引言:


云计算时代的操作系统核心

  随着云计算和分布式系统的日益普及,Linux操作系统凭借其开源、高效、稳定的特点成为支撑这一变革的核心力量。Linux不仅仅存在于服务端和大型计算机中,更是物联网、智能设备以及个人计算设备的灵魂。本文将深入探讨Linux环境下实现远程访问及控制的方法和技术,为广大科技爱好者和专业人士提供操作指引和知识普及。


Linux远程访问的现实意义

  随着工作环境的多样化,远程访问的需求也日渐增长。无论是在家办公的IT工作人员,还是需要在不同地点管理服务器群的系统管理员,亦或是跨国工作的软件开发团队,Linux端的远程访问及控制功能都显得尤为重要。它不仅提高了工作效率,也拓展了工作的灵活性,为各种用途的个人和团队提供了无可替代的工作便利。


1.Linux操作系统的基本概念:


开源精神的典范

  Linux操作系统是自由和开源软件的典型代表之一。在开源模式下,任何人都可以查看、编辑、和重新发布代码,这种高度的透明度和可修改性促使了Linux系统的快速发展和创新。Linux的成功证明了开源项目的巨大潜力,不仅对技术界产生了深远的影响,更对文化、社会乃至政治层面产生了推动作用。开源精神背后的理念,即信息自由分享、集体智慧的力量、以及为了共同好处而共同工作的理念,对现代数字社会有着不可估量的价值。 


Linux的特性和优势

  作为一个操作系统,Linux具有诸多突出的特性和优势。首先,它的灵活性和可配置性极高,几乎可以在任何类型的硬件上运行,从超级计算机到智能手表。此外,Linux以其稳定性和安全性而闻名,这使得它成为许多企业和云服务提供商的首选系统。不仅如此,Linux还具有良好的性能,能够高效地管理系统资源,这对于需要处理大量数据和高并发请求的应用场合尤为重要。


Linux操作系统的发展历史

  Linux的起源可以追溯到1991年,由芬兰学生林纳斯·托瓦兹(Linus Torvalds)发布。最初,Linux被设计为一个类似于UNIX的操作系统,但因采用了GNU通用公共许可证(GPL),它迅速吸引了一大批志愿者的参与和贡献。随着时间的推移,Linux发展成为一个强大的、支持多用户、多任务的操作系统,广泛应用于服务器、台式机、移动设备等多种硬件平台上。如今,Linux不仅仅局限于一个操作系统的概念,它更是一个包含大量可选组件和工具的生态系统。


Linux在现代技术中的地位

  Linux已成为当今世界不可或缺的技术基石之一。从互联网的基础设施到最热门的移动操作系统Android,从小型嵌入式设备到世界上运算能力最强大的超级计算机,Linux无处不在。其开源特性使得众多创新得以快速实施和推广,Linux也因此在云计算、数据中心、人工智能等前沿领域占据了举足轻重的位置。


2.Linux远程访问和控制的重要性:


对开发者和IT专业人员的重要性

  作为一个开发者或者IT专业人员,在日常工作中,Linux的远程访问及控制技术几乎是必不可少的技能。随着云计算、虚拟化以及容器技术的普及,我们通常需要管理和操作的物理服务器越来越少,转而使用位于云端的虚拟主机或容器。远程访问和控制技术使我们可以方便地通过本地终端或者图形界面连接到远程服务器,执行各种命令,进行开发、调试和部署等操作。

  比如一些世界知名的云服务提供商,像亚马逊的AWS、谷歌的GCP、微软的Azure等,他们提供的虚拟主机大多都直接使用了Linux系统,用户可以通过SSH或其他远程访问工具连接到这些主机进行操作,如此一来,用户就无需亲自去机房维护硬件,大大提升了工作效率。


对系统管理员的重要性

  对于系统管理员来说,远程访问及控制技术更是必备技能。随着技术的发展,企业和组织的IT基础设施非常庞大,包括众多的服务器、网络设备以及终端用户设备等。需要管理和维护的设备可能分布在不同的机房,甚至是不同的城市或者国家。远程访问及控制技术使得管理员可以在办公室,甚至是家中就能连接到这些设备进行管理和维护工作,极大地提高了工作效率,同时减少了因设备故障导致的损失。


