網(wǎng)絡(luò)編程-第12章-文件傳輸協(xié)議

第12章文件傳輸協(xié)議文件是計算機(jī)系統(tǒng)中信息存儲、處理和傳輸?shù)闹饕问?，大多?shù)計算機(jī)系統(tǒng)都支持網(wǎng)絡(luò)文件訪問功能。對網(wǎng)絡(luò)文件訪問的需求來自四個方面：不同應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)共享；利用遠(yuǎn)程存儲介質(zhì)存儲后備文件；無盤站點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器上的文件信息；以文件形式進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換。

網(wǎng)絡(luò)文件訪問包括兩種獨(dú)立的形式：文件傳輸：本地文件遠(yuǎn)程文件文件訪問允許多個(遠(yuǎn)地)程序同時訪問單個文件，任何一個程序都不需要被訪問文件的拷貝，直接在原文件上進(jìn)行操作，某程序?qū)υ募男薷牧⒓丛谠募媳憩F(xiàn)出來，并為訪問它的其他程序所感知。第12章文件傳輸協(xié)議

12.1TCP/IP文件傳輸協(xié)議（FTP）★

12.2FTP進(jìn)程模型★

12.3FTP命令與響應(yīng)12.4匿名FTP12.5簡單文件傳送協(xié)議（TFTP）★

12.6TFTP報文12.1TCP/IP文件傳輸協(xié)議（FTP）1.FTP的特點(diǎn)：FTP工作在應(yīng)用層基于的傳輸協(xié)議是TCP客戶和服務(wù)器模式面向連接，可靠。2．FTP的目標(biāo)：主機(jī)之間可靠和高效地傳輸程序或數(shù)據(jù)；向用戶屏蔽不同主機(jī)中各種文件存儲系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。

1）控制連接是建立在用戶協(xié)議解釋器和服務(wù)器協(xié)議解釋器之間用于交換命令與應(yīng)答的通信鏈路。

協(xié)議解釋器PI（控制進(jìn)程）客戶端控制連接服務(wù)器協(xié)議解釋器PI（控制進(jìn)程）命令/應(yīng)答數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程DTP客戶端數(shù)據(jù)連接服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程DTP數(shù)據(jù)2）數(shù)據(jù)連接是傳輸數(shù)據(jù)的全雙工連接。傳輸數(shù)據(jù)可以發(fā)生在服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程DTP和用戶DTP之間也可以發(fā)生在兩個服務(wù)器DTP之間。3．FTP的幾個概念3）文件類型（1）ASCII碼文件類型（默認(rèn)選擇），以NVTASCII碼形式通過數(shù)據(jù)連接傳輸。（2）EBCDIC文件類型。該文本文件傳輸方式要求兩端都是EBCDIC系統(tǒng)。（3）圖像文件類型（也稱為二進(jìn)制文件類型）。數(shù)據(jù)發(fā)送形式呈現(xiàn)為一個連續(xù)的比特流。

ASCII碼文件類型和EBCDIC文件類型還要加上文件是否可打印的屬性(Noprint/TELNET)4）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)（Filestructure）字節(jié)流，無結(jié)構(gòu)。記錄結(jié)構(gòu)（Recordstructure）文件被劃分為記錄，用于文本文件。頁結(jié)構(gòu)（Pagestructure）文件被劃分為頁，每頁有頁號和頁頭?？梢赃M(jìn)行隨機(jī)存取或順序存取。5）傳輸方式

FTP的傳輸模式有流模式、塊模式和壓縮模式：（1）流模式數(shù)據(jù)以字節(jié)流的形式傳送記錄結(jié)構(gòu)（EOR，EOF）文件結(jié)構(gòu)，接收到的所有數(shù)據(jù)就是文件內(nèi)容。（EOF）（2）塊模式文件以塊形式傳送，塊帶有自己的頭部分。頭字節(jié)包括16位計數(shù)域和8位描述子代碼。（3）壓縮模式壓縮模式中，因為數(shù)據(jù)是壓縮過的，對于增加帶寬有很多好處。塊模式頭字節(jié)的結(jié)構(gòu)描述子代碼由在描述子字節(jié)中的位標(biāo)記說明

