Урок 4. Порты и протоколы: TCP, UDP, HTTP, HTTPS, SSH

IP-адрес доводит данные до устройства. Но на одном компьютере одновременно работают браузер, почта, мессенджер, сервер SSH — каждому нужны свои данные. Их различает порт — номер от 0 до 65535, который стоит рядом с адресом.

Адрес и порт

Если IP-адрес — адрес здания, то порт — номер кабинета в нём. Программа-сервер слушает свой порт: ждёт, пока к нему подключатся. Программа-клиент (например, браузер) подключается к адресу и порту сервера, а для себя берёт любой свободный порт — обычно с большим номером.

Адрес и порт пишут через двоеточие: 192.168.1.10:8080. В адресе сайта порт указывают так же: http://192.168.1.10:8080/. Если порт не написан, браузер берёт стандартный: 80 для http://, 443 для https://.

TCP и UDP

Данные между программами носят два основных протокола:

TCP начинает с «рукопожатия»: клиент просит соединения, сервер соглашается, клиент подтверждает. Дальше каждая порция данных подтверждается получателем. Это надёжно, но медленнее.

UDP просто отправляет пакеты. В видеозвонке так лучше: кадр, который опоздал, уже не нужен, а ждать его повторной отправки — значит заморозить картинку.

Номера портов у TCP и UDP свои: TCP-порт 53 и UDP-порт 53 — разные «двери».

Частые порты

Порты до 1023 называют общеизвестными, их список ведёт организация IANA (ссылка — в обзоре темы). Но номер — лишь договорённость: сайт может работать и на порту 8080, а SSH — на 2222, если так настроить сервер.

HTTP и HTTPS

HTTP — язык, на котором браузер просит страницу, а сервер её отдаёт. Сам по себе HTTP не шифруется: всё, что передаётся, — страницы, пароли из форм — может прочитать и подменить любой, через чьё оборудование идут пакеты, например владелец открытой сети Wi‑Fi.

HTTPS — тот же HTTP внутри шифрования TLS. Сервер предъявляет сертификат, подтверждающий, что он действительно отвечает за это имя сайта. Браузер проверяет сертификат и показывает значок замка у адреса.

Новая версия HTTP/3 работает поверх протокола QUIC, а он — поверх UDP, поэтому порт 443 бывает нужен и по UDP.

SSH

SSH — зашифрованное удалённое управление: вы набираете команды у себя, а выполняются они на сервере. Стандартный порт — 22. Почти все серверы на Linux управляются именно так. Как включить и настроить SSH — в теме Ubuntu.

Какие порты слушает компьютер

В Windows (в командной строке или PowerShell):

netstat -ano | findstr LISTENING

В Linux:

ss -tln

В обоих выводах важен адрес перед портом. 0.0.0.0:22 или [::]:22 — программа ждёт подключений из сети. 127.0.0.1:3306 — только с этого же компьютера, из сети к ней не подключиться.

Открыт ли порт на другом компьютере

В Windows — командой PowerShell:

Test-NetConnection 192.168.1.10 -Port 22

TcpTestSucceeded : True — подключение прошло. В Linux — командой nc (netcat):

nc -zv 192.168.1.10 22

Как понять неудачу:

• отказ (Connection refused) — компьютер ответил, но этот порт никто не слушает: программа не запущена или слушает другой порт;
• тишина до тайм-аута (пока не выйдет время ожидания) — ответа нет вовсе: порт закрыт брандмауэром (программой, которая решает, какие подключения пропускать), неверный адрес или компьютер выключен.

Как открыть порт в брандмауэре — в темах Windows и Ubuntu.

Порт своими руками

Для тех, кто знает Python: программа ниже запускает маленький сервер, который слушает порт на этом же компьютере (127.0.0.1, порт выбирает система), и подключается к нему как клиент. Клиент отправляет слово, сервер отвечает.

import socket
import threading

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(("127.0.0.1", 0))
server.listen()
port = server.getsockname()[1]


def serve():
    conn, addr = server.accept()
    data = conn.recv(1024)
    conn.sendall(b"OK: " + data)
    conn.close()


worker = threading.Thread(target=serve)
worker.start()

client = socket.create_connection(("127.0.0.1", port))
client.sendall(b"hello")
print(client.recv(1024).decode())
client.close()
worker.join()
server.close()

OK: hello

SOCK_STREAM — это TCP. bind занимает адрес и порт, listen начинает слушать, accept ждёт клиента, create_connection подключает клиента — ровно те шаги, о которых шла речь выше.

Коротко

• Порт — номер от 0 до 65535: адрес ведёт к устройству, порт — к программе на нём.
• TCP — с соединением и гарантией доставки (сайты, почта, SSH), UDP — быстрее и без гарантий (DNS, звонки, игры).
• Сайты — 80 (HTTP) и 443 (HTTPS), SSH — 22, DNS — 53, RDP — 3389.
• HTTPS шифрует соединение и подтверждает имя сайта, но не честность его владельца.
• Слушающие порты — netstat -ano или ss -tln; проверка с другого компьютера — Test-NetConnection или nc -zv.

Проверьте себя