureuser/.ssh/authorized_keys.
   • Отключите вход по паролю в /etc/ssh/sshd_config:

     PasswordAuthentication no
     PermitRootLogin no

   • Перезапустите sshd: sudo systemctl restart sshd.

3. Настройте файрвол:

   sudo ufw default deny incoming
   sudo ufw default allow outgoing
   sudo ufw allow 22/tcp
   sudo ufw allow 80/tcp
   sudo ufw enable

4. Проверьте с помощью tcpdump что трафик на закрытые порты отклоняется:

   sudo tcpdump -i any port 8080 -c 5 &
   nc -zv localhost 8080

5. Составьте отчёт со всеми выполненными шагами и результатами проверок.

---

Контрольные вопросы

1. Чем TCP отличается от UDP? Приведите по 3 примера применения каждого протокола.
2. Опишите трёхстороннее рукопожатие TCP. Зачем оно нужно?
3. Что такое порт? Чем well-known порты отличаются от ephemeral?
4. Как работает DNS? Опишите процесс резолвинга имени www.example.com.
5. Перечислите основные типы DNS-записей и их назначение.
6. Что показывают коды ответов HTTP 200, 301, 404, 500?
7. Как работает HTTPS? Что обеспечивает TLS?
8. Чем аутентификация по SSH-ключу безопаснее пароля?
9. Что такое межсетевой экран? Чем stateful firewall отличается от пакетного фильтра?
10. Какие флаги TCP можно наблюдать в tcpdump при установлении и разрыве соединения?