4．FTP的客戶—服務(wù)器模型

下圖表示FTP客戶—服務(wù)器模型，客戶和服務(wù)器之間利用TCP建立連接。FTP客戶與服務(wù)器之間要建立雙重連接，一個是控制連接，一個是數(shù)據(jù)連接?？刂七B接：NVTASCII數(shù)據(jù)連接：文件類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、傳輸方式建立雙重連接的原因：FTP是一個交互式會話系統(tǒng)，某客戶每次調(diào)用FTP，便與服務(wù)器建立一個會話，會話以控制連接來維持。客戶每提出一個數(shù)據(jù)傳輸請求，服務(wù)器與客戶建立一個數(shù)據(jù)連接，進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)(比如文件)傳輸。一旦數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，數(shù)據(jù)連接相繼撤消，但控制連接依然存在，客戶可以繼續(xù)發(fā)出命令?？蛻艨梢猿废刂七B接Close命令Quit命令返回12.2FTP進(jìn)程模型

FTP服務(wù)的實(shí)現(xiàn)是由一組FTP進(jìn)程完成的。服務(wù)器FTP進(jìn)程：由協(xié)議解釋器PI（控制進(jìn)程）和數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程DTP組成。用戶FTP進(jìn)程：由PI、DTP和用戶接口組成。12.2.1FTP控制連接控制連接是建立在用戶協(xié)議解釋器和服務(wù)器協(xié)議解釋器之間用于交換命令與應(yīng)答的通信鏈路。FTP僅僅在發(fā)送命令并接收應(yīng)答時使用控制連接。用戶在兩臺主機(jī)間建立控制連接，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，客戶與服務(wù)器為每個文件傳輸建立一個單獨(dú)的數(shù)據(jù)連接。如果用戶請求另一個傳輸，那么客戶與服務(wù)器將建立一個新的數(shù)據(jù)連接。為了避免在控制與數(shù)據(jù)連接之間發(fā)生沖突，F(xiàn)TP對于兩者使用不同的協(xié)議端口號。FTP協(xié)議要求數(shù)據(jù)傳輸在處理時打開控制連接。盡管數(shù)據(jù)連接頻繁地出現(xiàn)并消失，但是控制連接卻在整個會話中一直保持著。在完成FTP服務(wù)后由用戶發(fā)出中止控制連接命令?？刂七B接用NVTASCII傳命令和響應(yīng)?？蛻粝蚍?wù)器發(fā)出請求命令，形成控制連接。12.2.2FTP數(shù)據(jù)連接數(shù)據(jù)連接是傳輸數(shù)據(jù)的全雙工連接。1．?dāng)?shù)據(jù)連接機(jī)制FTP支持兩種傳輸模式:主動傳輸模式

(也就是

Active,Standard模式)被動傳輸模式

(也就是Passive模式)。

FTP主動傳輸模式：客戶端首先和FTPServer的TCP21端口建立連接，通過這個通道發(fā)送命令。在建立數(shù)據(jù)連接時，客戶數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程成為連接的接收者，而服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程成了連接的請求者?？蛻舳朔?wù)器控制連接數(shù)據(jù)連接過程：客戶在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，其數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程在一個自由端口上發(fā)出被動打開，然后客戶在控制連接上通過PORT命令將該自由端口告訴服務(wù)器控制進(jìn)程，服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程在端口20上主動打開并與客戶數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程的自由端口建立連接。數(shù)據(jù)連接機(jī)制還包括建立連接選擇數(shù)據(jù)參數(shù)。客戶端服務(wù)器數(shù)據(jù)連接控制連接20控制連接控制進(jìn)程數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程客戶控制進(jìn)程數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程服務(wù)器1442發(fā)起FTP會話打開高端端口21打開熟知端口1443打開高端地址打開高端端口PORT1443將端口告訴服務(wù)器數(shù)據(jù)連接FTP主動模式工作過程FTP被動傳輸模式：當(dāng)FTP的控制連接建立，客戶提出目錄列表、傳輸文件等請求時，客戶端發(fā)送PASV命令使服務(wù)器處于被動傳輸模式，F(xiàn)TP服務(wù)器等待客戶與其聯(lián)系。FTP服務(wù)器打開一個臨時端口等待客戶端對其進(jìn)行連接。

