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1、使用Socket通信实现FTP客户端程序FTP概述文件传输协议（FTP）作为网络共享文件的传输协议，在网络应用软件中具有广泛的应用。 FTP的目标是提高文件的共享性和可靠高效地传送数据。在传输文件时，FTP客户端程序先与服务器建立连接，然后向服务器发送命令。服务器收 到命令后给予响应，并执行命令。FTP协议与操作系统无关，任何操作系统上的程序只要 符合FTP协议，就可以相互传输数据。本文主要基于LINUX平台，对FTP客户端的实 现原理进行详尽的解释并阐述如何使用C语言编写一个简单的FTP客户端。FTP协议相比其他协议，如HTTP协议，FTP协议要复杂一些。与一般的C/S应用不同点在于一 般的
2、C/S应用程序一般只会建立一个Socket连接，这个连接同时处理服务器端和客户端 的连接命令和数据传输。而FTP协议中将命令与数据分开传送的方法提高了效率。FTP使用2个端口，一个数据端口和一个命令端口（也叫做控制端口）。这两个端口一般 是21 （命令端口）和20 （数据端口）。控制Socket用来传送命令，数据Socket是 用于传送数据。每一个FTP命令发送之后，FTP服务器都会返回一个字符串，其中包括 一个响应代码和一些说明信息。其中的返回码主要是用于判断命令是否被成功执行了。命令端口一般来说，客户端有一个Socket用来连接FTP服务器的相关端口，它负责FTP命令的 发送和接收返回的响
3、应信息。一些操作如登录”、“改变目录”、“删除文件”，依靠这个连接发 送命令就可完成。数据端口对于有数据传输的操作，主要是显示目录列表，上传、下载文件，我们需要依靠另一个 Socket来完成。如果使用被动模式，通常服务器端会返回一个端口号。客户端需要用另开一个Socket来 连接这个端口，然后我们可根据操作来发送命令，数据会通过新开的一个端口传输。如果使用主动模式，通常客户端会发送一个端口号给服务器端，并在这个端口监听。服务器 需要连接到客户端开启的这个数据端口，并进行数据的传输。下面对FTP的主动模式和被动模式做一个简单的介绍。主动模式（PORT）主动模式下，客户端随机打开一个大于1024的
4、端口向服务器的命令端口 P,即21端口， 发起连接，同时开放N +1端口监听，并向服务器发出“port N+1”命令，由服务器从它自 己的数据端口(20)主动连接到客户端指定的数据端口(N+1)。FTP的客户端只是告诉服务器自己的端口号，让服务器来连接客户端指定的端口。对于客 户端的防火墙来说，这是从外部到内部的连接，可能会被阻塞。被动模式(PASV)为了解决服务器发起到客户的连接问题，有了另一种FTP连接方式，即被动方式。命令连 接和数据连接都由客户端发起，这样就解决了从服务器到客户端的数据端口的连接被防火墙 过滤的问题。被动模式下，当开启一个FTP连接时，客户端打开两个任意的本地端口 (N
5、 1024和 N+1)。第一个端口连接服务器的21端口，提交PASV命令。然后，服务器会开启一个任意的端 口(P 1024 )，返回如 “227 ent ering passive mode (127,0,0,1,4,18)它返回了 227 开 头的信息，在括号中有以逗号隔开的六个数字，前四个指服务器的地址，最后两个，将倒数 第二个乘256再加上最后一个数字，这就是FTP服务器开放的用来进行数据传输的端 口。如得到 227 entering passive mode (h1,h2,h3,h4,p1,p2),那么端口号是 p1*256+p2, ip地址为h1.h2.h3.h4。这意味着在服务器上
6、有一个端口被开放。客户端收到命令取得端口 号之后，会通过N+1号端口连接服务器的端口 P,然后在两个端口之间进行数据传输。主要用到的FTP命令FTP每个命令都有3到4个字母组成，命令后面跟参数，用空格分开。每个命令都以 rn结束。要下载或上传一个文件，首先要登入FTP服务器，然后发送命令，最后退出。这个过程中， 主要用至I的命令有 USER、PASS、SIZE、REST、CWD、RETR、PASV、PORT、QUIT。USER:指定用户名。通常是控制连接后第一个发出的命令。“USER gaoleyirn”：用户名 为gaoleyi登录。PASS:指定用户密码。该命令紧跟USER命令后。“PAS
7、S gaoleyirn”：密码为gaoleyi。SIZE:从服务器上返回指定文件的大小。“SIZE file.txtrn”：如果file.txt文件存在，则返回 该文件的大小。CWD:改变工作目录。如：“CWD dirnamern”。PASV:让服务器在数据端口监听，进入被动模式。如：“PASVrn”。PORT:告诉FTP服务器客户端监听的端口号，让FTP服务器采用主动模式连接客户端。 如：“PORT h1,h2,h3,h4,p1,p2”。RETR:下载文件。“RETR file.txtrn”：下载文件 file.txt。STOR:上传文件。“STOR file.txtrn”：上传文件 fil
8、e.txt。REST:该命令并不传送文件，而是略过指定点后的数据。此命令后应该跟其它要求文件传 输的FTP命令。“REST 100rn”：重新指定文件传送的偏移量为100字节。QUIT:关闭与服务器的连接。FTP响应码客户端发送FTP命令后，服务器返回响应码。响应码用三位数字编码表示：第一个数字给出了命令状态的一般性指示，比如响应成功、失败或不完整。第二个数字是响应类型的分类，如2代表跟连接有关的响应，3代表用户认证。第三个数字提供了更加详细的信息。第一个数字的含义如下：1表示服务器正确接收信息，还未处理。2表示服务器已经正确处理信息。3表示服务器正确接收信息，正在处理。4表示信息暂时错误。5
