ftp服务器技术研究与实现本科毕业论文

ftp服务器技术研究与实现本科毕业论文内容摘要：

个任务就是要选择合适的路由。 在 TCP／ IP 协议组件中，网络层协议包括 IP 协议 (网际协议 )， ARP(地址解析协议 )， RARP(逆地址解析协议 )， ICMP 协议 (Inter 控制报文协议 )以 及 IGMP 协议(Inter 组管理协议 )。 IP 是网络层上的主要协议，同时被 TCP 和 UDP 使用。 TCP 和 UDP 的每组数据都通过端系统和每个中间路由器中的 IP 层在互联网中找出最佳路由进行传输。 7 ICMP 是 IP 协议的附属协议。 IP 层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他控制信息。 如两个流行的诊断工具， Ping 和 Traceroute，它们都使用了 ICMP。 IGMP 是 Inter 组管理协议。 它用来把一个 IP 数据报多播到多个主机。 ARP(地址解析协议 )和 RARP(逆地址解析协议 )是某些网络接口 (如以太网和令牌环网 )使用的特殊协议，用来做 IP 地址和物理硬件 MAC 地址之间相互映射转换的协议。 4． 运输层，主要为两台主机上的应用进程提供端到端的通信。 在 TCP／ IP 协议组件中，有两 个互不相同的传输协议：面向连接的传输控制协议 TCP 和无连接的用户数据报协议 UDP。 TCP 为两台主机提供高可靠性的数据通信。 它所做的工作包括把应用程序交给它的数据 分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。 由于运输层提供可靠的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有 这些细节。 而另一方面， UDP 则为应用层提供一种非常简单的服务。 它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。 任何必需的可靠性必须由应用层来提供。 运输层协议根据具体应用的不同要求来选择这两种不同的运输协议。 运输层向应用层用户屏蔽了下面通信子网的细节信息，它使应用进程看见的就好像在两 个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道一样。 5． 应用层，应用层是体系结构中最高层。 应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需求 (这反映在用户所产生的服务请求 )。 应用层不仅要求提供应用进程所需要的信息交换和远地操 作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。 应用层直接为用户的 应用进程提供服务。 图 说明的是应用进程的数据在各层之间的传递过程中所经历的变化。 假设两个主机是直接相连的。 8 图 数据在各层之间的传递过程 假定计算机 1 的应用进程 AP1 向计算机 2 的应用进程 AP2 传送数 据。 AP1 先将其数据交给 5 层 (应用层 )。 第 5 层加上必要的控制信息 H5 就变成了下一层的数据单元。 第 4 层 (运 输层 )收到这个数据单元，加上本层的控制信息 H4。 再交给 第 3 层 (网络层 )，成为第 3 层的数据单元。 依次类推。 不过到了第 2 层 (数据链路层 )后，控制信息分成两部分，分别加 到本层数据单元的首部 (H2)和 尾部 (T2)，而第 1 层 (物理层 )由于是比特流的传送，所以不再加上控制信息。 TCP 协议分析 TCP 提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。 面向连接意味着两个使用 TCP 的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先 建立一个 TCP 连接。 这一过程与打电话很相似，先拨号振铃，等待对方摘机说“喂”，然后才说明是谁。 在一个 TCP 连接中，仅有两方进行彼此通信。 运输连接可分为三 个阶段：连接建立、数据传送和连接释放。 TCP 的连接和建立都是采用客户服务器方式。 主动发起连接建立的应用进程叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器。 