FTP工作原理及搭建实操

文章目录

  • 前言
  • 一、FTP概述
  • 二、FTP工作原理
    • 2.1 FTP的作用与模式
    • 2.2 FTP工作流程
      • 2.2.1 主动模式（PORT模式）
      • 2.2.2 被动模式（PASV模式）
      • 2.2.3 对比表格
      • 2.2.4 如何选择？
      • 2.2.5 补充：现代FTP服务器的常见做法
  • 三、FTP服务搭建与配置
    • 3.1 安装前准备
      • 3.1.1 关闭防火墙与SELinux
      • 3.1.2 安装VSFTPD
      • 3.1.3 备份配置文件
    • 3.2 匿名用户配置
      • 3.2.1 修改配置文件
      • 3.2.2 设置目录权限
      • 3.2.3 匿名访问测试
    • 3.3 本地用户配置
      • 3.3.1 修改配置文件
      • 3.3.2 用户登录测试
        • 3.3.2.1 测试上传下载
      • 3.3.3 修改默认根目录
        • 3.3.4 用户列表控制
  • 四、总结

前言

FTP（File Transfer Protocol）作为经典的文件传输协议，至今仍在许多场景中发挥着重要作用。无论是网站维护、数据备份还是内部文件共享，FTP都因其简单、稳定而备受青睐。本文基于教学实践，系统梳理了FTP的基本概念、工作原理、服务搭建与配置方法，旨在帮助读者快速掌握FTP服务的核心知识与实操技能。

一、FTP概述

FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是一种典型的C/S架构的应用层协议，通过服务端和客户端软件共同实现文件传输功能。FTP使用TCP协议，端口20和21，确保连接可靠且面向连接。

  • 21端口：用于传输控制指令。
  • 20端口：用于传输数据。

FTP支持两种传输模式：

  • 主动模式（Standard/Active）：客户端发送PORT命令，服务器主动连接客户端进行数据传输。
  • 被动模式（Passive/PASV）：客户端发送PASV命令，服务器开放随机端口等待客户端连接。

二、FTP工作原理

2.1 FTP的作用与模式

FTP用于在Internet上传送文件，常见服务端软件包括：

  • Windows：Serv-U、FileZilla Server
  • Linux：VSFTP（Very Secure FTP）、ProFTPD

FTP使用TCP协议的20和21端口进行通信：

  • 20端口用于数据传输；
  • 21端口用于控制命令传输。

2.2 FTP工作流程

FTP会话包含两个通道：控制通道和数据传输通道。

2.2.1 主动模式（PORT模式）

  • 控制连接：由客户端（Client）向服务器的21端口发起。
  • 数据连接：由服务器（Server）向客户端的指定端口发起。
    • 客户端连接到服务器的21端口，发送用户名和密码；
    • 客户端开放一个随机高位端口（1024以上），并通过PORT命令告知服务器；
    • 服务器使用20端口主动连接客户端的指定端口进行数据传输。

  • 优点

    • 对服务器网络环境要求低：服务器只需要开放21（控制）和20（数据）端口即可正常工作。客户端负责接收来自外部的连接，这在纯服务器内网环境中是优点。

  • 缺点

    • 客户端防火墙/NAT不友好：这是最大的缺点。在现代网络环境中，客户端通常位于防火墙或NAT路由器之后。
      • 问题：当服务器（外网）尝试主动连接到客户端告知的那个内部随机端口（1025）时，客户端的防火墙会认为这是一个未经请求的入站连接，从而将其阻断，导致连接失败。
      • 现象：客户端能列出目录（LIST 命令使用控制连接），但无法传输数据（RETR， STOR 命令需要数据连接）。
    • 安全性较差：服务器需要主动向外连接，从安全策略上讲，这意味着服务器需要信任客户端，增加了潜在的攻击面。

2.2.2 被动模式（PASV模式）

  • 控制连接：由客户端向服务器的21端口发起（与主动模式相同）。

  • 数据连接：由客户端向服务器的一个随机端口发起。

  • 工作过程：

    • 客户端连接到服务器的21端口，发送用户名和密码；
    • 客户端发送PASV命令；
    • 服务器开放一个随机高位端口（1024以上）并告知客户端；
    • 客户端连接该端口进行数据传输。

  • 优点

    • 对客户端防火墙/NAT友好：这是被动模式成为现代默认选择的主要原因。连接建立的方向与HTTP等普通网络请求一致，都是客户端主动“出站”连接。客户端的防火墙只会检查出站连接，通常都会放行，因此成功率高。
    • 客户端安全性更好：客户端不再需要开放大量随机端口来接收外部入站连接，减少了暴露给外部的风险。

  • 缺点

    • 服务器防火墙/NAT配置复杂：

      • 问题：服务器需要在防火墙上开放一个范围的高位随机端口（例如 30000-35000），而不仅仅是一个20端口，并将这些端口转发到FTP服务器上。这增加了服务器端的维护复杂度和安全风险（开放端口范围越大，潜在风险越高）。
      • 现象：服务器能正常接受控制连接，但在建立数据连接时失败。

