FTP - это что такое и как с ним работать? Примеры сетевых файловых служб: FTP и NFS

Если вы достаточно давно читаете этот блог, то можете помнить о том, как я решил собрать в нем описание популярных (и не очень) сетевых протоколов. Зачем это мне нужно, можно прочитать в статье Достаточно полное описание протокола SMTP . Вот решил пополнить коллекцию протоколом FTP, повсеместно используемым для передачи файлов.

1. Заходим

По традиции, сразу начну с примера:

$ telnet example.ru 21
Trying 192.168.0.1...
Connected to example.ru.
Escape character is "^]".
220-Welcome to Pure-FTPd
You are user number 5 of 100 allowed.
Local time is now 17:41. Server port: 21.
220 You will be disconnected after 15 minutes of inactivity.
USER afiskon
331 User afiskon OK. Password required
PASS lamepassword
230-User afiskon has group access to: coders
230 OK. Current restricted directory is /

FTP-сервер обычно работает на 21 порту. В приведенном примере строки, начинающиеся с цифр, посылаются сервером, остальные — клиентом. Запросы клиента всегда состоят из одной строки формата КОМАНДА [аргументы] , в то время как ответы сервера могут содержать несколько строк.

Первая и последняя строки начинается с трех цифр, представляющих собой код ответа, за которыми идет текстовое описание ответа, отделенное от кода либо пробелом, либо тире. Если в качестве разделителя используется пробел, значит строка является последней в ответе (и, возможно, единственной), иначе — мы получили первую строку многострочного ответа. Где-то мы это уже видели , не так ли?

Существует пять групп ответов сервера:

Как видно из примера, все начинается с посылки сервером кода 220. Затем пользователь должен залогиниться с помощью команд USER и PASS. Если все сделано правильно, на первую сервер ответит кодом 331, а на вторую — 230. Для анонимного входа (если он разрешен настройками сервера), в качестве имени пользователя следует указать «anonymous», а в качестве пароля — свой e-mail. На практике обычно посылается либо пустой e-mail, либо что-то типа [email protected].

Как видно, пароль передается в открытом виде, потому крайне желательно шифровать FTP-соединение с помощью SSL (это называется FTPS — FTP плюс SSL), а еще лучше — передавать файлы по SSH с помощью утилит scp, sftp или WinSCP . Первые две есть в любой unix-системе и используют для передачи файлов одноименные протоколы, работающие поверх SSH. WinSCP написан для Windows и внешне напоминает Total Commander, умеет работать как с устаревшим SCP (Secure Copy), так и SFTP (SSH File Transfer Protocol), появившимся только в SSH-2.

2. Осматриваемся

Но что-то меня не в ту степь понесло. После прохождения аутентификации (надо же, больше не путаю с авторизацией ) FTP-сервер с радостью выполнит наши команды. Вот их список:

Команда Ожидаемый код Описание
DELE 250 Удалить файл
RMD 250 Удалить директорию
CWD 250 Перейти в директорию
MKD 257 Создать директорию
PWD 257 Узнать текущую директорию
QUIT 221 Закончить работу
TYPE 200 Установить тип передачи
PORT 200 Перейти в активный режим
PASV 227 Перейти в пассивный режим
LIST 150, 226 Получить содержимое каталога
RETR 150, 226 Скачать файл
STOR 150, 226 Залить файл
ABOR 426,226 Отменить передачу
RNFR 350 Выбрать файл для переименования
RNTO 250 Переименовать файл

Здесь я перечислил лишь основные команды, которых достаточно для написания полноценного FTP-клиента. Дело в том, что в реальных условиях FTP-серверы очень избирательно относятся к поддержке команд, описанных в RFC959 и RFC3659 . Так что, если мы хотим получить действительно работающее приложение, а не сферического коня в вакууме, придется ограничиться лишь командами из приведенного списка.

Самые простые команды — это QUIT, DELE, MKD, CWD и RMD . Просто командуем и проверяем код, возвращаемый сервером. Если он равен ожидаемому, значит все ОК, если нет — обрабатываем ошибку.

MKD ftp_test
257 "ftp_test" : The directory was successfully created
CWD ftp_test
250 OK. Current directory is /ftp_test
CWD ..
250 OK. Current directory is /
RMD ftp_test
250 The directory was successfully removed

Если бы я писал FTP-клиент, то код, отвечающий за выполнение названных команд, выглядел бы примерно так:

int code;
char * dir;
// ...
if (code = rawcmd(250 , "RMD %s\r \n " , dir) )
printf ("Error: %d\n " , code) ;
else
printf ("All done!\n " ) ;

Чуть сложнее с парсингом ответа сервера на команду PWD :

PWD
257 "/ftp_test" is your current location

Текущая директория передается в единственной (последней?) строке ответа сервера, заключенная в двойные кавычки. Если полное имя текущей директории содержит двойные кавычки, они заменяются на две кавычки:

PWD
257 "/ftp""test" is your current location

Для переименования файлов используется пара команд — RNFR и RNTO :

RNFR old_file.zip
350 Are you kidding?
RNTO new_file.zip
250 Done!

