для чего используется протокол передачи данных ftp
Как работает протокол FTP, разберем на примере
Место протокола FTP в стеке TCP/IP
Принцип работы протокола FTP
Протокол FTP работает в режиме клиент сервер. На сервере есть файловая система, это структура каталогов в которой находятся файлы. Клиент по протоколу FTP подключается к серверу и может работать с файловой системой, просматривать каталоги, переходить между ними, загружать и записывать файлы сервера, перемещать их между разными каталогами и выполнять другие операции, которые можно делать с файловой системой.
Протокол FTP, также как и HTTP для адресации файлов использует url. Например, ftp://ftp-server.ru/pub/documents/latex/example1.tex.
URL состоит из 3-х частей:
В отличии от других протоколов прикладного уровня, протокол FTP использует два отдельных соединения. Первое соединение управляющее, второе соединение для передачи данных.
Взаимодействие с транспортным уровнем
FTP использует протокол транспортного уровня TCP, а для управляющего соединения на сервере используется порт 21. Соединение для данных может быть установлено в двух режимах: в активном и пассивном, при этом используются разные номера портов.
В активном режиме FTP инициатором установки соединения для передачи данных является сервер. В этом случае используется порт 20 на сервере, а со стороны клиента порт больше 1024.
Однако, если между сервером и клиентом находится межсетевой экран или устройство трансляции сетевых адресов NAT , то сервер установить соединение с клиентом не сможет. В этом случае используется пассивный режим, при котором соединение для передачи данных устанавливает клиент. В пассивном режиме и на клиенте и на сервере используются порты с номерами больше, чем 1024.
Аутентификация в FTP
Протокол FTP требует, чтобы пользователь прошел аутентификацию. Для этого необходимо ввести идентификатор и пароль. В зависимости от идентификатора пользователя ему может быть предоставлено больше или меньше прав для доступа к файловой системе сервера.
Специальный тип пользователя FTP — анонимный пользователь. Для анонимного пользователя в качестве логина используется ftp, или anonymus, а в качестве пароля может использоваться все, что угодно, но рекомендуется использовать свой email. Как правило анонимный пользователь имеет ограниченные права, обычно он может только скачивать файлы и записывать файлы в один определенный каталог.
Команды протокола FTP
Пример сеанса FTP
Мы подключились к серверу на порт 21, создали управляющее соединение, сервер нам выдал ответ.
Ответ FTP сервера, также как и ответы серверов многих прикладных протоколов состоят из двух частей, первая 220 статус, а вторая поясняющее сообщение Welcome to the FTP Server. Статус ответа 220, коды которой начинаются с 2, говорят об успешном выполнении команды, поясняющее сообщение содержит приветствие “Добро пожаловать на FTP сервер”.
Сначала необходимо пройти аутентификацию. Для этого используется команда USER anonymous и мы хотим подключиться, как анонимный пользователь.
После того, как соединение для передачи данных установлено, сервер сообщает нам об этом в управляющем соединении. 150 Opening BINARY mode data connection for /pud/tex/latex/llncs2e.zip (230229 bytes). Также сервер говорит, что передача данных ведется в бинарном режиме.
Заключение
Протокол FTP используется для передачи файлов. Многие хостинговые компании используют протокол FTP для загрузки файлов на веб-сервер, которые потом передаются по протоколу HTTP.
Протокол FTP использует два соединения управляющее соединение и соединение для передачи данных. Использование отдельного соединения для передачи данных, приводят к проблемам в работе FTP с межсетевыми экранами и устройствами NAT. Для решения этой проблемы был придуман пассивный режим FTP при котором соединение для передачи данных устанавливается со стороны клиента. Еще одна проблема низкая безопасность.
Сейчас все чаще вместо FTP используются протоколы на основе SSH.
Что такое FTP и зачем оно нужно
Это очень надёжно, но очень небезопасно.
Когда интернет только зарождался, но уже были компьютерные сети, возникла потребность передавать файлы от одного компьютера к другому. В 1971 году каналы передачи данных были не такие надёжные (и не такие быстрые), как сейчас, поэтому нужен был инструмент, который поможет обмениваться документами друг с другом на расстоянии.
Основные требования были такие: простота работы и надёжность при отправке и получении. Таким инструментом стал FTP-протокол.
Принцип работы
FTP расшифровывается как File Transfer Protocol — протокол передачи файлов. Он отличается от других протоколов тем, что если в процессе передачи возникает какая-то ошибка, то процесс останавливается и выводится сообщение для пользователя. Если ошибок не было, значит, пользователь получил именно тот файл, который нужен, в целости и без недостающих элементов.
