第一篇：網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗報告

計算機科學與技術(shù)學院

網(wǎng)絡(luò)與信息安全課程設(shè)計

學

號：

專

業(yè)：計算機科學與技術(shù)

學生姓名：

任課教師：***

2017年3月

FTP服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)

***

計算機科學與技術(shù)學院，哈爾濱工程大學

摘要：FTP 是File Transfer Protocol（文件傳輸協(xié)議）的英文簡稱，而中文簡稱為“文傳協(xié)議”。用于Internet上的控制文件的雙向傳輸。同時，它也是一個應(yīng)用程序（Application）?；诓煌牟僮飨到y(tǒng)有不同的FTP應(yīng)用程序，而所有這些應(yīng)用程序都遵守同一種協(xié)議以傳輸文件。在FTP的使用當中，用戶經(jīng)常遇到兩個概念：“下載”（Download）和“上傳”（Upload）。“下載”文件就是從遠程主機拷貝文件至自己的計算機上；“上傳”文件就是將文件從自己的計算機中拷貝至 遠程主機上。用Internet語言來說，用戶可通過客戶機程序向（從）遠程主機上傳（下載）文件。本文基于FTP協(xié)議搭建了一個FTP服務(wù)器，實現(xiàn)簡單的上傳下載功能。關(guān)鍵字：FTP，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，服務(wù)器

一、FTP協(xié)議的工作原理

1.簡介

FTP是因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上歷史最悠久的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，憑借其獨特的優(yōu)勢一直都是因特網(wǎng)中最重要、最廣泛的服務(wù)之一。FTP是TCP/IP提供的標準機制，實現(xiàn)從一臺主機向另一臺主機傳送文件的任務(wù)。目前FTP客戶端軟件很多，大致我們可以把它們分為三類：第一類是傳統(tǒng)的FTP客戶機；第二類是圖形化用戶界面的FTP軟件；第三類是Web瀏覽器。

從根本上說，F(xiàn)TP就是在網(wǎng)絡(luò)中各種不同的計算機之間按照TCP/IP協(xié)議來傳輸文件。FTP采用的是現(xiàn)在流行的Client/Server模式，由FTP客戶端和FTP服務(wù)器端程序組成。通常服務(wù)器端是遠程端點，用戶可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)連接到遠程的FTP服務(wù)器站點。服務(wù)器的功能是主要的。只有當FTP服務(wù)器支持各種協(xié)議和指令時，才能夠開發(fā)相應(yīng)的客戶端程序。

開發(fā)任何基于FTP的客戶端軟件都必須遵循FTP的工作原理，F(xiàn)TP的獨特的優(yōu)勢同時也是與其它客戶服務(wù)器程序最大的不同點就在于它在兩臺通信的主機之間使用了兩條TCP連接，一條是數(shù)據(jù)連接，用于數(shù)據(jù)傳送；另一條是控制連接，用于傳送控制信息（命令和響應(yīng)），這種將命令和數(shù)據(jù)分開傳送的思想大大提高了FTP的效率，而其它客戶服務(wù)器應(yīng)用程序一般只有一條TCP連接。圖1給出了FTP的基本模型。客戶有三個構(gòu)件：用戶接口、客戶控制進程和客戶數(shù)據(jù)傳送進程。服務(wù)器有兩個構(gòu)件：服務(wù)器控制進程和服務(wù)器數(shù)據(jù)傳送進程。在整個交互的FTP會話中，控制連接始終是處于連接狀態(tài)的，數(shù)據(jù)連接則在每一次文件傳送時先打開后關(guān)閉。用戶接口 控制連接控制進程控制進程命令與應(yīng)答數(shù)據(jù)連接數(shù)據(jù)傳送進程數(shù)據(jù)傳送進程文件傳輸圖1 FTP的基本模型

