网络协议分析(3)：FTP

文件传输协议-FTP

FTP(File Transfer Protocol)是应用层的一个文件传输协议。其主要作用是在服务器和客户端之间实现文件的传输和共享。

FTP协议运行在TCP连接上，保证了文件传输的可靠性。默认情况下FTP协议使用TCP端口中的 20和21这两个端口，其中20用于传输数据，21用于传输控制信息。但是，是否使用20作为传输数据的端口与FTP使用的传输模式有关，如果采用主动模式，那么数据传输端口就是20；如果采用被动模式，则具体最终使用哪个端口要服务器端和客户端协商决定

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前言

FTP控制连接在整个会话期间都保持打开，只用来发送连接/传送请求。当客户进程向服务器发送连接请求时，寻找连接服务器进程的熟知端口21，同时还要告诉服务器进程自己的另一个端口号码，用于建立数据传送连接。接着，服务器进程用自己传送数据的熟知端口20与客户进程所提供的端口号码建立数据传送连接，FTP使用了2个不同的端口号，所以数据连接和控制连接不会混乱。

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提示：ftp的传输模式至关重要

一、传输模式

主动模式 (Port)：

FTP客户端首先和FTP服务器的TCP21端口建立连接，通过这个通道发送命令，客户端需要接收数据的时候在这个通道上发送PORT命令。PORT命令包含了客户端用什么端口接收数据。在传送数据的时候，服务器端通过自己的TCP20端口连接至客户端的指定端口发送数据。FTPserver必须和客户端建立一个新的连接用来传送数据

FTP 的客户端只是告诉服务器自己的端口号，让服务器来连接客户端指定的端口。对于客户端的防火墙来说，这是从外部到内部的连接，可能会被阻塞。

被动模式 (Passive)：

被动连接的核心是控制连接请求和数据连接请求都是由客户端发起

被动方式的步骤如下：

• 客户端任意打开大于1024的两个本地端口（P1和P1+1）
• P1端口发送请求连接服务器的21端口（控制连接端口）同时提交PASV命令。
• 服务器收到请求后，会开启任意一个大于1024的端口P2
• 客户端收到服务端返回的内容后，计算出服务端开放的数据连接端口
• 客户端通过P1+1端口向服务端的发送连接请求。进行数据传输

FTP支持两种方式的传输：文本（ASCII）方式和二进制（Binary）方式。

通常文本文件的传输采用ASCII方式，而图象、声音文件等非文本文件采用二进制方式传输

FTP以ASCII方式作为默认的文件传输方式。

二、FTP协议流程模拟

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，在以下4个方面必须做出一个选择。

• 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(用于在具有不同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)
  远程登录格式控制
• 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连接，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.python

Python中默认安装的ftplib模块定义了FTP类，可用来实现简单的FTP客户端，用于上传或下载文件，函数列举如下：

from ftplib import FTP #加载ftp模块

#FTP登陆连接
ftp=FTP() #设置变量
ftp.set_debuglevel(2) #打开调试级别2，显示详细信息
ftp.connect(“IP”,“port”) #连接的ftp sever和端口
ftp.login(“user”,“password”) #连接的用户名，密码
print(ftp.getwelcome()) #打印出欢迎信息
ftp.cmd(“xxx/xxx”) #进入远程目录
bufsize=1024 #设置的缓冲区大小
filename=“filename.txt” #需要下载的文件
file_handle=open(filename,“wb”).write #以写模式在本地打开文件
ftp.retrbinaly(“RETR filename.txt”,file_handle,bufsize) #接收服务器上文件并写入本地文件
ftp.set_debuglevel(0) #关闭调试模式
ftp.quit() #退出ftp

#FTP相关命令操作
ftp.cwd(pathname) #设置FTP当前操作的路径
ftp.dir() #显示目录下所有目录信息
ftp.nlst() #获取目录下的文件
ftp.mkd(pathname) #新建远程目录
ftp.pwd() #返回当前所在位置
ftp.rmd(dirname) #删除远程目录
ftp.delete(filename) #删除远程文件
ftp.rename(fromname, toname)#将fromname修改名称为toname。
ftp.storbinaly(“STOR filename.txt”,file_handel,bufsize) #上传目标文件
ftp.retrbinary(“RETR filename.txt”,file_handel,bufsize) #下载FTP文件

本来自己写了一段模拟ftp协议上传和下载功能的代码，但是感觉一般，所以就不嫌丑了，给大家推荐一下我当时学习FTP协议所看的博客，不但写的精炼简洁，而且还给出了深入了解FTP命令的文档链接，强烈推荐大家！！

大佬的博客（不想打扰大佬，所以没有转载）

2.FTP协议的弊端

1. FTP安全性差：普通的FTP没有针对数据传输中或存储时的本地加密,也不加密发送的用户和密码
2. FTP缺少足够的管控功能：不能保障发送的数据是否合规，数据流向不可控
3. FTP不可靠：在传输过程中，尤其是传输大规模文件时，容易出现传输错误、文件丢失的情况。而且发送者无法确认收件人是否成功地收到或者下载文件，没有双方都没有任何的通知。
4. FTP使用困难：要将文件发送到一个新的联系人，需要设置一个新的FTP。

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总结

本篇粗略讲解了FTP的工作原理，传输模式，弊端，分享了一下python模拟FTP协议时可能用到的库和函数，并推荐了一篇大佬写的关于python模拟FTP协议的文章。本来还想用Golang模拟FTP协议,但是水平和时间都有限，没能成功~让友友们失望了
我将会在本专题结束后补上缺失的golang代码，敬请期待
最后，还望大家多多点赞，多多评论，多多分享，谢谢