FTP工作原理及搭建實操

文章目錄

  • 前言
  • 一、FTP概述
  • 二、FTP工作原理
    • 2.1 FTP的作用與模式
    • 2.2 FTP工作流程
      • 2.2.1 主動模式（PORT模式）
      • 2.2.2 被動模式（PASV模式）
      • 2.2.3 對比表格
      • 2.2.4 如何選擇？
      • 2.2.5 補充：現代FTP服務器的常見做法
  • 三、FTP服務搭建與配置
    • 3.1 安裝前準備
      • 3.1.1 關閉防火墻與SELinux
      • 3.1.2 安裝VSFTPD
      • 3.1.3 備份配置文件
    • 3.2 匿名用戶配置
      • 3.2.1 修改配置文件
      • 3.2.2 設置目錄權限
      • 3.2.3 匿名訪問測試
    • 3.3 本地用戶配置
      • 3.3.1 修改配置文件
      • 3.3.2 用戶登錄測試
        • 3.3.2.1 測試上傳下載
      • 3.3.3 修改默認根目錄
        • 3.3.4 用戶列表控制
  • 四、總結

前言

FTP（File Transfer Protocol）作為經典的文件傳輸協議，至今仍在許多場景中發揮著重要作用。無論是網站維護、數據備份還是內部文件共享，FTP都因其簡單、穩定而備受青睞。本文基于教學實踐，系統梳理了FTP的基本概念、工作原理、服務搭建與配置方法，旨在幫助讀者快速掌握FTP服務的核心知識與實操技能。

一、FTP概述

FTP（File Transfer Protocol，文件傳輸協議）是一種典型的C/S架構的應用層協議，通過服務端和客戶端軟件共同實現文件傳輸功能。FTP使用TCP協議，端口20和21，確保連接可靠且面向連接。

  • 21端口：用于傳輸控制指令。
  • 20端口：用于傳輸數據。

FTP支持兩種傳輸模式：

  • 主動模式（Standard/Active）：客戶端發送PORT命令，服務器主動連接客戶端進行數據傳輸。
  • 被動模式（Passive/PASV）：客戶端發送PASV命令，服務器開放隨機端口等待客戶端連接。

二、FTP工作原理

2.1 FTP的作用與模式

FTP用于在Internet上傳送文件，常見服務端軟件包括：

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

FTP使用TCP協議的20和21端口進行通信：

  • 20端口用于數據傳輸；
  • 21端口用于控制命令傳輸。

2.2 FTP工作流程

FTP會話包含兩個通道：控制通道和數據傳輸通道。

2.2.1 主動模式（PORT模式）

  • 控制連接：由客戶端（Client）向服務器的21端口發起。
  • 數據連接：由服務器（Server）向客戶端的指定端口發起。
    • 客戶端連接到服務器的21端口，發送用戶名和密碼；
    • 客戶端開放一個隨機高位端口（1024以上），并通過PORT命令告知服務器；
    • 服務器使用20端口主動連接客戶端的指定端口進行數據傳輸。

  • 優點

    • 對服務器網絡環境要求低：服務器只需要開放21（控制）和20（數據）端口即可正常工作。客戶端負責接收來自外部的連接，這在純服務器內網環境中是優點。

  • 缺點

    • 客戶端防火墻/NAT不友好：這是最大的缺點。在現代網絡環境中，客戶端通常位于防火墻或NAT路由器之后。
      • 問題：當服務器（外網）嘗試主動連接到客戶端告知的那個內部隨機端口（1025）時，客戶端的防火墻會認為這是一個未經請求的入站連接，從而將其阻斷，導致連接失敗。
      • 現象：客戶端能列出目錄（LIST 命令使用控制連接），但無法傳輸數據（RETR， STOR 命令需要數據連接）。
    • 安全性較差：服務器需要主動向外連接，從安全策略上講，這意味著服務器需要信任客戶端，增加了潛在的攻擊面。

2.2.2 被動模式（PASV模式）

  • 控制連接：由客戶端向服務器的21端口發起（與主動模式相同）。

  • 數據連接：由客戶端向服務器的一個隨機端口發起。

  • 工作過程：

    • 客戶端連接到服務器的21端口，發送用戶名和密碼；
    • 客戶端發送PASV命令；
    • 服務器開放一個隨機高位端口（1024以上）并告知客戶端；
    • 客戶端連接該端口進行數據傳輸。

  • 優點

    • 對客戶端防火墻/NAT友好：這是被動模式成為現代默認選擇的主要原因。連接建立的方向與HTTP等普通網絡請求一致，都是客戶端主動“出站”連接。客戶端的防火墻只會檢查出站連接，通常都會放行，因此成功率高。
    • 客戶端安全性更好：客戶端不再需要開放大量隨機端口來接收外部入站連接，減少了暴露給外部的風險。

  • 缺點

    • 服務器防火墻/NAT配置復雜：

      • 問題：服務器需要在防火墻上開放一個范圍的高位隨機端口（例如 30000-35000），而不僅僅是一個20端口，并將這些端口轉發到FTP服務器上。這增加了服務器端的維護復雜度和安全風險（開放端口范圍越大，潛在風險越高）。
      • 現象：服務器能正常接受控制連接，但在建立數據連接時失敗。

