FTP文件传输协议具体讲解

　   FTP（FileTransferProtocol，文件传输协议）是TCP/IP协议组中的协议之一。FTP协议包括两个组成部分，其一为FTP服务器，其二为FTP客户端。其中FTP服务器用来存储文件，用户可以使用FTP客户端通过FTP协议访问位于FTP服务器上的资源。在开发网站的时候，通常利用FTP协议把网页或程序传到web服务器上。此外，由于FTP传输效率非常高，在网络上传输大的文件时，一般也采用该协议。

　　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。

     TCP/IP协议中，FTP标准命令TCP端口号为21，Port方式数据端口为20。FTP协议的任务是从一台计算机将文件传送到另一台计算机，它与这两台计算机所处的位置、联接的方式、甚至是是否使用相同的操作系统无关。假设两台计算机通过ftp协议对话，并且能访问Internet，你可以用ftp命令来传输文件。每种操作系统使用上有某一些细微差别，但是每种协议基本的命令结构是相同的。

　　FTP的传输有两种方式：ASCII传输模式和二进制数据传输模式

　　1．ASCII传输方式：假定用户正在拷贝的文件包含的简单ASCII码文本，如果在远程机器上运行的不是UNIX，当文件传输时ftp通常会自动地调整文件的内容以便于把文件解释成另外那台计算机存储文本文件的格式。

　　但是常常有这样的情况，用户正在传输的文件包含的不是文本文件，它们可能是程序，数据库，字处理文件或者压缩文件（尽管字处理文件包含的大部分是文本，其中也包含有指示页尺寸，字库等信息的非打印字符）。在拷贝任何非文本文件之前，用binary命令告诉ftp逐字拷贝，不要对这些文件进行处理，这也是下面要讲的二进制传输。

　　2．二进制传输模式：在二进制传输中，保存文件的位序，以便原始和拷贝的是逐位一一对应的。即使目的地机器上包含位序列的文件是没意义的。例如，macintosh以二进制方式传送可执行文件到Windows系统，在对方系统上，此文件不能执行。

　　如果你在ASCII方式下传输二进制文件，即使不需要也仍会转译。这会使传输稍微变慢，也会损坏数据，使文件变得不能用。（在大多数计算机上，ASCII方式一般假设每一字符的第一有效位无意义，因为ASCII字符组合不使用它。如果你传输二进制文件，所有的位都是重要的。）如果你知道这两台机器是同样的，则二进制方式对文本文件和数据文件都是有效的。

　　5.FTP的工作方式

　　FTP支持两种模式，一种方式叫做Standard(也就是PORT方式，主动方式)，一种是Passive(也就是PASV，被动方式)。Standard模式FTP的客户端发送PORT命令到FTP服务器。Passive模式FTP的客户端发送PASV命令到FTPServer。

　　下面介绍一个这两种方式的工作原理：

　　Port模式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。

　　Passive模式在建立控制通道的时候和Standard模式类似，但建立连接后发送的不是Port命令，而是Pasv命令。FTP服务器收到Pasv命令后，随机打开一个临时端口（也叫自由端口，端口号大于1023小于65535）并且通知客户端在这个端口上传送数据的请求，客户端连接FTP服务器此端口，然后FTP服务器将通过这个端口进行数据的传送，这个时候FTPserver不再需要建立一个新的和客户端之间的连接。

　　很多防火墙在设置的时候都是不允许接受外部发起的连接的，所以许多位于防火墙后或内网的FTP服务器不支持PASV模式，因为客户端无法穿过防火墙打开FTP服务器的高端端口；而许多内网的客户端不能用PORT模式登陆FTP服务器，因为从服务器的TCP20无法和内部网络的客户端建立一个新的连接，造成无法工作。

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　　主动和被动模式FTP有两种使用模式：主动和被动。主动模式要求客户端和服务器端同时打开并且监听一个端口以建立连接。在这种情况下，客户端由于安装了防火墙会产生一些问题。所以，创立了被动模式。被动模式只要求服务器端产生一个监听相应端口的进程，这样就可以绕过客户端安装了防火墙的问题。

　　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。

　　Passive

　　在建立控制通道的时候和Standard模式类似，但建立连接后发送的不是Port命令，而是Pasv命令。FTP服务器收到Pasv命令后，随机打开一个高端端口（端口号大于1024）并且通知客户端在这个端口上传送数据的请求，客户端连接FTP服务器此端口，然后FTP服务器将通过这个端口进行数据的传送，这个时候FTPserver不再需要建立一个新的和客户端之间的连接。

