📖 6.5 文件传送协议 FTP
🎯 课程摘要：FTP（文件传送协议）是因特网上使用最广泛的文件传送协议，提供交互式访问，屏蔽各计算机系统细节，适用于异构网络中任意计算机间传送文件。FTP 采用 C/S 方式，需建立两个并行的 TCP 连接：控制连接（端口 21，整个会话保持）和数据连接（每次传输时建立、结束即关闭）。数据连接有主动模式（服务器用端口 20 主动连接客户）和被动模式（服务器被动等待客户连接）两种。
📝 详细笔记
1. FTP 的作用与特点
- 概念定义：FTP 是因特网上使用最广泛的文件传送协议，用于将文件通过网络传送到可能相距很远的另一台计算机。
- 原理解析：
- FTP 提供交互式访问，允许客户指明文件类型与格式（如是否使用 ASCII），并允许文件具有存取权限（访问用户须经授权并输入有效口令）。
- 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。
- 历史地位：因特网发展早期，FTP 传送文件约占整个因特网通信量的 1/3，远大于电子邮件和域名系统产生的通信量；直到 1995 年万维网的通信量才首次超过 FTP。
- ⚠️ 重点/考点：FTP 适用于异构网络中任意计算机间传文件；其交互式访问可指明文件类型/格式并支持存取权限控制。
2. FTP 的应用方式
- 概念定义：FTP 采用 C/S 方式，FTP 客户计算机可向 FTP 服务器上传或下载文件。
- 原理解析：
- 根据应用需求不同，FTP 服务器可能是高性能高可靠性的服务器计算机，也可能只需一台普通个人计算机（本地也可用普通 PC 作 FTP 服务器）。
- FTP 服务器可使用第三方 FTP 服务器软件或操作系统自带功能（如 Windows 自带 FTP 服务器功能）创建。
- 客户端访问方式多样：可用浏览器（注意此时使用的是 FTP 协议而非 HTTP）、Windows 自带命令行工具（匿名登录无需密码，可列目录、上传/下载），或第三方 FTP 客户工具软件（界面友好，多数用户首选）。
- ⚠️ 重点/考点：FTP 常见用途——计算机之间传输文件（尤其批量传输）；让网站设计者将构成网站的大量文件批量上传到 Web 服务器。
3. FTP 的基本工作原理：两个并行的 TCP 连接
- 概念定义：FTP 在客户与服务器之间建立两个并行的 TCP 连接——控制连接和数据连接。
- 原理解析：
- 控制连接：FTP 服务器监听熟知端口 21，FTP 客户随机选择一个临时端口号与其建立 TCP 连接，用于传送 FTP 相关控制命令（命令通道）。控制连接在整个会话期间一直保持打开。
- 数据连接：用于传送文件（数据通道）。当有数据要传输时才建立，传输结束就关闭（即每次文件传输时建立、传输完即关闭）。
- ⚠️ 重点/考点：
- FTP 用 TCP，需两个并行连接：控制连接（端口 21，整会话保持）+ 数据连接（每次传输才建、传完即关）。
- 控制连接与数据连接分离是 FTP 的核心特征（考研重点）。
4. 主动模式与被动模式
数据连接的建立方向不同，分为主动模式与被动模式：
| 对比维度 | 主动模式（PORT） | 被动模式（PASV） |
|---|---|---|
| 数据连接发起方 | 服务器主动连接客户 | 客户主动连接服务器 |
| 服务器端端口 | 熟知端口 20 | 与客户协商决定的临时端口 |
| 客户端端口 | 客户随机选择的临时端口 | 客户随机选择的另一个临时端口 |
| 服务器角色 | 主动 | 被动等待 |
| 控制连接 | 与被动模式相同（端口 21，整会话保持） | 与主动模式相同 |
| 典型场景 | 服务器可主动向外连接时 | 服务器在内网/防火墙后不便主动连接时 |
- ⚠️ 重点/考点：
- 默认情况下 FTP 用 TCP 21 进行控制连接、TCP 20 进行数据连接，但是否使用 20 号端口取决于传输模式：主动模式使用 TCP 20，被动模式由服务器和客户端自行协商决定。
- 控制连接两种模式完全相同，区别只在数据连接的建立方向和服务器端口。
5. 历年考研真题解析
- 2009 年第 40 题（答案 A）：考查 FTP 的两个并行 TCP 连接——控制连接在整个会话期间一直保持打开用于传送控制命令；数据连接用于文件传输，每次传输时才建立、传输结束就关闭。
- 2017 年题（答案 C）：FTP 客户和服务器之间要建立控制连接和数据连接两个并行的 TCP 连接；控制连接整会话保持，数据连接每次传输才建立、传完即关闭；默认用 TCP 21 控制连接、TCP 20 数据连接，但是否用 20 号端口与传输模式有关（主动方式用 20，被动方式由双方协商）。
💡 核心总结
- FTP 是最广泛的文件传送协议，交互式访问、支持权限控制，屏蔽系统细节，适用于异构网络。
- 采用 C/S 方式，基于 TCP，建立两个并行连接：控制连接（端口 21，整会话保持）+ 数据连接（每次传输才建、传完即关）。
- 数据连接分主动模式（服务器用端口 20 主动连客户）与被动模式（服务器被动等待客户连接，端口协商决定）。
- 是否使用 20 号端口取决于传输模式：主动用 20，被动协商决定。
❓ 课后思考 / 经典考题
- FTP 为什么需要建立两个并行的 TCP 连接？分别说明控制连接和数据连接的用途、端口及保持时间。
- 比较 FTP 主动模式与被动模式在数据连接建立方向、服务器端口上的区别。
- 为什么说 FTP 适用于异构网络中任意计算机之间的文件传送？
- （2009/2017 统考）FTP 数据连接在何时建立、何时关闭？默认使用哪个端口？该端口是否在所有传输模式下都使用？