FTP

工作原理

FTP 的传输流程如下：

1. 建立连接
   • FTP 基于 TCP 协议运行。客户端与服务器之间首先建立一条 控制连接（默认端口 21），用于命令与响应的传输。
   • 在实际传输数据时，还需要建立一条 数据连接。
2. 身份验证
   • 建立控制连接后，客户端需提供用户名和密码完成身份验证。
   • 部分服务器支持 匿名 FTP，允许用户以通用用户名（通常为 anonymous）和邮箱地址作为密码进行访问。
3. 命令与响应
   • 所有的 命令与响应 都通过控制连接完成。
   • 客户端发送命令（如上传、下载、列目录等），服务器返回 状态码（如成功、失败、权限不足），用于指示执行结果。
4. 数据连接的建立
   • 当需要传输文件或目录列表时，FTP 会额外建立数据连接。
   • 常见的两种模式：
     • 主动模式（Active Mode）：客户端开放端口，等待服务器回连进行数据传输。
     • 被动模式（Passive Mode）：服务器开放端口，等待客户端发起连接。
5. 文件传输
   • 数据连接建立后即可传输数据，包括文件内容或目录信息。
   • 支持两种传输模式：
     • ASCII 模式：适合文本文件，自动进行换行符转换。
     • 二进制模式：适合图像、音频、压缩包等二进制文件，逐字节传输，避免数据损坏。
6. 关闭会话
   • 文件传输完成或用户退出时，客户端通过 QUIT 命令请求关闭会话。
   • 服务器响应后，释放控制连接与数据连接。

控制连接

• 控制连接 是 FTP 会话中首先建立的连接，通常使用 TCP 端口 21。
• 主要作用是传输 命令和响应，用于 控制 FTP 会话的行为。
  • 客户端通过控制连接发送命令（如登录、列目录、切换目录）。
  • 服务器通过控制连接返回 状态码 和响应消息，指示命令执行结果（成功、失败、权限不足等）。
• 控制连接始终保持打开（持久连接），直到用户退出会话或发送 QUIT 命令。

数据连接

• 数据连接 专用于 文件内容和目录列表的传输，端口号由控制连接中的命令协商确定。
• 建立方式有两种模式：
  • 主动模式（Active Mode）
    • 客户端开放一个本地端口，并通过控制连接通知服务器。
    • 服务器主动连接到客户端该端口完成数据传输。
  • 被动模式（Passive Mode）
    • 服务器开放一个本地端口，并通过控制连接告知客户端。
    • 客户端主动连接到服务器该端口完成数据传输。
  • 数据连接 在需要时建立，用于 上传文件（客户端 → 服务器）或 下载文件（服务器 → 客户端）。

下图展示了 FTP 数据连接两种建立方式的区别：

sequenceDiagram
    participant Client as 客户端
    participant Server as 服务器

    Note over Client,Server: 主动模式 (Active Mode)
    Client->>Server: 建立控制连接 (端口 21)
    Client->>Server: PORT 命令 (告知客户端开放的端口)
    Server-->>Client: 建立数据连接 (连接到客户端指定端口)
    Client->>Server: 发起数据传输请求 (如 LIST/RETR)
    Server-->>Client: 通过数据连接传输数据

    Note over Client,Server: 被动模式 (Passive Mode)
    Client->>Server: 建立控制连接 (端口 21)
    Client->>Server: PASV 命令 (请求服务器开放数据端口)
    Server-->>Client: 返回数据端口号
    Client->>Server: 连接到服务器指定端口（数据连接）
    Client->>Server: 发起数据传输请求
    Server-->>Client: 通过数据连接传输数据