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第 9 章 文件传输和访问协议

第 9 章 文件传输和访问协议. 主讲人：刘正华. 了解 FTP 命令与应答的结构，熟悉常见的命令与应答. 3. 理解 FTP 协议的基本原理. 2. 了解常见的两种网络文件访问方式. 1. 4. 了解 TFTP 与 NFS 协议. 本章学习目标. 文件传输与存取协议. 目的在于通过网络存取、共享文件，包括的主要协议有： FTP (File Transfer Protocol ，文件传输协议 ) TFTP (Trivial File Transfer Protocol ，简单文件传输协议 )

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第 9 章 文件传输和访问协议

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Presentation Transcript

  1. 第9章 文件传输和访问协议 主讲人：刘正华

  2. 了解FTP命令与应答的结构，熟悉常见的命令与应答了解FTP命令与应答的结构，熟悉常见的命令与应答 3 理解FTP协议的基本原理 2 了解常见的两种网络文件访问方式 1 4 了解TFTP与NFS协议 本章学习目标

  3. 文件传输与存取协议 • 目的在于通过网络存取、共享文件，包括的主要协议有： • FTP (File Transfer Protocol，文件传输协议) • TFTP (Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输协议) • NFS (Network File System，网络文件系统)

  4. 文件传输与存取协议 • FTP是Internet传统的服务之一，其功能主要是在主机间高速、可靠地传输文件

  5. 9.1 文件传输与访问 • 通常可将网络文件访问方式分为两类： • 一类主要实现文件的传输功能，通常称为“文件传送” 。特点是传输与处理完全分开，可提高在本地进行信息处理的效率。实现协议如FTP

  6. 9.1 文件传输与访问 • 另一类则需要实现即时访问（读写）网络上文件的功能 ，而且能够处理并行访问的情况，通常称为“文件存取” 。 特点是文件做的修改能够立即生效，即访问远程文件就好像访问本地文件一样。常见的实现有两种：采用专门的数据库服务器或使用NFS。

  7. 9.2 FTP协议 • FTP是用于实现文件传输服务的最主要的规范，除了最主要的传输功能以外，FTP还提供了以下功能： • 交互方式：命令行方式或图形用户界面 • 数据表示：允许客户端程序指定传输数据的类型及格式 • 身份验证：用户访问FTP服务器需要提供经过授权的用户名与密码，以保证数据安全，特殊的匿名访问方式则取消了这种限制

  8. 9.2.1 FTP的工作原理 • FTP使用客户端–服务器模式，用户执行FTP程序，客户端程序先与远程服务器建立连接，用户登录到远程服务器后，向远程服务器发出传输命令，服务器在收到命令后就给予响应，并执行正确的命令 • FTP会建立两种类型的连接：控制连接与数据连接。控制连接传送客户端发出的命令和服务器返回的响应信息，数据连接则负责传输文件的内容

  9. FTP模型示意图 9.2.1 FTP的工作原理

  10. 9.2.2 FTP的数据表示与传输模式 • 数据表示包括数据类型和文件结构两个方面

  11. 9.2.2 FTP的数据表示与传输模式 • 数据类型 • ASCII类型 • EBCDIC类型 • IMAGE类型 • LOCAL类型

  12. 9.2.2 FTP的数据表示与传输模式 • 数据结构 • 文件结构 • 记录结构 • 页结构

  13. 9.2.2 FTP的数据表示与传输模式 • FTP协议规范中规定了三种传输模式 • STREAM模式（流模式） • BLOCK模式（块模式） • COMPRESSED模式（压缩模式）

  14. 9.2.3 FTP命令 • FTP协议规范中定义了许多FTP命令，用于登录FTP服务器、设置传输参数、浏览服务上的文件与目录列表、获取服务器上的文件、存储文件到服务器上，并管理服务器与客户端之间文件的传输过程。 • 这里所说的FTP命令，指的是FTP协议中定义的标准FTP命令，要特别注意不能与FTP程序所提供给的用户使用的操作命令混为一谈。

  15. UNIX下ftp工具提供给用户使用的命令（例子） 9.2.3 FTP命令

  16. 9.2.3 FTP命令 • FTP协议中将标准FTP命令分为三类： • 存取控制命令 • 传输参数命令 • FTP服务命令

  17. 9.2.3 FTP命令 • 存取控制命令 主要提供了用户身份验证功能和目录切换功能 常用FTP命令（1） 存取控制命令

  18. 9.2.3 FTP命令 • 传输参数命令 传输参数设置后一直有效，除非用新的命令改变传输参数，或者新建立了数据连接 常用FTP命令（2） 传输参数命令

  19. 9.2.3 FTP命令 • FTP服务命令 定义了一系列文件传输及文件系统操作相关的命令，这些命令的参数通常是pathname（路径名），路径名的书写必须符合服务器端的规范

  20. 常用FTP命令（3） FTP服务命令

  21. 9.2.4 FTP应答 • 服务器接收客户端命令并处理之后，会返回给客户端相应的命令响应信息，这种返回响应的方式称作FTP应答 • FTP应答保证了文件传输过程中请求与行为的同步，并使得用户进程总是能了解服务器的状态

