Linux平台下FTP客户端的设计思路

冯媛媛　刘建科

摘要；近年来，互联网在全球范围内的发展和普及，人们得以更方便地共享网络资源。FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是支持网络中文件传输的标准协议。本文首先分析FTP，介绍了FTP工作原理。在此基础上，利用C语言进行一个简单的设计思路。

关键词：客户端；服务器；文件传输协议；数据传输

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）07-0043-02

互联网在全球范围内的发展和普及，方便更快捷的共享网络资源，由此可见，开发Linux平台下的Mini FTP客户端具有重要的现实意义

1FTP总体分析

文件传输协议（File Transfer Protocol，英文简写FTP）是支持网络中文件传输的标准协议。它属于网络协议组的应用层。FTP服务使用的是C/S模式，即FTP服务器和客户端的通信实际是点对点的通信。

FTP服务模型如图1。

注意：在整个FTP过程中数据连接是双向的，而且数据连接无需在整个时间存在。

在FTP过程中，各模块之间互相交互，共同实现FTP服务。它们在此期间充当的角色如下：

PI：协议解释器。用户、服务器分别关联着任务user-PI、server-PI。

服务器-PI：服务器协议解释器从端口L处“监听”，确认有无user-PI连接，形成控制通信连接。基于user-PI获得FTP指令，随后给予回应，对server-DTP进行控制。

用户-PI：用户协议解释器对其U端口至server-FTP过程进行管理，若此过程属于文件传输的一个组成，可以初始化FTP指令，接着控制user-DTP。

DTP：数据传输过程，与管理数据相连，存在主动、被动两种形式。

服务器-DTP；数据传输过程，通常表现为“主动”状态，形成具备“监听”端口的数据连接。考虑到传输与存储设置参数问题，应当由PI经指令传输数据。DTP处于“被动”状态时，接收信息，相比直接相连数据端口，作用更加理想。

用户-DTP：主要负责server-FTP过程的数据连接，传输时监控数据端口。若服务器间进行数据传输，那么user-DTP随之结束。

服务器-FTP过程：可以与user-FTP过程，或相关服务器协作，实现文件传输功能的过程，包含大量处理构建的集合，其核心部分是协议解释器（PI）与数据传输过程（DTP）。

用户-FTP过程；可以和1个及以上server-FTP过程协作，实现文件传输功能的集合。主要由但部分构成，分别是协议解释器、数据传输过程、用户界面。而对于用户界面，能够依靠本地语言呈现回应的对话。

FTP指令；FTP指令分为三类，访问控制指令，传输参数指令，FTP服务指令。访问控制指令指定访问控制标识符。各个数据传输参数均存在缺省值，只有通过缺省值的控制，才可以通过相关指令明确传输参数。FTP服务指令表示用户要求的文件传输与系统。

FTP回应：可以使数据传输请求、过程始终一致，也可以是用户进程直观确认服务器运行情况。

每个FTP回应均由3个数字以及相关文本组成。前者可以对下一步即将出现的状态进行确认，而后者能够主要呈现给真实用户。

回应码首个数字包含以下5个值。

1yz确认预备应答。及请求的操作处于初始化状态，后续指令处理前接受其他应答。

2yz确认完成回应。该操作执行完毕，能够重新进行请求。

3yz确认中间回应。获得质量，而操作遭到中止，此时可以获取其他信息。

4yz暂拒完成回应。指令尚未接受，操作也未执行，然而错误条件呈现出暂时状态，能够接着请求。

5yz拒绝完成应答。指令尚未接受，操作也未执行。

以下代表第二个数字相关的功能编码。

x0z语法——主要确认语法中的错误并给予标记。指令输入正常，但不具備相应功能；无用、没有执行的指令。

x1z信息——主要确认请求信息，包含状态、帮助等信息。

x2z连接——主要确认控制、数据连接状态。

x3z认证与帐户——主要确认登录操作与账户程序。

x4z保存。

x5z文件系统——主要确认服务器文件系统状态，和请求的传输、部分文件系统操作存在联系。

第三个数字在前者的基础上对功能类别进行了更全面的描述。

在整个FTP过程模型中，用户-PI首先按照Telnet协议控制连接。用户初始化期间，能够借助用户-PI生成有效的FTP指令，同时依靠控制连接发送至服务器过程。标准回应同样可以借此由服务器-PI传输至用户-PI。FTP指令能够给数据连接、文件系统操作（存储，下载等等）设置参数（数据端口、结构等）。用户-DTP必须通过特定数据端口进行“监听”，服务器原始数据连接，依靠合适的参数确保传输过程始终同步。在此强调一点，数据端口、初始化FTP指令需要的主机可以存在区别，然而，用户-FTP过程应当通过特定数据端口进行“监听”。同时，数据连接不仅包括传输，而且包含接收。

2FTP总体设计思路

基于上面对FTP协议模型的分析，设计程序流程、用户交互接口以及控制连接和数据连接的管理。

2.1用户FTP流程

整个程序流程图如图2。

2.2用户接口设计

用户接口主要是用来实现用户和程序的通信。本系统向用户提供的命令接口有：

2.3用户-Pl设计

在系统中，用户-PI的作用是将用户输入的指令进行解析，然后将指令翻译成标准的FTP指令通过控制连接发送给FTP服务器。在本系统中通过定义一个cmd结构体数组cmd_tab[]，列出了用户PI所能解析的命令。它将用户的命令cmd_name转化为cmd_handler处理函数。控制连接访问在本系统中是通过访问创建的socket套接字ftp_sock_fd来实现。

2.4用户-DTP设计

在系统中，用户-DTP负责在客户端和服务器进行数据传输，系统中通过函数initconn（）和dataconn（）创建数据连接，数据连接的套接字用变量data表示。而数据传输则通过函数ftp_send_and_resv（）对套接字data读写来实现。

3结束语

本论文分析了当前网络的发展状况，对FTP协议进行分析，在FTP工作原理上，简单的概括了开发Linux平台下的FTP客户端的设计思路。