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我的朋友

分类: LINUX

2010-08-26 17:14:50

首先,介绍一下ftp关于主动模式与被动模式的原理:
这一部分有什么作用? 如果你是在内网搭建一个ftp服务器进行测试,那么不必关注,那是很容易的,内网的机子
之间一般没有防火墙所以无关于主动模式和被动模式,但是在生产环境中,ftp服务器与客户端之间一般不止一个
防火墙,所以有必要弄清楚这个原理。
FTP是File Transfer Protocol(文件传输协议)的缩写,用来在两台计算机之间互相传送文件。相比于HTTP,FTP协议要复杂得多。复杂的原因,是因为FTP协议要用 到两个TCP连接,一个是命令链路,用来在FTP客户端与服务器之间传递命令;另一个是数据链路,用来上传或下载数据。
FTP协议有两种工作方式:PORT方式和PASV方式,中文意思为主动式和被动式。
PORT(主动)方式的连接过程是:客户端向服务器的FTP端口(默认是21)发送连接请求,服务器接受连接,建立一条命令链路。当需要传送数 据时,客户端在命令链路上用PORT命令告诉服务器:“我打开了XXXX端口,你过来连接我”。于是服务器从20端口向客户端的XXXX端口发送连接请 求,建立一条数据链路来传送数据。
PASV(被动)方式的连接过程是:客户端向服务器的FTP端口(默认是21)发送连接请求,服务器接受连接,建立一条命令链路。当需要传送数 据时,服务器在命令链路上用PASV命令告诉客户端:“我打开了XXXX端口,你过来连接我”。于是客户端向服务器的XXXX端口发送连接请求,建立一条 数据链路来传送数据。
概括一下就是:
主动模式:服务器向客户端敲门,然后客户端开门
被动模式:客户端向服务器敲门,然后服务器开门
所以,如果你是如果通过代理上网的话,就不能用主动模式,因为服务器敲的是上网代理服务器的门,而不是敲客户端的门
而且有时候,客户端也不是轻易就开门的,因为有防火墙阻挡,除非客户端开放大于1024的高端端口
 
说一下生产环境中ftp的搭建:
基于上面的主动模式与被动模式的介绍,来说一下生产环境中ftp的搭建:
首先生产环境中的ftp应该采用被动模式,因为被动模式是始终是客户端向服务端去请求连接,而主动模式需要服务器去去连接客户端的端口,连接客户端的端口,如果客户端是公网ip且没有防火墙的话就没问题,但是现在的问题是
客户端一般都是经过nat地址转换的,服务器要连到客户端的时候连到的根本不是客户端,而是提供nat服务的那个设备,所以不能使用主动模式。

使用被动模式,如果使用被动模式的话,那么客户端在连接到服务端的21号端口后,需要传输数据时,服务器在命令链路上用PASV命令告诉客户端:“我打开了XXXX端口,你过来连接我”。于是客户端向服务器的XXXX端口发送连接请求,建立一条数据链路来传送数据。
但是在生产环境中,不要忘记在服务器前面一般都要有防火墙设备的,而且默认策略都是disable,一般都是开启仅有的几个端口,其他端口就都关掉了,客户端连接服务器提供出来的那个端口时,会被防火墙就在中间拒绝掉了,
为了避免这种情况,需要在ftp服务器配置文件里把被动模式时开放的端口做一下限制,这样就可以限制危险
 

比如 vsftp的设置
编辑vsftpd的配置文件 /etc/vsftpd/vsftpd.conf

添加
pasv_max_port=3000
pasv_min_port=3020
# 此两行意思规定服务器在被动模式下开放端口时并不是在大于1024的端口中随机开放,而是开放这个范围内规定的端口
针对防火墙的改动:

