深刻理解FTP协议

　　文件传输协议FTP(File Transfer Protocol)是因特网中使用最普遍的文件传输协议。FTP使用交互式的访问，容许客户指定文件的类型和格式(如指明是否使用ASCII码)，并容许文件具备存取权限(如访问文件的用户必须通过受权，并输入有效的口令)。

　　文件传输协议有基于TCP的FTP和基于UDP的简单文件传输协议TFTP，它们都是文件共享协议中的一大类，即复制整个文件，其特色是：若要存取一个文件，就必须先得到一个本地的文件副本。若是要修改文件，只能对文件的副本进行修改，而后再将修改后的文件传回到原节点。

1 FTP基本工做原理

　　FTP屏蔽了各计算机系统的细节，于是适合在异构网络中任意计算机之间传送文件。FTP只提供文件传送的一些基本服务，它使用TCP可靠地运输服务，FTP主要功能是减少或消除在不一样系统下处理文件的不兼容性。

　　FTP使用客户端-服务器模型，一个FTP服务器进程能够为多个客户进程提供服务。FTP服务器有两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；还有若干从属进程，负责处理单个请求。主进程工做步骤

• 打开熟知端口(21)，使客户进程可以链接上
• 等待客户进程发送链接请求
• 启动从属进程处理客户进程发送的链接请求，从属进程处理完请求后结束，从属进程在运行期间可能根据须要可建立其余一些子进程
• 回到等待状态，继续接受其余客户进程发起的请求，主进程与从属进程的处理是并发进行的

FTP工做时状况

 

　　FTP控制链接在整个会话期间都保持打开，只用来发送链接/传送请求。当客户进程向服务器发送链接请求时，寻找链接服务器进程的熟知端口21，同时还要告诉服务器进程本身的另外一个端口号码，用于创建数据传送链接。接着，服务器进程用本身传送数据的熟知端口20与客户进程所提供的端口号码创建数据传送链接，FTP使用了2个不一样的端口号，因此数据链接和控制链接不会混乱。

1.1 FTP数据表示

　　FTP协议规定了控制协议传送与存储的多种选择，在如下4个方面必须作出一个选择。

• 文件类型：ASCII码文件(默认的)/ 图像文件类型(二进制的)/ 本地文件类型(用于在具备不一样字节大小主机间传送二进制数据)
• 格式控制：该选项针对ASCII类型文件适用，非打印(默认选择，文件中不包含垂直格式信息)/ 远程登陆格式控制
• 结构：文件结构(默认选择，文件被认为是一个连续的字节流，不存在内部的文件结构)/ 记录结构(用于文本文件)
• 传输方式：流方式(模式选择，文件以字节流方式传输，对于文件结构，发方在文件尾提示关闭数据链接，对于记录结构，有专用的两字节序列码记录结束和文件结束)/ 块方式(文件以一系列块来传送，每块前面有一个或多个首部字节)/ 压缩方式

1.2 FTP命令和应答

　　命令和应答在客户和服务器的控制链接上以 NVT ASCII码形式传送。这就要求在每行结尾都要返回C R、 L F对（也就是每一个命令或每一个应答）。这些命令都是3或4个字节的大写ASCII字符，其中一些带选项参数。从客户向服务器发送的FTP命令超过30种。下图是比较经常使用的几种命令：

　　应答都是A S C I I码形式的3位数字，并跟有报文选项。其缘由是软件系统须要根据数字代码来决定如何应答，而选项串是面向人工处理的。因为客户一般都要输出数字应答和报文串，一个可交互的用户能够经过阅读报文串（而没必要记忆全部数字回答代码的含义）来肯定应答的含义。

2 FTP工做模式

　　FTP有两种工做模式，分别是主动模式(PORT)和被动模式(PASV)两种模式，这两种模式是按照FTP服务器的“角度”来讲的，更通俗一点说就是：在传输数据时，若是是服务器主动链接客户端，那就是主动模式；若是是客户端主动链接服务器，那就是被动模式。关于主动模式和被动模式更具体的讲解请点击：图解FTP的主动模式与被动模式以及客户端设置。

3 关于FTP经典的问题

3.1 如何知道FTP传送一个文件结束？

　　这个问题比较经典，也是一次面试被问到的问题。前面说过，通用传输方式是流方式，而且文件的结尾是以关闭数据链接为标志，这意味着对每个文件传输或目录列表来讲都要创建一个全新的数据链接。其通常过程以下：

1. 正因为是客户发出命令要求创建数据链接，因此数据链接是在客户的控制下创建的。
2. 客户一般在客户端主机上为所在数据链接端选择一个临时端口号。客户从该端口发布一个被动的打开。
3. 客户使用P O RT命令从控制链接上把端口号发向服务器。
4. 服务器在控制链接上接收端口号，并向客户端主机上的端口发布一个主动的打开。服务器的数据链接端一直使用端口 2 0。

　　图27- 4给出了第 3步执行时的链接状态。假设客户用于控制链接的临时端口是 11 7 3，客户用于数据链接的临时端口是 11 7 4。客户发出的命令是PORT命令，其参数是6个ASCII中的十进制数字，它们之间由逗点隔开。前面 4个数字指明客户上的 I P地址，服务器将向它发出主动打开（本例中是 140.252.13.34），然后两位指明16 bit端口地址。因为16 bit端口地址是从这两个数字中得来，因此其值在本例中就是 4×256+150=1174。
　　图27-5给出了服务器向客户所在数据链接端发布主动打开时的链接状态。服务器的端点是端口2 0。

　　服务器老是执行数据链接的主动打开。一般服务器也执行数据链接的主动关闭，除非当客户向服务器发送流形式的文件时，须要客户来关闭链接（它给服务器一个文件结束的通知）。

 

参考资料：

　　一、《计算机网络》FTP协议章节

　　二、《TCP/IP协议详解》FTP协议章节

　　三、图解FTP的主动模式与被动模式以及客户端设置