По всей видимости, это такая оптимизация, чтобы буфер, в который сервер читает команды клиента, был порядка максимально допустимой длины полного имени файла, а не в два раза больше. В 1971-м году, когда был создан протокол, это могло быть важно.

Команда TYPE позволяет установить режим передачи файлов. Пример:

TYPE E
200 TYPE is now EBCDIC
TYPE A
200 TYPE is now ASCII
TYPE I
200 TYPE is now 8-bit binary

Насколько я могу судить, сегодня эта команда уже устарела и все данные можно спокойно передавать в бинарном формате (TYPE I). Цитата из Википедии :

Первые компьютеры использовали формат, размером в байт, машинное слово, двойное машинное слово, не кратное 8. Обычно они были кратны шести. Восемь бит в байте было принято при разработке системы машинных команд для IBM System/360. Это стало международным стандартом и с начала 1970-х большинство компьютеров использует байты, состоящие из 8 бит, и машинные слова, кратные 8.

3. Действуем

Особенность протокола FTP — для выполнения команд и передачи файлов используются разные соединения. Это в общем-то нормальное проектное решение. Мы же не знаем, что там в этих файлах записано, а если передавать их вместе с командами, придется как-то кодировать содержимое файла, чтобы отличить его от команд. Зачем увеличивать объем трафика и усложнять протокол, когда можно просто открыть новое соединение и послать файл, как есть?

При установлении нового соединения кто-то должен собственно соединяться, а кто-то соединение принимать. Если клиент открывает порт, а сервер коннектится к нему, режим передачи файла называется активным. В обратном случае — пассивным. За счет того, что многие пользователи Интернета сегодня сидят за NAT, обычно используется пассивный режим. И это не очень хорошо, потому что число портов у сервера ограничено.

Что интересно — существует возможность передавать файлы с одного FTP-сервера на другой напрямую. Но поскольку такая возможность часто использовалась в DDoS-атаках, сейчас она практически везде отключена.

Для перехода в пассивный режим используется команда PASV , для перехода в активный — PORT :

PORT 192,168,10,1,21,133
200 PORT command successful
PASV
227 Entering Passive Mode (192,168,0,1,21,216)

Как несложно догадаться, с помощью цифр кодируется IP-адрес и порт для соединения. Допустим, мы находимся в пассивном режиме и хотим установить соединение для передачи данных:

$ telnet 192.168.0.1 `expr 21 \* 256 + 216`
Trying 192.168.0.1...
Connected to example.ru.
Escape character is "^]".

После чего можем, например, просмотреть содержимое текущего каталога, заюзав команду LIST :

LIST
150 Accepted data connection
226-Options: -a -l
226 5 matches total

Смотрим на вывод telnet:

drwx------ 5 afiskon coders 512 Jul 7 11:35 .
drwx------ 5 afiskon coders 512 Jul 7 11:35 ..
drwxr--r-- 3 afiskon coders 512 Jun 6 14:30 сайт
drwxr-xr-x 2 afiskon coders 1024 Jul 7 00:16 logs
drwxr--r-- 2 afiskon coders 512 Jun 6 14:30 tmp
Connection closed by foreign host.

Абсолютно аналогично происходит скачивание и аплоад файлов, только используются команды RETR {файл} и STOR {файл} соответственно. Команды RETR, STOR и LIST можно прервать в процессе выполнения с помощью команды ABOR , в ответ на которую сервер должен ответить 426 «передача прервана», а затем — 226 «отмена операции произошла успешно».

4. Заключение

На этом я, пожалуй, закончу свое повествование. Получилось 9 Кб текста против 130 Кб RFC959 . По этой статье вполне можно написать несложный FTP клиент или сервер, я проверял! Самое главное — это протестировать его на совместимость с максимально возможным количеством ПО, поскольку, как я уже отмечал, в мире FTP мало кто строго следует RFC. Ну и последнее — помните золотое правило «Be liberal with input, strict with output».

Протокол FTP является разновидностью протокола для передачи данных, который используется с целью копирования и перемещения файлов в интернете и внутри TCP-сетей. FTP достаточно часто применяется с целью загрузки страниц и документов различного типа на хостинговые компьютеры. Протокол FTP использует архитектуру «клиент-сервер» и различные соединения внутри сети для того, чтобы передавать команды и информацию от клиента к серверу и наоборот. Пользователям FTP разрешается проходить процедуру аутентификации при помощи логина и пароля, либо же, если такая форма разрешена на сервере, пользователи могут получать доступ в анонимном режиме.
Кроме обычного протокола, также применяется FTPS, представляющий собой особое расширение стандартного FTP, которое дает возможность клиентам получать доступ к серверу и использовать зашифрованные сессии передачи информации. Такой подход реализуется при помощи отправки команды аутентификации «auth tls», при этом серверу разрешается принимать либо отклонять соединения, не запрашивающие TLS-соединений.