客戶端向服務(wù)器發(fā)起一個用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接。客戶端的連接端口是發(fā)起該數(shù)據(jù)連接請求時使用的端口。在被動傳輸模式下，F(xiàn)TP的數(shù)據(jù)連接和控制連接方向一致?？蛻舳朔?wù)器控制連接數(shù)據(jù)連接控制連接控制進(jìn)程客戶控制進(jìn)程服務(wù)器1442發(fā)起FTP會話打開高端端口21打開熟知端口打開高端地址1443打開高端端口PASV要求以被動模式工作數(shù)據(jù)連接FTP被動模式工作過程2394數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程227(地址,端口)響應(yīng)中帶地址和端口很多防火墻在設(shè)置的時候都不允許接受外部發(fā)起的連接（出于安全考慮），當(dāng)FTP客戶在防火墻內(nèi)訪問防火墻之外的FTP服務(wù)器時，需要使用被動傳輸模式。（為什么？）當(dāng)位于防火墻內(nèi)的FTP客戶與在防火墻外的FTP服務(wù)器以主動傳輸模式工作時候，因為從服務(wù)器的TCP20無法和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的客戶端建立一個新的連接，造成無法工作。

客戶端服務(wù)器無法建立數(shù)據(jù)連接控制連接防火墻幾乎所有的ftp客戶端軟件都支持主動傳輸模式和被動傳輸模式。特殊的典型例子是IE，IE默認(rèn)是用PORT方式的。如果要在IE里啟用PASV方式，請打開IE，在菜單里選擇：工具→Internet選項→高級，在“使用被動ftp”前面打上鉤（需要IE6.0以上才支持）。

2．?dāng)?shù)據(jù)連接管理 默認(rèn)數(shù)據(jù)連接端口：FTP服務(wù)器在主動模式下必須使用默認(rèn)數(shù)據(jù)連接端口（20）。 非默認(rèn)數(shù)據(jù)端口：在主動模式下，用戶PI可以使用PORT命令指定客戶的非默認(rèn)端口。在被動模式下，服務(wù)器用227應(yīng)答通告服務(wù)器的非默認(rèn)端口。3．?dāng)?shù)據(jù)連接的關(guān)閉關(guān)閉連接的條件：用戶端發(fā)送ABORT命令服務(wù)器通過EOF終止要求，表示結(jié)束發(fā)送數(shù)據(jù)控制連接關(guān)閉發(fā)生不可恢復(fù)錯誤12.2.3端口號計算在主動模式下，客戶用PORT命令通告客戶的數(shù)據(jù)端口號：PORT（X.X.X.X，m,n）是在被動模式下，服務(wù)器用227應(yīng)答PASV命令，通告服務(wù)器的數(shù)據(jù)端口號：（X.X.X.X，m,n）端口號由兩個字節(jié)m和n來表示實(shí)際端口號=m×256+n在IIS4和IIS5里面端口的范圍是1024－5000，但是許多FTPServer的端口范圍達(dá)到了1024－65535，如果IIS也要設(shè)置成開放的端口為1024－65535，具體方法如下：

1.regedt32

2.找到HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters

3.編輯－添加－數(shù)值

ValueName:MaxUserPortDataType:REG_DWORDValue:65534

返回12.3FTP命令與響應(yīng)1．FTP命令FTP命令主要用于控制連接。命令以NVTASCII碼形式傳送，要求在每行結(jié)尾都要有CR、LF對。這里的命令是兩端控制進(jìn)程之間的部分命令，由客戶發(fā)往服務(wù)器。2．FTP響應(yīng)響應(yīng)都是ASCII碼形式的3位數(shù)字，響應(yīng)也是以NVTASCII碼形式傳送，要求在每行結(jié)尾都要返回CR、LF對。響應(yīng)由服務(wù)器發(fā)往客戶端。第一位=1：服務(wù)器動作已開始,在接受新命令前,還會有響應(yīng);第一位=2：服務(wù)器動作已完成,將接受新命令；第一位=3：命令已接受,需要客戶端提供進(jìn)一步的信息；第一位=4：服務(wù)器動作未完成，暫時錯，發(fā)送還可以重發(fā)命令；第一位=5：服務(wù)器未接受命令，命令不可重發(fā)。返回12.4匿名FTP

