第5章FTP协议分析

第五讲FTP协议应用层应用层是TCP/IP协议组的顶层。在应用层中，你可以看到通过TCP和UDP端口与较低层进行通信的网络应用程序和服务程序。TCP/IP的应用层确实是一种能感知网络状况的软件组件，负责向TCP和UDP端口发送信息和接收来自TCP和UDP端口的信息。这些应用层组件并不真是并行的，而只是逻辑上相似或等同。FTP协议FTP是Internet传统的服务之一，其功能主要是在主机间高速、可靠地传输文件FTP是用于实现文件传输服务的最主要的规范，除了最主要的传输功能以外，FTP还提供了以下功能：交互方式：命令行方式或图形用户界面数据表示：允许客户端程序指定传输数据的类型及格式身份验证：用户访问FTP服务器需要提供经过授权的用户名与密码，以保证数据安全，特殊的匿名访问方式则取消了这种限制FTP的工作原理FTP使用客户端–服务器模式，用户执行FTP程序，客户端程序先与远程服务器建立连接，用户登录到远程服务器后，向远程服务器发出传输命令，服务器在收到命令后就给予响应，并执行正确的命令FTP会建立两种类型的连接：控制连接与数据连接。控制连接传送客户端发出的命令和服务器返回的响应信息，数据连接则负责传输文件的内容FTP的工作原理FTP模型示意图协议解析器：ProtocolInterpreter，PI数据传输进程：DataTransferProcess,DTP,负责建立并管理数据连接FTP连接过程用户PI初始化控制连接，在开始阶段，用户PI将用户下达的命令转化为标准的FTP命令，并通过控制连接发送至服务器进程。服务器PI收到FTP命令后，通过控制连接把标准应答信息返回给用户PI。FTP命令指定了数据连接的参数(如端口、传输模式、数据表示类型、文件结构等)，以及对文件系统的操作(检索ls、下载get、上传put、删除delete等)。用户DTP在特定的端口侦听，服务器初始化数据连接并以指定的参数开始数据传输。数据传输是全双工连接，而且可以根据需要动态创建，当要传输数据时才建一条数据连接，数据传输完毕则关闭数据连接控制连接一直存在，断开则意味着FTP会话结束FTP的数据表示数据表示包括数据类型和文件结构两个方面数据类型ASCII类型，默认的数据类型，用于传输文本文件EBCDIC类型(扩充的二进制编码的十进制交换码)，类似ASCII的规范，主要在IBM计算机上使用IMAGE类型(二进制文件类型)LOCAL类型(指本地文件)数据结构文件结构，认为文件由连续的字节流组成，是默认选择结构记录结构，认为文件由一系列记录组成页结构，认为文件由一组独立的带编号的页组成FTP的传输模式FTP协议规范中规定了三种传输模式STREAM模式（流模式），默认模式，文件以字节流的形式传输BLOCK模式（块模式），文件以一系列数据块的方式传输，每个块都带有一个或多个报头，报头包括1字节的描述符与2字节的计数字段COMPRESSED模式（压缩模式），采用一种简单的全长编码压缩算法，压缩连续出现的字节，在文本文件中常用来压缩空白串，在二进制文件中常用来压缩值为0的字节常用FTP模式类型：ASCII或图像结构：只允许文件结构传输方式：只允许流格式FTP命令FTP协议规范中定义了许多FTP命令，用于登录FTP服务器、设置传输参数、浏览服务上的文件与目录列表、获取服务器上的文件、存储文件到服务器上，并管理服务器与客户端之间文件的传输过程。这里所说的FTP命令，指的是FTP协议中定义的标准FTP命令，要特别注意不能与FTP程序所提供给的用户使用的操作命令混为一谈。FTP命令FTP协议中将标准FTP命令分为三类：存取控制命令传输参数命令FTP服务命令FTP命令存取控制命令主要提供了用户身份验证功能和目录切换功能命令与格式描述USERusername向服务器提供用户名以实现用户验证PASSpassword紧随USER命令，向服务器提供用户名相对应的密码CWDpathname改变当前工作目录CDUP返回到上一级目录QUIT从FTP服务器上退出登录，关闭控制连接（若文件传输未结束，则等待传输完成再响应本命令）常用FTP命令（1）存取控制命令FTP命令传输参数命令

