本文链接：https://blog.csdn.net/weixin_42898819/article/details/81502058

FTP协议的C语言实现

https://blog.csdn.net/Zhu_Zhu_2009/article/details/82147473

一、FTP协议简介

FTP 是File Transfer Protocol（文件传输协议）的英文简称，而中文简称为“文传协议”。用于Internet上的控制文件的双向传输。同时，它也是一个应用程序（Application）。基于不同的操作系统有不同的FTP应用程序，而所有这些应用程序都遵守同一种协议以传输文件。在FTP的使用当中，用户经常遇到两个概念：”下载”（Download）和”上传”（Upload）。”下载”文件就是从远程主机拷贝文件至自己的计算机上；”上传”文件就是将文件从自己的计算机中拷贝至远程主机上。用Internet语言来说，用户可通过客户机程序向（从）远程主机上传（下载）文件。

二、FTP Server的用户分类及权限归属

在考虑FTP服务器安全性工作的时候，第一步要考虑的就是谁可以访问FTP服务器。以下有三种客户可以访问FTP Server：
一类是Real帐户。这类用户是指在FTP服务上拥有帐号。当这类用户登录FTP服务器的时候，其默认的主目录就是其帐号命名的目录。但是，其还可以变更到其他目录中去。如系统的主目录等等。
第二类帐户是Guest用户。在FTP服务器中，我们往往会给不同的部门或者某个特定的用户设置一个帐户。但是，这个账户有个特点，就是其只能够访问自己的主目录。服务器通过这种方式来保障FTP服务上其他文件的安全性。拥有这类用户的帐户，只能够访问其主目录下的目录，而不得访问主目录以外的文件。
第三类帐户是Anonymous（匿名）用户，这也是我们通常所说的匿名访问。这类用户是指在FTP服务器中没有指定帐户，但是其仍然可以进行匿名访问某些公开的资源。

三、写一个简单的ftp协议

下面我们写一个简单的匿名用户可以访问的ftp协议，前两种账户的功能我会在后续博客中逐一完善。在写一个ftp协议之前你需要了解以下几点：

1. ftp作为一个服务器端和客户端相互传输文件的协议，我们在写的时候就要分别写服务器端程序server_ftp.py和客户端程序client_ftp.py。

2. 我们要实现多个客户端可以同时访问服务器端，所以要通过多线程的方式来使得多个客户端访问，在这里我们服务器端通过socketserver来写。

3. 最后通过将一个txt文件通过客户端上传到服务器端来验证所写代码的准确性。在下面的代码中我会详细备注每条语句完成的功能。

客户端代码：

import socket  #导入socket模块，用来实现socket通信
import os      #导入os模块，主要用来调用系统命令,获得路径
import json    #导入json模块，将字符串形式的json数据转化为字典，也可以将Python中的字典数据转化为字符串形式的json数据

class FtpClient(object ):  
    def __init__(self):
        self.client=socket.socket() #声明客户端利用socket通信

    def help(self):     #写一个打印一些指令的帮助信息函数，
        msg='''
        ls
        pwd
        cd../..
        get filename
        put filename
        '''

    def connect(self,ip,port):   #定义一个连接服务器函数，调用client.connect()方法，连接服务器端
        self.client.connect((ip,port))


    def interactive(self):  #定义一个与服务器交互的函数
        while True:
            cmd=input('>>').strip() #用户在客户端输入指令，strip()去掉用户输入指令的空格和换行符
            if len(cmd)==0:continue
            cmd_str=cmd.split()[0]  #拆分指令的第一个字符赋给cmd_str，永远都是指令help()
            #反射 
            if hasattr(self,'cmd_%s'%cmd_str ): #hasattr() 函数用于判断对象是否包含对应的属性
                func=getattr(self,'cmd_%s'%cmd_str)  # 函数用于返回一个对象属性值
                func(cmd)  #取到help中的指令 ls,pwd,get ,put。然后传入后面的 filename,这样后面的函数名字就叫做cmd_put  cmd_get...
            else:
                self.help()


    def cmd_put(self,*args): #写一个通过客户端上传文件的函数，*args为了接收更多数据
        #上传一个文件
        cmd_split= args[0].split() #将传入的第一个参数赋值给cmd_split，变为列表
        if len(cmd_split)>1:  #这里大于1 因为最后我们输入put filename.txt进行验证，由于存在put所以大于1
            filename=cmd_split[1]
            if os.path.isfile(filename): #判断要上传的文件是否存在
                filesize=os.stat(filename).st_size  #获取文件大小