1.匿名FTP用途從前面的講解可知，使用FTP時必須首先利用Telnet協(xié)議登錄，獲得遠(yuǎn)程主機(jī)相應(yīng)的權(quán)限，才能上傳或下載文件。本地主機(jī)必需具有用戶ID和口令，獲得遠(yuǎn)地計算機(jī)的適當(dāng)授權(quán)，否則便無法傳送文件。Internet上的FTP主機(jī)很多，不可能要求每個用戶在每一臺主機(jī)上都擁有帳號。匿名FTP無需本地主機(jī)成為遠(yuǎn)地計算機(jī)的注冊用戶，從而解決了這個問題。2.匿名FTP機(jī)制遠(yuǎn)程主機(jī)建立了名為anonymous的用戶特殊ID，這樣Internet上的任何人在任何地方都可使用該用戶ID，下載文件，而無需成為其注冊用戶。匿名FTP主機(jī)的連接使用方式同連接普通FTP主機(jī)的方式差不多，只是在要求提供用戶標(biāo)識ID時必須輸入anonymous，其口令可以是客戶自己喜歡的任意字符串。3.匿名FTP的使用 匿名FTP是Internet網(wǎng)上發(fā)布軟件和其它信息內(nèi)容的常用方法。4.匿名FTP的安全當(dāng)遠(yuǎn)程主機(jī)提供匿名FTP服務(wù)時，會指定某些目錄向公眾開放，允許匿名存取。系統(tǒng)中的其余目錄則處于隱匿狀態(tài)。作為一種安全措施，大多數(shù)匿名FTP主機(jī)都允許用戶從其下載文件，而不允許用戶向其上傳文件。即使有些匿名FTP主機(jī)確實(shí)允許用戶上傳文件，用戶也只能將文件上傳至某一指定上傳目錄中。系統(tǒng)管理員會去檢查這些上傳文件，會將這些文件移至另一個公共下載目錄中，供其他用戶下載，同時也保護(hù)自己免受病毒破壞。返回12.5簡單文件傳送協(xié)議（TFTP）

1．簡單文件傳送協(xié)議TFTP簡介

簡單文件傳送協(xié)議TFTP(TrivialFileTransferProtocol)是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，它比FTP簡單也比FTP功能少。TFTP客戶與服務(wù)器之間的傳輸層通信使用的是UDP。(服務(wù)器69號端口)TFTP服務(wù)器必須提供一定形式的并發(fā)。TFTP服務(wù)器通過為每個客戶提供一個新的UDP端口來提供并發(fā)。TFTP協(xié)議沒有提供安全特性,很多安全特性都必需由TFTP服務(wù)器系統(tǒng)管理員來限制客戶訪問所指定的文件。

2．TFTP的用途簡單文件傳送協(xié)議的應(yīng)用包括：

1）為無盤工作站下載引導(dǎo)文件，下載初始化代碼到打印機(jī)、集線器和路由器。 例如存在這樣的設(shè)備，它擁有一個網(wǎng)絡(luò)連接和小容量的固化了TFTP、UDP和IP的只讀存儲器（Read-OnlyMemory，ROM）。

加電后，設(shè)備執(zhí)行ROM中的代碼，在網(wǎng)絡(luò)上廣播一個TFTP請求。網(wǎng)絡(luò)上的TFTP服務(wù)器響應(yīng)請求包含可執(zhí)行二進(jìn)制程序的文件，設(shè)備收到文件后，將它載入內(nèi)存，然后開始運(yùn)行程序。2）路由器的信息設(shè)置路由器可以在指定的TFTP服務(wù)器上存儲設(shè)置參數(shù)，如果這個路由器癱瘓了，正確的設(shè)置信息可以從TFTP服務(wù)器上下載到一個修復(fù)的路由器或者一個替代的路由器，這便為路由器提供了—種容錯能力。（備份）返回12.6TFTP報文TFTP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)使用固定長度（512個字節(jié)）的分組報文。如果一個分組報文少于512字節(jié)，表明這是數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詈笠粋€分組報文。當(dāng)一個數(shù)據(jù)的分組報文被發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)之后，數(shù)據(jù)將在一個緩沖區(qū)域內(nèi)保存直到接收到一個確認(rèn)信號，它表明數(shù)據(jù)已經(jīng)被成功地接收了。如果超時，發(fā)送主機(jī)沒有接收到確認(rèn)信號，則數(shù)據(jù)分組報文將被重新發(fā)送。TFTP協(xié)議的封裝形式和五種消息格式：

