第5章FTP協(xié)議分析

第五講FTP協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層是TCP/IP協(xié)議組的頂層。在應(yīng)用層中，你可以看到通過TCP和UDP端口與較低層進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序和服務(wù)程序。TCP/IP的應(yīng)用層確實(shí)是一種能感知網(wǎng)絡(luò)狀況的軟件組件，負(fù)責(zé)向TCP和UDP端口發(fā)送信息和接收來自TCP和UDP端口的信息。這些應(yīng)用層組件并不真是并行的，而只是邏輯上相似或等同。FTP協(xié)議FTP是Internet傳統(tǒng)的服務(wù)之一，其功能主要是在主機(jī)間高速、可靠地傳輸文件FTP是用于實(shí)現(xiàn)文件傳輸服務(wù)的最主要的規(guī)范，除了最主要的傳輸功能以外，F(xiàn)TP還提供了以下功能：交互方式：命令行方式或圖形用戶界面數(shù)據(jù)表示：允許客戶端程序指定傳輸數(shù)據(jù)的類型及格式身份驗(yàn)證：用戶訪問FTP服務(wù)器需要提供經(jīng)過授權(quán)的用戶名與密碼，以保證數(shù)據(jù)安全，特殊的匿名訪問方式則取消了這種限制FTP的工作原理FTP使用客戶端–服務(wù)器模式，用戶執(zhí)行FTP程序，客戶端程序先與遠(yuǎn)程服務(wù)器建立連接，用戶登錄到遠(yuǎn)程服務(wù)器后，向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)出傳輸命令，服務(wù)器在收到命令后就給予響應(yīng)，并執(zhí)行正確的命令FTP會(huì)建立兩種類型的連接：控制連接與數(shù)據(jù)連接。控制連接傳送客戶端發(fā)出的命令和服務(wù)器返回的響應(yīng)信息，數(shù)據(jù)連接則負(fù)責(zé)傳輸文件的內(nèi)容FTP的工作原理FTP模型示意圖協(xié)議解析器：ProtocolInterpreter，PI數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程：DataTransferProcess,DTP,負(fù)責(zé)建立并管理數(shù)據(jù)連接FTP連接過程用戶PI初始化控制連接，在開始階段，用戶PI將用戶下達(dá)的命令轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的FTP命令，并通過控制連接發(fā)送至服務(wù)器進(jìn)程。服務(wù)器PI收到FTP命令后，通過控制連接把標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)答信息返回給用戶PI。FTP命令指定了數(shù)據(jù)連接的參數(shù)(如端口、傳輸模式、數(shù)據(jù)表示類型、文件結(jié)構(gòu)等)，以及對(duì)文件系統(tǒng)的操作(檢索ls、下載get、上傳put、刪除delete等)。用戶DTP在特定的端口偵聽，服務(wù)器初始化數(shù)據(jù)連接并以指定的參數(shù)開始數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸是全雙工連接，而且可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng)建，當(dāng)要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才建一條數(shù)據(jù)連接，數(shù)據(jù)傳輸完畢則關(guān)閉數(shù)據(jù)連接控制連接一直存在，斷開則意味著FTP會(huì)話結(jié)束FTP的數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示包括數(shù)據(jù)類型和文件結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面數(shù)據(jù)類型ASCII類型，默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型，用于傳輸文本文件EBCDIC類型(擴(kuò)充的二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