SFTP

SFTP является стандартом передачи информации в интернете, который предназначается для перемещения и копирования файлов при помощи соединения повышенной надежности и безопасности SSH (Secure Shell). Данный тип соединения может обеспечивать доступ и безопасную передачу, которая осуществляется с шифрованием как логина и пароля, так и самого содержимого передачи, благодаря чему осуществляется предохранение паролей и конфиденциальной информации от открытой передачи в сети.
В отличие от FTP, протокол SFTP, несмотря на схожие функции, пользуется другим протоколом передачи данных, в связи с чем, стандартные клиенты не могут связываться с SFTP-серверами.

Особенности стандарта FTP

Этот стандарт представляет собой один из старейших сетевых протоколов, который был создан 45 лет назад и достаточно широко применяется в интернете и сегодня. Одной из важнейших особенностей протокола выступает использование нескольких соединений: одного с целью передачи управляющих команд, а других - для непосредственного трансфера файлов. При этом можно открывать несколько параллельных соединений, каждое из которых может осуществлять передачу данных в оба направления.
Существуют два режима работы FTP, которые отличаются способом установления соединений: пассивный и активный. Во время активного режима сервер осуществляет установление соединения передачи информации к пользователю, а во время пассивного - наоборот.
Данный стандарт используется уже достаточно давно и на первый взгляд является предельно простым. Но такая простота бывает довольно обманчивой, так как большое количество пользователей могут испытывать проблемы во время получения доступа по данному стандарту, особенно если сервер, либо пользователь использует брандмауэр или NAT.

Особенности активного режима

Во время активного режима клиент инициирует управляющее соединение с серверным портом 21, передавая команду «port», при помощи которой указывается адрес и порт трансфера информации. После получения этой команды сервер запускает соединение собственного 20-го порта с указанным портом пользователя.
Основным недостатком данного метода является обязательное наличие у пользователя для работы выделенного IP-адреса в интернете. Кроме того, некоторые проблемы могут возникнуть, если клиент находится за брандмауэром либо NAT.

Особенности пассивного режима

Для того, чтобы установить пассивное соединение, пользователь должен передать серверу специальную команду «pasv». В качестве ответа на эту команду сервер передает информацию об адресе и порте, с которым клиент должен установить соединение. После получения этих данных, пользователь осуществляет подключение к серверному компьютеру и проводит передачу информации.
При использовании пассивного режима абсолютно все соединения инициируются клиентом, в связи с чем какие-либо требования к нему отсутствуют. Пользователю допускается пользоваться NAT и брандмауэром, а также не использовать выделенный IP-адрес. Поэтому сегодня в качестве основной разновидности доступа и передачи файлов по протоколу FTP в интернете используется именно пассивный режим.

Настройка в случае использования брандмауэра

При использовании брандмауэра и активного режима у пользователей могут возникнуть проблемы с доступом. В случае настройки брандмауэра на отклонение не инициированных изнутри входящих соединений, серверному компьютеру не удастся установить связь и начать передачу информации. А в связи с тем, что порт для информации имеет динамическую разновидность, появляются и некоторые трудности во время настройки брандмауэра. Оптимальным вариантом в данном случае является указание диапазона используемых портов, и организация специального разрешающего правила брандмауэра для них.
В случае использования пассивного режима с подобной сложностью рискует столкнуться серверный компьютер. При этом можно использовать аналогичное решение - указать в опциях некий диапазон используемых портов и создать для этого диапазона специальное правило.

Настройка в случае использования NAT

Для корректного функционирования FTP через NAT и успешной передачи файлов недостаточно просто настроить форвардинг рабочих портов, так как серверный компьютер, работающий из-под NAT, будет передавать внутренний адрес порта, и у клиента просто не получится подключиться и совершить передачу информации.
Некоторые современные реализации NAT могут следить за управляющим каналом FTP-соединения и подменять для нормальной работы передачи данных внутренний адрес внешним. Кроме того, FTP-серверы имеют возможность указывать внешний порт, который должен фигурировать в управляющей сессии.
Чаще всего для нормальной передачи файлов по протоколу FTP через NAT хватает проброса 21-го порта для реализации управляющей сессии, а также указания и проброса диапазона динамических адресов, используемых с целью передачи данных в интернете.

FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) — стандартный протокол, предназначенный для передачи файлов по TCP-сетям, построенный на архитектуре «клиент-сервер» и использующий разные сетевые соединения для передачи команд и данных между клиентом и сервером.

Сервер предоставляет клиенту доступ к данным (обычно это файлы и каталоги) клиенту либо анонимно, либо после аутентификации, при которой логин и пароль передаются открытым текстом. Можно использовать протокол SSH для шифрования логина, пароля и передаваемых данных.

Протокол достаточно простой, для его работы используются различные TCP соединения для команд и для передаваемых данных. Обычно это 21 порт для управляющих команд и 20 для передачи данных (в прочем это может быть и по другому). После установки TCP соединения на 21 порт общение FTP клиента с сервером происходит по средствам достаточно простых текстовых команд .

В соответствии с RFC 959 Сервер по потоку управления (21 порт) отвечает трехзначными ASCII-кодами состояния с необязательным текстовым сообщением.

Существует 2 режима работы протокола FTP: активный и пассивный.

В активном режиме клиент создаёт управляющее TCP-соединение с сервером на 21 порту и отправляет серверу свой IP-адрес и произвольный номер клиентского порта, после чего ждёт, пока сервер не запустит TCP-соединение с этим адресом и номером порта.

