计算机网络：应用层 —— 文件传送协议 FTP

文章目录

- FTP 是什么？
- FTP 的应用
- FTP 的基本工作原理
- - 主动模式
  - 被动模式
- 总结

FTP 是什么？

将某台计算机中的文件通过网络传送到可能相很远的另一台计算机中，是一项基本的网络应用，即文件传送。

文件传送协议FTP（File Transfer Protocol）是一种基于网络的应用层协议，用于在客户端和服务器之间进行文件传输，是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。

FTP 提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式（如指明是否使用 ASCII 码），并允许文件具有存取权限（如访问文件的用户必须经过授权，并输入有效的口令）。FTP 屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。

在因特网发展的早期阶段，用 FTP 传送文件约占整个因特网的通信量的三分之一，而由电子邮件和域名系统所产生的通信量还要小于 FTP 所产生的通信量。只是到了 1995 年，万维网 WWW 的通信量才首次超过了 FTP。

FTP 的应用

FTP 采用客户/服务器方式，通过两个主要连接（控制连接和数据连接）实现文件的上传和下载。因特网上的 FTP 客户计算机可将各种类型的文件上传到FTP服务器计算机，FTP 客户计算机也可以从FTP服务器计算机下载文件。

根据应用需求的不同，FTP 服务器可能需要一台高性能和高可靠性的服务器计算机，也可能只需要一台普通的个人计算机即可。在 FTP 服务器计算机中创建 FTP 服务器，可以使用第三方的 FTP 服务器软件，也可以使用操作系统自带的 FTP 服务器软件（如在 Windows 系统中添加一个 FTP 站点）。

可以在 FTP 客户计算机中，使用浏览器（或命令行，Windows使用 ftp 命令）通过 FTP 服务器地址地址来访问 FTP 服务器，这里使用的是文件传送协议FTP，而不是浏览器最常用的超文本传送协议 HTTP。

FTP 的常见用途是在计算机之间传输文件，尤其是用于批量传输文件。另一个常见用途是让网站设计者将构成网站内容的大量文件批量上传到他们的 Web 服务器。

FTP 的基本工作原理

FTP 客户和服务器之间要建立以下两个并行的TCP连接：

控制连接：在整个会话期间一直保持打开，用于传送 FTP 相关控制命令和接收服务器响应。
数据连接：用于实际文件数据的传输，在每次文件传输时才建立，传输结束就关闭。

默认情况下，FTP使用TCP 21端口进行控制连接，TCP 20 端口进行数据连接。但是否使用 TCP 20 端口建立数据连接与传输模式有关，主动方式使用 TCP 20 端口，被动方式由服务器和客户端自行协商决定。

FTP 支持两种数据传输模式：

主动模式（Port 模式）：客户端从一个随机端口连接到服务器的 21 端口，服务器再从 20 端口主动连接客户端的另一个端口进行数据传输。
被动模式（Passive 模式）：服务器在控制连接中告知客户端一个随机端口，客户端主动连接该端口进行数据传输。

FTP 还支持两种数据传输格式：

ASCII 模式：用于文本文件。
二进制模式：用于二进制文件（如可执行文件、图片等）。

主动模式

主动模式：建立数据通道时，FTP服务器主动连接FTP客户

在这里插入图片描述

FTP客户端发起TCP连接：FTP 客户端使用一个随机选择的临时端口号，向 FTP 服务器的熟知端口 21 发起 TCP 连接。
建立控制命令通道：一旦 TCP 连接建立成功，FTP 客户端和 FTP 服务器之间就建立了用于传送控制命令的 TCP 连接。
FTP客户端请求数据传输：当有数据需要传输时，FTP 客户端通过控制命令通道告知 FTP 服务器来与自己的另一个临时端口建立 TCP 连接，以建立数据通道。
FTP服务器发起数据连接：FTP服务器使用熟知端口 20，向 FTP 客户端的临时端口发起 TCP 连接，用于传送数据。
建立数据通道：一旦数据连接建立成功，FTP 客户端和 FTP 服务器之间就建立了用于传送数据的 TCP 连接。

被动模式

被动模式：建立数据通道时，FTP服务器被动等待FTP客户的连接

在这里插入图片描述

FTP客户端发起TCP连接：FTP 客户端使用一个随机选择的临时端口号，向 FTP 服务器的熟知端口 21 发起 TCP 连接。
建立控制命令通道：一旦 TCP 连接建立成功，FTP 客户端和 FTP 服务器之间就建立了用于传送控制命令的 TCP 连接。
FTP客户端请求被动模式：当有数据需要传输时，FTP 客户端通过控制命令通道告知 FTP 服务器开启某个临时端口，并处于被动等待状态，以便接收 FTP 客户端的数据连接请求。
FTP客户端发起数据连接：FTP 客户端使用另一个随机选择的临时端口号，向 FTP 服务器的临时端口发起 TCP 连接，用于传送数据。
建立数据通道：一旦数据连接建立成功，FTP 客户端和 FTP 服务器之间就建立了用于传送数据的 TCP 连接。