    • 對服務器端網絡環境要求高：如果服務器位于NAT網關后面，配置會非常麻煩，需要將控制端口和數據端口范圍都正確地進行NAT映射。

注：主動與被動是相對于服務器而言的。服務器主動連接客戶端為主動模式，客戶端連接服務器為被動模式。

2.2.3 對比表格

特性主動模式 (Active)被動模式 (Passive)
數據連接發起方服務器客戶端
服務器端口控制：21， 數據：20控制：21，數據：一個隨機高位端口
客戶端端口控制：隨機 -> 21，數據：隨機 <- 20控制：隨機 -> 21，數據：隨機 -> 服務器隨機端口
防火墻友好性對客戶端防火墻極不友好對客戶端防火墻非常友好
適用場景客戶端沒有防火墻（如機房內部網絡）現代通用場景（客戶端在NAT/防火墻后，如家庭/公司網絡）
服務器配置簡單（只需開放20、21端口）復雜（需開放21端口+一個隨機端口范圍）
安全性較差（服務器需主動向外連接）較好（連接方向符合常規出站請求）

2.2.4 如何選擇？

  • 絕大多數情況下，應使用被動模式（PASV）。因為現在的用戶幾乎都處于路由器（NAT）和防火墻的保護之下，被動模式是保證FTP可用的唯一選擇。
  • 只有在你知道客戶端網絡環境非常開放（沒有防火墻）且追求服務器簡單配置時，才考慮使用主動模式。例如，在兩個內部服務器之間進行數據傳輸。

2.2.5 補充：現代FTP服務器的常見做法

為了解決被動模式的服務器端防火墻問題，現代FTP服務器軟件（如 vsftpd, FileZilla Server）通常提供以下配置選項：

  • 指定被動模式端口范圍：在服務器配置中限定一個較小的端口范圍（如 50000-55000），然后在服務器的防火墻中只開放這個特定的端口范圍。
  • 被動模式外部IP地址：如果服務器 behind NAT，需要設置 pasv_address 為服務器的公網IP地址，這樣客戶端才能連接到正確的地址。

三、FTP服務搭建與配置

3.1 安裝前準備

3.1.1 關閉防火墻與SELinux

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

3.1.2 安裝VSFTPD

yum install -y vsftpd
systemctl start vsftpd
systemctl enable vsftpd

3.1.3 備份配置文件

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

3.2 匿名用戶配置

3.2.1 修改配置文件

編輯 /etc/vsftpd/vsftpd.conf：

anonymous_enable=YES #開啟匿名用戶訪問。默認已開啟
write_enable=YES #開放服務器的寫權限(若要上傳，必須開啟)。默認已開啟
anon_umask=022 #設置匿名用戶所上傳數據的權限掩碼(反掩碼)。 022--》755
anon_upload_enable=YES #允許匿名用戶.上傳文件。默認已注釋，需取消注釋
anon_mkdir_write_enable=YES #允許匿名用戶創建(上傳)目錄。默認已注釋，需取消注釋
anon_other_write_enable=YES #允許刪除、重命名、覆蓋等操作。需添加

3.2.2 設置目錄權限

chmod 777 /var/ftp/pub/

3.2.3 匿名訪問測試

在Windows命令行中：

ftp 192.168.10.120 #ip為服務端ip
用戶名：ftp
密碼：（直接回車）

在Windows的傳輸過程中需要先進入pub目錄，否則會因為沒有權限而無法上傳下載。

3.3 本地用戶配置

3.3.1 修改配置文件

編輯 /etc/vsftpd/vsftpd.conf：

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

在這里插入圖片描述

注釋以下行（若存在）：

# anon_mkdir_write_enable=YES
# anon_other_write_enable=YES

重啟服務：

systemctl restart vsftpd

3.3.2 用戶登錄測試

ftp 192.168.10.12
用戶名：zhangsan
密碼：（輸入對應密碼）

或使用瀏覽器訪問：

ftp://zhangsan@192.168.10.120

在這里插入圖片描述

3.3.2.1 測試上傳下載
ftp> pwd          #匿名訪問ftp的根目錄為Linux系統的/var/ftp/目錄
ftp> ls           #查看當前目錄
ftp> cd pub       #需要進去才能有效，因為僅設置了/var/ftp/pub目錄的777權限
ftp> get文件名    #下載文件到當前Windows本地目錄
ftp> put 文件名   #上傳文件到ftp目錄
ftp> quit         #退出

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3.3.3 修改默認根目錄

anon_root=/var/www/html    # 匿名用戶根目錄
local_root=/var/www/html   # 本地用戶根目錄
3.3.4 用戶列表控制

編輯 /etc/vsftpd/user_list，添加用戶：

zhangsan

在這里插入圖片描述

編輯 vsftpd.conf：

userlist_enable=YES
userlist_deny=NO    # 設置為白名單模式

在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

四、總結

FTP作為一種經典的文件傳輸協議，在內部網絡和特定場景中仍有廣泛應用。通過本文的介紹，我們可以了解到：

  • FTP的兩種工作模式（主動/被動）及其區別；
  • VSFTPD的安裝與基本配置方法；
  • 如何配置匿名訪問和本地用戶訪問；
  • 如何通過用戶列表實現黑白名單控制。

掌握FTP服務的搭建與配置，不僅有助于理解傳統網絡服務的運作方式，也能為實際工作中的文件傳輸需求提供可靠解決方案。盡管如今SFTP、HTTP等方式逐漸普及，FTP仍在某些環境中保持著不可替代的地位。
最后，希望大家多多實踐，夯實基礎，聚沙成塔，與君共勉之！

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