除了记得开放21端口外还要记得在防火墙上开放3000--3020 这些端口

 
如果是iptables:
iptables -I INPUT -p tcp --dport 3000:3020 -j ACCEPT
如果是用防火墙设备,那么请在防火期设备上开启对提供ftp服务的主机的ip的3000-3020这些端口的访问,这样应该就没问题了



目录
        
  •  开场白
  •  基础
  •  主动FTP
  •  主动FTP的例子
  •  被动FTP
  •  被动FTP的例子
  •  总结
  •  参考资料
  •  附录 1: 配置常见FTP服务器


开场白

处理防火墙和其他网络连接问题时最常见的一个难题是主动FTP与被动FTP的区别以及如何完美地支持它们。幸运地是,本文能够帮助你清除在防火墙环境中如何支持FTP这个问题上的一些混乱。

本 文也许不像题目声称的那样是一个权威解释,但我已经听到了很多好的反馈意见,也看到了本文在许多地方被引用,知道了很多人都认为它很有用。虽然我一直在找 寻改进的方法,但如果你发现某个地方讲的不够清楚,需要更多的解释,请告诉我!最近的修改是增加了主动FTP和被动FTP会话中命令的例子。这些会话的例 子应该对更好地理解问题有所帮助。例子中还提供了非常棒的图例来解释FTP会话过程的步骤。现在,正题开始了...

基础

FTP是仅基于TCP的服务,不支持UDP。 与众不同的是FTP使用2个端口,一个数据端口和一个命令端口(也可叫做控制端口)。通常来说这两个端口是21-命令端口和20-数据端口。但当我们发现根据(FTP工作)方式的不同数据端口并不总是20时,混乱产生了。

主动FTP

主 动方式的FTP是这样的:客户端从一个任意的非特权端口N(N>;1024)连接到FTP服务器的命令端口,也就是21端口。然后客户端开始监听端 口N+1,并发送FTP命令“port N+1”到FTP服务器。接着服务器会从它自己的数据端口(20)连接到客户端指定的数据端口(N+1)。

针对FTP服务器前面的防火墙来说,必须允许以下通讯才能支持主动方式FTP:

  1. 任何端口到FTP服务器的21端口 (客户端初始化的连接 S<-C)
  2. FTP服务器的21端口到大于1023的端口(服务器响应客户端的控制端口 S->C)
  3. FTP服务器的20端口到大于1023的端口(服务器端初始化数据连接到客户端的数据端口 S->C)
  4. 大于1023端口到FTP服务器的20端口(客户端发送ACK响应到服务器的数据端口 S<-C)


    画出来的话,连接过程大概是下图的样子:


    在 第1步中,客户端的命令端口与FTP服务器的命令端口建立连接,并发送命令“PORT 1027”。然后在第2步中,FTP服务器给客户端的命令端口返回 一个"ACK"。在第3步中,FTP服务器发起一个从它自己的数据端口(20)到客户端先前指定的数据端口(1027)的连接,最后客户端在第4步中给服 务器端返回一个"ACK"。

    主动方式FTP的主要问题实际上在于客户端。FTP的客户端并没有实际建立一个到服务器数据端口的连接,它 只是简单的告诉服务器自己监听的端口号,服务器再回来连接客户端这个指定的端口。对于客户端的防火墙来说,这是从外部系统建立到内部客户端的连接,这是通 常会被阻塞的。

    主动FTP的例子

    下面是一个主动FTP会话的实际例子。当然服务 器名、IP地址和用户名都做了改动。在这个例子中,FTP会话从 testbox1.slacksite.com (192.168.150.80),一 个运行标准的FTP命令行客户端的Linux工作站,发起到testbox2.slacksite.com (192.168.150.90),一个运行 ProFTPd 1.2.2RC2的Linux工作站。debugging(-d)选项用来在FTP客户端显示连接的详细过程。红色的文字 是 debugging信息,显示的是发送到服务器的实际FTP命令和所产生的回应信息。服务器的输出信息用黑色字表示,用户的输入信息用粗体字表示。

