FTP协议分析
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计算机科学与技术
08科技本三
高宇琪
20098121336
FTP协议分析
08级科技三班 高宇琪 2008121336
包层模
摘要：ftp协议的中文名字是”文件传输协议”,它是因特网商使用的最广泛的文件传输协议，它是应用层的一个协议。FTP提供交互式的访问，允许客户知名文件的类型与格式，并允许文件具有访问权限。它实际上用到了传输层的TCP协议，网络层的IP协议，在IP层封装 成IP数据包的形式经过链路层进行传输，具体怎么传输则是通过物理层，数据最后都是在物理层上转换成具体的信号才能传送到指定的地方。TCP/IP 是互联网上的一个公认的结构体系标准，它由五个层次组成：应用层、传输层、数据链路层、网络层、物理层。TCP/IP这的五个层次缺一不可，数据的发送从上之下，数据的接收从下至上，它们相互联系，相互合作从而构成了数据在网络中的完美传输。
关键字：数据链路层，FTP，TCP，IP，物理层。
1. 应用层
FTP（文件传输协议），就一种文件传输协议，它在因特网上应用非常广泛。它是运行在应用层上。应用层是将应用程序的数据传送给传输层，以便进行信息交换，它主要为各种应用程序提供了使用的协议。而FTP就是应用层上的一个典型的协议，FTP屏蔽了各计算机系统的细节，因而适用于在异构网络中任意计算机之间传送文件。它采用客户机服务器方式，一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程和若干个从属进程。它的熟知端口号是21。主进程端口号是21，用来控制通道，从进程端口号是20，用来与客户进程所提供的端口号建立数据连接。由于FT P采用了两个不同的端口号，所以数据连接于控制连接不会发生混乱。文件传输协议FTP只提供文件传送的一些基本的服务，它使用TCP可靠的运输服务，它的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。传输层为应用层提供服务。
2.传输层
首先，FTP用到了传输层上的TCP协议。传输层是为应用进程提供端到端的通信，运输层要对收到的报文进行差错检测。TCP协议是面向连接的，可靠的，全双工的，面向字节流的协议。TCP的面向连接是说，应用程序在使用TCP之前必须先建立TCP连接，建立TCP连接采用三次握手协议；在传送数据完毕后，必须释放已经建立的连接，即所谓的TCP的四次挥手。说TCP是可靠的，意思就是通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，并且按序到达。TCP的全双工是说它允许通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。建立TCP连接有三个阶段，即：连接建立，连接传送，连接释放。下图就是TCP的三次握手过程。第一次握手时，同步位置SYN=1，同时选择一个初始序号seq=x。这时，客户进程进入SYN-SENT(同步已发送)状态。
TCP协议的格式图2所示：
16位源端口号 | 16位目的端口号 |
32位序列号 | 自制室内单杠
|
4位数 据偏移 miankongqu | 6位保留 | U R G | A C K | P S H | R S T | S Y N | F I N | 16位窗口大小 |
16位校验和 | 16位紧急指针 |
选项 |
数据 |
| | | | | | | | |
图2
图3
第一次握手时，客户进程发出建立连接请求，同步位置SYN=1，其他的都置0。同时选择一个初始序号seq=x，这里的序列号为2187429587，序列号是从0到232-1之间随机产生的一个数。这时，客户进程进入SYN-SENT(同步已发送)状态。
频偏图4
第二次握手时，服务进程同意建立连接，ack=x+1，从上图可以看出这里的确认号是2187429587+1=2187429587，随即产生了一个序列号2017086955。确认号ACK置1，同步位置SYN=1，ACK为0表示这是一个TCP连接请求。同时自己也发送一个SYN包，这时TCP服务器进程进入SYN-RCVD（同步收到）状态。
图5
第三次握手时，客户进程收到服务器进程的确认后，再向服务器进程给出确认主机A收到后检查确认号是否正确，即第一次发送的确认号+1,以及ACK是否为1，若正确，客户节点会再发送一个确认号(服务器进程的seq+1),ACK=1。这里的确认号ACK置1表示对方同意建立连接，急迫位为1表示发送方使用PUSH位来通知接收方将所有收到的数据立即提交给服务器进程，而不会因等待额外数据而让数据在TCP缓存中停留。其他的置0。TCP连接建立，客户进程进入ESTABLISH（连接建立）状态。
。
而TCP的连接释放则要经过四步，即四次挥手。如图所示：
图6
第一次挥手时，客户进程先向服务器进程发出连接释放报文，并停止发送数据。这时客户进程把FIN置1，其他的都置0。设其序列号=u，这里的序列号是2187429638，序列号是随机产生的。客户进程进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。
图7
第二次挥手时，服务器收到连接释放报文段后即发出确认，确认号置1，确认号是第一次挥手的序列号2187429638+1=2187429639，序列号是第一次挥手的确认号加1，所以确认号是： 2017087119，其他的都置0。服务器进入CLOSED-WAITE（关闭等待状态）。这时TCP连接处于半关闭状态。
图8
第三次挥手时，服务器发出的连接释放报文段使终止位FIN=1。服务器还必须重复上次发送过的确认号2187429639，确认位ACK置1，序列号也和上次的相同，终止位FIN置1，其他的置0.。这时服务器进程进入LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户的确认。
图9
第四次挥手时。客户进程在收到服务器的连接释放报文，给出确认，确认号置1，确认号为第三次挥手的序列号2017087119+1=2017087120，其他的都置0。再产生一个序列号，这个序列号就是第三次挥手产生的确认号2187429639，这时客户进程进入CLOSED状态。
3.网络层
其次，FTP用到了网络层的IP协议。网络层是为主机之间提供逻辑通信，它不提供服务质量的承诺。IP协议是一种面向无连接的，尽最大努力交付的服务。面向无连接是说它在发送分组时不需要先建立连接。尽最大努力交付即：它所传送的分组可能出错，丢失，重复和失序，也不保证分组交付的时限。但是正是由于网络层部提供端到端的可靠的服务，就使得网络中的路由器可以做的比较简单，而且价格低廉。如果主机中的进程主机的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理‘流量控制等）。这样可以使网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。简单地说发送端简单地把信息包发送到网络上，在传送信息包之前发送端和接收端没有沟通的过程，也没有对方来确认，因而不知道目的地是否接收到。无连接服务和面向连接服务相对），无论传输是
否正确，不做验证，不发确认，也不保证分组的正确顺序。网络层为传输层提供服务。