TFTP報文的頭兩個字節(jié)表示操作碼。文件名指明從TFTP服務(wù)器上上傳或下載的文件的名字，它使用一個可變長的段，0指明文件名結(jié)束。模式字段是一個ASCII碼串netascii或octet，同樣以0字節(jié)結(jié)束。netascii表示數(shù)據(jù)是以成行的ASCII碼字符組成，以兩個字節(jié)—回車字符后跟換行字符（稱為CR/LF）作為行結(jié)束符。octet則將數(shù)據(jù)看作8bit一組的字節(jié)流而不作任何解釋。

TFTP協(xié)議的五種消息格式分別是：讀請求(RRQ)、寫請求(WRQ)、數(shù)據(jù)(DATA)、確認(rèn)(ACK)、出錯(ERR)。1）讀請求(RRQ)和寫請求(WRQ)

讀請求(RRQ)和寫請求(WRQ)都使用相同的格式。操作碼：1為讀請求；2為寫請求。2）數(shù)據(jù)(DATA) TFTP傳輸實(shí)際數(shù)據(jù)時，使用DATA消息格式。操作碼被設(shè)置成3，表明數(shù)據(jù)在以TFTP消息傳輸。初始塊號被設(shè)置成1，為初始的DATA分組報文。每一個附加的分組報文將增加1，直到整個文件傳輸結(jié)束。數(shù)據(jù)段可有512字節(jié)長。如果數(shù)據(jù)段少于512字節(jié)(0--511)，則表明來自文件的最后一個數(shù)據(jù)塊。如果正好是512字節(jié)長，則說明要完成文件的傳輸必須傳送額外的0長度數(shù)據(jù)塊。3）確認(rèn)(ACK) ACK確認(rèn)(ACK)分組報文的操作碼值為4。塊號段包含正在被確認(rèn)的DATA分組報文的塊號。 如果此確認(rèn)信號是回答一個寫請求的，則這個塊號將被設(shè)置成0，從而表明數(shù)據(jù)的傳輸可以開始。4）出錯(ERR)

出錯(ERR)操作碼設(shè)置為5。出錯代碼給出出錯類型值。出錯消息以NETASCII格式儲存，以一個文本描述幫助調(diào)試TFTP的差錯。出錯消息段是可變長的，所以出錯消息總是以一個“0”來作為結(jié)尾標(biāo)志。出錯代碼描述：

TFTP與文件傳輸協(xié)議FTP的比較1．TFTP協(xié)議的優(yōu)勢 盡管TFTP比FTP的功能要弱得多，但是TFTP具有兩個優(yōu)點(diǎn)：TFTP能夠用于那些有UDP而無TCP的環(huán)境。TFTP代碼所占的內(nèi)存要比FTP小。2．TFTP協(xié)議與FTP協(xié)議的共同點(diǎn)

兩個協(xié)議的作用大致相同，都是用于文件的傳輸，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中兩臺計算機(jī)之間的文件上傳與下載?？梢詫FTP協(xié)議看做是FTP協(xié)議的簡化版本。3．TFTP協(xié)議與FTP協(xié)議的不同點(diǎn)1)TFTP協(xié)議不需要認(rèn)證客戶端的權(quán)限，F(xiàn)TP需要進(jìn)行客戶端認(rèn)證；

2)TFTP協(xié)議一般多用于局域網(wǎng)以及遠(yuǎn)程UNIX計算機(jī)中，而常見的FTP協(xié)議則多用于互聯(lián)網(wǎng)中。

3)TFTP客戶與服務(wù)器之間的通信使用的是UDP而非TCP。

4)TFTP只支持文件傳輸。也就是說，TFTP不支持交互，而且沒有一個龐大的命令集。最為重要的是，TFTP不允許用戶列出目錄內(nèi)容或者與服務(wù)器協(xié)商來決定那些可得到的文件名。12.7構(gòu)建FTP服務(wù)器搭建FTP服務(wù)器的軟件有多種，其中較常用的是IIS中的FTP功能與Serv