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1. 文件传输协议FTP

1.1 定义

作用
早期用于分享文件的协议（包括上传与下载文件），FTP服务器的作用例如当下的迅雷，百度，云盘

网络管理员维护FTP服务器。分享者（某个用户）通过FTP客户端上载（上传）文件来分享。其他用户通过FTP客户端访问这些内容。

构成
用户接口，本地文件接口。FTP服务器有存储硬盘（云硬盘），在本地文件与服务器文件目录传输文件。

TFTP协议：

TFTP:TFTP（Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议）是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进
          行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务。
      TFTP通常用于从TFTP服务器下载或上传文件，
          例如操作系统引导程序、配置文件等。TFTP客户端和TFTP服务器之间的通信是基于UDP协议进行的，端口号为69。
      与FTP协议相比，TFTP协议更加简单和轻量级，但功能较少。TFTP协议不支持用户认证，只能以匿名方式进行文件传输。
      此外，TFTP协议不支持文件目录操作，只能进行文件传输。
      在TFTP协议中，有两种传输模式，分别是读写模式（读写模式）和只读模式（只读模式）：
          读写模式：客户端可以从服务器下载文件，也可以向服务器上传文件。
          只读模式：客户端只能从服务器下载文件，不能向服务器上传文件。
      需要注意的是，由于TFTP协议的安全性较低，因此在实际应用中，通常会使用FTP协议来代替TFTP协议。

FTP服务器与客户端

Windows系统自带FTP命令

用户可以通过以下步骤使用FTP命令：

打开命令提示符。
输入“ftp”并按下回车键，进入FTP模式。
输入FTP服务器的地址，并按照提示进行操作。

需要注意的是，在使用FTP命令时，用户需要具备一定的计算机基础知识和技能，以及正确的安全措施和操作流程，以确保数据的安全和可靠性2

1.2 工作阶段

建立连接

当FTP客户端向FTP服务器发送连接请求时，FTP服务器会向客户端发送连接应答，建立起FTP控制连接。

然后，FTP客户端需要向FTP服务器发送用户名和密码进行身份验证，如果身份验证成功，就可以开始进行文件传输等操作

身份验证

用户身份验证属于控制连接的内容，是在连接建立之后进行的，控制连接参见1.3.1。

输入用户名密码进行登录（FTP服务器进行用户名密码传输采用明文传输，具有安全风险，容易被黑客使用抓包工具截获）
匿名登录

文件操作与传输

建立连接后会建立（不是同时建立）两个不同的TCP连接，分别称为控制连接和数据连接。

在控制连接上进行指令的传输，在数据连接上传输文件数据。

1.3 FTP控制连接与数据连接

FTP控制连接与数据连接分开

1.3.1 控制连接

在控制连接上

用户身份认证
user，password 使用的是明文传输
客户端向服务器发送指令，如切换目录，删除，上传、下载文件的指令。
数据命令的传输称之为”带外的“

FTP命令与响应状态码解释示例：

上图中命令样例中小写单词为可变参数，具体的值。大写单词为专有名词，是固定的。

RETR（retrieve）指令是从服务器下载文件指令，指定某个文件名。

STOR上载（上传）。

上载

下载

客户端

服务器

当客户端向服务器发送下载文件命令之后，服务器的使用自己的20号端口主动与客户端建立数据连接。

1.3.2 数据连接

在数据连接上：

进行文件的下载，上载（上传）等数据流的传输。

数据的传输在数据连接上进行。数据传输称之为”带内的“

在FTP的数据连接过程中，客户端发送一个FTP命令给服务器，告诉服务器需要传送或者接收数据。服务器在收到命令后，会用自己的20号端口向客户端发送一个确认响应。客户端在收到响应后，会打开一个数据传输连接，并向服务器发送一个数据连接请求。服务器在收到请求后，会用自己的20号端口与客户进程建立数据传送连接。

需要注意的是，FTP的数据连接端口是动态分配的，不是固定的20号端口。但是一般来说，FTP的数据连接端口都是20号端口，因为FTP协议规定使用20号端口进行数据连接。

FTP是有状态的协议，服务器需要维护客户端状态。

HTTP的传输是在一条TCP连接上进行的。HTTP初始设计是无状态的，通过cookie的作用可以把它变成有状态的协议

图解

具体工作过程可参见下图：

在计算机网络中，有状态和无状态是指网络协议是否保存网络连接状态的信息。

无状态协议是指协议不保存关于网络连接状态的信息。无状态协议不对先前请求或响应进行记录，每次请求都需要提供完整的信息。例如，HTTP协议就是一个无状态的协议，它不会保存客户端发送的请求信息，每个请求都是独立的。

有状态协议则是指协议保存关于网络连接状态的信息。有状态协议会对先前的请求或响应进行记录，以便后续处理。例如，FTP协议就是一个有状态的协议，它会在服务器端保存客户端的连接状态信息，以便后续处理。

在计算机网络中，有状态和无状态协议各有优缺点。无状态协议可以更好地支持并发处理和负载均衡，因为无状态协议不会保存连接状态信息，因此更容易实现多个请求的处理。而有状态协议则可以更好地支持需要保存连接状态信息的场景，例如需要保持会话的Web应用程序。

需要注意的是，有状态协议如果处理不当容易受到攻击，例如FTP服务器的匿名访问权限容易导致FTP服务器被攻击。因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的协议。