По FTP-протоколу можно скачивать что угодно: фильмы, музыку, документы, программы, драйверы и картинки. Сейчас многие производители железа выкладывают драйверы от устройств на FTP-серверы, чтобы их могли скачать все желающие.
В корпоративной среде FTP используется для организации локального хранилища внутренних документов и файлов для работы. Например, там могут храниться видеолекции или архивные сканы документов. Ещё FTP позволяет загружать свои файлы на сервер, чтобы их мог скачать любой желающий.
Программисты иногда используют такие серверы для обмена файлами и для бэкапов кода, хотя многие для этого предпочитают GIT. Про него ещё поговорим отдельно.
Клиент и сервер
Для работы по FTP нужны двое: FTP-сервер и FTP-клиент. Что делает сервер:
Так как FTP пришёл к нам из времён UNIX-систем, то любое соединение требует логина и пароля. Если у пользователя его нет, сервер его не пропустит. Но чтобы сделать файлы доступными для всех, используют анонимный режим. В нём логином будет слово anonymous, а паролем — любой адрес электронной почты. Современные браузеры умеют сами заходить на анонимные FTP-серверы и подставлять почту. Со стороны это выглядит так, как будто никакого логина и пароля нет, но они есть.
Когда запускается FTP-сервер, ему говорят: «Уважаемый сервер, вот список файлов и папок, которые нужно показывать на сервере. Если к тебе постучится пользователь с таким-то логином и паролем, то покажи ему всё, а если с вот таким логином — то дай ему одну только эту папку. Анонимов не пускать». Ещё один обязательный параметр — адрес сервера и порт, по которому будет идти передача файлов.
Чтобы подключиться к серверу, нужна специальная программа, их ещё называют FTP-клиентами. Для каждой операционной системы есть много своих клиентов, например, FileZilla или CuteFTP. Те, кто работает в Linux-подобных системах, часто используют командную строку.
Интерфейс CuteFTP для MacOS.
Работа с FTP в командной строке.
Такая схема работы часто используется в виртуальных хостингах, когда нужно получить доступ к содержимому сайта или изменить конфигурационные файлы.
В чем смысл вообще
Ну и казалось бы — что мешает передавать файлы, как обычно, через сайты по протоколу HTTP? Полно же сайтов и форумов, на которых лежат файлы, и их можно спокойно скачать.
А разница вот в чем:
Уязвимости и надёжность
Сам по себе FTP-протокол надёжен и гарантированно доставляет пользователю нужные файлы, если с соединением всё в порядке.
Проблема в том, что протокол изначально был незащищённый, и предполагалось, что канал передачи данных всегда надёжен. Поэтому в FTP всё передаётся в открытом виде: файлы, пароли, имена пользователей и любые данные.
Сейчас по умолчанию предполагается, что каждый канал — ненадёжный, и что данные нужно дополнительно шифровать. FTP этого не поддерживает. Если кто-то будет перехватывать ваш Wi-Fi-трафик или подключится к вашей локальной сети, то он сможет перехватить все эти данные и скачать их себе, параллельно с вами.
Ещё есть вопрос безопасности входа: по умолчанию у FTP-протокола нет защиты от подбора пароля и попыток входа, поэтому кто-то может просто перебрать доступные пароли, чтобы получить доступ к папкам. Если вы видели в фильмах про хакеров, как они там перебирают пароли при входе — это вполне вероятная ситуация для FTP.
С точки зрения современной безопасности правильным решением будет использовать одну из реализаций шифрованного FTP (FTPS, SFTP) или пользоваться FTP через VPN.
Для чего используется протокол передачи данных ftp
File Transfer Protocol
21/TCP для команд, 20/TCP для данных, 49152-65534/TCP динамически
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.
Первые клиентские FTP-приложения были интерактивными инструментами командной строки, реализующими стандартные команды и синтаксис. Графические пользовательские интерфейсы с тех пор были разработаны для многих используемых по сей день операционных систем. Среди этих интерфейсов как программы общего веб-дизайна вроде Microsoft Expression Web, так и специализированные FTP-клиенты (например, CuteFTP).
FTP является одним из старейших прикладных протоколов, появившимся задолго до HTTP, в 1971 году. Он и сегодня широко используется для распространения ПО и доступа к удалённым хостам.
Содержание
Описание протокола
Отличие от HTTP
Соединение и передача данных
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:
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:
Аутентификация
Анонимный FTP
Хост, обеспечивающий FTP-сервис, может предоставить анонимный доступ к FTP. Пользователи обычно входят в систему как «anonymous» (может быть регистрозависимым на некоторых FTP-серверах) 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
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.
