最新FTP协议解析课程设计报告资料.docx

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最新FTP协议解析课程设计报告资料

FTP协议实验报告

●实验目的

1、在Linux系统上完成一个文件传输协议（FTP）的简单实现。

2、深入理解FTP协议的原理和协议细节。

3、学会利用Socket接口设计实现简单应用层协议。

4、掌握TCP/IP网络应用程序的基本设计方法和实现技巧。

●实验原理

1、FTP协议

FTP是FileTransferProtocol，即文件传输协议的缩写。

该协议用于在两台计算机之间传送文件。

FTP会话包括了两个通道，一个是控制通道，一个是数据通道。

控制通道是和FTP服务器进行沟通的通道，连接FTP服务器，发送FTP指令；数据通道则是和FTP服务器进行文件传输或者获取文件列表的通道。

FTP协议中，控制连接的各种指令均由客户端主动发起，而数据连接有两种工作方式：

主动方式（PORT方式）和被动方式（PASV方式）。

主动方式下，FTP客户端首先和FTP服务器的控制通道对应端口（一般为21）建立连接，通过控制通道发送命令，客户端需要接收数据的时候在这个通道上发送PORT命令。

PORT命令包含了客户端用什么端口（一个大于1024的端口）接收数据。

在传输数据的时候，FTP服务器必须和客户端建立一个新的连接，服务器通过自己的TCP20端口发送数据。

被动方式下，建立控制通道的过程和主动方式类似，当客户端通过这个通道发送PASV命令的时候，FTPserver打开一个位于1024-5000之间的随机端口并且通知客户端，然后客户端与服务器之间将通过这个端口进行数据的传送。

2、socket编程

（1）什么是Socket

　　Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程。

网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。

（2）Socket的建立

为了建立Socket，程序可以调用Socket函数，该函数返回一个socket描述符。

Socket描述符是一个指向内部数据结构的指针，它指向描述符表入口。

调用Socket函数时，socket执行体将建立一个Socket，实际上"建立一个Socket"意味着为一个Socket数据结构分配存储空间。

Socket执行体为你管理描述符表。

两个网络程序之间的一个网络连接包括五种信息：

通信协议、本地协议地址、本地主机端口、远端主机地址和远端协议端口。

Socket数据结构中包含这五种信息。

socket函数原型为：

intsocket（intdomain,inttype,intprotocol）;

domain：

指明所使用的协议族，通常为PF_INET，表示互联网协议族（TCP/IP协议族）；

type：

指定socket的类型为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM，Socket接口还定义了原始Socket（SOCK_RAW），允许程序使用低层协议；

protocol：

通常赋值"0"。

返回：

整型socket描述符。

（3）Socket配置

　　无连接socket的客户端和服务端以及面向连接socket的服务端通过调用bind函数来配置本地信息。

Bind函数将socket与本机上的一个端口相关联，随后你就可以在该端口监听服务请求。

Bind函数原型为：

intbind（intsockfd,structsockaddr_in*my_addr,intaddrlen）;

Sockfd：

调用socket函数返回的socket描述符

my_addr：

一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针

addrlen：

常被设置为sizeof（structsockaddr）。

structsockaddr_in结构类型是用来保存socket信息的：

structsockaddr_in{

　　shortintsin_family;/*地址族*/

　　unsignedshortintsin_port;/*端口号*/

　　structin_addrsin_addr;/*IP地址*/

　　unsignedcharsin_zero[8];/*填充0以保持与structsockaddr同样大小*/

};

sin_zero：

用来将sockaddr_in结构填充到与structsockaddr同样的长度，可以用bzero（）或memset（）函数将其置为零。

使用bind函数时，可以用下面的赋值实现自动获得本机IP地址和随机获取一个没有被占用的端口号：

　　my_addr.sin_port=0;/*系统随机选择一个未被使用的端口号*/

　　my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/*填入本机IP地址*/

通过将my_addr.sin_port置为0，函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。

同样，通过将my_addr.sin_addr.s_addr置为INADDR_ANY，系统会自动填入本机IP地址。

Bind（）函数在成功被调用时返回0；出现错误时返回"-1"并将errno置为相应的错误号。

需要注意的是，在调用bind函数时一般不要将端口号置为小于1024的值，因为1到1024是保留端口号，你可以选择大于1024中的任何一个没有被占用的端口号。

（4）连接建立

无连接协议从不建立直接连接。

面向连接的服务器也从不启动一个连接，它只是被动的在协议端口监听客户的请求。

Listen函数使socket处于被动的监听模式，并为该socket建立一个输入数据队列，将到达的服务请求保存在此队列中，直到程序处理它们。

intlisten（intsockfd，intbacklog）;

