Transmission Control Protocol/Port

topic - Kurzbeschreibung

TCP- und UDP-Ports

TCP- und UDP-Ports sind eine Software-Abstraktion, um parallele Kommunikationsverbindungen einer oder mehreren Anwendungen voneinander unterscheiden zu können

• Ähnlich wie IP-Adressen zur Adressierung von Rechnern in Netzwerken dienen, adressieren Ports spezifische Anwendungen und ihre Verbindungen, die auf einem Rechner laufen

Datenpakete, die über IP ihr Ziel erreichen, werden von TCP zusammengesetzt und an eine Anwendung übergeben

• Da mehrere Anwendungen zugleich TCP-Verbindungen aufbauen können, muss eine Zuordnung zwischen Datenpaket und Anwendung erfolgen
• Zu diesem Zweck wird eine Kennung zwischen Daten und Anwendung definiert, die als Port bezeichnet wird
• Es handelt sich dabei um eine fortlaufende Nummer zwischen 0 bis 65.535
• TCP-Pakete sind mit diesen Port-Nummern, jeweils eine für Sender und Empfänger, versehen
• Mit den Ports ist es möglich, dass die Datenpakete mehrerer Verbindungen dem richtigen Datenstrom zugeordnet werden können

Ports

Die Port-Nummern, die für TCP und UDP gleichzeitig gelten, werden von der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) bzw. ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) verwaltet und vergeben

Name	Bereich	Beschreibung
Well Known	0 - 1023	Einem Dienst oder Anwendungsprotokoll fest zugeordnet Bekannte Dienste hören standardmäßig diese Ports ab Standard-, Default-, Destination-Ports
Registered	1024 - 49151	Zur Registrierung freigegeben Können bei der IANA/ICANN registriert werden Dies Ports können mehrfach belegt sein
Dynamically Allocated	49152 - 65535	Können frei verwendet werden Können dynamisch zugewiesen werden Typischerweise nutzen Client diese Ports für ausgehende Verbindungen (Source-Port)

Wenn Anwendungen zu einem Server Kontakt aufnehmen wollen, dann vergibt TCP bzw. UDP den Standard-Port für den Empfänger-Port und vergibt einen freien Port ab 49.152 für den Sender-Port

• Wenn der Server die Daten erhalten hat und eine Antwort zurückschickt, dann werden die Port-Nummern vertauscht
• Damit wird sichergestellt, dass die Daten nicht an eine falsche Anwendung übergeben werden

Beispiele für Standard-Ports (TCP)

Port-Nummer	Protokoll	Anwendung
21	FTP	Dateitransfer (FTP-Server)
23	Telnet	Konsole (Server)
25	SMTP	Postausgang (SMTP-Server)
80	HTTP	World Wide Web (Webserver)
110	POP	Posteingang (POP-Server)
119	NNTP	Usenet (News-Server)

Beispiele für Standard-Ports (UDP)

Port-Nummer	Protokoll	Anwendung
53	DNS	Domain Name Server
69	TFTP	Trivial File Transfer Protocol
137	NetBIOS-ns	NetBIOS Nameserver
138	NetBIOS-DGM	NetBIOS-Datagramm-Dienst
161	SNMP	Simple Network Management Protocol

Port-Zustände

Der Zustand eines Ports bestimmt, ob eine Kommunikation über diesen Port zu einer dahinterliegenden Anwendung möglich ist

Vereinfacht gesehen gibt es drei Zustände

• Open / Offen
• Closed / Geschlossen
• Filtered / Gefiltert (Blocked / Geblockt)

In der Regel reicht es aus, wenn man alle Ports pauschal in diese zwei (offen, geschlossen) oder auch drei Zustände einteilt (offen, geschlossen, gefiltert)

• Es gibt allerdings eine Betrachtungsweise auf Ports, die mehr Zustände zulässt
• So kennt der Port-Scanner NMAP insgesamt sechs Port-Zustände, die wir hier aber nicht weiter betrachten

• NMAP - Network Mapper
• Port-Scanning (Grundlagen)
• Port-Scanning mit NMAP

Open / Offen

Der Zustand "Open" oder "Offen" ist dann gegeben, wenn auf einem spezifischen Port eine Anwendung lauscht

• Mit "Offen" ist gemeint, dass man zu einer Anwendung über diesen Port eine Verbindung aufbauen kann

Closed / Geschlossen

Der Zustand "Closed" oder "Geschlossen" ist der Standardzustand eines Ports

• Er ist dann gegeben, wenn auf einem spezifischen Port keine Anwendung lauscht
• Der Host wird eine Verbindung zu diesem Port aktiv ablehnen
• Mit "Geschlossen" ist gemeint, dass es keine Anwendung gibt zu der man eine Verbindung über diesen Port aufbauen kann