  22. 9.2.4 FTP应答 • 每条FTP命令可以产生一条或多条响应，但多数情况下，每条命令只返回一条响应

  23. 9.2.4 FTP应答 • FTP响应与FTP命令一样，都是在客户端与服务器之间的控制连接上以NVT ASCII码形式传送，并在每行末尾以CR-LF标志行结束 • FTP响应由一个3位的数字代码（应答码），一个字符串形式的表示命令执行成功与否的文本，以及命令执行成功后的输出组成。

  24. 9.2.4 FTP应答 • FTP响应的格式：<3-digit code><SP><one line of text><CR-LF> • <3-digit code>为3位数字的应答码 • <SP>表示空格 • <one line of text>是一行提供给用户阅读的文本信息 • <CR-LF>是行结束符

  25. 9.2.4 FTP应答 FTP应答码中第1位和第2位的含义

  26. 9.2.5 FTP连接管理 • 进行通信时，FTP需要建立两个TCP连接 • 控制连接（端口号默认值为21）：用于发送指指令给服务器及接收服务器响应 • 数据连接（端口号默认值为20，仅PORT模式）：数据传输的通道 • FTP协议中规定了两种连接模式 • PORT（主动模式） • PASV（被动模式）

  27. PORT模式 • 数据连接由服务器初始化完成 • 客户端选择一个大于1024的端口连接服务器的21端口 • 需传输数据时，客户端会送出PORT命令告诉服务器连接到自己的某一端口来建立数据连接，同时侦听该端口 • 服务器收到PORT命令时，会使用20端口连接客户端在PORT命令中指定的端口号，然后传输数据

  28. 使用PORT模式的FTP连接示意图 PORT模式

  29. PASV模式 • 数据连接由客户端初始化 • 客户端选择一个大于1024的端口连接服务器的21端口 • 需传输数据时，客户端向服务器发送PASV命令，通知服务器自己希望连接到服务器的某一个端口 • 如果服务器上这个端口是空闲可用的，则服务器返回ACK作为确认信息，然后返回用户所需的信息；若端口已被占用，服务器会返回UNACK的信息，FTP客户端会再次发送PASV命令重复上述过程

  30. 使用PASV模式的FTP连接示意图 PASV模式

  31. 9.3 TFTP • TFTP是TCP/IP协议族中的一个用于在网络上的计算机之间进行文件传输的协议，提供功能单一、开销不大的文件传输服务。

  32. 9.3 TFTP • TFTP的主要特征如下： • 基于UDP协议（用户数据报协议），使用超时重传方式来保证数据的到达 • 只提供文件的上传与下载功能，不提供获取文件和目录列表的功能 • 不提供存取授权与用户认证机制 • 多用于局域网以及远程UNIX计算机中（FTP则多用于互联网中）

  33. 9.3.1 TFTP协议 ←TFTP报文的封装 5种TFTP报文的格式 →

  34. 9.3.1 TFTP协议 • 在TFTP中文件传输的过程如下：客户端向服务器的69端口发送一个读请求或者写请求分组，同时建立一个连接，客户端使用的端口是随机产生的。如果服务器同意请求，则连接成功，接着就是文件数据的传输过程。 • 除了最后一个TFTP数据分组，每个数据分组包含固定512字节长度的文件数据

  35. 9.3.1 TFTP协议 • 在发送下一个数据分组之前，必须得到确认响应，如果未收到确认，则必须一直等待(停止等待方式) • 如果分组在网络中丢失，接收端在计时器超时之后会重新发送分组 • 如果传输过程中出现错误，就通过差错报文分组来通告错误发生

  36. TFTP中的Sorcerer’s Apprentice Bug示意图 9.3.2 TFTP规范中的问题

  37. 9.4 NFS • NFS (网络文件系统)最初是由Sun Microsystems公司设计开发的，目前已经成为Internet网络上进行分布式访问的一种事实上的标准 • NFS主要具有以下特点： • 共享文件访问 • 信息访问的透明性 • 简化管理工作 • 良好的扩展性 • 可靠性 • 操作的简易性

  38. 9.4 NFS • RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）和XDR（External Data Representation，外部数据表示）为NFS提供所需的网络连接及解释基于这些连接发送的数据格式

  39. 9.4 NFS • RPC运行在OSI模型的会话层，它提供一组过程库，使远程计算机系统可像调用本地过程一样调用这些过程，无需了解于远程系统的底层细节，才使得NFS与平台无关。 • XDR运行在OSI模型的表示层，负责在不同的计算机系统间转换RPC数据，XDR设计了一种标准的数据表示，使得所有计算机均可理解

  40. 小结 • FTP是实现文件传输的最基本的应用层协议 • FTP使用户能在两个联网的计算机之间传输文件，是互联网上文件传输的主要方式 • FTP提供身份验证服务，用户需要提供有效的用户名与密码，匿名FTP取消了这种限制，允许所有用户访问

  41. 小结 • TFTP是一种很简单的文件传输协议，只提供文件的上传与下载功能，不提供获取文件和目录列表的功能，也不提供用户验证机制 • TFTP工作在UDP上，用超时重传方式来保证数据的到达 • 利用NFS可以建立一个分布式的文件系统，提供在多机环境中对网络的透明访问。用户可以像存取本地计算机上的文件一样，方便快捷地访问网络上其他计算机中的文件

  42. Thank You !

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