                #发送文件大小，文件名，进行的操作(这里我们默认put上传数据)给服务器，所以写成json字典形式，需要扩展直接在这加
                msg_dic={
                    'action':'put',
                    'filename':filename,  
                    'size':filesize
                }
                self.client.send(json.dumps(msg_dic).encode('utf-8'))#发给服务器端，json.dumps()字典转换为json格式
                server_response=self.client.recv(1024) #等待服务器响应
                f=open(filename ,'rb') #打开文件，发送给服务器
                for i in f:
                    self.client.send(i)
                else:
                    print('文件传输完毕')
                    f.close()
            else:
                print(filename ,'is not exist')

    def cmd_get(self):  #定义一个从服务器下载文件函数，这里和上面大同小异，先不写
        pass

ftp=FtpClient() #实例化
ftp.connect('localhost',9999)  #连接服务器端口
ftp.interactive()  #调用和服务器交互函数

服务器端代码

import socketserver  #利用socketserver来写
import json ,os
#自己写一个请求处理类,继承BaseRequestHandler
class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):

    def put(self,*args):
        #接收客户端文件
        cmd_dic=args[0] 
        filename=cmd_dic['filename'] #获取文件名
        filesize=cmd_dic['size']     #获取文件大小
        if os.path.isfile(filename ):  #如果已经存在上传文件，新建一个文件
            f=open(filename+'.new','wb')
        else:
            #如果不存在 给客户端响应上传
            f=open(filename ,'wb')
        self.request.send(b'200 ok')  #响应客户端
        received_size=0
        while received_size < filesize :   #循环接收文件
            data=self.request.recv(1024)
            f.write(data)
            received_size +=len(data)
        else:
            print('file[%s] has overload..'%filename )  #文件传输完成


    #跟客户端的交互在handle中
    def handle(self):
        while True :
            try:
                self.data=self.request.recv(1024).strip()
                #format格式化 打印客户端ip地址
                print('{}wrote:'.format(self.client_address[0]))  
                print(self.data)

                cmd_dic=json.loads(self.data.decode())#json字符串转为字典
                action=cmd_dic['action']   #获取进行的操作 这里默认是put
                #反射
                if hasattr(self,action ):  #判断put操作是否存在
                    func=getattr(self ,action )
                    func(cmd_dic)

            except ConnectionResetError as e:
                print(e)
                break

if __name__ =='__main__':
    HOST,POST='localhost',9999
    # 实例化TCPServer
    server=socketserver.ThreadingTCPServer((HOST,POST),MyTCPHandler )  #ThreadingTCPServer：多线程，多个客户端可以请求
    #这样此服务器就可以让多个客户端连接 
    #处理多个请求
    server.serve_forever()

运行结果

我们把需要测试的文件lianxiren.txt放在客户端目录下，先运行服务器，在运行客户端，并且输入put lianxiren.txt 可以发现文件传输完成，在服务器的文件夹中会发现传输过去的txt文件。

C语言实现被动模式下，FTP客户端从FTP服务器下载文件

• 1、搭建FTP服务器

  • 此处用到的FTP服务器是在Win10系统下搭建的，具体服务器搭建与配置过程可参照另一篇我写的文章《Win10搭建FTP服务器详细教程》，本文中用到的FTP命令里的传递参数举例皆与上面提到的FTP服务器配置匹配。
    
    

• 2、名词解释

  • 1、FTP协议

    • FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议） 是 TCP/IP 协议组中的协议之一。FTP协议包括两个组成部分，其一为FTP服务器，其二为FTP客户端。其中FTP服务器用来存储文件，用户可以使用FTP客户端通过FTP协议访问位于FTP服务器上的资源。

  • 2、被动模式（Passive）

    • FTP服务器收到PASV命令后，随机打开一个高端端口P（端口号大于1024）并且通知客户端在这个端口上传送数据的请求，客户端连接FTP服务器此端口，通过三次握手建立通道，然后FTP服务器将通过这个端口进行数据的传送。

  • 3、命令通道（Command Socket）

    • 客户端打开一个本地端口N（N > 1024）用来连接FTP服务器的 21 端口，建立命令通道，它负责 FTP 命令的发送和接收服务器返回的响应信息。

  • 4、数据通道（Data Socket）

    • 对于有数据传输的操作，比如传输下载文件，我们需要建立另一个数据通道来完成。进入被动模式后，服务器会打开一个端口P（P > 1024），此时客户端会打开一个新的端口（N + 1）去连接服务器的端口P，此通道负责传输文件数据。
      
      

• 3、主要用到的FTP命令和对应的FTP响应码

  • 1、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 "\r\n"结束。

  • • USER：“USER xiaokeai\r\n”    → 用户名为：xiaokeai
    • PASS：“PASS 123456\r\n”      → 密码为：123456
    • TYPE：“TYPE I\r\n”         → 设置传输方式为二进制模式：I
    • SIZE：“SIZE /AC1/APP.bin\r\n”      → 获取APP.bin这文件的大小，文件路径：/AC1/APP.bin
    • PASV："PASV\r\n "         → 让服务器进入被动模式
    • RETR：“RETR /AC1/APP.bin \r\n”   → 下载命令，文件路径：/AC1/APP.bin
    • QUIT：“QUIT\r\n”           → 退出FTP服务器命令