Zumindest gibt es auf TCP/UDP-Ebene keine Verbindungsmöglichkeit

• Denn der Zustand "Geschlossen" kann auch dann gelten, wenn das kontaktierte System durch eine Firewall geschützt ist und die Verbindungsversuche auf einem bestimmten Port aktiv ablehnt
• Das bedeutet aber auch, dass zu der dahinterliegenden Anwendung keine Verbindung aufgebaut werden kann

Filtered / Gefiltert (Blocked / Geblockt)

Der Zustand "Filtered" oder "Gefiltert" ist dann gegeben, wenn der kontaktierte Port durch eine Firewall geschützt ist und auf Verbindungsversuche nicht antwortet

• Das heißt, die Verbindung wird weder bestätigt (Offen), noch abgelehnt (Geschlossen)
• Man muss also annehmen, dass der Verbindungsversuch aktiv blockiert wird
• Das gilt aber nur dann, wenn der Host generell online ist, also auf mindestens einem anderen Port eine Verbindung zulässt

Der Zustand "Gefiltert" drückt aus, dass der Port nicht erreicht werden kann, weil er zum Beispiel durch eine Firewall-Regel blockiert wird

• Dieser Zustand kann aber auch dadurch entstehen, dass der kontaktierte Host gar nicht erreichbar ist

Was ist ein offener oder geschlossener Port?

Was bedeutet es, wenn von einem "offenen Port" die Rede ist?

• Ein Port gilt dann als offen, wenn eine Anwendung an einem Port Datenpakete entgegennimmt, die an diesen Port geschickt werden, ohne dass die Anwendung dieses Datenpaket angefordert hat

Zustand	Beschreibung
Offen	Eine Anwendung ist gestartet und "lauscht" an diesem Port
Geschlossen	Keine Anwendung "lauscht" an diesem Port

Ports schließen

• Anwendung, die auf einem Port "lauscht" beenden
• Datenpakete an diesen Port werden zurückgewiesen

Sicherheit

Schutz vor "offenen Ports"

Offene Ports sind kein Problem

• Sie sind Bestandteil einer verbindungsorientierten Kommunikation in einem Netzwerk. "Offene Ports" sind erst dann ein Problem, wenn der Anwender von dem offenen Port, also vom Starten einer Anwendung, die auf einen bestimmten Port hört, nichts mitbekommt
• Zum Beispiel, wenn die Anwendung im Hintergrund läuft
• Das können reguläre Systemdienste, aber auch Schadsoftware sein
• Ein unerwünschter offener Port wäre dann eine Sicherheitslücke

Firewall

Um zu verhindern, dass ein Port unberechtigterweise geöffnet wird, wird oft eine Firewall oder ein Portfilter vorgeschaltet, der Verbindungen von außen auf von innen unberechtigt geöffnete Ports verhindert

Desktop-Firewall

Als Anwender kann man sich vor dem Öffnen eines Ports durch eine unberechtigte Anwendung dadurch schützen, dass man eine Desktop-Firewall installiert, die vor Verbindungsversuchen von innen nach außen warnt und explizit um Erlaubnis fragt

• Auf diese Weise kann man verhindern, dass Anwendungsprogramme nicht zum Einfallstor werden

TMP

Portnummern sind 16-Bit-Zahlen (0-65535)

Ports von 0 bis 1023 sind reserviert

• Vergeben von Internet Assigned Numbers Authority (IANA)
• z. B.  ist Port 80 für Hypertext Transfer Protocol (HTTP) reserviert.

Das Benutzen der vordefinierten Ports ist nicht bindend.

• Jeder Administrator kann bspw. einen FTP-Server (normalerweise Port 21) auch auf einem beliebigen Port laufen lassen.

Mehrfaches listen auf demselben Port ist nicht möglich

Identifizieren von Anwendungen

• Ports von 0 bis 65535 gibt es unabhängig voneinander bei TCP und UDP
• Sie stellen die Endpunkte einer Kommunikations-beziehung zwischen zwei Rechnern dar
• Die sog. „well-known-ports“ von 0..1023 sind standardisiert z. B. :
• TCP-Port 80 für http
• UDP+TCP-Port 53 für DNS
• UDP-Port 123 für NTP

• Die well-known-ports sind für Systemdienste/Daemons reserviert und dürfen nur mit besonderen Rechten (root) genutzt werden

TCP-Multiplexmechanismus

• Da die Kombination aus IP-Adresse, Quell- und Zielport eindeutig ist, können auch Datenströme gleichen Typs eindeutig den zuständigen Prozessen zugeordnet werden

Zuweisung von Portnummern

Passive Seite

• Server bindet sich an einen bestimmten Port (bind())

Aktive Seite

• Client sendet Anfrage oder erstellt eine Verbindung zum Port des Servers (connect()).