FTP是TCP/IP的一種具體應(yīng)用，它工作在OSI模型的第七層，TCP模型的第四層上，即應(yīng)用層，使用TCP傳輸而不是UDP，這樣FTP客戶在和服務(wù)器建立連接前就要經(jīng)過一個被廣為熟知的“三次握手”的過程，它帶來的意義在于客戶與服務(wù)器之間的連接是可靠的，而且是面向連接，為數(shù)據(jù)的傳輸提供了可靠的保證。采用FTP協(xié)議可使 Internet用戶高效地從網(wǎng)上的FTP服務(wù)器下載大信息量的數(shù)據(jù)文件，將遠程主機上的文件拷貝到自己的計算機上。以達到資源共享和傳遞信息的目的。由于FTP的使用使得Internet上出現(xiàn)大量為用戶提供的下載服務(wù)器。Internet成為了一個巨型的軟件倉庫。FTP在文件傳輸中還支持斷點續(xù)傳功能，可以大幅度地減小CPU和網(wǎng)絡(luò)帶寬的開銷。

FTP需要2個端口，一個端口是控制連接端口，也即21端口，用于發(fā)送指令給服務(wù)器并等待服務(wù)器響應(yīng)；另一個端口是數(shù)據(jù)傳輸端口，端口號為20(僅PORT模式)，用于建立數(shù)據(jù)傳輸通道。

FTP的連接模式有2種：PORT和PASV。PORT模式是一個主動模式，PASV是被動模式，二者都是相對于服務(wù)器而言的。2.FTP運行原理

FTP的工作原理與其他許多網(wǎng)絡(luò)實用程序一樣，也是基于客戶/服務(wù)器模式?；ヂ?lián)網(wǎng)文件傳輸協(xié)議(File Transfer Protocol)標準是在FTC959說明的。該協(xié)議定義了一個在遠程計算機系統(tǒng)和本地計算機系統(tǒng)之間傳輸文件的標準。一般來說，要傳輸文件的用戶需先經(jīng)過認證以后才能登錄ftp服務(wù)器，訪問在遠程服務(wù)器的文件。大多數(shù)的FTP服務(wù)器往往提供一個guest的公共帳戶來允許沒有FTP服務(wù)器帳戶的用戶可以訪問該FTP服務(wù)器。一個FTP會話通常包括五個軟件元素的交互。就模型而言，從1973年以來并沒有什么變化。如圖2所示。

用戶接口用戶SPIUSERPI文件系統(tǒng)SDTPUDTP圖2 FTP協(xié)議模型

文件系統(tǒng)

在一個FTP會話中，會存在兩個獨立的網(wǎng)絡(luò)連接，一個是由兩端的PI使用的，另一個是由兩端的DTP使用的。PI之間的連接一般被稱作控制連接(control connection)，DTP之間的連接被稱作數(shù)據(jù)連接(data connection)。通常情況下，ftp服務(wù)器監(jiān)聽端口號21來等待控制連接建立請求，當客戶連接請求到達，會在客戶和ftp服務(wù)器之間建立一個控制連接。而數(shù)據(jù)連接端口號的選擇依賴于控制連接上的命令，通常是客戶發(fā)送一個控制消息來指定客戶需要建立一個數(shù)據(jù)連接來傳輸ftp數(shù)據(jù)（如下載/上載一個文件，顯示當前目錄的內(nèi)容等等，都需要建立數(shù)據(jù)連接來傳輸數(shù)據(jù)），在該消息中，指定了客戶監(jiān)聽并等待連接的端口號，而服務(wù)器從控制連接收到該命令，向客戶端發(fā)起一個連接請求到消息中指定的端口號，客戶端收到該請求以后就會建立一個數(shù)據(jù)連接。連接建立以后，服務(wù)器或客戶就會主動通過該連接發(fā)送數(shù)據(jù)（可能是要傳輸?shù)奈募?，也可能是用戶在命令行上發(fā)出的IS命令的輸出）。