  • 2、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。

  • • 220：“220 Microsoft FTP Service”             → 命令通道已连接，服务器发送欢迎信息
    • 331：”331 Password required”                → 用户名正确，请求密码
    • 230：”230 User logged in.”                   → 用户已登录
    • 200：”200 Tpye set to I.”                 → 文件传输模式已改为二进制模式
    • 213：”213 7968”                     → APP.bin文件大小为：7968个字节
    • 227：”227 Entering Passive Mode (192,168,1,110,19,190).”  → 服务器IP：192.168.1.110
                                   服务器数据端口号：19 * 256 + 190 = 5054
    • 125：”125 Data connection already open; Transfer starting.” → 数据连接已建立，开始传输数据
    • 226：”226 Transfer complete.”              → 数据传输完毕，提示客户端断开数据连接
    • 221：”221 Transfer complete.”              → 提示客户端断开命令连接
      
      

• 4、Socket 编程的几个重要步骤

  • socket( );   → 服务器/客户端打开一个端口
  • connect( );   → 创建一个命令/数据通道连接
  • listen( );   → 监听
  • close( );   → 断开命令/数据通道连接
    
    

• 5、实现被动模式下，FTP客户端从FTP服务器下载文件

  • 1、客户端和服务器建立命令通道连接

    • 客户端端口N和服务器端口21建立命令通道连接后，服务器返回“220…”欢迎信息
      

  • 2、客户端登陆FTP服务器

    • 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。
      

  • 3、客户端设置文件传输方式，获取文件信息

    • 客户端发送TYPE命令设置文件传输方式为二进制，再发送SIZE命令获取待下载文件的大小（单位字节）
      

  • 4、客户端让FTP服务器进入被动模式，建立数据通道连接

    • 客户端在下载文件前，要先发送PASV命令让服务器进入被动模式。进入被动模式后，服务器会打开数据端口P > 1024并监听，并返回响应码 227，227响应信息里包含服务器IP和端口号P的信息，客户端打开端口N + 1，与服务器端口P建立数据通道连接。
      

  • 5、客户端通过被动模式下载文件

    • 建立数据通道连接后，客户端向服务器发送RETR命令下载文件，服务器会返回125响应码，并开始通过数据通道向客户端发送文件内容。
      

  • 6、下载完成，客户端退出服务器

    • 当客户端下载完成后，服务器会发226响应码，客户端断开数据通道连接，然后服务器会发221响应码，客户端再断开命令通道连接。
      

• 6、部分代码展示

  • 213响应解析函数，获取下载文件大小

    //举例：”213 7968”
    uint8 Get_213_FileSize(char *arg)
    {
    	uint16 n;
    	char* tok = 0;
        tok = strtok(arg, " ");
    	tok = strtok(NULL, "\r\n");
    	
    	File_Size = atoi32(tok, 10);
    	printf(" File_Size is : %d byte\n", File_Size);
    	return 1;
    }
    

  • 227响应解析函数，获取服务器 IP 和端口号 P

    //227 Entering passive mode (h1,h2,h3,h4,p1,p2)
    uint8 Get_227_IpPort(char *arg)
    {
    	int i;
    	int j = 0;
      	char* tok = 0;
      	strtok(arg, "(");														//去掉括号以前的字符串，留下h1,h2,h3,h4,p1,p2)
    	
    	//获取 IP
      	for(i = 0; i < 4; i++)
        {
    		if(i == 0) 
    		{
    			tok = strtok(NULL, ",\r\n");									//取 h1
    		}
    		else   
    		{
    			tok = strtok(NULL, ",");										//分别取 h2, h3, h4
    		}	
    		ftp_data_ip[i] = (uint8_t)atoi16(tok, 10);
    		
    		if(!tok)
    	    {
    			printf(" bad ipport : %s\r\n", arg);
    		    return 0;
    	    }
        }
    	
    	//获取端口号 port
    	j = 0;
    	ftp_data_port = 0;
    	for (i = 0; i < 2; i++)
    	{
    		if(j == 0)
    		{
    			tok = strtok(NULL, ",");
    			ftp_data_port = (atoi16(tok, 10) << 8);
    			j++;
    		}
    		else   
    		{
    			tok = strtok(NULL, ",");
    			tok = strtok(tok, ")");
    			ftp_data_port += (uint16_t)(atoi16(tok, 10) & 0xff);
    		} 
    		
    	    if(!tok)
    		{
    			 printf(" bad ipport : %s\r\n", arg);
    			 return 0;
    	    }
    	}
      	printf(" ip : %d.%d.%d.%d, port : %d\r\n", ftp_data_ip[0], ftp_data_ip[1], ftp_data_ip[2], ftp_data_ip[3], ftp_data_port);
      	return 1;
    }
    

