FTP 协议解析与实现

 

正文：

一、FTP通信原理简述

1.1 FTP简介

FTP是基于TCP/IP协议的一个应用协议。主要实现在不同的计算机之间的数据共享。FTP 采用的是Ｃ／Ｓ模式。客户既可以下载文件也可以上传文件。当然，FTP给用户一定的权限。用户只能在权限下使用。目前，ＦTP的服务器种类很多，比如常用的SERV-U,客户端程序也很多，比如：ＣuteFTP。WINDOWS也提供了一个FTP客户程序。它们都根据相同的协议标准来设计的，具体协议内容可参考ＲFC文档。

SERV-U工作界面

windows提供的客户端

1.2 FTP工作原理

FTP工作原理与其它的应用协议有些不同。它是用两个端口进行通信的。一个端口用于命令交互。这个端口在用户连接之后一直保持；而另一个端口只是在数据传时打开（比如：上传文件，下载文件，获取服务端文件列表），在数据传输时有两种不同的模式，一是用户开通这个数据端口，这种模式叫做主动模式；二是服务器提供一个接口，这个模式叫被动模式。

FTP原理图

1.3 用户登录

FTP服务器提供了用户的访问权限，有的服务器可以匿名登录，有的服务器要求用户使用密码登录。在每一个与登录有关的命令时，服务器都会有一个返回信息。

下面显示了一个登录过程：

1.4 数据传输

在FTP中可以定义数据的传输格式，比如：二进制（进行图象和应用程序传输这种格式）。下面是一个传输过程：

二、FTP命令

在WINDOWS中提供的命令不是FTP的标准命令。有些命令是许多命令的合集。而FTP标准命令，每发送一个，服务器就会做出一个相应的动作，并把认证信息发送给用户。

具体的命令可以参照有关的资料

三、实例

在这里我们用一个FTP客户端来说明以上的知识。这里面主要是一个封装的类。

CFTPClient这个类实现的文件的上传与下载并能获得服务端文件的信息。

1.1 CFTPClient类

 

class  CFTPClient 

... { 

//成员变量 

private: 

CSocket *m_pSocket; 

CArchive *m_pRxarch; 

CArchive *m_pTxarch; 

CSocketFile *m_psfSokFile; 

CString m_strMsg;//服务器发回的消息 

CString m_fc; 

CftpclientDlg *m_pWnd; //用于对窗口的操作 

CByteArray m_btBuf; 

//成员函数 

public: 

CFTPClient(void); 

~CFTPClient(void); 

//发送命令到服务器 

BOOL FtpCommand (CString strCommand); 

//登录到FTP服务器,这个函数只支持在没有防火墙的时候 

BOOL LogOnToserver ( CString strHostname , int nHostPort , CString strUserName , CString strPassword ); 

//退出服务器 

void LogOffServer(); 

//上传下载文件 

BOOL MoveFile (CString strRemoteFile,CString strLocalFile , BOOL bPasv , BOOL bGet); 

//列出文件列表 

BOOL List(); 

void ProcessList(); 

//获取一行信息 

BOOL GetLine(int ndx,CString &strLine); 

//发送数据 

BOOL WriteStr(CString strOutPut); 

//接收数据 

BOOL ReadStr(); 

//设置窗口 

void SetWnd(CftpclientDlg *pWnd); 

//发送信息 

void SetMessage(CString strMsg); 

//获取文件信息 

BOOL GetFtpFileInfo(int ndx,FTP_FILE_INFO &ftpFileInfo); 

protected: 

//读取服务器发送的信息 

BOOL ReadStr2(); 

//打开通道 

BOOL OpenControlChannel(CString strServerHost , int nServerPort); 

//关闭通道 

void CloseControlChannel(); 

} ; 

1.2  登录函数 

I/**///////////////////////////////////////////////////////// 

//  

//  函数：BOOL CFTPClient::LogOnToserver () 

//  

//  描述： 

// 这个函数用于登录到FTP服务器，在这个函数没有对系统的防火墙作// 进一步分析， 

// 读者可以进一步扩展它的功能 

//  

//  

//  参数： 

//  -strHostname 登录的主机名 

//  -nHostPort 主机端口 

//  -strUserName 用户名 

//  -strPassword 用户密码 

//  返回： 

//  -BOOL 成功返回 TRUE 否则返回 FALSE 

//  

// //吴庆民 2005.4.19 

/**//////////////////////////////////////////////////////// 

BOOL CFTPClient::LogOnToserver (CString strHostname, int  nHostPort,CString strUserName,CString strPassword) 

... { 

if (!this->OpenControlChannel (strHostname,21)) return FALSE; 

if(!this->ReadStr ()) return FALSE; 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

//发送一个空消息 

CString temp; 

temp = "USER " + strUserName + " "; 

//发送用户名 

if (!this->WriteStr (temp)) 

...{ 

return FALSE; 

} 

if (!this->ReadStr ()) return FALSE; 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

//发送密码 

temp = "PASS " + strPassword + " "; 

if (!this->WriteStr (temp)) return FALSE; 

if (!this->ReadStr ()) return FALSE; 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

return TRUE; 

}  

这个函数主要是联接服务器打开一个通道用于命令传输。这个通道是全双工的。 

1.3  上传下载文件 

/**////////////////////////////////////////////////////////////////// 

//  

//  函数：BOOL CFTPClient::MoveFile () 