　　很多防火墙在设置的时候都是不允许接受外部发起的连接的，所以许多位于防火墙后或内网的FTP服务器不支持PASV模式，因为客户端无法穿过防火墙打开FTP服务器的高端端口；而许多内网的客户端不能用PORT模式登陆FTP服务器，因为从服务器的TCP20无法和内部网络的客户端建立一个新的连接，造成无法工作。

　　一个主动模式的FTP连接建立要遵循以下步骤：

　　客户端打开一个随机的端口（端口号大于1024，在这里，我们称它为x），同时一个FTP进程连接至服务器的21号命令端口。此时，源端口为随机端口x，在客户端，远程端口为21，在服务器。

　　客户端开始监听端口（x+1），同时向服务器发送一个端口命令（通过服务器的21号命令端口），此命令告诉服务器客户端正在监听的端口号并且已准备好从此端口接收数据。这个端口就是我们所知的数据端口。

　　服务器打开20号源端口并且建立和客户端数据端口的连接。此时，源端口为20，远程数据端口为（x+1）。

　　客户端通过本地的数据端口建立一个和服务器20号端口的连接，然后向服务器发送一个应答，告诉服务器它已经建立好了一个连接。

　　FTP有两种使用模式：主动和被动。主动模式要求客户端和服务器端同时打开并且监听一个端口以建立连接。在这种情况下，客户端由于安装了防火墙会产生一些问题。所以，创立了被动模式。被动模式只要求服务器端产生一个监听相应端口的进程，这样就可以绕过客户端安装了防火墙的问题。[4]

　　一个主动模式的FTP连接建立要遵循以下步骤：

　　1.客户端打开一个随机的端口（端口号大于1024，在这里，我们称它为x），同时一个FTP进程连接至服务器的21号命令端口。此时，源端口为随机端口x，在客户端，远程端口为21，在服务器。

　　2.客户端开始监听端口（x+1），同时向服务器发送一个端口命令（通过服务器的21号命令端口），此命令告诉服务器客户端正在监听的端口号并且已准备好从此端口接收数据。这个端口就是我们所知的数据端口。

　　3.服务器打开20号源端口并且建立和客户端数据端口的连接。此时，源端口为20，远程数据端口为（x+1）。

　　4.客户端通过本地的数据端口建立一个和服务器20号端口的连接，然后向服务器发送一个应答，告诉服务器它已经建立好了一个连接。

　　被动模式FTP：

　　为了解决服务器发起到客户的连接的问题，人们开发了一种不同的FTP连接方式。这就是所谓的被动方式，或者叫做PASV，当客户端通知服务器它处于被动模式时才启用。

　　在被动方式FTP中，命令连接和数据连接都由客户端发起，这样就可以解决从服务器到客户端的数据端口的入方向连接被防火墙过滤掉的问题。

　　当开启一个FTP连接时，客户端打开两个任意的非特权本地端口（N>1024和N+1）。第一个端口连接服务器的21端口，但与主动方式的FTP不同，客户端不会提交PORT命令并允许服务器来回连它的数据端口，而是提交PASV命令。这样做的结果是服务器会开启一个任意的非特权端口（P>1024），并发送PORTP命令给客户端。然后客户端发起从本地端口N+1到服务器的端口P的连接用来传送数据。

　　对于服务器端的防火墙来说，必须允许下面的通讯才能支持被动方式的FTP：

　　1.从任何大于1024的端口到服务器的21端口（客户端的初始化连接）

　　2.服务器的21端口到任何大于1024的端口（服务器响应到客户端的控制端口的连接）

　　3.从任何大于1024端口到服务器的大于1024端口（客户端初始化数据连接到服务器指定的任意端口）

　　4.服务器的大于1024端口到远程的大于1024的端口（服务器发送ACK响应和数据到客户端的数据端口）

　　老师来总结一下：FTP协议的任务是从一台计算机将文件传送到另一台计算机，它与这两台计算机所处的位置、联接的方式、甚至是是否使用相同的操作系统无关。假设两台计算机通过ftp协议对话，并且能访问Internet，

　　你可以用ftp命令来传输文件。每种操作系统使用上有某一些细微差别，但是每种协议基本的命令结构是相同的。

　　FTP的传输有两种方式：ASCII传输模式和二进制数据传输模式。