    仔 细考虑这个对话过程我们会发现一些有趣的事情。我们可以看到当 PORT 命令被提交时,它指定了客户端(192.168.150.80)上的一个端口而 不是服务器的。当我们用被动FTP时我们会看到相反的现象。我们再来关注PORT命令的格式。就象你在下面的例子看到的一样,它是一个由六个被逗号隔开的 数字组成的序列。前四个表示IP地址,后两个组成了用于数据连接的端口号。用第五个数乘以256再加上第六个数就得到了实际的端口号。下面例子中端口号就 是( (14*256) + 178) = 3762。我们可以用netstat来验证这个端口信息。

    testbox1: {/home/p-t/slacker/public_html} % ftp -d testbox2
    Connected to testbox2.slacksite.com.
    220 testbox2.slacksite.com FTP server ready.
    Name (testbox2:slacker): slacker
    ---> USER slacker
    331 Password required for slacker.
    Password: TmpPass
    ---> PASS XXXX
    230 User slacker logged in.
    ---> SYST
    215 UNIX Type: L8

    Remote system type is UNIX.
    Using binary mode to transfer files.
    ftp> ls
    ftp: setsockopt (ignored): Permission denied
    ---> PORT 192,168,150,80,14,178

    200 PORT command successful.
    ---> LIST
    150 Opening ASCII mode data connection for file list.
    drwx------   3 slacker    users         104 Jul 27 01:45 public_html
    226 Transfer complete.
    ftp> quit
    ---> QUIT
    221 Goodbye.

    被动FTP

    为了解决服务器发起到客户的连接的问题,人们开发了一种不同的FTP连接方式。这就是所谓的被动方式,或者叫做PASV,当客户端通知服务器它处于被动模式时才启用。

    在 被动方式FTP中,命令连接和数据连接都由客户端,这样就可以解决从服务器到客户端的数据端口的入方向连接被防火墙过滤掉的问题。当开启一个FTP连接 时,客户端打开两个任意的非特权本地端口(N >; 1024和N+1)。第一个端口连接服务器的21端口,但与主动方式的FTP不同,客户端不会 提交PORT命令并允许服务器来回连它的数据端口,而是提交PASV命令。这样做的结果是服务器会开启一个任意的非特权端口 (P >; 1024),并发送PORT P命令给客户端。然后客户端发起从本地端口N+1到服务器的端口P的连接用来传送数据。

    对于服务器端的防火墙来说,必须允许下面的通讯才能支持被动方式的FTP:

    1. 从任何端口到服务器的21端口 (客户端初始化的连接 S<-C)
    2. 服务器的21端口到任何大于1023的端口 (服务器响应到客户端的控制端口的连接 S->C)
    3. 从任何端口到服务器的大于1023端口 (入;客户端初始化数据连接到服务器指定的任意端口 S<-C)
    4. 服务器的大于1023端口到远程的大于1023的端口(出;服务器发送ACK响应和数据到客户端的数据端口 S->C)

      画出来的话,被动方式的FTP连接过程大概是下图的样子:


      在 第1步中,客户端的命令端口与服务器的命令端口建立连接,并发送命令“PASV”。然后在第2步中,服务器返回命令"PORT 2024",告诉客户端 (服务器)用哪个端口侦听数据连接。在第3步中,客户端初始化一个从自己的数据端口到服务器端指定的数据端口的数据连接。最后服务器在第4 步中给客户端 的数据端口返回一个"ACK"响应。

      被动方式的FTP解决了客户端的许多问题,但同时给服务器端带来了更多的问题。最大的问题是需要允许从任意远程终端到服务器高位端口的连接。幸运的是,许多FTP守护程序,包括流行的WU-FTPD允许管理员指定FTP服务器使用的端口范围。详细内容参看附录1。 

      第二个问题是客户端有的支持被动模式,有的不支持被动模式,必须考虑如何能支持这些客户端,以及为他们提供解决办法。例如,Solaris提供的FTP命令行工具就不支持被动模式,需要第三方的FTP客户端,比如ncftp。