设主机 B 中运行一个服务器进程（图 ），它先发出一个被动打开命令，告诉它的 9 TCP 要准备接受客户进程的连接请求。 然后服务器进程就处于“听 的状态，不断检测是否有客户进程要发起连接请求。 如有，即作出响应。 设客户进程运行在主机 A 中。 它先向其 TCP 发出主动打开命令，表明要向某个 IP 地址的某个端口建立运输连接。 图 用三次握手建立 TCP 连接 主机 A 的 TCP 向主机 B 的 TCP 发出连接请求报文段，其首部中的同步比特 SYN应置 1，同时选择一个序号 x，表明在后面传送数据时的第一个数据字节的序号是 x+1。 主机 B 的 TCP 收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。 在确认报文段中应将 sYN和 ACK 都置 1，确认号应为 x+l，同时也为自己选择一个序号 y。 主机 A 的 TCP 收到 B的确认后，要向 B 给出确认，其 ACK 置 1，确认号为 y+1，而自己的序号为 x+l。 运行客户进程的主机 A 的 TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。 当运行服务器进程的主机 B 的 TCP 收到 A 的确认后，也通知其上层应用进程，连接已经建立。 此时主机 A 可以向 B 进行数据传输。 TCP 这样的连接建立叫做三次握手。 在数据传输结束，通信的双方都可以发出释放连接的请求。 设图 A的应用进程先向其 TcP发出连接释放请求，并且不再发 送数据。 TCP 通知对方要释放从 A 到 B 这个方向的连接，将发往主机 B 的 TCP 报文段首部的终止比特 FIN 置 1，其序号 x 等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加上 1。 10 图 TCP 连接释放的过程 主机 B 的 TCP 收到释放连接通知后即发出确认，其序号为 y，确认号为 x+1，同 时通知高层应用进程，见上图箭头①。 这样，从 A 到 B 的连接就释放了，连接处于半关闭状态。 若主机 B 不再向主机 A 发送数据，其应用进程就通知 TCP 释放连接，见上图箭头②。 主机 B 发出的连接释放报文段必须将终止比特 FIN 和确认比特 ACK 置 l，并使其序号仍为 y，但还必须重复上次已经发送过的 ACK=x+1。 主机 A 必须对此进行确认，将 ACK 置 1， ACK=y+1，而自己的序号是 x+l。 这样整个连接已经全部释放。 11 3 FTP 协议分析 本章旨在介绍 FTP 的主要相关内容，包括 FTP 的工作原理，在了解其工作原理的基础上分析了 FTP 的工作模式，包括主动模式和被动模式，最后说明了 FTP 的两种数据传输模式，对 FTP 协议进行了详细的介绍。 FTP 工作原理 FTP（ File Transfer Protocol），是文件传输协议的简称。 用于 Inter 上的控制文件的双向传输。 同时，它也是一个应用程序。 用户可以通过它把自己机器与世界 各地所有运 FTP 协议的服务器相连，访问服务器上的资源和信息。 FTP 协议在 TCP/IP 协议栈中的位置如表 ： 表 TCP/IP协议栈 HTTP FTP TELN SMTP DNS TFTP NMP 应用层 TCP UDP 传输层 IP 互联网络层 X25 ISDN LAN WLAN FDDI ATM 网络接口层 当启动 FTP 从远程计算机拷贝文件时，事实上启动了两个程序：一个本地机器上的FTP 客户端程序，它向 FTP 服务器提出拷贝文件的请求。 另一个是启动在远程计算机的上的 FTP 服务器程序，它响应请求把你指定的文件传送到你的计算机中。 FTP 采用“客户端 /服务器”方式，用户要在自己的本地计算机上安装 FTP 客户端程序。 从根本上说， FTP 协议就是在网络中各种不同的计算机之间按照 TCP/IP 协议来传输文件。 FTP 协议采用客户端 /服务器 (Client/Sever)模式，由 FTP 客户端程序和 FTP 服务器端程序组成。 使用时，先启动 FTP 客户端程序与远程主机建立连接，然后向远程主机发出传输命令，远程主机在收到命令后就给予响应，并执行正确的命令。 但是 FTP有一个根本的限制，那就是，如果用户在某个主机上没有注册获得授权，即没有用户名和口令，就不能与该主机进行文件传输。 