FTP编程

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FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是 TCP/IP 协议组中的协议之一。FTP 协议包括两个组成部分，其一为 FTP 服务器，其二为 FTP 客户端。其中 FTP 服务器用来存储文件，用户可以使用 FTP 客户端通过 FTP 协议访问位于 FTP 服务器上的资源。在开发网站的时候，通常利用 FTP 协议把网页或程序传到 Web 服务器上。此外，由于 FTP 传输效率非常高，在网络上传输大的文件时，一般也采用该协议。

默认情况下 FTP 协议使用 TCP 端口中的 20 和 21 这两个端口，其中 20 用于传输数据，21 用于传输控制信息。但是，是否使用 20 作为传输数据的端口与 FTP 使用的传输模式有关，如果采用主动模式，那么数据传输端口就是 20；如果采用被动模式，则具体最终使用哪个端口要服务器端和客户端协商决定。

FTP 服务端搭建

我们使用第三方实现的 FTP 协议 pyftpdlib 模块来编写 FTP 服务器端程序，首先，大家先把该模块安装上，安装命令：pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pyftpdlib，服务器端代码如下。

from pyftpdlib.authorizers import DummyAuthorizer
from pyftpdlib.handlers import FTPHandler, ThrottledDTPHandler
from pyftpdlib.servers import FTPServer
from pyftpdlib.log import LogFormatter
import logging

# 记录日志，默认情况下日志仅输出到屏幕（终端），这里既输出到屏幕又输出到文件，方便日志查看
logger = logging.getLogger()
logger.setLevel(logging.INFO)
ch = logging.StreamHandler()
fh = logging.FileHandler(filename='myftpserver.log', encoding='utf-8')  # 日志文件
ch.setFormatter(LogFormatter())
fh.setFormatter(LogFormatter())
logger.addHandler(ch)  # 将日志输出至屏幕
logger.addHandler(fh)  # 将日志输出至文件

# 实例化虚拟用户，这是 FTP 验证首要条件
authorizer = DummyAuthorizer()

'''
添加用户权限和路径，括号内的参数是（用户名、密码、用户目录、权限），可以为不同的用户添加不同的目录和权限
读权限：
e: 改变文件目录；l: 列出文件； r: 从服务器接收文件
写权限：
a: 文件上传； d: 删除文件； f: 文件重命名； m: 创建文件； w: 写权限；
M: 文件传输模式（通过FTP设置文件权限）
'''
authorizer.add_user("user", "123456", r"ftp", perm="elradfmw")

# 添加匿名用户，只需要路径
authorizer.add_anonymous(r"ftp")


# 初始化ftp句柄
handler = FTPHandler
handler.authorizer = authorizer

# 添加被动端口范围
handler.passive_ports = range(2000, 2333)

# 下载上传速度设置
dtp_handler = ThrottledDTPHandler
dtp_handler.read_limit = 300 * 1024  # 300kb/s
dtp_handler.write_limit = 300 * 1024  # 300kb/s
handler.dtp_handler = dtp_handler

# 监听 IP 和端口，我们使用 21 端口
server = FTPServer(("0.0.0.0", 21), handler)

# 最大连接数
server.max_cons = 150
server.max_cons_per_ip = 15

# 开始服务，自带日志打印信息
server.serve_forever()

服务器端工程目录结构如下图，首先在和服务器端程序同目录下有个日志文件：myftpserver.log

该文件记录服务器和客户端通信的日志。然后，工程目录下有个文件夹 ftp，该文件夹下有个 test 文件夹，test 文件夹下存放服务器端的文件，客户端可以从这里下载文件，同样客户端上传的文件也都放在这里。

FTP客户端搭建

FTP 服务端搭建好后，先启动服务器端程序，然后启动客户端程序，客户端就可以和服务器进行文件传输了，我们可以从服务器端下载文件，也可以把客户端本地文件上传到服务器。在此我们使用 python 自带的 ftplib 模块，该模块也实现了 FTP 协议，客户端代码如下。

from ftplib import FTP

# 登录FTP
ftp = FTP(host='127.0.0.1', user='user', passwd='123456')

# 设置编码方式
ftp.encoding = 'utf-8'

# 切换目录
ftp.cwd('test')

# 列出文件夹的内容
ftp.retrlines('LIST') # ftp.dir()

# 从服务器端下载 node.txt
ftp.retrbinary('RETR node.txt', open('node.txt', 'wb').write)

# 上传本地文件
ftp.storbinary('STOR bird.png', open('bird.png', 'rb'))

# 查看目录下的文件详情
for f in ftp.mlsd(path='/test'):
    print(f)

客户端工程目录如下图，和客户端程序同目录下有个 bird.png 文件，我们的客户端的功能是从服务器上下载文件 node.txt 到本地工程目录下，然后把 bird.png 文件上传到服务器端。

FTP 协议注意事项

我们上面的服务器端使用的第三方模块 pyftpdlib，客户端使用的内置模块 ftplib，这两个模块实现了 FTP 协议，当然，同学们也可以在服务器端使用 ftplib 模块。

我们知道文件传输是不允许丢包的，因为哪怕丢了一个字符都是非常危险的事情，比如三胖和老特商量要不要开打，三胖给老特发了一个文件，文件内容是：“老特，我们不打”，结果文件内容中的“不”字在网络上传输时丢失了，就会造成灾难性后果。我们知道 TCP 协议就已经做到完整性和可靠性了，所以文件传输协议（FTP）是基于 TCP 协议的应用层协议。

当然，你也可以自己用 TCP 协议来实现文件传输，这样的话，我们就需要自己编写 FTP 协议，编写 FTP 协议，自己编写基于 TCP 协议的应用层协议，一定要注意做粘包分包处理。同学们可以作为一个作业来自己实现文件传输。