Синтаксис
Синтаксис FTP URL описан в RFC1738, в форме: ftp://[ [: ]@] [: ]/ (параметры в квадратных скобках необязательны). Например:
Более детально об указании имени пользователя и пароля написано в документации браузеров. По умолчанию, большинство веб-браузеров используют пассивный (PASV) режим, который лучше обходит брандмауэры конечного пользователя.
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:
Безопасный FTP
Существует несколько методов безопасной передачи файлов, в одно или другое время называемых «Безопасным FTP».
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. Программные пакеты, поддерживающие этот режим:
История
Первая реализация протокола (1971 г.) предусматривала обмен между клиентом и сервером сообщениями, состоящими из заголовка (72 бит) и данных переменной длины. Заголовок сообщения включал в себя запрос к FTP-серверу или ответ от него, тип и длину передаваемых данных. В качестве данных передавались параметры запроса (например, путь и имя файла), информация от сервера (например, список файлов в каталоге) и сами файлы. Таким образом, команды и данные передавались по одному и тому же каналу.
В 1972 г. протокол был полностью изменён, и принял вид, близкий к современному. Команды с параметрами от клиента и ответы сервера передаются по TELNET-соединению (канал управления), для передачи данных создаётся отдельное соединение (канал данных).
В последующих редакциях была добавлена возможность работы в пассивном режиме, передачи файлов между FTP-серверами, введены команды получения информации, смены текущего каталога, создания и удаления каталогов, сохранения файлов под уникальным именем. Некоторое время существовали команды для передачи электронной почты через FTP, однако впоследствии они были исключены из протокола.
В 1980 г. FTP-протокол стал использовать TCP. Последняя редакция протокола была выпущена в 1985 г. В 1997 г. появилось дополнение к протоколу, позволяющее шифровать и подписывать информацию в канале управления и канале данных. В 1999 г. выпущено дополнение, посвящённое интернационализации протокола, которое рекомендует использовать кодировку UTF-8 для команд и ответов сервера и определяет новую команду LANG, устанавливающую язык ответов.
Основные команды
Коды ответов FTP
Вторая цифра определяет тип ошибки:
Третья цифра окончательно специфицирует ошибку.
Пример
Аргумент 192,168,254,253,207,56 означает, что соединение к серверу ожидается на узле с IP-адресом 192.168.254.253 на порту 207 FXP
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 злоумышленникам 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.
Интернет технологии (архив ИПМ 2001-2010, Богомолов)
FTP служба построена по хорошо известной схеме «клиент-сервер».
Взаимодействие клиент и сервера по протоколу FTP.
Служба FTP базируется на двух стандартах:
FTP отличается от других приложений тем, что он использует два TCP соединения для передачи файла.
Схема двух каналов соединения по протоколу FTP
В старых версиях для передачи данных использовался только 20-й порт (активный режим), в современных версиях FTP-серверов порт для канала данных может назначаться сервером из нестандартных (N > 1024) портов (пассивный режим).
Протокол FTP определяет запрос-ответный способ взаимодействия между программой-клиентом и программой-сервером.
Работа FTP на пользовательском уровне содержит несколько этапов:
Идентификация (ввод имени и пароля).
Определение режима обмена (поблочный, поточный, ascii или двоичный).
Выполнение команд обмена (get, mget, dir, mdel, mput или put).
Завершение процедуры (quit или close).
5.2.1 Различие работы пассивного режима и активного.
5.2.1.1 Активный режим
Действия сервера и клиента:
Клиент устанавливает связь и посылает запрос на 21 порт сервера с порта N (N>1024)
Сервер посылает ответ на порт N (N>1024) клиента
Сервер устанавливает связь для передачи данных по порту 20 на порт клиента N+1
5.2.1.2 Пассивный режим:
Действия сервера и клиента:
Клиент устанавливает связь и посылает запрос (сообщает, что надо работать в пассивном режиме) на 21 порт сервера с порта N (N>1024)
Сервер посылает ответ и сообщает номер порта для канала данных P (P>1024) на порт N (N>1024) клиента
Клиент устанавливает связь для передачи данных по порту N+1 на порт сервера P (P>1024)
Активный FTP выгоден для FTP-сервера, но вреден для стороны клиента. FTP сервер пытается соединиться со случайными высокими (по номеру) портами на клиенте, такое соединение наверняка будет блокировано брандмауэром на стороне клиента.
Пассивный FTP выгоден для клиента, но вреден для FTP-сервера. Клиент будет делать оба соединения к серверу, но одино из них будет к случайному высокому порту, такое соединение наверняка будет блокировано брандмауэром на стороне сервера.