但匿名 FTP 服务器除外，它能够使用户与远程主机建立连接并以匿名身份从远程主机上拷贝文件，而不必是该远程主机的注册用户。 用户使用特 殊的用户名“ Anonymous”或“ guest”就可有限制地访问远程主机上公开的 12 文件。 现在许多系统要求用户将 Emai1 地址作为口令，以便更好地对访问者进行跟综。 出于安全的目的，大部分匿名 FTP 主机一般只允许远程用户下载文件，而不允许上载文件。 也就是说，用户只能从匿名 FTP 主机拷贝其需要的文件而不能把文件拷贝到匿名FTP 主机。 另外，匿名 FTP 主机还采用了其他一些保护措施以保护自己的文件不至于被用户修改和删除，并防止计算机病毒的侵入。 匿名 FTP 一直是 Inter 上获取信息资源的最主要方式，在 Inter 成千上万的匿名 FTP 主机中存储着无以计数的文件，这些文件包含了各种各样的信息、数据和软件。 人们只要知道特定信息资 源的主机地址，就可以用匿名 FTP 登陆。 FTP 工作模式 FTP 采用 C/S（客户端 /服务器）模式进行通信，但与其他的 C/S 模式网络通信协议又有一个很大的区别。 通常在进行 HTTP 通信或是 TELNET 通信的时候，只需要一个端口进行通信。 即客户端只需要连接一个端口进行数据通信。 如 TELNET 的默认端口是 23，用户从头到尾都只需使用这个端口。 但是 FTP 通信除了有一个默认端口 21 之外，还 需要其他的端口。 其中默认端口（ 21）主要进行控制连接，进行命令协议和服务器端的响应码的传输；另外一个非标准端口主要进行数据传递，如文件的上载、下载等。 至于非标准端口的产生则要根据用户选择的连接模式而定：如果客户选择的是主动模式（ PORT），则需要用户端提供给服务器一个 IP 地址和一个非标准端口；而如果用户采用被动模式（ PASV），则服务器端需要提供给客户端一个 IP 地址和一个非标准端口。 下表是几个著名的 TCP 端口号： 表 TCP 端口号 TCP 端口号 关键字 描述 20 FTPDATA 文件传输协议数据 21 FTP 文件传输协议控制 23 TELENET 远程登录协议 25 SMTP 简单邮件传输协议 53 DOMAIN 域名服务器 80 HTTP 超文本传输协议 13 110 POP3 邮局协议 119 NNTP 新闻传送协议 FTP 中字节大小有两个：逻辑字节大小和用于传输的字节大小。 后者通常是 8 位，而前者可不一定是多少了。 传输字节不必等于逻辑字节大小，也不必对数据结构进行解释。 控制连接是建立在 USERPIT 和 SERVERPI 之间用于交换命令与应答的通信链路。 数据连接是传输数据的全双工连接，传输数据可以发生在服务器 DTP 和用户 DTP 之间也可以发生在两个服务器 DTP 之间， FTP 可以传输非连续的文件，这些文件的一部分称为页。 服务器 DTP 代表一种传输过程，它通常处于“主动”状态，它和侦听端口建立数据连接，它还可以为传输和存储设置参数，并根据 PI 的指令传输数据。 当然， DTP 也可以转入“被动”状态。 服务器 FTP 进程，它是和用户 FTP 进程一起工作的，它由PI 和 DTP 组成。 至于用户 FTP 进程则是由 PI， DTP 和用户接口 组成的。 具体工作模式如图 所示： 图 FTP 工作模式图 上图中用户 PI 开始控制连接，控制连接与 Tel 协议很象。 在开始阶段，标准FTP 命令由用户 PI 产生并通过控制连接传送到服务器进程。 服务器 PI 向用户 PI 返回标准应答。 FTP 命令指定数据连接参数和文件系统操作。 用户 DTP 在特定数据端口侦听， 14 服务器开始数据连接并以指定的参数开始数据传输。 数据端口不必在开始 FTP 命令的机器上，但用户或用户 FTP 进程必须确定它在指定的数据端口上侦听。 这个数据连接是全双工的。 FTP 传输模式 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 Inter， 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。 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。 二进制传输方式 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。