TELNET协议

参考链接：https://blog.csdn.net/luo104660577/article/details/47001105

1、Telnet协议的目的是提供一个相对通用的，双向的，面向八位字节的通信方法，允许界面终端设备和面向终端的过程能通过一个标准过程进行互相交互。应用Telnet协议能够把本地用户所使用的计算机变成远程主机系统的一个终端。

2、Telnet的特点

适应异构　　

为了使多个操作系统间的Telnet交互操作成为可能，就必须详细了解异构计算机和操作系统。比如，一些操作系统需要每行文本用ASCII回车控制符（CR）结束，另一些系统则需要使用ASCII换行符（LF），还有一些系统需要用两个字符的序列回车-换行（CR-LF）；再比如，大多数操作系统为用户提供了一个中断程序运行的快捷键，但这个快捷键在各个系统中有可能不同（一些系统使用CTRL+C，而另一些系统使用ESCAPE）。如果不考虑系统间的异构性，那么在本地发出的字符或命令，传送到远地并被远地系统解释后很可能会不准确或者出现错误。因此，Telnet协议必须解决这个问题。

为了适应异构环境，Telnet协议定义了数据和命令在Internet上的传输方式，此定义被称作网络虚拟终端NVT（Net Virtual Terminal）。它的应用过程如下：

对于发送的数据：客户机软件把来自用户终端的按键和命令序列转换为NVT格式，并发送到服务器，服务器软件将收到的数据和命令，从NVT格式转换为远地系统需要的格式；
对于返回的数据：远地服务器将数据从远地机器的格式转换为NVT格式，而本地客户机将将接收到的NVT格式数据再转换为本地的格式。

传送远地命令

Telnet同样使用NVT来定义如何从客户机将控制功能传送到服务器。我们知道USASCII字符集包括95个可打印字符和33个控制码。当用户从本地键入普通字符时，NVT将按照其原始含义传送；当用户键入快捷键（组合键）时，NVT将把它转化为特殊的ASCII字符在网络上传送，并在其到达远地机器后转化为相应的控制命令。将正常ASCII字符集与控制命令区分主要有两个原因：

这种区分意味着Telnet具有更大的灵活性：它可在客户机与服务器间传送所有可能的ASCII字符以及所有控制功能；
这种区分使得客户机可以无二义性的指定信令，而不会产生控制功能与普通字符的混乱。

数据流向

将Telnet设计为应用级软件有一个缺点，那就是：效率不高。这是为什么呢？

数据信息被用户从本地键盘键入并通过操作系统传到客户机程序，客户机程序将其处理后返回操作系统，并由操作系统经过网络传送到远地机器，远地操作系统将所接收数据传给服务器程序，并经服务器程序再次处理后返回到操作系统上的伪终端入口点，最后，远地操作系统将数据传送到用户正在运行的应用程序，这便是一次完整的输入过程；输出将按照同一通路从服务器传送到客户机。

因为每一次的输入和输出，计算机将切换进程环境好几次，这个开销是很昂贵的。还好用户的键入速率并不算高，这个缺点我们仍然能够接受。

强制命令

我们应该考虑到这样一种情况：假设本地用户运行了远地机器的一个无休止循环的错误命令或程序，且此命令或程序已经停止读取输入，那么操作系统的缓冲区可能因此而被占满，如果这样，远地服务器也无法再将数据写入伪终端，并且最终导致停止从TCP连接读取数据，TCP连接的缓冲区最终也会被占满，从而导致阻止数据流流入此连接。如果以上事情真的发生了，那么本地用户将失去对远地机器的控制。

为了解决此问题，Telnet协议必须使用外带信令以便强制服务器读取一个控制命令。我们知道TCP用紧急数据机制实现外带数据信令，那么Telnet只要再附加一个被称为数据标记(date mark)的保留八位组，并通过让TCP发送已设置紧急数据比特的报文段通知服务器便可以了，携带紧急数据的报文段将绕过流量控制直接到达服务器。作为对紧急信令的相应，服务器将读取并抛弃所有数据，直到找到了一个数据标记。服务器在遇到了数据标记后将返回正常的处理过程。