В пассивном режиме клиент использует поток управления (TCP порт 21), чтобы послать серверу команду PASV, и затем получает от сервера его IP-адрес и номер порта, которые затем используются клиентом для открытия потока данных с произвольного клиентского порта к полученному адресу и порту.

Знание режимов работы FTP помогает, если вам нужно подключаться к FTP серверу или поднимать его в сети, которая спрятана за NAT и\или защищена брендмауэром, что как можно догадаться не редкость. Если клиент не может принимать входящие соединения на произвольный порт, то необходимо настроить сервер в пассивном режиме, тогда входящие соединения к клиенту не потребуются, но сервер же должен быть готов принять входящее соединение на заранее установленные порты. Активный режим подойдет серверу, администратор которого не готов принимать входящие соединения на порты кроме 21, но в этом случае клиент сможет подключится только если сам примет входящие соединение. Так что в любом случае придется кому то открыть дополнительные порты.

При передачи могут быть использованы четыре представления данных:

    ASCII — используется для текста.

    Режим изображения (бинарный) — устройство-отправитель посылает каждый файл байт за байтом, а получатель сохраняет поток байтов при получении.

    EBCDIC — используется для передачи обычного текста между хостами в кодировке EBCDIC.

    Локальный режим — позволяет двум компьютерам с идентичными установками посылать данные в собственном формате без конвертации в ASCII.

Передача данных может осуществляться в любом из трёх режимов:

    Поточный режим — данные посылаются в виде непрерывного потока, освобождая FTP от выполнения какой бы то ни было обработки.

    Блочный режим — FTP разбивает данные на несколько блоков (блок заголовка, количество байт, поле данных) и затем передаёт их TCP.

    Режим сжатия — данные сжимаются единым алгоритмом.

FTP использует для аутентификации логин и пароль для предоставления доступа. Имя пользователя посылается серверу командой USER, а пароль — командой PASS. Если предоставленная клиентом информация принята сервером, то сервер отправит клиенту приглашение и начинается сессия. Логин и пароль передаются открытым текстом, так что безопасным этот способ назвать нельзя. Так же FTP сервер может предоставлять анонимный доступ к данным, то есть для всех желающих, не спрашивая логин и пароль.
Существуют расширения и способы для безопасной передачи данных и аутентификации, например: FTPS SFTP FTP через SSH.

Приведу пример FTP сессии со своими комментариями. Тут показан вывод команд (только в управляющем канале, естественно) которые FTP клиент передавал серверу и ответы сервера без сокращений (звездочками заменю некоторые параметры, например пароль из соображений безопасности):

Status: - это сообщение FTP клиента, при обмене командами с FTP "вручную" вы этих сообщений не увидите. Response: - это ответы FTP сервера Command: - это те команды которые клиент отправляет серверу (в ручном режиме вы будете вводить их с клавиатуры).

S tatus: Connecting to 37.140.*.* ...
Status: Connected with 37.140.*.*. Waiting for welcome message...
Response: 220 (vsFTPd 2.2.2) - итак, стучимся на 21 порт 37.140.*.* и нам говорят что там трудится vsFTPd
Command: USER ********* - посылаем имя пользователя
Response: 331 Please specify the password. - имя пользователя принято
Command: PASS ******** - посылаем пароль
Response: 230 Login successful. -пароль принят
Command: SYST - "и какая у вас ОС?" спросим мы
Response: 215 UNIX Type: L8 - "а вот такая" ответит сервер
Command: FEAT - что ты можешь, сервер?
Response: 211-Features: - а вот что:)
Response: EPRT
<... Не будем оглашать весь список...>
Response: UTF8
Response: 211 End - сервер закончил перечислять функции
Command: OPTS UTF8 ON - говори с нами в кодировке UTF-8
Response: 200 Always in UTF8 mode. - да не вопрос
Status: Connected - Это мы оживляем соединение
Command: PWD - покажи нам рабочий каталог
Response: 257 "/" - на! это название рабочего каталога (у нас /)
Command: TYPE A - но сначала зададим режим представления данных
- ок
Command: PASV - и попросимся в пассивный режим
Response: 227 Entering Passive Mode (37,140,192,202,249,140). - получили список портов
Command: LIST - отдай список содержимого каталога

