FTP服务器和客户端

《计算机通信网络》课程项目

终期报告

题目： FTP协议实现
组号：第7组
任课教师：王瑞
FT
2019年03月01日

FTP协议实现
一．项目介绍
文件传输协议（File Transfer Protocol, FTP）是重要的应用层协议，用于Internet上控制文件的双向传输。FTP允许用户连接一台远程计算机，查看该计算机上的文件，复制文件至本地计算机以及从本地计算机上传文件至该远程计算机。
二．项目要求
文件传输协议（File Transfer Protocol, FTP）是重要的应用层协议，用于Internet上控制文件的双向传输。FTP允许用户连接一台远程计算机，查看该计算机上的文件，复制文件至本地计算机以及从本地计算机上传文件至该远程计算机。设计要求：通过编程实现FTP服务器和客户端功能，具体要求如下：1.Windows 环境下运行；2.支持文件和文件夹的上传和下载；3.支持多用户、多线程并发下载；4.设计界面，在界面上显示当前程序的运行状态。评分依据：1.原代码是否可运行；2.文档是否完备，清晰；3.文档与程序代码是否一致；4.程序容错性，健壮性；5.界面清晰、美观。

三．原理概述

原理分为两个部分：Java网络套接字设计和ftp传输协议。
（一）java网络套接字：网络套接字的定义
TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这种端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字用（IP地址：端口号）表示。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必需的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。
（二）.FTP简介
TCP/IP协议中，FT标准命令TCP端口号为21，Port方式数据端口为20。FTP协议的任务是从一台计算机传送到另一台计算机，它与这两台计算机所处的位置、连结的方式、甚至是是否使用相同的操作系统无关。假设两台计算机通过ftp协议对话，并能访问internet，你可以用ftp命令来传输文件。每种操作系统使用上有些细微差别，但是每种协议基本的命令结构是相同的。
ftp的传输有两种方式：ASCII传输方式和二进制传输方式。
(1).ASCII传输方式
假定用户正在拷贝的文件包含的简单ASCII码文本，如果在远程机器上运行的不是UNIX，当文件传输时ftp通常会自动地调整文件的内容以便于把文件解释成另外那台计算机存储文本文件的格式。
(2)二进制传输方式
在二进制传输中，保存文件的位序，以便原始和拷贝的是逐位一一对应的。即使目的地机器上包含位序列的文件是没意义的。例如，macintosh以二进制方式传送可执行文件到windows上，在对方系统，此文件无法执行。
总的来说，当你知道两台机器是同一系统的话，二进制方式最好。
(三)ftp的工作方式
工作方式有两种：一种是Standard(Port主动方式)，另一种Passive（PASV被动方式）。Standard方式ftp客户端发送Port命令到ftp服务器。Passive方式ftp客户端发送PASV命令到ftp Server。
（四）工作原理
Port模式ftp客户端首先和ftp服务器的TCP21端口建立连接，通过这个通道发送命令，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接收数据。在传送数据的时候，服务器端通过自己的tcp 20 端口连接至客户端的指定端口发送数据。FTP server必须和客户端建立一个新的连接用来传送数据。
Passive模式在建立通道的时候和Standard模式类似，但建立连接后发送的不是Port命令，而是Pasv命令。ftp服务器在收到pasv命令之后，随机打开一个临时端口（自由端口，大于1023小于65535）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服务器将通过这个端口进行数据的传送，这时候ftp server不再需要建立一个新的和客户端的连接。

四．项目设计
1.设计思路
程序流程
总体协议
我们使用主动模式，下载命令使用ASCII模式，上传使用二进制模式，关于命令的实现使用java工厂模式进行设计
ftp命令与ftp响应
USER 检测用户是否存在相应响应: 331 请输入密码 501 用户非法
PASS 登录命令相应响应：230用户+用户名+登录 530 密码错误
LIST 获取ftp目录里的文件列表相应响应：210 文件目录不存在
150 打开数据端口传输目录
226 目录传输结束
MYPORT 收到Port命令时的处理相应响应：220 向我们的port和ip和端口
QUIT 退出命令相应响应：221 再见
RETR 下载相应响应：150 打开ascii模式。。。。。。
220 下载完成
220 该文件不存在
STOR 上传相应响应：150 二进制数据连接
226 上传完成
2.主要设计流程
我们使用网络套接字进行设计
1.客户端打开一个随机的端口（端口号大于1024，在这里，我们称它为x），同时一个FTP进程连接至服务器的21号命令端口。此时，源端口为随机端口x，在客户端，远程端口为21，在服务器。
2.客户端开始监听端口（x+1），同时向服务器发送一个端口命令（通过服务器的21号命令端口），此命令告诉服务器客户端正在监听的端口号并且已准备好从此端口接收数据。这个端口就是我们所知的数据端口。
3.服务器打开20号源端口并且建立和客户端数据端口的连接。此时，源端口为20，远程数据端口为（x+1）。
4.客户端通过本地的数据端口建立一个和服务器20号端口的连接，然后向服务器发送一个应答，告诉服务器它已经建立好了一个连接。
5.对于用户的设置我们使用了java的jdom包利用xml文件对用户进行配置
利用好java的输入输出文件流对数据进行导入和写出

四．核心程序

五．项目成果展示
1.服务器端

服务器开始运行
2.客户端

3.登录之后
下载

4.上传

5.用户配置

六．收获与建议

在本次项目中了解了网络编程的基本方式，对网络套接字和ftp传输协议有了一定的认识，在设计ftp协议的相应和回复的时候，遇到了大量的问题，比如使用了重复的回应，收到应答之后没有动作等等。并且对于java的awt和swing的GUI设计有了一定的认识，虽然此次我所设计的界面并不美观，但是能用，感到很开心。除了这些，还学习了一系列的jar包，比如jdom并且学习了xml文件的编写，感触良多。除此之外，学习了java的工厂模式设计，对以后的java设计很有帮助。总之，感觉这次项目收益良多。对于我们的程序，我们还有许多要改进的地方，比如ui界面不够美观，实现功能较少等等。在今后的学习中我定会对此加以改进。

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