FTP协议实验报告
●实验目的
1、在Linux系统上完成一个文件传输协议（FTP）的简单实现。
2、深入理解FTP协议的原理和协议细节。
3、学会利用Socket接口设计实现简单应用层协议。
4、掌握TCP/IP网络应用程序的基本设计方法和实现技巧。
●实验原理
1、FTP协议
FTP是File Transfer Protocol，即文件传输协议的缩写。该协议用于在两台计算机之间传送文件。FTP会话包括了两个通道，一个是控制通道，一个是数据通道。控制通道是和FTP 服务器进行沟通的通道，连接FTP服务器，发送FTP指令；数据通道则是和FTP服务器进行文件传输或者获取文件列表的通道。
FTP协议中，控制连接的各种指令均由客户端主动发起，而数据连接有两种工作方式：主动方式（PORT方式）和被动方式（PASV方式）。主动方式下，FTP客户端首先和FTP服务器的控制通道对应端口（一般为21）建立连接，通过控制通道发送命令，客户端需要接收数据的时候在这个通道上发送PORT命令。PORT命令包含了客户端用什么端口（一个大于1024的端口）接收数据。在传输数据的时候，FTP服务器必须和客户端建立一个新的连接，服务器通过自己的TCP 20端口发送数据。被动方式下，建立控制通道的过程和主动方式类似，当客户端通过这个通道发送PASV命令的时候，FTP server打开一个位于1024-5000之间的随机端口并且通知客户端，然后客户端与服务器之间将通过这个端口进行数据的传送。
2、socket编程
（1）什么是Socket
Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程。网络的Socket 数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。
（2）Socket的建立
为了建立Socket，程序可以调用Socket函数，该函数返回一个socket描述符。Socket 描述符是一个指向内部数据结构的指针，它指向描述符表入口。调用Socket函数时，socket 执行体将建立一个Socket，实际上"建立一个Socket"意味着为一个Socket数据结构分配存储空间。Socket执行体为你管理描述符表。两个网络程序之间的一个网络连接包括五种信息：通信协议、本地协议地址、本地主机端口、远端主机地址和远端协议端口。Socket数据结构中包含这五种信息。
socket函数原型为：int socket(int domain, int type, int protocol);
domain：指明所使用的协议族，通常为PF_INET，表示互联网协议族（TCP/IP协议族）；type：指定socket的类型为SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM，Socket接口还定义了原始Socket （SOCK_RAW），允许程序使用低层协议；
protocol：通常赋值"0"。
返回：整型socket描述符。
（3）Socket配置
无连接socket的客户端和服务端以及面向连接socket的服务端通过调用bind函数来
配置本地信息。
Bind函数将socket与本机上的一个端口相关联，随后你就可以在该端口监听服务请求。Bind函数原型为：int bind(int sockfd,struct sockaddr_in *my_addr, int addrlen);
Sockfd：调用socket函数返回的socket描述符
my_addr：一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针
addrlen：常被设置为sizeof(struct sockaddr)。
struct sockaddr_in结构类型是用来保存socket信息的：
struct sockaddr_in {
short int sin_family; /* 地址族*/
unsigned short int sin_port; /* 端口号*/
struct in_addr sin_addr; /* IP地址*/
unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大小*/
};
sin_zero：用来将sockaddr_in结构填充到与struct sockaddr同样的长度，可以用bzero()或memset()函数将其置为零。
使用bind函数时，可以用下面的赋值实现自动获得本机IP地址和随机获取一个没有被占用的端口号：
my_addr.sin_port = 0; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号*/
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本机IP地址*/
通过将my_addr.sin_port置为0，函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。同样，通过将my_addr.sin_addr.s_addr置为INADDR_ANY，系统会自动填入本机IP地址。
Bind()函数在成功被调用时返回0；出现错误时返回"-1"并将errno置为相应的错误号。需要注意的是，在调用bind函数时一般不要将端口号置为小于1024的值，因为1到1024是保留端口号，你可以选择大于1024中的任何一个没有被占用的端口号。
（4）连接建立
无连接协议从不建立直接连接。面向连接的服务器也从不启动一个连接，它只是被动的在协议端口监听客户的请求。
Listen函数使socket处于被动的监听模式，并为该socket建立一个输入数据队列，将到达的服务请求保存在此队列中，直到程序处理它们。
int listen(int sockfd，int backlog);
Sockfd：Socket系统调用返回的socket 描述符
backlog：指定在请求队列中允许的最大请求数，进入的连接请求将在队列中等待accept()。如果一个服务请求到来时，输入队列已满，该socket将拒绝连接请求，客户将收到一个出错信息。
返回：当出现错误时listen函数返回-1，并置相应的errno错误码。
accept()函数让服务器接收客户的连接请求。在建立好输入队列后，服务器就调用accept 函数，然后睡眠并等待客户的连接请求。
int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);
sockfd：被监听的socket描述符；
addr：通常是一个指向sockaddr_in变量的指针，该变量用来存放提出连接请求服务的主机的信息（某台主机从某个端口发出该请求）；
addrten：通常为一个指向值为sizeof(struct sockaddr_in)的整型指针变量；
返回：出现错误时accept函数返回-1并置相应的errno值。