- в этом месте мы получили оглавление по каналу данных
Command: TYPE A
Response: 200 Switching to ASCII mode.
Status: Retrieving directory listing...
Command: CWD www - меняем рабочий каталог на www
Response: 250 Directory successfully changed. -ответ "ок"
Command: PWD - снова запрашиваем рабочий каталог
Response: 257 "/www" - теперь он /www
Command: TYPE A - и выбрав режим представления данных
Response: 200 Switching to ASCII mode.
Command: PASV - опять в пассивном режиме
Response: 227 Entering Passive Mode (37,140,192,202,252,174).
Command: LIST - запрашиваем оглавление каталога
Response: 150 Here comes the directory listing.
Response: 226 Directory send OK.
Status: Directory listing successful -оглавление мы получили и теперь
Status: Starting download of /www/google8f2c0456e362dfaa.html - хотим скачать файл
Command: TYPE A - для этого опять выберем тип
Response: 200 Switching to ASCII mode.
Command: PASV - и режим передачи данных
Response: 227 Entering Passive Mode (37,140,192,202,254,190).
Command: RETR google8f2c0456e362dfaa.html - и скажем: "Отдай на файл"
Response: 150 Opening BINARY mode data connection for google8f2c0456e362dfaa.html (53 bytes).
Response: 226 Transfer complete. - и вот файл был получен по каналу данных
Status: Download successful
Status: Retrieving directory listing...
<... Пропустим некоторые повторяющиеся действия...>
Command: MKD fff - а вот тут мы создали папку
Response: 257 "/www/moop-nz.ru/02-uslugi/fff" created
Command: RNFR /www/moop-nz.ru/02-uslugi/fff - и хотим переименовать папку fff
Response: 350 Ready for RNTO.
Command: RNTO /www/moop-nz.ru/02-uslugi/eee - в папку eee
Response: 250 Rename successful. - операция прошла успешно
<... Пропустим некоторые повторяющиеся действия...>
Command: RMD /www/moop-nz.ru/02-uslugi/eee/ - удаляем ранее созданную папку
Response: 250 Remove directory operation successful. - всё получилось
Status: Connected
Status: Starting upload of C:\12345\12345 001.jpg - начинаем загружать файл на сервер
<... Пропустим некоторые повторяющиеся действия...>
Command: TYPE I
Response: 200 Switching to Binary mode.
Command: PASV
Response: 227 Entering Passive Mode (37,140,192,202,243,234).
Command: STOR 12345 001.jpg - на этот раз отправляем файл на сервер
Response: 150 Ok to send data.
Response: 226 Transfer complete.
Status: Upload successful
Status: Retrieving directory listing...
Command: TYPE A
Response: 200 Switching to ASCII mode.
Command: PASV
Response: 227 Entering Passive Mode (37,140,192,202,251,25).
Command: LIST
Response: 150 Here comes the directory listing.
Response: 226 Directory send OK.
Status: Directory listing successful
Command: DELE /www/moop-nz.ru/02-uslugi/12345 001.jpg - и удаляем его напоследок
Response: 250 Delete operation successful.

Много создали люди FTP серверов и клиентов (как никак с 1971 живет протокол).

Есть специальные программы работающие в качестве FTP клиента, такие как: FileZilla, gFTP, cURL, lftp и многие другие, но сейчас в качестве FTP клиента может работать почти любой браузер (Mozilla Firefox, Konqueror, Opera, Яндекс.Браузер, Google Chrome, Internet Explorer и т.д.) или файловый менеджер (Midnight Commander, Krusader, GNOME Commander, Konqueror, Nautilus, Dolphin, FAR Manager, Total Commander, Проводник Windows и т. д.), так что в использовании специальных программ нет необходимости (хотя я пользуюсь иногда gFTP).

Для того чтобы поднять свой FTP сервер с преферансом и аутентификацией понадобится специальная программа, которая будет исполнять роль сервера. Таких программ тоже много, в том числе: vsftpd, ProFTPD, Pure-FTPd, glFTPd, oftpd, Serv-U File Server и многие другие.

Кажется в общих чертах понятно, что такое FTP и для чего оно нужно.

  • Назад
  • Вперёд
  • Телеметрия в Windows 10. Отключай, не отключай, всё равно получишь лучшее решение
  • Го. Компьютер смог обыграть чемпиона трехкратного чемпиона Европы по игре го
  • Новые "подарки" от Microsoft - "стабильность" и "приватность"

    Всемирно известная корпароция вновь порадовала нас новостями: После выхода очередного патча, встроенный инструмент для шифрования Bitlocker перестал работать, а Microsoft не в силах...

FTP (англ. File Transfer Protocol - протокол передачи файлов) - стандартный протокол, предназначенный для передачи файлов по TCP-сетям (например, Интернет). FTP часто используется для загрузки сетевых страниц и других документов с частного устройства разработки на открытые сервера хостинга.

Протокол построен на архитектуре "клиент-сервер" и использует разные сетевые соединения для передачи команд и данных между клиентом и сервером. Пользователи FTP могут пройти аутентификацию, передавая логин и пароль открытым текстом, или же, если это разрешено на сервере, они могут подключиться анонимно. Можно использовать протокол SSH для безопасной передачи, скрывающей (шифрующей) логин и пароль, а также шифрующей содержимое.

Достаточно яркая особенность протокола FTP в том, что он использует множественное (как минимум - двойное) подключение. При этом один канал является управляющим, через который поступают команды серверу и возвращаются его ответы (обычно через TCP-порт 21), а через остальные происходит собственно передача данных, по одному каналу на каждую передачу. Поэтому в рамках одной сессии по протоколу FTP можно передавать одновременно несколько файлов, причём в обоих направлениях. Для каждого канала данных открывается свой TCP порт, номер которого выбирается либо сервером, либо клиентом, в зависимости от режима передачи.

Протокол FTP имеет двоичный режим передачи, что сокращает накладные расходы трафика и уменьшает время обмена данными при передаче больших файлов. Протокол же HTTP обязательно требует кодирования двоичной информации в текстовую форму, например при помощи алгоритма Base64.