  • 服务器响应数据的接收函数

     void proc_ftpconrol(char * buf)
    {
    	uint16_t Responses;
    	uint8_t dat[30]={0,};
    	memset(dat,0,30);
    	Responses = (buf[0] - '0') * 100 + (buf[1] - '0') * 10 + (buf[2] - '0');
    	printf(" Responses : %d\r\n", Responses);
    	switch(Responses)
    	{
    		case 220:																//连上服务器之后，接收到服务器发送的220 欢迎文字
    			printf("\r\n Input your User ID > ");
    			sprintf((char*)dat, "USER %s\r\n", "xiaokeai");							
      			printf("\r\n");
    			send(SOCK_FTP_CTRL, (uint8_t *)dat, strlen((const char*)dat));		//用USER命令发送用户名
    			break;
    	
    		case 331:																//服务器接收到用户名，返回331状态
    			printf("\r\n Input your Password > ");
      			sprintf((char*)dat, "PASS %s\r\n", "123456");
     			printf("\r\n");
    			send(SOCK_FTP_CTRL, (uint8_t *)dat, strlen((const char*)dat));		//用PASS命令发送登录密码
      			break;
    	
    		case 230:																//服务器接收到密码后，返回230表示密码正确，返回530表示密码错误
      			printf("\r\n User logged in, proceed > ");
      			sprintf((char*)dat, "TYPE %c\r\n", TransferBinary);
    			printf("\r\n");
    			send(SOCK_FTP_CTRL, (uint8_t *)dat, strlen((const char*)dat));		//登陆成功后，再发送一条TYPE I命令，进入二进制模式，这样获取的文件数据的时候，就会以二进制字节流发送，避免以ASCII格式发送文件数据
      			break;
    	
    		case 200:																//服务器返回200
    			//如果服务器还没进入被动模式，此时表示设置二进制模式成功
    			printf("\n Get File Size...");
    			sprintf((char*)dat, "SIZE %s\r\n", "/AC1/APP.bin");							
    			printf("\r\n");
    			send(SOCK_FTP_CTRL, (uint8_t *)dat, strlen((const char*)dat));		//发送SIZE命令，获取下载文件的大小
      			break;
    		
    		case 213:																//接收SIZE命令，服务器返回 213 FileSize  （文件大小单位为字节，10进制数）
    			Get_213_FileSize(buf);
    			printf("\r\n Set Server To Passive Mode...");
    			sprintf((char*)dat, "PASV\r\n");
    			printf("\r\n");
    			send(SOCK_FTP_CTRL, (uint8_t *)dat, strlen((const char*)dat));	 	//发送PASV命令，设置服务器进入被动模式
      			break;
    		
    		case 227:																//接收PPASV命令，服务器返回 227 Entering passive mode (h1,h2,h3,h4,p1,p2)
      			if(Get_227_IpPort(buf) == 0)
    			{
        			printf(" Bad port syntax\r\n");
      			}
      			else
    			{
        			printf(" Go Set Up Data Sock...\r\n ");							//服务器已进入被动模式，准备建立 Data Socket 数据传输通道 
    			}
      			break;
    		
    		case 125:																//建立数据通道连接后，服务器返回“125 Data connection already open Transfer starting”
    			printf(" Entering Download Mode...\r\n\n");
    			FlashAddrCur = FLASH_APP2_ADDR;
    			RecDataLenCur = 0;
    			break;
    	
    		case 226:																//服务器发送完升级包后，主动发送226，服务器那边断开数据连接通道了
    			close(SOCK_FTP_DATA);												//客户端关闭数据传输socket
    			printf(" Client Close Data Socket...\r\n");
    	
    			printf("\r\n Quit of the Server...\r\n");
    			sprintf((char*)dat, "QUIT\r\n");
    			send(SOCK_FTP_CTRL, (uint8_t *)dat, strlen((const char*)dat));		//发送QUIT命令，请求退出服务器
    			break;
    	
    		case 221:																//服务器接收到QUIT命令，返回的221
    			printf(" Client Close Control Socket...\r\n");
    			close(SOCK_FTP_CTRL);												//客户端关闭命令传输socket
    			break;
    		
    		default:
          		printf("\r\n Default Status = %d\r\n",(uint16_t)Responses);
         	 	break;
    	}
    }
    

• 7、小结

  欢迎纠正，(づ￣3￣)づ╭❤～
  如果有帮助到你，能点个赞吗？ღ( ´･ᴗ･` ) 比心