FTP客户端的设计与实现Word格式文档下载.doc
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它已成为人们不可缺少的软件之一。
1.2研究现状
FTP服务是Internet上最早应用于主机之间进行数据传输的基本服务之一。
起初,FTP并不是应用于IP网络上的协议,而是20世纪60~80年代美国国防部组建的ARPANET网络中,用于计算机间的文件传输的协议。
FTP服务的一个非常重要的特点是其实现可以独立于平台,也就是说在UNIX、DOS、Windows等操作系统中都可以实现FTP的客户端和服务器[3]。
尽管目前已经普遍采用HTTP方式传送文件,但FTP仍然是跨平台直接传送文件的主要方式。
目前市面上可通过正规渠道获得的成熟的FTP软件如Server-U、Cuteftp、Transmit、Flashfxp等都是国外开发的,需要注册、付费使用。
从其他渠道获取的FTP软件,则存在安全方面的问题。
国内也很难找到免费、安全的FTP软件。
虽然操作系统有自带的FTP软件,但它是基于命令行的,没有友好的用户操作界面,对用户的计算机技能要求较高,一般的用户也不会用,而且不支持断点续传和文件夹的上传、下载等功能[4]。
因此,设计与实现一个开源的、适合大众需求的FTP客户端和服务器软件是有必要的,是符合社会发展需要的。
1.3研究方法
本设计主要用VC++语言开发FTP客户端软件[5]。
根据以前所学的相关知识:
包括计算机网络技术,TCP/IP详解等;
查阅Windows应用程序开发资料,学习VC++语言,FTP通信过程,进而实现FTP软件的功能。
2FTP协议分析
2.1FTP内容简介
文件传输协议(FileTransferProtocol,FTP)[RC959]是因特网上使用最为广泛的文件传输协议[6]。
FTP提供交互式的访问,允许文件具有存取权限(如访问文件必须经过授权和有效指令),并允许用户指明文件的类型和格式(如指明是否使用ASCII码)。
FTP屏蔽了各计算机系统的细节,因而适合于在异构网络/主机间传输文件。
当用户(在Windows操作系统中有同名的应用程序,可以使用Windows中的“运行”对话框或在DOS命令行状态下运行)启动FTP与TCP/IP的网络主机进行文件传输[7]。
实际上要用到两个程序:
本地机上的FTP客户程序,它提出传输文件的请求;
运行在远程主机上的FTP服务器程序,它响应用户请求并把指定的文件传输到相应的主机上。
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协议采用客户机/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。
FTP是基于TCP的文件传送协议,其传输的可靠性由TCP来保障。
在TCP/IP协议族中还有一个基于UDP的文件传送协议TFTP,它与FTP同属于文件共享协议,即在传输过程中复制整个文件,其特点是:
若要传输一个文件,就必须先获得本地的文件副本。
若要修改文件,就只能对文件的副本进行修改,然后再将修改后的文件副本传回到原主机[8]。
一般说来,因特网上有两大类FTP文件服务器。
一类是所谓的“匿名FTP服务器”,这类服务器的目的是向公众提供文件资源服务,不要求用户事先在该服务器上进行注册。
另一类是非匿名FTP服务器,要进入这类服务之前,用户必须先向服务器系统管理员申请用户名和密码,非匿名FTP服务器通常供内部使用或提供咨询服务。
2.2FTP工作原理
FTP(FileTransferProtocol),是文件传输协议的简称。
用于Internet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行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2-1:
表2-1TCP/IP协议栈
HTTPFTPTELNSMTPDNSTFTPNMP
应用层
TCPUDP
传输层
IP
互联网络层
X25ISDNLANWLANFDDIATM
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[9]。
在典型的FTP会话过程中,用户一般坐在本地主机前进行同远程主机之间的文件传输。
为了能够访问远程账户,用户必须提供用户标识和密码。
在通过了身份验证之后,用户就可以在本地主机和远程主机之间传输文件了。
用户通过FTP的用户代理与FTP进行交互。
用户首先需要远程提供主机名或IP地址,以便本地FTP的客户进程能够同远程主机上的FTP服务器进程建立连接。
然后,用户提供其标识和密码。
一旦验证通过,用户即可在两个系统之间传输文件。
控制连接(21号端口)
FTP使用两个并行的TCP协议来传输文件,一个称为控制连接,另一个称为数据连接。
控制连接用来在两台主机之间传输控制信息,如用户标识、密码、操作远程主机文件目录的命令、发送和取向文件的命令等。
而数据连接则真正用来发送文件[10]。
FTP的控制和数据连接如图2-1所示。
服务器
电脑
数据连接(20号端口)
FTP用户界面
FTP客户端
FTP服务器
本地文件系统
远程文件系统
图2-1FTP工作原理示意图
当用户启动一次与远程主机的FTP会话时,FTP首先建立一个TCP连接到FTP服务器的21号端口。
FTP的客户端则通过该连接发送用户标识和密码等,客户端还可以通过该连接发送命令以改变远程系统的当前工作目录。
当用户要求传送文件时,FTP服务器则在其20号端口上建立一个数据连接,FTP在该连接上传送完毕一个文件后会立即断开该连接。
如果再一次FTP会话过程中需要传送另一个文件,FTP服务器则会建立另一个连接。
在整个FTP会话过程中,控制连接是始终保持的,而数据连接则会随着文件的传输不断的打开和关闭。
2.3FTP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[11]。
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2-2是几个著名的TCP端口号:
表2-2TCP端口号
TCP端口号
关键字
描述
20
FTP-DATA
文件传输协议数据
21
FTP
文件传输协议控制
23
TELNET
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
110
POP3
邮局协议
119
NNTP
新闻传送协议
控制连接是建立在USER-PIT和SERVER-PI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。
具体工作模式如图2-2所示:
用户
用户接口
FTP命令和应答
SPI
USERPI
控制连接
数据连接
文件系统
SDTP
UDTP
文件传输系统
图2-2FTP工作模式
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,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。
2.4简单文件传送协议
TCP/IP协议族中还有简单文件传输协议,它是一个很小且易于实现的文件传送协议[RFC783,RFC1350].虽然TFTP也使用客户机/服务器方式,但它的传输层使用UDP支持,因此TFTP要自己实现纠错功能。
TFTP只支持文件传输,而不支持交互,且没有一个庞大的命令集。
TFTP没有列目录的功能,也不能对用户进行身份验证[12]。
TFTP的主要优点有两个。
第一,TFTP可用于UDP环境。
例如,当需要将程序或文件同时向许多计算机下载时往往就需要使用TFTP。
第二,TFTP代码所占用的内存空间较小。
这对存储容量较小的计算机或某些特殊用途的设备是很重要的。
这些设备不需要硬盘,只需要固化了TFTP、UDP、和IP的小容量只读存储器即可。
3FTP客户端的设计
3.1设计目的
FTP早已应用在网络的各个方面,比如我们在访问网络上的资源时,经常会遇到需要连接FTP服务器来下载,或者你制作了一个网站,想要将其上传至服务器,让大家能够访问它,这个时候就会用到FTP客户端。
一般