Начиная работу через протокол FTP, клиент входит в сессию, и все операции проводятся в рамках этой сессии (проще говоря, сервер помнит текущее состояние). Протокол HTTP ничего не "помнит" - его задача - отдать данные и забыть, поэтому запоминание состояния при использовании HTTP осуществляется внешними по отношению к протоколу методами.

FTP работает на прикладном уровне модели OSI и используется для передачи файлов с помощью TCP/IP. Для этого должен быть запущен FTP-сервер, ожидающий входящих запросов. Компьютер-клиент может связаться с сервером по порту 21. Это соединение (поток управления) остаётся открытым на время сессии. Второе соединение (поток данных), может быть открыт как сервером из порта 20 к порту соответствующего клиента (активный режим), или же клиентом из любого порта к порту соответствующего сервера (пассивный режим), что необходимо для передачи файла данных. Поток управления используется для работы с сессией - например, обмен между клиентом и сервером командами и паролями с помощью telnet-подобного протокола. Например, "RETR имя файла" передаст указанный файл от сервера клиенту. Вследствие этой двухпортовой структуры, FTP считается внешнеполосным протоколом, в отличие от внутриполосного HTTP.

Соединение и передача данных

Протокол определен в RFC 959. Сервер отвечает по потоку управления трехзначными ASCII-кодами состояния с необязательным текстовым сообщением. Например, "200" (или "200 ОК") означает, что последняя команда была успешно выполнена. Цифры представляют код ответа, а текст - разъяснение или запрос. Текущая передача по потоку данных может быть прервана с помощью прерывающего сообщения, посылаемого по потоку управления.

FTP может работать в активном или пассивном режиме, от выбора которого зависит способ установки соединения. В активном режиме клиент создаёт управляющее TCP-соединение с сервером и отправляет серверу свой IP-адрес и произвольный номер клиентского порта, после чего ждёт, пока сервер не запустит TCP-соединение с этим адресом и номером порта. В случае, если клиент находится за брандмауэром и не может принять входящее TCP-соединение, может быть использован пассивный режим. В этом режиме клиент использует поток управления, чтобы послать серверу команду PASV, и затем получает от сервера его IP-адрес и номер порта, которые затем используются клиентом для открытия потока данных с произвольного клиентского порта к полученному адресу и порту. Оба режима были обновлены в сентябре 1998 г. для поддержки IPv6. В это время были проведены дальнейшие изменения пассивного режима, обновившие его до расширенного пассивного режима.

При передаче данных по сети могут быть использованы четыре представления данных:

    ASCII - используется для текста. Данные, если необходимо, до передачи конвертируются из символьного представления на хосте-отправителе в "восьмибитный ASCII", и (опять же, если необходимо) в символьное представление принимающего хоста. Как следствие, этот режим не подходит для файлов, содержащих не только обычный текст.

    Режим изображения (обычно именуемый бинарным) - устройство-отправитель посылает каждый файл байт за байтом, а получатель сохраняет поток байтов при получении. Поддержка данного режима была рекомендована для всех реализаций FTP.

    EBCDIC - используется для передачи обычного текста между хостами в кодировке EBCDIC. В остальном, этот режим аналогичен ASCII-режиму.

    Локальный режим - позволяет двум компьютерам с идентичными установками посылать данные в собственном формате без конвертации в ASCII.

Для текстовых файлов предоставлены различные форматы управления и настройки структуры записи. Эти особенности были разработаны для работы с файлами, содержащими Telnet или ASA-форматирование.

Передача данных может осуществляться в любом из трёх режимов:

    Поточный режим - данные посылаются в виде непрерывного потока, освобождая FTP от выполнения какой бы то ни было обработки. Вместо этого, вся обработка выполняется TCP. Индикатор конца файла не нужен, за исключением разделения данных на записи.

    Блочный режим - FTP разбивает данные на несколько блоков (блок заголовка, количество байт, поле данных) и затем передаёт их TCP.

    Режим сжатия - данные сжимаются единым алгоритмом (обыкновенно, кодированием длин серий).

Аутентификация

FTP-аутентификация использует обычную схему имя пользователя/пароль для предоставления доступа. Имя пользователя посылается серверу командой USER, а пароль - командой PASS. Если предоставленная клиентом информация принята сервером, то сервер отправит клиенту приглашение и начинается сессия. Пользователи могут, если сервер поддерживает эту особенность, войти в систему без предоставления учётных данных, но сервер может предоставить только ограниченный доступ для таких сессий.

Анонимный FTP

Хост, обеспечивающий FTP-сервис, может предоставить анонимный доступ к FTP. Пользователи обычно входят в систему как "anonymous" в качестве имени пользователя. Хотя обычно пользователей просят прислать адрес их электронной почты вместо пароля, никакой проверки фактически не производится. Многие FTP-хосты, предоставляющие обновления программного обеспечения, поддерживают анонимный доступ.