对于普通用户和企业的重要性

  虽然一般的电脑用户可能接触Linux系统的机会不多,但随着信息化程度的加深,企业和组织内部的许多工作也有可能依赖于远程访问技术。比如,员工可能需要在家远程登录公司的内部系统进行工作;技术支持人员可能需要远程控制用户的电脑进行问题的诊断和修复。在这些场景下,了解和理解远程访问的基本概念以及工具的操作方式,都将对用户的工作带来极大的帮助。

  总的来说,无论是对于开发者、IT专业人员还是普通的电脑用户,Linux的远程访问及控制技术都有着重要的现实意义。它们不仅有助于提升工作效率,也对于实现信息的全面共享和深度利用,以及提高信息系统的安全性等方面起着至关重要的作用。

3.Linux远程访问控制的实现方式:

SSH 远程管理

  SSH(Secure Shell)是一种安全通道协议,主要用来实现字符界面的远程登录、远程复制等功能。SSH 协议对通信双方的数据传输进行了加密处理,其中包括用户登录时输入的用户口令。与早期的 Telent(远程登录)、RSH(Remote Shell,远程执行命令)、RCP(Remote File Copy,远程文件复制)等应用相比,SSH 协议提供了更好的安全性。

  在 CentOS 7.3 系统中,OpenSSH 服务器由 openssh、openssh-server 等软件包提供(默认已安装),并已将 sshd 添加为标准的系统服务。执行“systemctl start sshd”命令即可启动 sshd 服务,包括 root 在内的大部分用户(只要拥有合法的登录 Shell)都可以远程登录系统。

  sshd 服务的默认配置文件是/etc/ssh/sshd_config,正确调整相关配置项,可以进一步提高 sshd 远程登录的安全性。

(1)服务监听选项

  sshd 服务使用的默认端口号为 22,必要时建议修改此端口号,并指定监听服务的具体IP 地址,以提高在网络中的隐蔽性。除此之外,SSH 协议的版本选用 V2 比 V1 的安全性要更好,禁用 DNS 反向解析可以提高服务器的响应速度。

[root@localhost ~]# vim /etc/ssh/sshd_config
Port 22                         //监听端口为 22
ListenAddress 172.16.16.22      //监听地址为 172.16.16.22
Protocol 2                      //使用 SSH V2 协议
…… 
UseDNS no                       //禁用 DNS 反向解析
设置完成以后需要重置sshd服务
[root@localhost ~]# systemctl restart sshd

(2)用户登录控制

  sshd 服务默认允许 root 用户登录,但在 Internet 中使用时是非常不安全的。普遍的做法如下:先以普通用户远程登入,进入安全 Shell 环境后,根据实际需要使用 su 命令切换为 root 用户。

  关于 sshd 服务的用户登录控制,通常应禁止 root 用户或密码为空的用户登录。另外,可以限制登录验证的时间(默认为 2 分钟)及最大重试次数,若超过限制后仍未能登录则断开连接。

[root@localhost ~]# vim /etc/ssh/sshd_config
LoginGraceTime 2m                 //登录验证时间为 2 分钟
PermitRootLogin no                //禁止 root 用户登录
MaxAuthTries 6                    //最大重试次数为 6
PermitEmptyPasswords no           //禁止空密码用户登录
……

  当希望只允许或禁止某些用户登录时,可以使用 AllowUsers 或 DenyUsers 配置,两者用法类似(注意不要同时使用)。

(3)登录验证方式

  对于服务器的远程管理,除了用户账号的安全控制以外,登录验证的方式也非常重要。

  sshd 服务支持两种验证方式——密码验证、密钥对验证,可以设置只使用其中一种方式,也可以两种方式都启用。

密码验证:对服务器中本地系统用户的登录名称、密码进行验证。这种方式使用最为简便,但从客户端角度来看,正在连接的服务器有可能被假冒;从服务器角度来看,当遭遇密码穷举(暴力解密)袭击时防御能力比较弱。