9、表示信息永久错误。第二个数字的含义如下：0表示语法。1表示系统状态和信息。2表示连接状态。3表示与用户认证有关的信息。4表示未定义。5表示与文件系统有关的信息。Socket编程的几个重要步骤Socket客户端编程主要步骤如下:1. socket()创建一个 Socket2. connect()与服务器连接3. write()和read()进行会话4. close()关闭 SocketSocket服务器端编程主要步骤如下:1. socket()创建一个 Socket2. bind()3. listen()监听4. accept()接收连接的请求5. write()和read()进行会话6. cl
10、ose()关闭 Socket实现FTP客户端上传下载功能下面让我们通过一个例子来对FTP客户端有一个深入的了解。本文实现的FTP客户端有 下列功能：1. 客户端和FTP服务器建立Socket连接。2. 向服务器发送USER、PASS命令登录FTP服务器。3. 使用PASV命令得到服务器监听的端口号，建立数据连接。4. 使用RETR/STOR命令下载/上传文件。5. 在下载完毕后断开数据连接并发送QUIT命令退出。本例中使用的FTP服务器为filezilla。在整个交互的过程中，控制连接始终处于连接的状 态，数据连接在每传输一个文件时先打开，后关闭。客户端和FTP服务器建立Socket连接当客户
11、端与服务器建立连接后，服务器会返回220的响应码和一些欢迎信息。图1.客户端连接到服务器端接到FTP服务器，接收欢迎信息SOCKET control_sock;struct hostent *hp;struct sockaddr_in server;memset(&server, 0, sizeof(struct sockaddr_in);/* 初始化 socket */control_sock = socket(AF_iNET, sock_stream, 0);hp = gethostbyname(server_name);memcpy(&server.sin_addr, hp-h_addr
12、, hp-h_length); server.sin_family = AF_INET;server.sin_port = htons(port);/*连接到服务器端*/connect(control_sock,(struct sockaddr *)&server, sizeof(server);/*客户端接收服务器端的一些欢迎信息*/read(control_sock, read_buf, read_len);客户端登录FTP服务器当客户端发送用户名和密码，服务器验证通过后，会返回230的响应码。然后客户端就可 以向服务器端发送命令了。图2.客户端登录FTP服务器T Tim已Eend()US
13、E尺 username r nr:recvQiendQPASS password r ti:recvQ清单2.客户端发送用户名和密码，登入FTP服务器/* 命令USER usernamern */sprintf(send_buf,USER %srn,username);/*客户端发送用户名到服务器端*/write(control_sock, send_buf, strlen(send_buf);/*客户端接收服务器的响应码和信息，正常为331 User name okay, need password. */ read(control_sock, read_buf, read_len);/*
14、命令PASS passwordrn */sprintf(send_buf,PASS %srn,password);/*客户端发送密码到服务器端*/write(control_sock, send_buf, strlen(send_buf);/*客户端接收服务器的响应码和信息，正常为230 User logged in, proceed. */ read(control_sock, read_buf, read_len);客户端让FTP服务器进入被动模式当客户端在下载/上传文件前，要先发送命令让服务器进入被动模式。服务器会打开数据端 口并监听。并返回响应码227和数据连接的端口号。图3.客户端让
15、服务器进入被动模式清单3.让服务器进入被动模式，在数据端口监听/* 命令 ”PASVrn” */sprintf(send_buf,PASVrn);/*客户端告诉服务器用被动模式*/write(control_sock, send_buf, strlen(send_buf);/*客户端接收服务器的响应码和新开的端口号，* 正常为227 Entering passive mode () */ read(control_sock, read_buf, read_len);客户端通过被动模式下载文件当客户端发送命令下载文件。服务器会返回响应码150，并向数据连接发送文件内容。图4.客户端从FTP服务器端下载文件清单4.客户端连接到FTP服务器的数据端口并下载文件/*连接服务器新开的数据端口 */connect(data_sock,(struct sockaddr *)&server, sizeof(server);/* 命令CWD dirnamern */spri