NAT - PT

Специально для работы FTP-протокола через межсетевые экраны было сделано расширение NAT, называемое NAT-PT (rfc2766), позволяющее транслировать входящие соединения от сервера к клиенту через NAT. В процессе такого соединения NAT подменяет передаваемые данные от клиента, указывая серверу истинный адрес и порт, с которым сможет соединиться сервер, а потом транслирует соединение от сервера от этого адреса клиенту на его адрес. Несмотря на все меры и нововведения, принятые для поддержки FTP-протокола, на практике функция NAT-PT обычно отключается во всех роутерах и маршрутизаторах с целью обеспечения дополнительной безопасности от вирусных угроз.

NAT и обход брандмауэров

FTP обычно передает данные при наличии соединения сервера с клиентом, после того как клиент отправил команду PORT. Это создает проблему как для NAT, так и для брандмауэров, которые не разрешают соединения из интернета к внутренним хостам. Для NAT дополнительной проблемой является то, что представление IP-адресов и номера порта в команде PORT относится к IP-адресу и порту внутреннего хоста, вместо публичного IP-адреса и NAT-порта. Существует два подхода к этой проблеме. Первый заключается в том, что FTP-клиент и FTP-сервер используют команду PASV, которая вызывает соединение для передачи данных, установленное от клиента к серверу. Второй подход - изменение для NAT значений команды PORT с помощью шлюза на прикладном уровне.

Поддержка веб-браузерами

Большая часть обычных веб-браузеров может извлекать файлы, расположенные на FTP-серверах, хотя они могут не поддерживать расширения протоколов вроде FTPS. Когда указан FTP-адрес, а не HTTP-адрес, доступный контент на удалённом сервере представляется аналогично остальному веб-контенту. Полностью функциональный FTP-клиент может быть запущен в Firefox как расширение FireFTP.

Безопасность

FTP не разрабатывался как защищённый (особенно по нынешним меркам) протокол и имеет многочисленные уязвимости в защите. В мае 1999 авторы RFC 2577 свели уязвимости в следующий список проблем:

    Скрытые атаки (bounce attacks)

    Спуф-атаки (spoof attacks)

    Атаки методом грубой силы (brute force attacks)

    Перехват пакетов, сниффинг (packet capture, sniffing)

    Защита имени пользователя

    Захват портов (port stealing)

FTP не может зашифровать свой трафик, все передачи - открытый текст, поэтому имена пользователей, пароли, команды и данные могут быть прочитаны кем угодно, способным перехватить пакет по сети. Эта проблема характерна для многих спецификаций Интернет-протокола (в их числе SMTP, Telnet, POP, IMAP), разработанных до создания таких механизмов шифрования, как TLS и SSL. Обычное решение этой проблемы - использовать "безопасные", TLS-защищенные версии уязвимых протоколов (FTPS для FTP, TelnetS для Telnet и т.д.) или же другой, более защищённый протокол, вроде SFTP/SCP, предоставляемого с большинством реализаций протокола Secure Shell.

Безопасный FTP

Существует несколько методов безопасной передачи файлов, в одно или другое время называемых "Безопасным FTP": FTPS, SFPS, FTP через SSH.

Явный FTPS - расширение стандарта FTP, позволяющее клиентам требовать того, чтобы FTP-сессия была зашифрована. Это реализуется отправкой команды "AUTH TLS". Сервер обладает возможностью позволить или отклонить соединения, которые не запрашивают TLS. Это расширение протокола определено в спецификации RFC 4217. Неявный FTPS - устаревший стандарт для FTP, требующий использования SSL- или TLS-соединения. Этот стандарт должен был использовать отличные от обычного FTP порты.

SFTP, или «SSH File Transfer Protocol», не связан с FTP, за исключением того, что он тоже передаёт файлы и имеет аналогичный набор команд для пользователей. SFTP, или безопасный FTP, - это программа, использующая SSH (Secure Shell) для передачи файлов. В отличие от стандартного FTP он шифрует и команды, и данные, предохраняя пароли и конфиденциальную информацию от открытой передачи через сеть. По функциональности SFTP похож на FTP, но так как он использует другой протокол, клиенты стандартного FTP не могут связаться с SFTP-сервером и наоборот.

FTP через SSH (не SFTP )

FTP через SSH (не SFTP) относится к практике туннелирования обычной FTP-сессии через SSH-соединение. Поскольку FTP использует несколько TCP-соединений, туннелирование через SSH особенно затруднительно. Когда много SSH-клиентов пытаются установить туннель для канала управления (изначальное "клиент-сервер" соединение по порту 21), защищён будет только этот канал; при передаче данных программное обеспечение FTP на любом конце установит новые TCP-соединения (каналы данных), которые обойдут SSH-соединение и, таким образом, лишатся целостной защиты.

Иначе, для клиентского программного обеспечения SSH необходимо иметь определённые знания о FTP для отслеживания и перезаписи сообщений потока управления FTP и автономного открытия новых перенаправлений для потока данных FTP.

FTP через SSH иногда относят к безопасным FTP; но не стоит путать его с другими методами, такими как SSL/TLS (FTPS). Другие методы передачи файлов с помощью SSH и не связанные с FTP - SFTP и SCP; в каждом из них и учётные и файловые данные всегда защищены протоколом SSH.

