FTP的主动模式和被动模式

上一次折腾FTP还是两年前,最近公司项目需要搭建FTP服务器,自己折腾了半天,内网无问题,经过NAT后,各种问题……故在网上找资料重温了一下FTP的主动模式与被动模式的概念,以下这篇文章比较通俗易懂,故转之。

在使用FTP时,如果客户端机器和FTP服务器双方之间的所有端口都是开放的,那连接不存在问题。如果客户端与服务器之间有防火墙,如果没配置好防火策略和采用合适的连接模式,会导致登录成功,但无法List列表的问题。要避免出现这样的问题,首先要了解FTP的工作模式。

1.FTP的PORT(主动模式)和PASV(被动模式)

(1) PORT(主动模式)

PORT中文称为主动模式,工作的原理: FTP客户端连接到FTP服务器的21端口,发送用户名和密码登录,登录成功后要list列表或者读取数据时,客户端随机开放一个端口(1024以上),发送 PORT命令到FTP服务器,告诉服务器客户端采用主动模式并开放端口;FTP服务器收到PORT主动模式命令和端口号后,通过服务器的20端口和客户端开放的端口连接,发送数据,原理如下图:

 FTP PORT

(2) PASV(被动模式)

PASV是Passive的缩写,中文成为被动模式,工作原理:FTP客户端连接到FTP服务器的21端口,发送用户名和密码登录,登录成功后要list列表或者读取数据时,发送PASV命令到FTP服务器, 服务器在本地随机开放一个端口(1024以上),然后把开放的端口告诉客户端, 客户端再连接到服务器开放的端口进行数据传输,原理如下图:

 FTP PASV

2.两种模式的比较

从上面的运行原来看到,主动模式和被动模式的不同简单概述为: 主动模式传送数据时是“服务器”连接到“客户端”的端口;被动模式传送数据是“客户端”连接到“服务器”的端口。

主动模式需要客户端必须开放端口给服务器,很多客户端都是在防火墙内,开放端口给FTP服务器访问比较困难。

被动模式只需要服务器端开放端口给客户端连接就行了。

3.不同工作模式的网络设置

我在实际项目中碰到的问题是,FTP的客户端和服务器分别在不同网络,两个网络之间有至少4层的防火墙,服务器端只开放了21端口, 客户端机器没开放任何端口。FTP客户端连接采用的被动模式,结果客户端能登录成功,但是无法LIST列表和读取数据。很明显,是因为服务器端没开放被动模式下的随机端口导致。

由于被动模式下,服务器端开放的端口随机,但是防火墙要不能全部开放,解决的方案是,在ftp服务器配置被动模式下开放随机端口在 50000-60000之间(范围在ftp服务器软件设置,可以设置任意1024上的端口段),然后在防火墙设置规则,开放服务器端50000-60000之间的端口端。

主动模式下,客户端的FTP软件设置主动模式开放的端口段,在客户端的防火墙开放对应的端口段。

4.如何设置 工作模式?

有人可能会问FTP服务器如何设置工作模式?实时上FTP服务器一般都支持主动和被动模式,连接采用何种模式是有FTP客户端软件决定。

5.两者该如何选择?

  当企业的网络环境不同,两个操作模式的应用效果是不同的。这主要是主动操作模式与被动操作模式在数据的传输通道建立上有一定的差异。从以上的分析中我们可以看出,在主动操作模式下,FTP服务器的20号端口是主动同客户端联系,建立数据传输通道的。而在被动操作模式下,则FTP服务器是被动的等待,等待客户段与其的20号端口建立连接。不要小看这个细小的差异,这个差异却决定了两者应用环境的不同。

  一般来说,如果这个FTP服务器只对企业的内部局域网客户提供文件传输的服务,那么基本上两者的应用效果没有很大的差异。但是如果企业网络外部的用户也需要通过互联网与FTP服务器进行文件传输的话,就会有很大的不同。这主要是因为,在数据通道建立的过程中,客户端会在另一个端口上监听等待连接,并利用命令连接通道告诉服务器其监听的端口好。然后企业的边界路由器会将FTP的IP地址转换为合法的公网IP地址(假设企业由于公网IP地址有限,在边界路由器上通过NAT服务向外部用户提供FTP连接)。如果此时采用的是自动操作模式的话,则在连接这个数据通道的过程中FTP服务器会主动跟边界路由器的端口进行通信(因为FTP服务器认为这台边界路由器,其实就是NAT服务器,就是FTP客户段)。但是实际上不是,而且也有可能没有启用这个端口。为此客户端与FTP服务器之间的连接最终没有建立起来。所以说,如果采用主动操作模式的话,当FTP服务器部署在NAT等服务器后面的时候,则FTP服务器与客户端之间只能够建立命令连接通道,而无法建立起数据传输通道。如果FTP服务器与客户端之间还有防火墙的话,在连接的过程中也会出现以上类似的情况。

  而如果是采用被动操作模式的话,是客户端主动跟服务期的20号端口进行连接的。为此在数据传输通道建立的过程中,即使中间有NAT服务器或者防火墙,也会准确无误的连接到FTP服务器的数据传输接口。所以说,如果在客户端与FTP服务器之间存在防火墙或者NAT服务器等类似设备的话,那么在FTP服务器部署的时候,最好采用被动操作模式。否则的话,很可能只能够建立命令连接通道,而无法进行数据传输。

在FTP服务器部署的时候,其默认采用的是主动操作模式。如果企业FTP服务器的用户都是在内部网络中的,即不用像外部网络的用户提供FTP连接的需求,那么采用这个默认操作方式就可以了。但是如果一些出差在外的员工或者员工在家庭办公时也需要访问企业内部的FTP服务器,而此时出于安全的考虑或者公网IP地址数量的限制,企业往往会把FTP服务器部署在防火墙或者NAT服务器的后面,此时这个主动操作模式就不行了。如果企业中通过互联网来访问企业内部FTP服务器的员工比较多的时候,那么最好能够一劳永逸的解决这个问题,即在FTP服务器上进行设置,强制客户端在连接的时候采用被动操作模式。相反如果用户比较少的话,而且用户又具有一定的计算机知识,那么可以不在服务器上进行设置。而是在连接的过程中,通过FTP客户端来设置。如在某些FTP客户端上,会有一个Passive Transfers等类似的选项。选中这个选项就表示以被动操作方式进行传输。而没有选中这个选项的客户端则仍然采用主动操作模式来进行连接。

  总之,在FTP服务器部署的时候考虑是要采用主动操作模式还是被动操作模式,只需要记住一个原则,即如果把FTP服务器部署在防火墙或者NAT服务器的背后,则采用主动操作模式的客户端只能够建立命令连接而无法进行文件传输。如果部署完FTP服务器后,系统管理员发现用户可以连接上FTP服务器,可以查看目录下的文件,但是却无法下载或者上传文件,如果排除权限方面的限制外,那么很有可能就是这个操作模式选择错误。系统管理员告诉用户选择合适的操作模式,基本上就可以解决文件传输的问题了。

原文:


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