//  

//  描述： 

//  上传或下载文件，不支持多线程，可以在这个函数上进行一下扩展 

//  

//  

//  参数： 

//  -strRemoteFile 远程文件名 

//  -strLocalFile 本地文件名 

//  -bPasv 是否为被动模式传输 

//  -bGet 是否为下载文件 

//  

//  返回： 

//  -BOOL 成功返回 TRUE 否则返回 FALSE 

//  

// //吴庆民 2005.4.19 

/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////// 

BOOL CFTPClient::MoveFile (CString strRemoteFile,CString strLocalFile,BOOL bPasv,BOOL bGet) 

... { 

CFile flDataFile; 

CString strCommand ; 

int pos = 0; 

UINT uServSock,uLocalSock; 

CString strHost; 

CSocket sServ; 

CAsyncSocket asListen; 

int i=0,j=0,num,numread,numsent; 

CString strTemp; 

const int BUFSIZE = 4096; 

char cbuf[BUFSIZE]; 

if (!flDataFile.Open (strLocalFile,(bGet?CFile::modeCreate|CFile::modeWrite:CFile::modeRead))) 

...{ 

this->SetMessage ("上传或下载的文件在本地不能打开!"); 

return FALSE; 

} 

//准备传输 

strCommand = "TYPE I  "; 

if (!this->WriteStr (strCommand)) return FALSE; 

if (!this->ReadStr ()) return FALSE; 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

if (bPasv) 

...{ 

strCommand = "PASV  "; 

if (!this->WriteStr (strCommand)) return FALSE; 

if (!this->ReadStr ()) return FALSE; 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

//if ((==-1&&(j=this->m_strMsg.Find ("/)"))==-1) return FALSE; 

i=this->m_strMsg.Find ("("); 

j=this->m_strMsg.Find (")"); 

if (i==-1||j==-1) 

...{ 

this->SetMessage ("响应错误!"); 

} 

strTemp = this->m_strMsg.Mid (i+1,(j-i)-1); 

i = strTemp.ReverseFind (','); 

uServSock = atol(strTemp.Right (strTemp.GetLength () - (i+1))); 

strTemp = strTemp.Left (i); 

//this->SetMessage (strTemp); 

i = strTemp.ReverseFind (','); 

uServSock += 256*atol(strTemp.Right (strTemp.GetLength () - (i+1))); 

strHost = strTemp.Left (i); 

while(1) 

...{ 

if ((i=strHost.Find (','))==-1) break; 

strHost.SetAt (i,'.'); 

} 

//this->SetMessage (strHost); 

//CString temp; 

//temp.Format (strHost+" %d",uServSock ); 

//this->SetMessage (temp); 

} 

else 

...{ 

if (!this->m_pSocket->GetSockName (strHost,uLocalSock)) return FALSE; 

while(1) 

...{ 

if ((i=strHost.Find ("."))==-1) break; 

strHost.SetAt (i,','); 

} 

if (!(sServ.Create ())||!(sServ.Listen ())) return FALSE; 

if(!sServ.GetSockName (strTemp,uLocalSock )) return FALSE; 

strHost.Format (strHost+",%d,%d",uLocalSock/256,uLocalSock%256); 

strCommand = "PORT " + strHost ; 

strCommand += " "; 

if (!(this->WriteStr (strCommand))) return FALSE; 

if (!(this->ReadStr ())) return FALSE; 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

} 

//发送下载或上传命令 

if (bGet) 

...{ 

strCommand = "RETR" + strRemoteFile; 

strCommand += " "; 

} 

else 

...{ 

strCommand = "STOR" + strRemoteFile; 

strCommand += " "; 

} 

if (!this->WriteStr (strCommand)) return FALSE; 

if (bPasv) 

...{ 

if (!(asListen.Create ()) ) 

return FALSE; 

asListen.Connect (strHost, uServSock); 

} 

if (!this->ReadStr ()) return FALSE; 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

if (this->m_fc != "1") 

...{ 

this->SetMessage ("文件传输不成功!"); 

return FALSE; 

} 

if(!bPasv&&!sServ.Accept (asListen)) return FALSE; 

//数据传输 

DWORD lpArgument; 

if (!asListen.AsyncSelect ()||!asListen.IOCtl (FIONBIO,&lpArgument)) return FALSE; 

while(1) 

...{ 

TRY 

...{ 

if (bGet) 

...{ 

if (!(num=asListen.Receive (cbuf,BUFSIZE,0))) 

break; 

else 

flDataFile.Write (cbuf,num); 

} 

else 

...{ 

if (!(numread = flDataFile.Read (cbuf,BUFSIZE))) 

break; 

else 

if (!(numsent = asListen.Send (cbuf,numread,0))) break; 

if (numread != numsent) 

flDataFile.Seek (numsent - numread,CFile::current); 

pos += numsent; 

m_pWnd ->SetPos(pos); 

} 

} 

CATCH(CException ,e) 

...{ 

this->SetMessage ("数据传输过程中被中断!"); 

return FALSE; 

} 

END_CATCH 

} 

asListen.Close (); 

flDataFile.Close (); 

if (!this->WriteStr (" ")) return FALSE; 

this->ReadStr (); 

this->SetMessage (this->m_strMsg ); 

return TRUE; 

}  

 

 

参考资料：

1．Visual C ++ 网络通信协议分析与应用实现 汪晓平 钟军 人民邮电出版社

2. FTP 协议的分析和扩展 elly http://elly.blogdriver.com/index.jsp

3. RFC中 FTP 相关文档 http://www.ietf.org/rfc/