FTP传输过程详解

介绍
FTP是一种非常常见的应用，已经成为文件传输的Internet标准。FTP提供文件传输的功能，即将完整的文件从一个系统复制到另一系统，这一点与NFS(网络文件系统)所提供的文件访问功能不同。在使用FTP时，可以要求提供帐号用以登录服务器，也可使用匿名FTP方式登录服务器。
FTP与Telnet最大的区别在于两者处理不同主机、不同操作系统、不同文件结构、不同字符集的方式，FTP针对不同系统采取特殊办法，而telnet则强制不同系统使用同一标准，如7位ASCII码等。
描述FTP的官方文档是RFC 959。

FTP协议
与其他应用不同的是FTP使用两个连接，一个是用于控制的命令连接，用于控制命令从客户端放到服务器端，并将应答传回给客户端；另一个连接是实际的文件传输连接，只在客户端和服务器端传送文件时建立。
FTP的体系结构包括用户终端、客户端、服务器三部分，客户端包含用户命令解释器，用于将用户在用户界面输入的命令解释为FTP协议协议。
在数据表示上，可以选择使用以下文件类型：ASCII文件类型、EBCDIC文件类型、图像文件类型、本地文件类型。
格式控制仅对于ASCII和EBCDIC文件类型有效，它分为：非打印，即不包含向量格式信息；Telnet格式控制，包含telnet向量格式控制；Fortran回车控制。
文件结构上，可分为：文件结构、记录结构和页结构。
在传输模式上，包分为：流模式、块模式、压缩模式。
常见FTP的UNIX实现限制用户为以下选择：
类型-ASCII或图像
格式控制-非打印
结构-文件结构
传输模式-流模式

FTP命令
由于客户端与服务器之间的命令和应答都以NVT ASCII形式发送，在每行结尾处都要有CR和LF对。
与FTP不同，telnet有两种命令，一种是<IAC，IP>，它是一种中断进程；另一种是telnet同步信号，<IAC，DM>。两种信号的作用是中断传输进程或查询是否处于传输进程中。服务器从客户端接收的选项命令有WILL、WONT、DO、DONT，而应答命令只为DONT和WONT。
客户端发送给服务器的命令有30种之多，以下是几个常用FTP命令：
ABOR，中断以前的FTP命令和任务的数据传输
LIST filelist，罗列文件和目录
PASS password，服务器上的密码
PORT n1,n2,n3,n4,n5,n6，客户端IP地址(n1,n2,n3,n4)和端口(n5*256+n6)
QUIT，从服务器登出
PETR filename，获取(拿)文件
STOR filename，保存(放)文件
SYST，服务器返回系统类型
TPYE type，指定文件类型：A代表ASCII，I代表图像
USER username，服务器端的用户名
有时交互式用户输入内容与FTP命令是一一对应的，而某些用户命令会对应多条在控制连接上的FTP命令。

FTP应答
应答由3位数字和一段消息字符串组成，数字帮助软件决定如何处理应答，字符串帮助人们理解应答的含义。
不同数字有不同含义，如下所示：
1yz，肯定的初步应答。在发送另一命令之前期望有另一个命令。
2yz，肯定的完成应答。可以发送新命令了。
3yz，肯定的中间应答。命令已接受但必须发送另一命令。
4yz，短暂的否定完成应答。要请求的行为未发生，但错误条件是暂时的，可以在以后重新发布命令。
5yz，永久的否定完成应答。命令未被接受，而且不应再重试了。

x0z，语法错误
x1z，信息
x2z，连接。对控制和数据连接的应答
x3z，鉴权和记帐。对登录和记帐命令的应答
x4z，未指定
x5z，文件系统状态

第三位给出对错误消息的附加含义。
以下是一些典型的应答：
125，数据连接已经打开；传送开始
200，命令成功
214，帮助消息(对人)
331，用户名正确，需要密码
425，不能打开数据连接
452，错误的文件写
500，语法错误(未识别的命令)
501，语法错误(非法参数)
502，未实现的MODE类型

一般每条FTP命令都会产生一行应答，如果对于产生多行应答的FTP命令，采用办法为：在第一行开始是三位状态码，紧跟“-”符号，在最后一行开始依然是状态码，但紧跟的是空格，再然后跟的是信息字符串。

连接管理
数据连接用于三种目的：
将文件从客户端发送至服务器；
将文件从服务器发送至客户端；
从服务器将文件和目录的列表发送至客户端。

FTP服务器在向客户端通过数据连接发送的是文件列表，而不是在控制连接上的多个应答。这样能够避免对目录列表大小的限制，更易于客户端将目录列表的输出保存为文件，而不是直接在终端打印目录列表。
控制连接在整个FTP传输过程中都是持续的，而数据连接则是按需要打开或关闭。对于常见的流模式，文件结束关闭数据连接，因此对于每个文件传输和目录列表都要创建一个新的连接。一般过程如下：
1，客户端控制数据的创建
2，客户端选取临时的端口，作为本端的数据连接端口，并由此端口发出被动打开指令
3，客户端使用PORT命令将端口发送给服务器，使用的是控制连接
4，服务器接收到端口号，也是通过控制连接，并发出对客户端的主动打开命令，而服务器一般使用20端口

下面用图来讲解连接的状态：设定客户端选用1173作为控制连接的临时端口，数据连接选用1174端口。客户端发出的PORT命令会将逗号分隔的六个十进制数据以ASCII码形式发给服务器端。前四个指定客户端的IP地址，140.252.13.34，帮助服务器发出主动打开信号，后两个指定16位端口号4*256+150=1174
服务器不仅发出主动打开，通常还会发出主动关闭，但在流模式向服务器发送文件时，就要求客户端去关闭数据连接。
有时候不用客户端发送PORT命令，但数据连接仍然要建立，只不过采用与控制连接相同的端口，服务器仍使用20和21两个端口建立连接。