FTP 協議解析

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FTP全稱: File Transfer Protocol，是一個用於文件傳輸的協議，本文主要講解FTP協議。如果有不懂的地方可以查詢FTP的定義文檔: RFC 959 或者在評論中提出，同時有寫錯的地方也希望能提出來，大家一起進步。

FTP 是一個協議而不是一個服務，很多人把FTP理解為了一個服務，這里是不正確的，其實應用了FTP協議的服務也有很多，例如：vsftpd, pure-ftpd, Filezila Server等。

我這里主要講解以下FTP的工作模式、FTP的命令和FTP應答代碼的作用三個部分。以及在最后有一個ftp連接抓包作為講解內容便於理解。

FTP工作模式

FTP的完整工作有2個TCP連接，分別用於命令傳輸和數據傳輸(文件傳輸)。其分開為2個連接主要就是為了防止傳輸二進制文件破壞了命令連接的終端，可以在命令連接中指定數據傳輸的模式，以此來降低程序開發的復雜性。

FTP 的工作模式分主動連接和被動連接，這兩者的區別主要就在於數據連接的連接方式：

• 主動連接：服務器 20/TCP 端口主動發起連接到客戶端指定的端口。

• 被動連接：客戶端主動發起連接到服務器端指定端口。

這里也會有人問，主動模式和被動模式的意義何在？ 這里我也就說以下：

1. 現在大部分用戶的網絡其實都並不是公網地址，都是使用NAT轉換過的內網地址，如果使用主動連接模式服務器不可能連接到客戶端開啟的端口。所以只能使用被動連接模式，讓客戶端主動連接服務器端口，以此來達到數據傳輸的目的。
2. 主動連接的好處其實就在於便於配置防火牆規則，由服務器的20/TCP主動連接客戶端端口，防火牆只需要配置出口允許20/TCP連接即可，不像被動連接需要開啟多個TCP端口監聽數據連接。

FTP命令

FTP的命令有很多，我這里也就不一一講解了，主要講解以下一些常用常見的命令：

接入命令

命令	解釋
USER	輸入用戶名
PASS	輸入用戶密碼
QUIT	退出用戶登錄
REIN	重新登入用戶
ACCT	部分服務軟件並不需要再一開始就認可， 可能再進入某個目錄后開始要求用戶認證

文件管理類命令

命令	解釋
CWD	更改服務上的工作目錄
CDUP	切換到父目錄(上級目錄)
DELE	刪除服務器上的文件
LIST	列出當前目錄的文件(UNIX形式)
NLST	列出當前目錄下的文件(只包含文件名)
MKD	在服務器上創建一個目錄
PWD	顯示當前工作路徑
RMD	從服務器上刪除目錄
RNFR	指定需要重命令的文件。(需要配合RNTO使用)
RNTO	更名為指定命令

傳輸時的數據模式

命令	解釋
TYPE	定義文件類型。A(ASCII)、E(EBCDIC)、I(Image)、L(Local byte size)
STRU	數據組織類型。F(file)、R(record structure)、P(page structure)
MODE	定義傳輸方式。S(stream)、B(block)、C(compressed)
PASV	指定服務器開啟被動連接模式

文件傳送命令

命令	解釋
RETR	下載文件
STOR	上傳文件
STOU	與STOR類似，但是文件名稱不由客戶端控制， 由服務器端自動生成文件名，並且使用 250 代碼返回文件名稱。
STAT	放回服務器狀態
ALLO	指定服務器需要預留的空間大小
ABORT	停止之前的所有命令，包括文件傳輸
APPE	如果文件不存在則創建文件， 如果文件以存在則以追加形式添加到文件中。
PORT	指定數據連接端口。共6位，按,分割。 前4位為IP位，后2位為端口為，端口位1*256+端口位2 = 指定開啟的端口。
REST	類似於斷點續傳功能。