制交換碼)，類似ASCII的規(guī)范，主要在IBM計(jì)算機(jī)上使用IMAGE類型(二進(jìn)制文件類型)LOCAL類型(指本地文件)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)，認(rèn)為文件由連續(xù)的字節(jié)流組成，是默認(rèn)選擇結(jié)構(gòu)記錄結(jié)構(gòu)，認(rèn)為文件由一系列記錄組成頁結(jié)構(gòu)，認(rèn)為文件由一組獨(dú)立的帶編號(hào)的頁組成FTP的傳輸模式FTP協(xié)議規(guī)范中規(guī)定了三種傳輸模式STREAM模式（流模式），默認(rèn)模式，文件以字節(jié)流的形式傳輸BLOCK模式（塊模式），文件以一系列數(shù)據(jù)塊的方式傳輸，每個(gè)塊都帶有一個(gè)或多個(gè)報(bào)頭，報(bào)頭包括1字節(jié)的描述符與2字節(jié)的計(jì)數(shù)字段COMPRESSED模式（壓縮模式），采用一種簡(jiǎn)單的全長(zhǎng)編碼壓縮算法，壓縮連續(xù)出現(xiàn)的字節(jié)，在文本文件中常用來壓縮空白串，在二進(jìn)制文件中常用來壓縮值為0的字節(jié)常用FTP模式類型：ASCII或圖像結(jié)構(gòu)：只允許文件結(jié)構(gòu)傳輸方式：只允許流格式FTP命令FTP協(xié)議規(guī)范中定義了許多FTP命令，用于登錄FTP服務(wù)器、設(shè)置傳輸參數(shù)、瀏覽服務(wù)上的文件與目錄列表、獲取服務(wù)器上的文件、存儲(chǔ)文件到服務(wù)器上，并管理服務(wù)器與客戶端之間文件的傳輸過程。這里所說的FTP命令，指的是FTP協(xié)議中定義的標(biāo)準(zhǔn)FTP命令，要特別注意不能與FTP程序所提供給的用戶使用的操作命令混為一談。FTP命令FTP協(xié)議中將標(biāo)準(zhǔn)FTP命令分為三類：存取控制命令傳輸參數(shù)命令FTP服務(wù)命令FTP命令存取控制命令主要提供了用戶身份驗(yàn)證功能和目錄切換功能命令與格式描述USERusername向服務(wù)器提供用戶名以實(shí)現(xiàn)用戶驗(yàn)證PASSpassword緊隨USER命令，向服務(wù)器提供用戶名相對(duì)應(yīng)的密碼CWDpathname改變當(dāng)前工作目錄CDUP返回到上一級(jí)目錄QUIT從FTP服務(wù)器上退出登錄，關(guān)閉控制連接（若文件傳輸未結(jié)束，則等待傳輸完成再響應(yīng)本命令）常用FTP命令（1）存取控制命令FTP命令傳輸參數(shù)命令

傳輸參數(shù)設(shè)置后一直有效，除非用新的命令改變傳輸參數(shù)，或者新建立了數(shù)據(jù)連接命令與格式描述PORThost-port使用主動(dòng)（Active）模式傳輸數(shù)據(jù)PASV使用被動(dòng)（Passive）模式傳輸數(shù)據(jù)TYPEtype-code設(shè)置文件的數(shù)據(jù)類型STRUstructure-code設(shè)置文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)MODEmode-code設(shè)置傳輸模式常用FTP命令（2）傳輸參數(shù)命令FTP命令FTP服務(wù)命令

定義了一系列文件傳輸及文件系統(tǒng)操作相關(guān)的命令，這些命令的參數(shù)通常是pathname（路徑名），路徑名的書寫必須符合服務(wù)器端的規(guī)范常用FTP命令（3）FTP服務(wù)命令命令與格式描述LIST[pathname]顯示服務(wù)器上指定路徑下的文件與目錄列表RETRpathname從服務(wù)器上檢索（下載）一個(gè)文件STORpathname往服務(wù)器上存儲(chǔ)（上傳）一個(gè)文件APPEpathname添加數(shù)據(jù)到服務(wù)器上的指定文件（若文件不存在則自動(dòng)創(chuàng)建）DELEpathname刪除服務(wù)器上的指定文件RNFRpathnameRNTOpathname文件重命名，這兩條命令需要同時(shí)使用：RNFR命令指定舊的文件名，RNTO命令指定新的文件名MKDpathname在服務(wù)器上建立指定目錄RMDpathname從服務(wù)器上刪除指定目錄PWD顯示當(dāng)前工作目錄HELP[string]返回指定命令信息（若不指定命令名，則返回可用命令列表）STAT返回狀態(tài)信息（如上傳、下載的字節(jié)數(shù)等）SYST返回服務(wù)器上使用操作系統(tǒng)的類型ABOR中止前一命令，并中斷數(shù)據(jù)傳輸NOOP無動(dòng)作（但服務(wù)器會(huì)回送OK作為響應(yīng)）FTP應(yīng)答服務(wù)器接收客戶端命令并處理之后，會(huì)返回給客戶端相應(yīng)的命令響應(yīng)信息，這種返回響應(yīng)的方式稱作FTP應(yīng)答FTP應(yīng)答保證了文件傳輸過程中請(qǐng)求與行為的同步，并使得用戶進(jìn)程總是能了解服務(wù)器的狀態(tài)每條FTP命令可以產(chǎn)生一條或多條響應(yīng)，但多數(shù)情況下，每條命令只返回一條響應(yīng)FTP應(yīng)答FTP響應(yīng)與FTP命令一樣，都是在客戶端與服務(wù)器之間的控制連接上以NVTASCII碼形式傳送，并在每行末尾以CR-LF標(biāo)志行結(jié)束FTP響應(yīng)由一個(gè)3位的數(shù)字代碼（應(yīng)答碼），一個(gè)字符串形式的表示命令執(zhí)行成功與否的文本，以及命令執(zhí)行成功后的輸出組成。FTP響應(yīng)的格式：

<3-digitcode><SP><onelineoftext><CR-LF><3-digitcode>為3位數(shù)字的應(yīng)答碼<SP>表示空格<onelineoftext>是一行提供給用戶閱讀的文本信息<CR-LF>是行結(jié)束符FTP應(yīng)答應(yīng)答碼描述1yz肯定預(yù)備應(yīng)答。它僅僅是在發(fā)送另一個(gè)命令前期在另一個(gè)應(yīng)答時(shí)啟動(dòng)2yz表示命令已執(zhí)行成功，可以接受新命令（該命令同時(shí)返回命令的執(zhí)行結(jié)果）3yz表示該命令已被接受，但還需要發(fā)送另一個(gè)命令來成功完成客戶端的請(qǐng)求4yz表示命令執(zhí)行時(shí)出錯(cuò)，但錯(cuò)誤狀態(tài)是暫時(shí)的，命令可以稍后再發(fā)送5yz表示命令無法被接受（不能通過重新發(fā)送命令來解決）x0z表示命令中有語法錯(cuò)誤x1z表示返回請(qǐng)求的信息（如HELP命令）x2z表示響應(yīng)與控制連接或數(shù)據(jù)連接有關(guān)x3z表示響應(yīng)中包含了用戶賬戶信息x4z暫時(shí)未指定含義x5z表示服務(wù)器上響應(yīng)客戶端命令的文件系統(tǒng)狀態(tài)FTP應(yīng)答碼中第1位和第2位的含義FTP連接管理進(jìn)行通信時(shí)，F(xiàn)TP需要建立兩個(gè)TCP連接控制連接（端口號(hào)默認(rèn)值為21）：用于發(fā)送指指令給服務(wù)器及接收服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)連接（端口號(hào)默認(rèn)值為20，僅PORT模式）：數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ繤TP協(xié)議中規(guī)定了兩種連接模式PORT（主動(dòng)模式）PASV（被動(dòng)模式）PORT模式數(shù)據(jù)連接由服務(wù)器初始化完成客戶端選擇一個(gè)大于1024的端口連接服務(wù)器的21端口需傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，客戶端會(huì)送出PORT命令告訴服務(wù)器連接到自己的某一端口來建立數(shù)據(jù)連接，同時(shí)偵聽該端口服務(wù)器收到PORT命令時(shí)，會(huì)使用20端口連接客戶端在PORT命令中指定的端口號(hào)，然后傳輸數(shù)據(jù)使用PORT模式的FTP連接示意圖PASV模式數(shù)據(jù)連接由客戶端初始化客戶端選擇一個(gè)大于1024的端口連接服務(wù)器的21端口需傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，客戶端向服務(wù)器發(fā)送PASV命令，通知服務(wù)器自己希望連接到服務(wù)器的某一個(gè)端口如果服務(wù)器上這個(gè)端口是空閑可用的，則服務(wù)器返回ACK作為確認(rèn)信息，然