Ниже приведены примеры запроса клиента и ответа сервера:
5.2.1.3.1 Пример запроса на чтение каталога
сервер: 220 megillah.demos.su FTP server (Version wu-2.4) ready. — // код ошибки, имя хоста, протокол, версия сервера, только для чтения
клиент: USER anonymous — // имя пользователя
сервер: 331 Guest login ok, send your complete e-mail address as password.— //код ошибки, имя пользователя корректно, нужен пароль
клиент: PASS ****** — // пароль клиента
сервер: 230 Guest login ok, access restrictions apply. — //код ошибки, пользователь идентифицирован, продолжайте
клиент: CWD / — // переход к корневой директории
сервер: 250 CWD command successful. — // команда выполнена успешно
клиент: TYPE A — // передавать информацию в текстовом виде
сервер: 200 Type set to A. — // текстовый тип установлен
клиент: PASV — // сервер должен определить нестандартный порт данных, начать его слушать
сервер: 227 Entering Passive Mode (194,87,5,52,9,75) — // сервер возвращает ip-адрес (194.87.5.52) и номер порта (2383)
клиент: LIST — // передать по соединению данных список имен файлов в директории
сервер: Data connection established — // установлено соединение данных
клиент: 150 Opening ASCII mode data connection for /bin/ls. — // татус файла правилен, подготавливается открытие канала
Передача информации по каналу данных
сообщение: Data transfer started — // начало передачи информации
сообщение: DATA connection closed by remote server — // закрытие канала передачи данных
Информирование клиентом пользователя
сообщение: Received 1 428 bytes in 0:00:00 (35 700 bytes/s) — // сколько байт получено (1 428), за какое время (ч.мм.сс) и с какой средней скоростью (35 700 bytes/s)
сообщение: JOB COMPLETED SUCCESSFULLY — // работа завершена
5.2.1.3.2 Пример запроса файла
Передача информации по каналу данных
сообщение: Data transfer started — // начало передачи файла
сообщение: DATA connection closed by remote server — // закрытие канала передачи данных
Информирование клиентом пользователя
сообщение: Received 31 368 bytes in 0:00:02 (10 477 bytes/s) — // сколько байт получено (31 368), за какое время (ч.мм.сс) и с какой средней скоростью (10 477 bytes/s)
сообщение: JOB COMPLETED SUCCESSFULLY — // работа завершена
5.2.1.4 Некоторые команды
5.2.1.5 Некоторые типы данных:
5.2.1.6 Коды возврата
При выполнении FTP система возвращает трехразрядные десятичные коды-ошибки, которые позволяют судить о корректности обмена. Выдача кода сопровождается текстом-комментарием. Первая цифра может принимать значения от 1 до 5.
5.2.1.6 Некоторые коды возврата
120 Функция будет реализована через nnn минут
125 Канал открыт, обмен данными начат
150 Статус файла правилен, подготавливается открытие канала
200 Команда корректна
211 Системный статус или отклик на справочный запрос
212 Состояние каталога
213 Состояние файла
214 Справочное поясняющее сообщение
220 Слишком много подключений к FTP-серверу (можете попробовать позднее). В некоторых версиях указывает на успешное завершение промежуточной процедуры
221 Благополучное завершение по команде quit
225 Канал сформирован, но информационный обмен отсутствует
226 Закрытие канала, обмен завершен успешно
230 Пользователь идентифицирован, продолжайте
250 Запрос прошел успешно
331 Имя пользователя корректно, нужен пароль
332 Для входа в систему необходима аутентификация
421 Процедура не возможна, канал закрывается
425 Открытие информационного канала не возможно
426 Канал закрыт, обмен прерван
450 Запрошенная функция не реализована, файл не доступен, например, занят
451 Локальная ошибка, операция прервана
452 Ошибка при записи файла (не достаточно места)
500 Синтаксическая ошибка, команда не может быть интерпретирована (возможно, она слишком длинна)
501 Синтаксическая ошибка (неверный параметр или аргумент)
502 Команда не используется (нелегальный тип MODE)
503 Неудачная последовательность команд
504 Команда не применима для такого параметра
530 Система не загружена (not logged in)
532 Необходима аутентификация для запоминания файла
550 Запрошенная функция не реализована, файл не доступен, например, не найден
552 Запрошенная операция прервана, недостаточно выделено памяти
5.2.1.7 Соединение к FTP с помощью Telnet
Подсоединимся к командному порту FTP (21):
>telnet ipm.kstu.ru 21
5.4 Программы клиенты