Sockfd：

Socket系统调用返回的socket描述符

backlog：

指定在请求队列中允许的最大请求数，进入的连接请求将在队列中等待accept（）。

如果一个服务请求到来时，输入队列已满，该socket将拒绝连接请求，客户将收到一个出错信息。

返回：

当出现错误时listen函数返回-1，并置相应的errno错误码。

accept（）函数让服务器接收客户的连接请求。

在建立好输入队列后，服务器就调用accept函数，然后睡眠并等待客户的连接请求。

　　intaccept（intsockfd,void*addr,int*addrlen）;

sockfd：

被监听的socket描述符；

addr：

通常是一个指向sockaddr_in变量的指针，该变量用来存放提出连接请求服务的主机的信息（某台主机从某个端口发出该请求）；

addrten：

通常为一个指向值为sizeof（structsockaddr_in）的整型指针变量；

返回：

出现错误时accept函数返回-1并置相应的errno值。

（5）结束传输

　　当所有的数据操作结束以后，你可以调用close（）函数来释放该socket，从而停止在该socket上的任何数据操作：

close（sockfd）;

●实验内容

在Linux系统上使用Socket接口实现FTP客户端和服务器的程序，使客户端可以连接至服务器，并且可以进行一些FTP的基本操作，如列出目录、下载文件等。

从FTP协议的实现角度来看，客户端与服务器的命令通道和数据通道需要分享，同时应该支持以下一些FTP命令：

get：

取远方的一个文件。

put：

传给远方一个文件。

pwd：

显示远方当前目录。

dir：

列出远方当前目录。

cd：

改变远方当前目录。

?

：

显示你提供的命令

quit：

退出返回

●实验过程

1、实现服务器端

（1）全局变量

为了记录缓冲区大小、当前目录、当前工作路径、帮助信息而定义了以下几个全局变量：

#definedataLen1024//缓冲区大小

charcurrentDirPath[200];//当前工作目录的绝对路径

charcurrentDirName[30];//当前目录的名称

charhelp[]="getgetafilefromserver\n

putuploadafiletoserver\n

pwddisplaythecurrentdirectoryofserver\n

dirdisplaythefilesinthecurrentdirectoryofserver\n

cdchangethedirectoryofserver\n

?

displaythewholecommandwhichequals'help'\n

quitreturn\n";//帮助信息

（2）函数

在服务器端实现了以下几个函数：

char*getDirName（char*dirPathName）;//根据当前工作目录的绝对路径得到当前目录名称

voidcmd_pwd（intsock）;//处理pwd命令

voidcmd_dir（intsock）;//处理dir命令

voidcmd_cd（intsock,char*dirName）;//处理cd命令

voidcmd_help（intsock）;//处理?

命令

voidcmd_get（intsock,char*fileName）;//处理get命令

voidcmd_put（intsock,char*fileName）;//处理put命令

（3）主函数的实现：

先建立数据通道和命令通道，然后监听，若有客户端连上，则建立一个子进程，先向客户端发送帮助信息，然后根据客户端的命令来调用上述各函数来处理。

intmain（intargc,char*argv[]）{

intsock;//服务器用于监听的数据通道

intsockmsg;//服务器用于监听的命令通道

charclient_cmd[10];//客户端出发的命令

charcmd_arg[20];//客户端输入的文件或目录名，用在cd,put,get命令中

structsockaddr_inserver;//服务器数据通道的信息

structsockaddr_inservermsg;//服务器命令通道的信息

intdatasock;//用于通信的数据通道

intmsgsock;//用于通信的命令通道

pid_tchild;//client子进程

sock=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;//创建用于传数据的套接字sockmsg=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;//创建用于传消息的套接字

intopt=1,opt2=1;

setsockopt（sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof（opt））;//实现sock的重用

setsockopt（sockmsg,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt2,sizeof（opt2））;//实现sockmsg的重用

if（sock<0||sockmsg<0）{//socket创建失败

perror（"openingstreamsocket"）;

exit

（1）;

}

memset（&server,0,sizeof（server））;

server.sin_family=AF_INET;//设置协议族

server.sin_addr.s_addr=htonl（INADDR_ANY）;