二、系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 功能要求

本系統(tǒng)是一個在局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)的小型FTP文件傳輸服務(wù)器。主要實現(xiàn)的是FTP服務(wù)器端功能，包括：FTP服務(wù)日志，在線用戶的管理，統(tǒng)計客戶端信息還有客戶端上傳、下載、選擇數(shù)據(jù)傳輸模式、改變目錄等，并給出相應(yīng)的提示。2 主界面 程序界面主要包括服務(wù)器日志、在線用戶、統(tǒng)計信息、安全管理、菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄。如圖5所示。

圖5 服務(wù)器用戶界面 主要功能與實現(xiàn)

用CSocket類編制的服務(wù)器端的程序，其過程如下，其過程主要是： 創(chuàng)建CSocket對象。創(chuàng)建底層套接字Socket。

調(diào)用Listen，開始監(jiān)聽從客戶端發(fā)來的訪問請求。

如果收到請求，調(diào)用CAsyncSocket：：Accept()函數(shù)進行接收外理。建立CSocketFile對象，并且使該對象與CSocket對象具備一定的聯(lián)系。

建立Carchive對象，以便實現(xiàn)卸裝（接收）數(shù)據(jù)和存儲（發(fā)送）數(shù)據(jù)的目的地址。當然，該Carchive對象應(yīng)該與前面的CSocketFile對象建立聯(lián)系。

使用Carchive對象在客戶和服務(wù)器Socket之間傳遞數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)服務(wù)器Socket和客戶機Socket之間的通信。值得注意的是，一個給定的Carchive對象只能在單一的方向上傳遞數(shù)據(jù)：或者接收，或者發(fā)送。一般情況下，可能需要兩個Carchive對象來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳遞。

3.1菜單欄功能模塊

菜單攔包括：服務(wù)器，查看。

服務(wù)器菜單包括：開始，停止，用戶賬戶向?qū)?，用戶賬戶等功能。查看菜單包括：服務(wù)器日志，在線用戶，配置，統(tǒng)計，安全等功能。各項功能實現(xiàn)如下： 服務(wù)器功能：

(1)帳戶向?qū)В寒斈?登錄服務(wù)器時你需要一個有效的賬戶，用戶帳戶向?qū)⒁龑ㄟ^必要的步驟，創(chuàng)造一個新的用戶帳戶。并將其添加到用戶帳戶對話框，創(chuàng)建用戶名，如圖6所示。

圖6 用戶帳戶向?qū)Т翱?/p>

通過這個窗口你可以創(chuàng)建自己的用戶名以及密碼用以登陸FTP服務(wù)器，該部分功能實現(xiàn)代碼如下：

(2)用戶帳戶功能：這一功能主要是服務(wù)器端添加，修改和刪除用戶帳戶，設(shè)置目錄權(quán)限（使用添加按鈕以添加一個新目錄，其中選定的用戶帳戶已具有訪問權(quán)限，每小組目錄您可以設(shè)定不同的權(quán)限，例如你可以給所有權(quán)限到C:下載，但限制的權(quán)限為C :下載申請時，沒有權(quán)限指定的目錄，在這個目錄中它會自動阻止用戶要求上傳任何子目錄）。目錄屬性，當您添加的編輯目錄的用戶帳戶，目錄屬性對話框?qū)@示物理目錄（物理目錄是'真正'的路徑文件夾的名稱）。虛擬目錄（虛擬目錄是一個物理文件夾的別名，當用戶連接到您的FTP服務(wù)器，它將看到這個目錄名而不是真正的物理名稱）。設(shè)制服務(wù)端允許客戶端的權(quán)限，例如允許客戶端可以下載，上傳，重命名哪些服務(wù)器端的文件內(nèi)容。例如用戶123將： E:盤設(shè)為許可目錄，客戶端就可以隨時下載，上傳E：盤里面的內(nèi)容，如圖7所示。