      随着WWW的广泛流行,许多人习惯用web浏览器作为FTP客户端。大多数浏览器只在访问ftp://这样的URL时才支持被动模式。这到底是好还是坏取决于服务器和防火墙的配置。

      被动FTP的例子

      下 面是一个被动FTP会话的实际例子,只是服务器名、IP地址和用户名都做了改动。在这个例子中,FTP会话 从 testbox1.slacksite.com (192.168.150.80),一个运行标准的FTP命令行客户端的Linux工作站,发起到 testbox2.slacksite.com (192.168.150.90),一个运行ProFTPd 1.2.2RC2的Linux工作站。 debugging(-d)选项用来在FTP客户端显示连接的详细过程。红色的文字是 debugging信息,显示的是发送到服务器的实际FTP命令和 所产生的回应信息。服务器的输出信息用黑色字表示,用户的输入信息用粗体字表示。

      注意此例中的PORT命令与主动FTP例子的不同。这里,我们看到是服务器(192.168.150.90)而不是客户端的一个端口被打开了。可以跟上面的主动FTP例子中的PORT命令格式对比一下。

      testbox1: {/home/p-t/slacker/public_html} % ftp -d testbox2
      Connected to testbox2.slacksite.com.
      220 testbox2.slacksite.com FTP server ready.
      Name (testbox2:slacker): slacker
      ---> USER slacker
      331 Password required for slacker.
      Password: TmpPass
      ---> PASS XXXX
      230 User slacker logged in.
      ---> SYST
      215 UNIX Type: L8

      Remote system type is UNIX.
      Using binary mode to transfer files.
      ftp> passive
      Passive mode on.
      ftp> ls
      ftp: setsockopt (ignored): Permission denied
      ---> PASV
      227 Entering Passive Mode (192,168,150,90,195,149).
      ---> LIST
      150 Opening ASCII mode data connection for file list
      drwx------   3 slacker    users         104 Jul 27 01:45 public_html
      226 Transfer complete.
      ftp>; quit
      ---> QUIT
      221 Goodbye.

      总结

      下面的图表会帮助管理员们记住每种FTP方式是怎样工作的:

      主动FTP:
         命令连接:客户端 >1023端口 -> 服务器 21端口
         数据连接:客户端 >1023端口 <- 服务器 20端口 

      被动FTP:
         命令连接:客户端 >1023端口 -> 服务器 21端口
         数据连接:客户端 >1023端口 -> 服务器 >1023端口 

      下面是主动与被动FTP优缺点的简要总结: 

      主 动FTP对FTP服务器的管理有利,但对客户端的管理不利。因为FTP服务器企图与客户端的高位随机端口建立连接,而这个端口很有可能被客户端的防火墙阻 塞掉。被动FTP对FTP客户端的管理有利,但对服务器端的管理不利。因为客户端要与服务器端建立两个连接,其中一个连到一个高位随机端口,而这个端口很 有可能被服务器端的防火墙阻塞掉。

      幸运的是,有折衷的办法。既然FTP服务器的管理员需要他们的服务器有最多的客户连接,那么必须得支 持被动FTP。我们可以通过为FTP服务器指定一个有限的端口范围来减小服务器高位端口的暴露。这样,不在这个范围的任何端口会被服务器的防火墙阻塞。虽 然这没有消除所有针对服务器的危险,但它大大减少了危险。详细信息参看附录1。


      参考资料 

      O'Reilly出版的《组建Internet防火墙》(第二版,Brent Chapman,Elizabeth Zwicky著)是一本很不错的参考资料。里面讲述了各种Internet协议如何工作,以及有关防火墙的例子。 

      最权威的FTP参考资料是RFC 959,它是FTP协议的官方规范。RFC的资料可以从许多网站上下载,例如

 
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