    • 对服务器端网络环境要求高：如果服务器位于NAT网关后面，配置会非常麻烦，需要将控制端口和数据端口范围都正确地进行NAT映射。

注：主动与被动是相对于服务器而言的。服务器主动连接客户端为主动模式，客户端连接服务器为被动模式。

2.2.3 对比表格

特性主动模式 (Active)被动模式 (Passive)
数据连接发起方服务器客户端
服务器端口控制：21， 数据：20控制：21，数据：一个随机高位端口
客户端端口控制：随机 -> 21，数据：随机 <- 20控制：随机 -> 21，数据：随机 -> 服务器随机端口
防火墙友好性对客户端防火墙极不友好对客户端防火墙非常友好
适用场景客户端没有防火墙（如机房内部网络）现代通用场景（客户端在NAT/防火墙后，如家庭/公司网络）
服务器配置简单（只需开放20、21端口）复杂（需开放21端口+一个随机端口范围）
安全性较差（服务器需主动向外连接）较好（连接方向符合常规出站请求）

2.2.4 如何选择？

  • 绝大多数情况下，应使用被动模式（PASV）。因为现在的用户几乎都处于路由器（NAT）和防火墙的保护之下，被动模式是保证FTP可用的唯一选择。
  • 只有在你知道客户端网络环境非常开放（没有防火墙）且追求服务器简单配置时，才考虑使用主动模式。例如，在两个内部服务器之间进行数据传输。

2.2.5 补充：现代FTP服务器的常见做法

为了解决被动模式的服务器端防火墙问题，现代FTP服务器软件（如 vsftpd, FileZilla Server）通常提供以下配置选项：

  • 指定被动模式端口范围：在服务器配置中限定一个较小的端口范围（如 50000-55000），然后在服务器的防火墙中只开放这个特定的端口范围。
  • 被动模式外部IP地址：如果服务器 behind NAT，需要设置 pasv_address 为服务器的公网IP地址，这样客户端才能连接到正确的地址。

三、FTP服务搭建与配置

3.1 安装前准备

3.1.1 关闭防火墙与SELinux

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

3.1.2 安装VSFTPD

yum install -y vsftpd
systemctl start vsftpd
systemctl enable vsftpd

3.1.3 备份配置文件

cd /etc/vsftpd/
cp vsftpd.conf vsftpd.conf.bak

3.2 匿名用户配置

3.2.1 修改配置文件

编辑 /etc/vsftpd/vsftpd.conf：

anonymous_enable=YES #开启匿名用户访问。默认已开启
write_enable=YES #开放服务器的写权限(若要上传，必须开启)。默认已开启
anon_umask=022 #设置匿名用户所上传数据的权限掩码(反掩码)。 022--》755
anon_upload_enable=YES #允许匿名用户.上传文件。默认已注释，需取消注释
anon_mkdir_write_enable=YES #允许匿名用户创建(上传)目录。默认已注释，需取消注释
anon_other_write_enable=YES #允许删除、重命名、覆盖等操作。需添加

3.2.2 设置目录权限

chmod 777 /var/ftp/pub/

3.2.3 匿名访问测试

在Windows命令行中：

ftp 192.168.10.120 #ip为服务端ip
用户名：ftp
密码：（直接回车）

在Windows的传输过程中需要先进入pub目录，否则会因为没有权限而无法上传下载。

3.3 本地用户配置

3.3.1 修改配置文件

编辑 /etc/vsftpd/vsftpd.conf：

local_enable=YES
anonymous_enable=NO
write_enable=YES
local_umask=077
chroot_local_user=YES
allow_writeable_chroot=YES

在这里插入图片描述

注释以下行（若存在）：

# anon_mkdir_write_enable=YES
# anon_other_write_enable=YES

重启服务：

systemctl restart vsftpd

3.3.2 用户登录测试

ftp 192.168.10.12
用户名：zhangsan
密码：（输入对应密码）

或使用浏览器访问：

ftp://zhangsan@192.168.10.120

在这里插入图片描述

3.3.2.1 测试上传下载
ftp> pwd          #匿名访问ftp的根目录为Linux系统的/var/ftp/目录
ftp> ls           #查看当前目录
ftp> cd pub       #需要进去才能有效，因为仅设置了/var/ftp/pub目录的777权限
ftp> get文件名    #下载文件到当前Windows本地目录
ftp> put 文件名   #上传文件到ftp目录
ftp> quit         #退出

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

3.3.3 修改默认根目录

anon_root=/var/www/html    # 匿名用户根目录
local_root=/var/www/html   # 本地用户根目录
3.3.4 用户列表控制

编辑 /etc/vsftpd/user_list，添加用户：

zhangsan

在这里插入图片描述

编辑 vsftpd.conf：

userlist_enable=YES
userlist_deny=NO    # 设置为白名单模式

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

四、总结

FTP作为一种经典的文件传输协议，在内部网络和特定场景中仍有广泛应用。通过本文的介绍，我们可以了解到：

  • FTP的两种工作模式（主动/被动）及其区别；
  • VSFTPD的安装与基本配置方法；
  • 如何配置匿名访问和本地用户访问；
  • 如何通过用户列表实现黑白名单控制。

掌握FTP服务的搭建与配置，不仅有助于理解传统网络服务的运作方式，也能为实际工作中的文件传输需求提供可靠解决方案。尽管如今SFTP、HTTP等方式逐渐普及，FTP仍在某些环境中保持着不可替代的地位。
最后，希望大家多多实践，夯实基础，聚沙成塔，与君共勉之！

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