Portnummern können Anwendungsdiensten statisch zugeordnet sein

Eintrag in einer Datenbank, die den durch Server erbrachten Diensten bestimmte Ports zuordnet

• /etc/services (UNIX)
• %SYSTEMROOT%\system32\drivers\etc\services (Windows)

Dynamische Zuordnung via Verzeichnisdienst, Nameserver (lokal oder verteilt) möglich

Well Known Ports

well-known-ports

Verwaltung

• Internet Assigned Numbers Authority (IANA)
  • Zuständig für Vergabe von Konstanten in TCP/ IP- Protokollen (port numbers, protocol numbers, ...)

Bereich 0.. 1023

Für globale "well known" ports, kontrolliert von der IANA

• Bereich 1024 .. 65535: Frei für dynamische Allozierung durch Prozesse oder für statische Allozierung mit lokaler Bedeutung
• Registrierung durch IANA ist optional

Aktuelle globale/statische Zuordnungen

• ftp://ftp.isi.edu/in-notes/iana/assignments

Well-known port numbers

%SYSTENROOT%\system32\drivers\etc\services

# Copyright (c) 1993-1999 Microsoft Corp.
# Diese Datei enthält die Portnummern für bekannte Dienste gemäß IANA.
# Format:
# <Dienstname>  <Portnummer>/<Protokoll>  [Alias...]   [#<Kommentar>] 

ftp-data           20/tcp                           #FTP, data
ftp                21/tcp                           #FTP. control
telnet             23/tcp
smtp               25/tcp    mail                   #Simple Mail Transfer Protocol
time               37/tcp    timserver
time               37/udp    timserver
domain             53/tcp                           #Domain Name Server
domain             53/udp                           #Domain Name Server
tftp               69/udp                           #Trivial File Transfer
http               80/tcp    www www-http           #World Wide Web
pop3              110/tcp                           #Post Office Protocol - Version 3
nntp              119/tcp    usenet                 #Network News Transfer Protocol
ntp               123/udp                           #Network Time Protocol
netbios-ns        137/tcp    nbname                 #NETBIOS Name Service
netbios-ns        137/udp    nbname                 #NETBIOS Name Service
netbios-dgm       138/udp    nbdatagram             #NETBIOS Datagram Service
netbios-ssn       139/tcp    nbsession              #NETBIOS Session Service
imap              143/tcp    imap4                  #Internet Message Access Protocol
snmp              161/udp                           #SNMP
irc               194/tcp                           #Internet Relay Chat Protocol        
ipx               213/udp                           #IPX over IP
https             443/tcp    MCom
https             443/udp    MCom
[...]

Portzustände

Zustand	Beschreibung
Offen	bedeutet, dass eine Anwendung oder ein Dienst bereit ist TCP-Verbindungen oder UDP-Pakete auf diesem Port anzunehmen. Um Kommunikationsverbindungen betreiben zu können, bedarf es offener Ports. Anzahl offener Ports begrenzen, um die Angriffsfläche so klein wie möglich zu halten. Offene Ports werden zusätzlich geschützt oder Verbindungsmöglichkeiten eingeschränkt.
Geschlossen	bedeutet, dass keine Anwendung und kein Dienst an diesem Port auf eingehende Datenpakete und Verbindungsversuche lauscht bzw. hört. Auf ihm sind keine Kommunikationsverbindungen möglich. Ein geschlossener Port ist nur so lange geschlossen, wie eine Anwendung auf diesen Port hört und Verbindungen und Pakete annimmt. So verhindert man z. B.  die Verbindungsversuche durch Port-Scans. Ein Port-Scan soll nur den Zustand eines Ports ermitteln, aber keine echte Verbindung aufbauen. Dann kann für diesen Port weder der Status "offen" noch "geschlossen" gelten.
Gefiltert/Blockiert	Dafür gibt es den Zustand "gefiltert" oder "blockiert" Um offene, aber auch geschlossene Ports zu schützen, setzen Systemadministratoren einen Portfilter (Firewall) ein. Weil er die dahinterliegende Anwendung nicht kennt, kann er nur Testpakete an einen Port schicken. Der Filter verhindert, dass diese Testpakete durchkommen. In der Regel werden diese Pakete verworfen. Gefiltert bedeutet, dass eine Firewall, ein Filter oder ein anderes Netzwerkhindernis den Port blockiert.

Anhang

Siehe auch

• Transmission Control Protocol/Port

Weitere verwandte Themen

• Netzwerk-Adressen
• TCP - Transmission Control Protocol
• UDP - User Datagram Protocol
• TCP/IP
• Firewall
• ICMP - Internet Control Message Protocol

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/1812041.htm

Portknocking Standard-Ports ändern