传输参数设置后一直有效，除非用新的命令改变传输参数，或者新建立了数据连接命令与格式描述PORThost-port使用主动（Active）模式传输数据PASV使用被动（Passive）模式传输数据TYPEtype-code设置文件的数据类型STRUstructure-code设置文件的数据结构MODEmode-code设置传输模式常用FTP命令（2）传输参数命令FTP命令FTP服务命令

定义了一系列文件传输及文件系统操作相关的命令，这些命令的参数通常是pathname（路径名），路径名的书写必须符合服务器端的规范常用FTP命令（3）FTP服务命令命令与格式描述LIST[pathname]显示服务器上指定路径下的文件与目录列表RETRpathname从服务器上检索（下载）一个文件STORpathname往服务器上存储（上传）一个文件APPEpathname添加数据到服务器上的指定文件（若文件不存在则自动创建）DELEpathname删除服务器上的指定文件RNFRpathnameRNTOpathname文件重命名，这两条命令需要同时使用：RNFR命令指定旧的文件名，RNTO命令指定新的文件名MKDpathname在服务器上建立指定目录RMDpathname从服务器上删除指定目录PWD显示当前工作目录HELP[string]返回指定命令信息（若不指定命令名，则返回可用命令列表）STAT返回状态信息（如上传、下载的字节数等）SYST返回服务器上使用操作系统的类型ABOR中止前一命令，并中断数据传输NOOP无动作（但服务器会回送OK作为响应）FTP应答服务器接收客户端命令并处理之后，会返回给客户端相应的命令响应信息，这种返回响应的方式称作FTP应答FTP应答保证了文件传输过程中请求与行为的同步，并使得用户进程总是能了解服务器的状态每条FTP命令可以产生一条或多条响应，但多数情况下，每条命令只返回一条响应FTP应答FTP响应与FTP命令一样，都是在客户端与服务器之间的控制连接上以NVTASCII码形式传送，并在每行末尾以CR-LF标志行结束FTP响应由一个3位的数字代码（应答码），一个字符串形式的表示命令执行成功与否的文本，以及命令执行成功后的输出组成。FTP响应的格式：

<3-digitcode><SP><onelineoftext><CR-LF><3-digitcode>为3位数字的应答码<SP>表示空格<onelineoftext>是一行提供给用户阅读的文本信息<CR-LF>是行结束符FTP应答应答码描述1yz肯定预备应答。它仅仅是在发送另一个命令前期在另一个应答时启动2yz表示命令已执行成功，可以接受新命令（该命令同时返回命令的执行结果）3yz表示该命令已被接受，但还需要发送另一个命令来成功完成客户端的请求4yz表示命令执行时出错，但错误状态是暂时的，命令可以稍后再发送5yz表示命令无法被接受（不能通过重新发送命令来解决）x0z表示命令中有语法错误x1z表示返回请求的信息（如HELP命令）x2z表示响应与控制连接或数据连接有关x3z表示响应中包含了用户账户信息x4z暂时未指定含义x5z表示服务器上响应客户端命令的文件系统状态FTP应答码中第1位和第2位的含义FTP连接管理进行通信时，FTP需要建立两个TCP连接控制连接（端口号默认值为21）：用于发送指指令给服务器及接收服务器响应数据连接（端口号默认值为20，仅PORT模式）：数据传输的通道FTP协议中规定了两种连接模式PORT（主动模式）PASV（被动模式）PORT模式数据连接由服务器初始化完成客户端选择一个大于1024的端口连接服务器的21端口需传输数据时，客户端会送出PORT命令告诉服务器连接到自己的某一端口来建立数据连接，同时侦听该端口服务器收到PORT命令时，会使用20端口连接客户端在PORT命令中指定的端口号，然后传输数据使用PORT模式的FTP连接示意图PASV模式数据连接由客户端初始化客户端选择一个大于1024的端口连接服务器的21端口需传输数据时，客户端向服务器发送PASV命令，通知服务器自己希望连接到服务器的某一个端口如果服务器上这个端口是空闲可用的，则服务器返回ACK作为确认信息，然