密钥对验证:要求提供相匹配的密钥信息才能通过验证。通常先在客户端中创建一对密钥文件(公钥、私钥),然后将公钥文件放到服务器中的指定位置。远程登录时,系统将使用公钥、私钥进行加密/解密关联验证,大大增强了远程管理的安全性。该方式不易被假冒,且可以免交互登录,在 Shell 中被广泛使用。

  当密码验证、密钥对验证都启用时,服务器将优先使用密钥对验证。对于安全性要求较高的服务器,建议将密码验证方式禁用,只允许启用密钥对验证方式;若没有特殊要求,则两种方式都可启用。

[root@localhost ~]# vim /etc/ssh/sshd_config
PasswordAuthentication yes                     //启用密码验证
PubkeyAuthentication yes                       //启用密钥对验证
AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys        //指定公钥库文件
……

其中,公钥库文件用来保存多个客户端上传的公钥文本,以便与客户端本地的私钥文件进行匹配。

使用SSH客户端程序

  在 CentOS 7.3 系统中,OpenSSH 客户端由 openssh-clients 软件包提供(默认已安装),其中包括 ssh 远程登录命令,以及 scp、sftp 远程复制和文件传输命令等。实际上,任何支持 SSH 协议的客户端程序都可以与 OpenSSH 服务器进行通信,如 Windows 平台 中的 Xshell、SecureCRT、Putty 等图形工具。

(1)ssh 远程登录

  通过 ssh 命令可以远程登录 sshd 服务,为用户提供一个安全的 Shell 环境,以便对服务器进行管理和维护。使用时应指定登录用户、目标主机地址作为参数。

  当用户第一次登录 SSH 服务器时,必须接受服务器发来的 ECDSA 密钥(根据提示输入“yes”)后才能继续验证。接收的密钥信息将保存到~/.ssh/known_hosts 文件中。密码验证成功以后,即可登录目标服务器的命令行环境中了,就好像把客户端的显示器、键盘连接到服务器一样。

  如果 sshd 服务器使用了非默认的端口号(如 2345),则在登录时必须通过“-p”选项指定端口号。

(2)scp 远程复制

  通过 scp 命令可以利用 SSH 安全连接与远程主机相互复制文件。使用 scp 命令时,除了必须指定复制源、目标之外,还应指定目标主机地址、登录用户,执行后根据提示输入验证口令即可。

[root@localhost ~]# scp root@172.16.16.22:/etc/passwd /root/pwd254.txt

(3)sftp 安全 FTP

  通过 sftp 命令可以利用 SSH 安全连接与远程主机上传、下载文件,采用了与 FTP 类似的登录过程和交互式环境,便于目录资源管理。

[root@localhost ~]# sftp tsengyia@172.16.16.22
Connecting to 172.16.16.22...
tsengyia@172.16.16.22's password: //输入密码
sftp> ls
sftp> put /boot/config-3.10.0-514.el7.x86_64 //上传文件
Uploading /boot/config-3.10.0-514.el7.x86_64 to
/home/tsengyia/config-3.10.0-514.el7.x86_64
/boot/config-3.10.0-514.el7.x86_64 100% 103KB 68.0KB/s 00:00
sftp> ls
config-3.10.0-514.el7.x86_64
sftp> bye //退出登录

4.构建密钥对验证的 SSH 体系

  在 CentOS 7.3 服务器、客户端中构建密钥对验证 SSH 体系的基本过程。如图所示,以 RSA 加密算法为例,整个过程包括四步,首先要在 SSH 客户端以 zhangsan 用户身份创建密钥对,并且要将创建的公钥文件上传至 SSH 服务器端,然后要将公钥信息导入服务器端的目标用户 lisi 的公钥数据库,最后以服务器端用户 lisi 的身份登录验证。

远程访问及控制_远程访问

(1)在客户端创建密钥对

  在 CentOS 7.3 客户端中,通过 ssh-keygen 工具为当前用户创建密钥对文件。可用的加密算法为 RSA、ECDSA 或 DSA 等(ssh-keygen 命令的“-t”选项用于指定算法类型)。例如,以 zhangsan 用户登录客户端,并生成基于 ECDSA 算法的 SSH 密钥对(公钥、私钥)文件