选项协商

Telnet选项的协商方式也很有意思，它对于每个选项的处理都是对称的，即任何一端都可以发出协商申请；任何一端都可以接受或拒绝这个申请。另外，如果一端试图协商另一端不了解的选项，接受请求的一端可简单的拒绝协商。因此，有可能将更新，更复杂的Telnet客户机服务器版本与较老的，不太复杂的版本进行交互操作。如果客户机和服务器都理解新的选项，可能会对交互有所改善。否则，它们将一起转到效率较低但可工作的方式下运行。所有的这些设计，都是为了增强适应异构性，可见Telnet的适应异构性对其的应用和发展是多么重要。

3、原理

Telnet协议的主体由三个部分组成：

网络虚拟终端（NVT，Network Virtual Terminal）的定义；
操作协商定义；
协商有限自动机；

Telnet主要传输两部分内容：数据和命令。

数据部分每个字节以0开头的ASCII码。

命令部分以IAC（编码255 0xff interpret as command）开始,最高位是1

协商选项举例：

客户端发送<IAC DO　ECHO>

服务端回应<IAC WILL ECHO>

包括三个部分，第一部分IAC表示命令行，第二部分协商选项DO（WILL WONT DONT），第三部分操作选项。

enum _state
{
  state_data,   //下一个状态为数据
  state_code,   //下一个状态为命令字
  state_option  //下一个状态为协商选项
};

telnet的命令字

#define NUL     0
#define BEL     7
#define BS      8
#define HT      9
#define LF     10
#define VT     11
#define FF     12
#define CR     13
#define SE    240
#define NOP   241
#define DM    242
#define BRK   243
#define IP    244
#define AO    245
#define AYT   246
#define EC    247
#define EL    248
#define GA    249
#define SB    250
#define WILL  251
#define WONT  252
#define DO    253
#define DONT  254
#define IAC   255

操作选项

enum _option
{
TOPT_BIN = 0,   // Binary Transmission
  TOPT_ECHO = 1,  // Echo
  TOPT_RECN = 2,  // Reconnection
  TOPT_SUPP = 3,  // Suppress Go Ahead
  TOPT_APRX = 4,  // Approx Message Size Negotiation
  TOPT_STAT = 5,  // Status
  TOPT_TIM = 6,   // Timing Mark
  TOPT_REM = 7,   // Remote Controlled Trans and Echo
  TOPT_OLW = 8,   // Output Line Width
  TOPT_OPS = 9,   // Output Page Size
  TOPT_OCRD = 10, // Output Carriage-Return Disposition
  TOPT_OHT = 11,  // Output Horizontal Tabstops
  TOPT_OHTD = 12, // Output Horizontal Tab Disposition
  TOPT_OFD = 13,  // Output Formfeed Disposition
  TOPT_OVT = 14,  // Output Vertical Tabstops
  TOPT_OVTD = 15, // Output Vertical Tab Disposition
  TOPT_OLD = 16,  // Output Linefeed Disposition
  TOPT_EXT = 17,  // Extended ASCII
  TOPT_LOGO = 18, // Logout
  TOPT_BYTE = 19, // Byte Macro
  TOPT_DATA = 20, // Data Entry Terminal
  TOPT_SUP = 21,  // SUPDUP
  TOPT_SUPO = 22, // SUPDUP Output
  TOPT_SNDL = 23, // Send Location
  TOPT_TERM = 24, // Terminal Type
  TOPT_EOR = 25,  // End of Record
  TOPT_TACACS = 26, // TACACS User Identification
  TOPT_OM = 27,   // Output Marking
  TOPT_TLN = 28,  // Terminal Location Number
  TOPT_3270 = 29, // Telnet 3270 Regime
  TOPT_X3 = 30,  // X.3 PAD
  TOPT_NAWS = 31, // Negotiate About Window Size
  TOPT_TS = 32,   // Terminal Speed
  TOPT_RFC = 33,  // Remote Flow Control
  TOPT_LINE = 34, // Linemode
  TOPT_XDL = 35,  // X Display Location
  TOPT_ENVIR = 36,// Telnet Environment Option
  TOPT_AUTH = 37, // Telnet Authentication Option
  TOPT_NENVIR = 39,// Telnet Environment Option
  TOPT_EXTOP = 255, // Extended-Options-List
  TOPT_ERROR = 256  // Magic number
};

传输命令举例：