计算机网络——应用层之文件传送协议(FTP)

文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)通过FTP程序(服务器程序和客户端程序)在Internet上实现远程文件的传输,是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。

FTP实际上就是将各种类型的文件都放在FTP服务器中,用户计算机上要安装一个客户端FTP服务程序,通过这个程序实现对FTP服务器的访问。

当通过FTP客户端程序登录FTP服务器时,要求正确回答用户名和口令,才能取得访问权。FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性

FTP是Internet上的一套传输文件的通信标准,FTP规定了其行为规范和接口交换信息的集合。使用者可以通过FTP程序来下载或上传文件。它的任务是通过网络将文件从一台计算机上传送到另一台计算机上,并保证其传输的可靠性,这就像在操作系统下将文件在本机磁盘之间复制一样。

匿名FTP:

  • 在Internet上要连接FTP服务器,大多要经过一个登录(Login)的过程,要求输入用户在该主机上登记的账号和密码。
  • 若提供匿名(anonymous)FTP的服务,用户不需要主机的账号和密码即可进入FTP服务器。
  • 使用匿名进入服务器时,通常只能浏览及下载文件,不能上传文件或修改服务器上的文件。但也有的服务器会提供一些目录供用户上载文件。

在两个主机之间传送文件好像是很简单的事情。其实这往往是非常困难的。原因是众多的计算机厂商研制出的文件系统多达数百种,且差别很大。经常遇到的问题

  • (1)计算机存储数据的格式不同;
  • (2)文件的目录结构和文件命名的规定不同;
  • (3)对于相同的文件存取功能,操作系统使用的命令不同;
  • (4)访问控制方法不同。

FTP的基本工作原理:

  • 文件传送协议FTP只提供文件传送的一些基本的服务,它使用可靠的TCP运输服务。
  • FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。
  • FTP使用客户/服务器方式。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成:一个主进程,负责接受新的请求;另外有若干个从属进程,负责处理单个请求

主进程的工作步骤如下:

  • (1)打开熟知端口(端口号为21),使客户进程能够连接上。
  • (2)等待客户进程发出连接请求。
  • (3)启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止,但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。
  • (4)回到等待状态,继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发进行的。

FTP的工作情况如图所示。图中的圆圈表示在系统中运行的进程。图中的服务器端有两个从属进程:控制进程数据传送进程。为简单起见,服务器端的主进程没有画上。在客户端除控制进程和数据传送进程外,还有一个用户界面进程作为和用户的接口。
在这里插入图片描述
在进行文件传输时,FTP的客户和服务器之间要建立两个连接:“控制连接”和“数据连接”。

  • 控制连接在整个会话期间一直保持打开,FTP客户所发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程。
  • 控制连接并不用来传送文件。实际用于传输文件的是“数据连接”
  • 服务器端的控制进程在接收到FTP客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”。
  • 数据连接用来连接客户端和服务器端的数据传送进程,数据传送进程实际完成文件的传送。
  • 在传送完毕后关闭“数据连接”,并结束运行。

当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时,要寻找连接服务器进程的熟知端口,同时还要告诉服务器进程自己的端口号码,用于建立数据传送连接。

服务器进程用传送数据的端口与客户进程所提供的端口号码建立数据传送连接。

简单文件传送协议:

  • 简单文件传送协议(Trivial File Transfer Protocol,TFTP)是一个很小且易于实现的文件传送协议。
  • TFTP 使用C/S方式和UDP数据报传输数据,因此 TFTP 需要有自己的差错改正措施。
  • TFTP 只支持文件传输而不支持交互。TFTP 没有一个庞大的命令集,没有列目录的功能,也不能对用户进行身份鉴别。
  • TFTP的主要优点有两个:
    • 第一,TFTP可用于UDP环境;
    • 第二,TFTP代码所占的内存较小,减少了开销。
  • TFTP 的主要特点如下:
    • (1)每次传送的数据 PDU中有 512B的数据,但最后一次可不足512B。
    • (2)数据PDU也称为文件块(block),每个块按序编号,从 1 开始。
    • (3)支持ASCII码或二进制传送。
    • (4)可对文件进行读或写。
    • (5)使用很简单的首部。
  • TFTP 的工作很像停止等待协议,在发送完一个文件块后就等待对方的确认,确认时应指明所确认的块编号。
    • 发完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据PDU。
    • 发送确认PDU的一方若在规定时间内收不到下一个文件块,也要重发确认PDU。
    • 这样就可保证文件的传送不致于因某一个数据报的丢失而告失败。
  • 在一开始工作时,TFTP 客户进程发送一个读请求PDU或写请求 PDU给 TFTP 服务器进程,其熟知端口号码为 69。
  • TFTP 服务器进程要选择一个新的端口和 TFTP 客户进程进行通信。若文件长度恰好为512B的整数倍,则在文件传送完毕后,还必须在最后发送一个只含首部而无数据的数据 PDU。若文件长度不是512B的整数倍,则最后传送数据 PDU 的数据字段一定不满512B,这正好可作为文件结束的标志

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