[zhangsan@localhost ~]$ ssh-keygen -t ecdsa
Generating public/private ecdsa key pair.
Enter file in which to save the key (/home/zhangsan/.ssh/id_ecdsa):  //指定私钥位置
Created directory '/home/zhangsan/.ssh'.
Enter passphrase (empty for no passphrase):         //设置私钥短语
Enter same passphrase again:                        //确认所设置的短语
Your identification has been saved in /home/zhangsan/.ssh/id_ecdsa.
Your public key has been saved in /home/zhangsan/.ssh/id_ecdsa.pub.
The key fingerprint is:
……

  上述操作过程中,提示指定私钥文件的存放位置时,一般直接按 Enter 键即可,最后生成的私钥、公钥文件默认存放在宿主目录中的隐藏文件夹.ssh 下。私钥短语用来对私钥文件进行保护,当使用该私钥验证登录时必须正确提供此处所设置的短语。尽管不设置私钥短语也是可行的(实现无口令登录),但在生产环境中不建议这样做。

[zhangsan@localhost ~]$ ls -lh ~/.ssh/id_ecdsa* //确认生成的密钥文件
-rw------- 1 zhangsan zhangsan 227 5 月 16 19:45 /home/zhangsan/.ssh/id_ecdsa
-rw-r--r-- 1 zhangsan zhangsan 192 5 月 16 19:45 /home/zhangsan/.ssh/id_ecdsa.pub

  新生成的密钥对文件中,id_ecdsa 是私钥文件,权限默认为 600,对于私钥文件必须妥善保管,不能泄露给他人;id_ecdsa.pub 是公钥文件,用来提供给 SSH 服务器。

(2)将公钥文件上传到服务器

  将上一步生成的公钥文件上传至服务器,并部署到服务器端用户的公钥数据库中。上传公钥文件时可以选择 SCP、FTP、Samba、HTTP 甚至发送 E-mail 等任何方式。例如,可以通过 SCP 方式将文件上传至服务器的/tmp 目录下。

[zhangsan@localhost ~]$ scp ~/.ssh/id_ecdsa.pub

(3)在服务器中导入公钥本文

  在服务器中,目标用户(指用来远程登录的账号 lisi)的公钥数据库位于~/.ssh 目录,默认的文件名是“authorized_keys”。如果目录不存在,需要手动创建。当获得客户端发送过来的公钥文件以后,可以通过重定向将公钥文本内容追加到目标用户的公钥数据库。

[root@localhost ~]# mkdir /home/lisi/.ssh/
[root@localhost ~]# cat /tmp/id_ecdsa.pub >> /home/lisi/.ssh/authorized_keys
[root@localhost ~]# tail -1 /home/lisi/.ssh/authorized_keys
ecdsa-sha2-nistp256
AAAAE2VjZHNhLXNoYTItbmlzdHAyNTYAAAAIbmlzdHAyNTYAAABBBLJSnBhscYBfnnHxSY
AJEBD4sNkTLMF7itcFGM33RdeXU89QNQkMnCrCJHzAlZURrzpXG6Mp62mz9gRXUnARk8s =
zhangsan@localhost

  在公钥库 authorized_keys 文件中,最关键的内容是“ecdsa-sha2-nistp256 加密字串” 部分,当导入非 ssh-keygen 工具创建的公钥文本时,应确保此部分信息完整,最后的“zhangsan@localhost”是注释信息。

  由于 sshd 服务默认采用严格的权限检测模式(StrictModes yes),因此还需注意公钥库文件 authorized_keys 的权限——要求除了登录的目标用户或 root 用户,同组或其他用户对该文件不能有写入权限,否则可能无法成功使用密钥对验证。

[root@localhost ~]# ls -l /home/lisi/.ssh/authorized_keys
-rw-r--r-- 1 root root 192 5 月 15 19:49 /home/lisi/.ssh/authorized_keys