其他命令

命令	解釋
HELP	查詢服務器的幫助信息
NOOP	檢測服務器允許狀態
SITE	此命令用於查詢特定於服務器的專有服務
SYST	查詢服務器使用的操作系統

FTP應答代碼

FTP 客戶端是通過應答碼來檢測服務所表達的意思，除了幾個特殊的應答碼，大部分應答碼后面的內容是給用戶查看的。

FTP 應答碼的分類：

第一個標志位：

• 1xx：服務器正在積極響應，但是還未准備完成。

• 2xx：命令已經正常啟動。

• 3xx：命令被接收，需要等待進一步響應。

• 4xx：命令錯誤，無法接收該命令，客戶端可以重新嘗試命令。

• 5xx：命令無法被接收，客戶端無需再次嘗試該命令。

第二標志位：

• x0x：有關語法是否正確。

• x1x：對信息請求的回復。

• x2x：連接狀態信息。

• x3x：認證和通過信息。

• x4x：預留。

• x5x：文件系統對於請求的回復。

響應代碼	解釋說明
110	重啟標志位，后面的提示信息標志服務器狀態，提示信息固定
120	服務器准備就緒的時間
125	數據連接已正常開啟，開始傳輸文件
150	文件狀態正常，開始開啟數據連接
200	命令執行成功
202	命令尚未實現，該站點不支持該命令
211	系統狀態,或系統幫助信息
212	目錄狀態
213	文件狀態
214	命令幫助信息
215	該系統類型
220	服務已為新連接的用戶就緒
221	服務退出控制連接
225	打開數據連接，未開始數據傳輸
226	結束數據連接，數據傳輸已完成
227	進入被動模式（IP 地址、ID 端口）
230	用戶登入成功
250	請求文件操作完成
257	路徑名建立成功
331	用戶名正確，需要用戶密碼
332	需要登入用戶
350	請求文件的工作需要得到進一步確認
421	服務不可能，即將關閉控制連接
425	無法打開數據連接
426	連接中止，傳輸關閉。
450	請求文件尚不可用，文件可能被占用
451	請求操作終止，遇到本地錯誤
452	請求操作終止，磁盤空間不足
500	命令語法錯誤，可能包含命令過長的錯誤
501	命令參數錯誤
502	命令尚未被執行
503	命令次序錯誤
504	該命令尚未被完成
530	尚未登入服務器
532	存儲文件需要帳號
550	請求的動作尚未執行，文件不可用
551	請求操作終止，不知道的頁類型
552	請求操作終止，超出用戶配額
553	請求操作終止，文件名不允許

FTP 命令抓包分析

這個是我用 wireshark 抓包抓到的命令連接的數據。

這里我干了3件事情，上傳文件、下載文件和目錄瀏覽（2次）。所以這里實際上完成了四次數據傳輸，我們待會一一查看。

眼尖的人應該已經發現了，是由客戶端發送了 PORT 指令，所以是由服務器端連接客戶端，也就是主動連接模式，這里需要注意！！

第一段：登入前的服務器配置

220 (vsFTPd 3.0.3)    # 220，表示服務器准備完成，客戶端客戶發送命令了。 后面跟的是服務器的版本信息。
OPTS UTF8 ON          # 表示服務器需要切換到UTF8字符集進行工作。
200 Always in UTF8 mode.    #200，表示命令執行成功，后面的提示信息表示已經工作再UTF8模式下了。

第二段：用戶認證

USER ftp                        # 指定用戶ftp(匿名用戶，anonymous也是匿名用戶)
331 Please specify the password.    # 331 表示需要輸入密碼
PASS             # 表示輸入密碼，FTP規定匿名用戶可以選擇需要輸入自己的郵箱，但是這里可以省略不寫。
230 Login successful.    # 230 表示用戶登入成功

第三段內容：目錄當前瀏覽

PORT 192,168,10,103,211,216    # PORT，這里用於指定客戶端的IP地址和端口
200 PORT command successful. Consider using PASV.    # 表示命令執行成功， 這里是端口連接成功
LIST        # 表示列出當前工作目錄下的文件
150 Here comes the directory listing.        # 150 表示即將開始傳輸數據。
226 Directory send OK.        # 226 表示文件傳輸成功。

PORT命令中的前四位為IP地址，后2位為端口，其中端口應該這樣計算： 211 * 256 + 216 = 54232

這個是這條命令的返回結果（在數據連接中，所以這里當前的命令連接中是看不到的）

第四段內容：切換目錄

CWD pub    # CWD,表示切換到pub目錄下。
250 Directory successfully changed.    # 250 表示請求操作執行完成。

第五段內容：再次瀏覽當前目錄

# 與第三段相同，不過多講解。
PORT 192,168,10,103,211,217
200 PORT command successful. Consider using PASV.
LIST
150 Here comes the directory listing.
226 Directory send OK.

下圖為返回內容：

第六段內容：上傳文件

PORT 192,168,10,103,211,218
200 PORT command successful. Consider using PASV.
STOR test.c        # STOP 表示上傳文件，文件名為 test.c
150 Ok to send data.    # 150，表示文件狀態正常，開始傳輸數據。
226 Transfer complete.    # 226，表示文件傳輸完畢。

第六段內容：下載文件

PORT 192,168,10,103,211,219
200 PORT command successful. Consider using PASV.
RETR test.file    # RETR 下載文件。
150 Opening BINARY mode data connection for test.file (12 bytes).    # 150，表示文件正常，開始傳輸文件，后面會提示文件名稱和文件大小。
226 Transfer complete.

第六段內容：退出

QUIT    # 退出
221 Goodbye.    # 服務退出控制連接

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