FTP(文件传输协议)工作原理
目前在网络上,如果你想把文件和其他人共享。最方便的办法莫过于将文件放FTP服务器上，然后其他人通过FTP客户端程序来下载所需要的文件。
1、FTP架构
如同其他的很多通讯协议，FTP通讯协议也采用客户机/ 服务器（Client / Server ）架构。用户可以通过各种不同的FTP客户端程序，借助FTP协议，来连接FTP服务器，以上传或者下载文件。
2、FTP通讯端口知识
FTP服务器和客户端要进行文件传输，就需要通过端口来进行。FTP协议需要的端口一般包括两种：
控制链路--------TCP端口21
所有你发往FTP服务器的命令和服务器反馈的指令都是通过服务器上的21端口传送的。
数据链路--------TCP端口20
数据链路主要是用来传送数据的，比如客户端上传、下载内容，以及列目录显示的内容等。
3、FTP连接的两种方式
在数据链路的建立上，FTP Server 为了适应不同的网络环境，支持两种连接模式：主动模式（Port）和被动模式（Pasv)。其实这两种连接模式主要是针对数据链路进行的，和控制链路无关。
主动模式
主动模式是这样工作的：客户端把自己的高位端口和服务器端口21建立控制链路。所有的控制命令比如Is或get 都是通过这条链路传送的。
当客户端需要服务器端给它传送数据时，客户端会发消息给服务器端，告诉自己的位置和打开的高位端口（一般大于1024的端口都就叫高位端口），等候服务器的20端口和客户端打开的端口进行连接，从而进行数据的传输。当服务器端收到信息后，就会和客户端打开的端口连接，这样数据链路就建立起来了。
采用主动模式连接服务器的客户端，当它位于NAT或者防火墙的保护之后时会碰到连接失败的问题。这是因为当防火墙接到服务器发送过来的信息的时候，并不知道应该发送给内部网络中的哪一台客户端造成的。
被动模式
被动模式是这样工作的：当客户端发送数据请求后，服务器也会发信息给客户端，告诉客户端：服务器在本地打开了一个高位端口P，你现在来连接我吧。当客户端收到该信息时，就会去连接服务器端的端口P，连接成功后，数据链路就建立了。
从上面的解释中我们可以看到，两种模式主要的不同是数据连接建立的不同。对于Port模式，是客户端在本地打开一个端口等服务器去连接建立数据连接，而Pasv模式就是服务器打开一个端口等待客户端去建立一个数据连接。
浅析文件传输协议(ftp) 的工作原理
起初，FTP并不是应用于IP网络上的协议，而是ARPANEt网络中计算机间的文件传输协议，ARPANET是美国国防部组建的老网络，于1960-1980年使用。在那时，FTP的主要功能是在主机间高速可靠地传输文件。目前FTP仍然保持其可靠性，即使在今天，它还允许文件远程存取。这使得用户可以在某个系统上工作，而将文件存贮在别的系统。例如，如果某用户运行Web服务器，需要从远程主机上取得HTML文件和CGI程序在本机上工作，他需要从远程存储站点获取文件(远程站点也需安装Web服务器)。当用户完成工作后，可使用FTP将文件传回到Web服务器。采用这种方法，用户无需使用Telnet登录到远程主机进行工作，这样就使Web服务器的更新工作变得如此的轻松。
FTP是TCP/IP的一种具体应用，它工作在OSI模型的第七层，TCP模型的第四层上，即应用层，使用TCP传输而不是UDP，这样FTP客户在和服务器建立连接前就要经过一个被广为熟知的"三次握手"的过程，它带来的意义在于客户与服务器之间的连接是可靠的，而且是面向连接，为数据的传输提供了可靠的保证。
下面，让我们来看看，一个FTP客户在和服务器连接是怎么样的一个过程（以标准的FTP端口号为例）。
首先，FTP并不像HTTP协议那样，只需要一个端口作为连接（HTTP的默认端口是80，FTP的默认端口是21），FTP需要2个端口，一个端口是作为控制连接端口,也就是21这个端口，用于发送指令给服务器以及等待服务器响应；另一个端口是数据传输端口,端口号为20（仅PORT模式），是用来建立数据传输通道的，主要有3个作用
从客户向服务器发送一个文件。
从服务器向客户发送一个文件。
从服务器向客户发送文件或目录列表。
其次，FTP的连接模式有两种，PORT和PASV。PORT模式是一个主动模式，PASV是被动模式，这里都是相对于服务器而言的。为了让大家清楚的认识这两种模式，朗月繁星分别举例说明。
PORT模式
当FTP客户以PORT模式连接服务器时，他动态的选择一个端口号（本次试验是6015）连接服务器的21端口，注意这个端口号一定是1024以上的，因为1024以前的端口都已经预先被定义好，被一些典型的服务使用，当然有的还没使用，保留给以后会用到这些端口的资源服务。当经过TCP的三次握手后，连接（控制信道）被建立（如图1和图2）。
图1：FTP客户使用FTP命令建立于服务器的连接
图2：用netstat命令查看，控制信道被建立在客户机的6015和服务器的20端口
现在用户要列出服务器上的目录结构(使用ls或dir命令)，那么首先就要建立一个数据通道，因为只有数据通道才能传输目录和文件列表，此时用户会发出PORT指令告诉服务器连接自己的什么端口来建立一条数据通道（这个命令由控制信道发送给服务器），当服务器接到这一指令时，服务器会使用20端口连接用户在PORT指令中指定的端口号，用以发送目录的列表（如图3）。
图3：ls命令是一个交互命令，它会首先与服务器建立一个数据传输通道。经验证本次试验客户机使用6044端口
当完成这一操作时，FTP客户也许要下载一个文件，那么就会发出get指令，请注意，这时客户会再次发送PORT 指令，告诉服务器连接他的哪个"新"端口，你可以先用netstat -na这个命令验证，上一次使用的6044已经处于TIME_WAIT状态(如图4)。
图4：使用netstat命令验证上一次使用ls命令建立的数据传输通道已经关闭
当这个新的数据传输通道建立后(在微软的系统中，客户端通常会使用连续的端口，也就是说这一次客户端会用6045这个端口)，就开始了文件传输的工作。
PASV模式
然而，当FTP客户以PASV模式连接服务器时，情况就有些不同了。在初始化连接这个过程即连接服务器这个过程和PORT模式是一样的，不同的是，当FTP客户发送ls、dir、get等这些要求数据返回的命令时，他不向服务器发送PORT指令而是发送PASV指令，在这个指令中，用户告诉服务器自己要连接服务器的某一个端口，如果这个服务器上的这个端口是空闲的可用的，那么服务器会返回ACK的确认信息，之后数据传输通道被建立并返回用户所要的信息（根据用户发送的指令，如ls、dir、get等）；如果服务器的这个端口被另一个资源所使用，那么服务器返回UNACK 的信息，那么这时，FTP客户会再次发送PASV命令，这也就是所谓的连接建立的协商过程。为了验证这个过程我们不得不借助CUTEFTP Pro这个大家经常使用的FTP客户端软件，因为微软自带的FTP命令客户端，不支持PASV模式。虽然你可以使用QUOTE PASV这个命令强制使用PASV模式，但是当你用ls命令列出服务器目录列表，你会发现它还是使用PORT方式来连接服务器的。现在我们使用CUTEFTP Pro以PASV模式连接服务器（如图5）。
图5：使用CUTEFTP Pro以PASV模式连接服务器