圖7 用戶帳戶窗口

3.2 查看功能模塊

(1)服務(wù)器日志模塊的功能：在此屏幕，記錄客戶端與服務(wù)器端的連接信息以及傳輸信息，當客戶端登陸服務(wù)器時服務(wù)器日志會顯示是否與服務(wù)器連接成功，當客戶端要上傳文件或是下載文件成功時會記錄服務(wù)器和FTP客戶端的詳細資料，從而有助于您追蹤服務(wù)器與客戶端之間所有的通訊訊息，數(shù)目之間的方括號[ ]是線程ID，如圖8所示。

圖8 服務(wù)器日志窗口

(2)在線用戶模塊的功能：通過服務(wù)器來查看在線客戶端的用戶名，用戶IP地址，用戶登陸時間等信息，如圖9所示。

圖9 在線用戶窗口

(3)配置模塊的功能：配置FTP服務(wù)器所有的設(shè)置。默認服務(wù)器端口為21，可以同時連接最多用戶數(shù)，客戶端與服務(wù)器端連接時間（當客戶端已閑置的具體時間，它會自動斷開），歡迎信息（當客戶端連接到服務(wù)器時將會顯示該文本），再見訊息（文本將顯示當一個客戶端從服務(wù)器斷開時）其他設(shè)置，F(xiàn)TP服務(wù)器在Windows下啟動，啟動最小化在系統(tǒng)盤，并在啟動時自動激活服務(wù)器。用戶還可以將用戶各種信息都記錄在服務(wù)器日志里，如圖10所示。

圖10 配置界面

三、實驗結(jié)論

本次實驗實現(xiàn)了一個基于FTP協(xié)議的服務(wù)器系統(tǒng)，基本完成了FTP服務(wù)器所需的大多數(shù)功能。用戶能夠選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸模式，對指定的文件進行上傳下載。通過該程序的開發(fā)，涵蓋了一個FTP服務(wù)器所應(yīng)該具有的功能，能夠解釋一般的FTP命令，符合相應(yīng)的規(guī)范。

四、參考文獻

[1]蔡勇.FTP服務(wù)器技術(shù)研究及實現(xiàn)[D].電子科技大學,2005.[2]王占軍,王偉,趙志剛.基于FTP協(xié)議的文件傳輸組件設(shè)計與實現(xiàn)[J].沈陽師范大學學報(自然科學版),2012,03:375-377.[3]吳珂,盧秉亮,張磊.基于FTP協(xié)議客戶端軟件的實現(xiàn)[J].沈陽航空工業(yè)學院學報,2006,04:39-42.五、源代碼

// stdafx.cpp : source file that includes just the standard includes // FTPServer.pch will be the pre-compiled header // stdafx.obj will contain the pre-compiled type information

#include “stdafx.h” CString BrowseForFolder(HWND hWnd, LPCSTR lpszTitle, UINT nFlags){ // We're going to use the shell to display a

// “Choose Directory” dialog box for the user.CString strResult = “";

LPMALLOC lpMalloc;

if(::SHGetMalloc(&lpMalloc)!= NOERROR){

// failed to get allocator

return strResult;

}

char szBuffer[_MAX_PATH];char szDisplayName[_MAX_PATH];

BROWSEINFO browseInfo;browseInfo.hwndOwner = hWnd;// set root at Desktop browseInfo.pidlRoot = NULL;

browseInfo.pszDisplayName = szDisplayName;browseInfo.lpszTitle = lpszTitle;browseInfo.ulFlags = nFlags;browseInfo.lpfn = NULL;browseInfo.lParam = 0;

LPITEMIDLIST lpItemIDList;

if((lpItemIDList = ::SHBrowseForFolder(&browseInfo))!= NULL){

// Get the path of the selected folder from the item ID list.if(::SHGetPathFromIDList(lpItemIDList, szBuffer))

{

// At this point, szBuffer contains the path the user chose.if(szBuffer[0] == '