FTP协议分析论文

FTP协议分析

邬猛

（呼伦贝尔学院计算机科学与技术学院10级软件工程 2010121406）

摘要：本论文的目的是描述FTP协议的基础理论知识，分析FTP数据传输时所捕获的不同数据包，通过数据包的分析了解FTP的工作原理。FTP（文件传输协议）使得主机间可以共享文件。使用 TCP 生成一个虚拟连接用于控制信息，然后再生成一个单独的 TCP 连接用于数据传输。控制连接使用类似 TELNET 协议在主机间交换命令和消息。文件传输协议是TCP/IP网络上两台计算机传送文件的协议，FTP是在TCP/IP网络和INTERNET上最早使用的协议之一，它属于网络协议组的应用层。FTP客户机可以给服务器发出命令来下载文件，上传文件，创建或改变服务器上的目录。

关键词：FTP 协议分析 文件传输

1 引言

早期在Internet上传输文件，并不是一件容易的事，我们知道 Internet是一个非常复杂的计算机环境，有PC、工作站、MAC、服务器、大型机等等，而这些计算机可能运行不同的操作系统，有Unix、Dos、 Windows、MacOS等等，各种操作系统之间的文件交流，需要建立一个统一的文件传输协议，用来从一个主机把文件复制到另一个主机。虽然从一个系统向另一个系统传送文件看起来直截了当，但还有一些问题必须先解决。例如，两个文件系统可能使用不同的文件名约定，不同的方法表示文件和数据，不同的目录结构。所有这些问题已经由FTP以一种简单巧妙的方法解决了，FTP是应用层的协议，它基于传输层，为用户服务，它们负责进行文件的传输。本文就介绍了FTP的数据报文结构及其工作原理。 2 FTP的工作模型

FTP采用了和HTTP一样的客户机/服务器方式，通过一系列的请求与响应来完成数据的传输。和Telnet一样，FTP需要提供一种登陆机制，即需要输入用户名和口令，才能进入远程FTP服务器，与其它客户机——服务器模型不同的是，FTP客户机与服务器之间用TCP建立了双重连接，一个是控制连接、一个是数据连接。图2.1 给出了FTP的基本模型。客户有三个构件：用户接口、客户控制进程和客户数据传输进程。服务器有两个构件：服务器控制进程和服务器数据传输进程。控制连接是在控制进程之间进行的。数据连接是在数据传送进程间进行的。

图2.1 FTP基本模型

整个会话过程是以控制连接来维持的，控制连接负责传送控制信息，例如用户名和口令，取文件和放文件等命令。当客户端每次请求传送文件是，服务器就与客户端建立一条数据连接，进行数据传送，一旦数据传送完毕，数据连接会话就会被关闭，但控制连接依然存在，客户端可以继续发出命令，直到客户端退出FTP会话，此时双方就关闭控制进程。 3 FTP的连接传送过程 3.1 客户端主动连接服务器

客户端主动连接服务器，服务器以被动方式打开21号端口，以建立控制连接。因为FTP是基于TCP可靠传输的文件传输协议，所以，要通过TCP的三次握手来建立控制连接。如图3.1、图3.2和图3.3是客户端与服务器用过三次握手建立控制连接的过程。它们采用3937和21号端口发送控制信息。

图3.1 请求端发送的SYN报文（第一次握手）

当服务器收到图3.1的SYN报文后，发回一个如图3.2包含服务器初始序号的SYN报文段作为应答。同时，将确认序号设置为客户的ISN加1以对客户的SYN报文段进行确认。

图3.2 服务器发回的ACK报文（第二次握手）

当客户端收到如图3.2的报文后，客户必须将确认序号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文进行确认。如图3.3所示报文。

图3.3 客户端对服务器的确认报文（第三次握手）

此时，客户与服务器之间就建立了控制连接，在整个过程中，控制连接是一直打开的。

3.2 控制连接

当客户与服务器之间建立了控制连接以后，双方开始在控制连接上进行建立数据连接前的准备，首先服务器向客户端返回代码为220的服务器准备就绪报文，如图3.4所示，表明服务就绪，服务器准备接受新用户。之后客户端对服务器的报文会送确认消息。

图3.4 服务器发回代码为220的服务就绪数据包

随后，客户端发送一个用户名user命令，如图3.5所示。用户名为anonymous，表明用户为匿名用户，服务器应答，代码为331，表明用户名被接受，要求输入口令，如图3.6所示。同样，客户端回送一个TCP确认消息，然后客户端输入密码，服务器会送一个如图3.7，代码为230的登陆成功报文。

图3.5 客户端发送的user命令报文