FXP (англ. File eXchange Protocol - протокол обмена файлами) - способ передачи файлов между двумя FTP-серверами напрямую, не закачивая их на свой компьютер. При FXP-сессии клиент открывает два FTP-соединения к двум разным серверам, запрашивая файл на первом сервере, указывая в команде PORT IP-адрес второго сервера.

Несомненным преимуществом поддержки стандарта FXP является то, что на конечных пользователей, желающих скопировать файлы с одного FTP-сервера на другой, уже не действует ограничение пропускной способности их собственного интернет-соединения. Нет необходимости скачивать себе файл, чтобы потом загрузить его на другой FTP-сервер. Таким образом, время передачи файлов будет зависеть только от скорости соединения между двумя удаленными FTP-серверами, которая в большинстве случаев заведомо больше «пользовательской».

FXP стал использоваться злоумышленниками для атак на другие серверы: в команде PORT указывается IP-адрес и порт атакуемого сервиса на компьютере жертвы, и командами RETR/STOR производится обращение на этот порт от лица FTP-сервера, а не атакующей машины, что позволяло устраивать масштабные DDoS-атаки с использованием сразу многих FTP-серверов, либо обходить систему безопасности компьютера жертвы, если он полагается только на проверку IP клиента и используемый для атаки FTP-сервер находится в доверенной сети или на шлюзе. В результате сейчас практически все серверы проверяют соответствие IP-адреса, указанного в команде PORT, IP-адресу FTP-клиента и по умолчанию запрещают использование там IP-адресов третьих сторон. Таким образом, использование FXP невозможно при работе с публичными FTP-серверами.

Основные команды

    ABOR - Прервать передачу файла

    CDUP - Сменить директорию на вышестоящую.

    CWD - Сменить директорию.

    DELE - Удалить файл (DELE filename).

    EPSV - Войти в расширенный пассивный режим. Применяется вместо PASV.

    HELP - Выводит список команд, принимаемых сервером.

    LIST - Возвращает список файлов директории. Список передаётся через соединение данных.

    MDTM - Возвращает время модификации файла.

    MKD - Создать директорию.

    NLST - Возвращает список файлов директории в более кратком формате, чем LIST. Список передаётся через соединение данных.

    NOOP - Пустая операция

    PASV - Войти в пассивный режим. Сервер вернёт адрес и порт, к которому нужно подключиться, чтобы забрать данные. Передача начнётся при введении следующих команд: RETR, LIST и т.д.

    PORT - Войти в активный режим. Например PORT 12,34,45,56,78,89. В отличие от пассивного режима для передачи данных сервер сам подключается к клиенту.

    PWD - Возвращает текущую директорию.

    QUIT - Отключиться

    REIN - Реинициализировать подключение

    RETR - Скачать файл. Перед RETR должна быть команда PASV или PORT.

    RMD - Удалить директорию

    RNFR и RNTO - Переименовать файл. RNFR - что переименовывать, RNTO - во что.

    SIZE - Возвращает размер файла

    STOR - Закачать файл. Перед STOR должна быть команда PASV или PORT.

    SYST - Возвращает тип системы (UNIX, WIN, …)

    TYPE - Установить тип передачи файла (бинарный, текстовый)

    USER - Имя пользователя для входа на сервер

Протокол FTP применяется давно и на первый взгляд предельно прост. Однако эта простота кажущаяся и многие начинают испытывать проблемы с установлением FTP-соединения, особенно когда сервер или клиент находятся за брандмауэром или NAT"ом. Поэтому сегодня мы поговорим об особенностях работы протокола FTP в различных режимах.

Протокол FTP является старейшим сетевым протоколом (создан в 1971 году), но, тем не менее, широко используется по сей день. Важной особенностью протокола является то, что он использует несколько соединений: одно для управляющих команд, остальные для данных. Причем соединений для передачи данных может открываться несколько, в каждом из которых файлы могут передаваться в обоих направлениях. Именно с этой особенностью и связан ряд проблем.

В зависимости от способа установления соединения для передачи данных различают активный и пассивный режимы работы FTP. В активном режиме сервер сам устанавливает соединение передачи данных к клиенту, в пассивном наоборот. Рассмотрим эти режимы более подробно.

Активный режим

В большинстве случаев для нормальной работы FTP-сервера за NAT достаточно будет пробросить 21 порт для управляющей сессии, 20 - для активного режима (если используется), а также указать и пробросить диапазон динамических портов для передачи данных.

Еще один важный момент, если вы пробрасываете порты для нескольких FTP-северов, то на каждом из них следует указать свой диапазон динамических портов и пробросить на эти же номера портов внешнего интерфейса. Почему? Потому что номер порта передается сервером в управляющей команде и ничего не знает о форвардинге, если номер порта, переданный сервером, не совпадет с номером порта на внешнем интерфейсе, то клиент не сможет установить соединение. В то время как управляющий порт и порт активного режима можно форвардить на любые внешние порты.

Надеемся, что данная статья поможет вам лучше понять механизм работы протокола FTP и осознанно подойти к процессу настройки и диагностики.



СХОЖИЕ СТАТЬИ