آشنائی با پروتكل FTP

nooroz

کاربر برنزی

تاریخ عضویت : اسفند 1389

تعداد پست ها : 285

محل سکونت : قم

آشنائی با پروتكل FTP
شنبه 20 فروردین 1390 4:55 PM

آشنائی با پروتكل FTP ( بخش اول )

امروزه از پروتكل های متعددی در شبكه های كامپيوتری استفاده می گردد كه صرفا" تعداد اندكی از آنان به منظور انتقال داده طراحی و پياده سازی شده اند . اينترنت نيز به عنوان يك شبكه گسترده از اين قاعده مستثنی نبوده و در اين رابطه از پروتكل های متعددی استفاده می شود.
برای بسياری از كاربران اينترنت همه چيز محدود به وب و پروتكل مرتبط با آن يعنی HTTP است ، در صورتی كه در اين عرصه از پروتكل های متعدد ديگری نيز استفاده می گردد. FTP نمونه ای در اين زمينه است .

پروتكل FTP چيست ؟
تصوير اوليه اينترنت در ذهن بسياری از كاربران، استفاده از منابع اطلاعاتی و حركت از سايتی به سايت ديگر است و شايد به همين دليل باشد كه اينترنت در طی ساليان اخير به سرعت رشد و متداول شده است . بسياری از كارشناسان اين عرصه اعتقاد دارند كه اينترنت گسترش و عموميت خود را مديون سرويس وب می باشد .
فرض كنيد كه سرويس وب را از اينترنت حذف نمائيم . برای بسياری از ما اين سوال مطرح خواهد شد كه چه نوع استفاده ای را می توانيم از اينترنت داشته باشيم ؟ در صورت تحقق چنين شرايطی ، يكی از عملياتی كه كاربران قادر به انجام آن خواهند بود ، دريافت داده ، فايل های صوتی ، تصويری و ساير نمونه فايل های ديگر با استفاده از پروتكل FTP (برگرفته از File Transfer Protocol ) است.

ويژگی های پروتكل FTP

پروتكل FTP ، اولين تلاش انجام شده برای‌ ايجاد يك استاندارد به منظور مبادله فايل بر روی شبكه های مبتنی بر پروتكل TCP/IP است كه از اوايل سال 1970 مطرح و مشخصات استاندارد آن طی RFC 959 در اكتبر سال 1985 ارائه گرديد .
پروتكل FTP دارای حداكثر انعطاف لازم و در عين حال امكان پذير به منظور استفاده در شبكه های مختلف با توجه به نوع پروتكل شبكه است .
پروتكل FTP از مدل سرويس گيرنده - سرويس دهنده تبعيت می نمايد . برخلاف HTTP كه يك حاكم مطلق در عرصه مرورگرهای وب و سرويس دهندگان وب است ، نمی توان ادعای مشابهی را در رابطه با پروتكل FTP داشت و هم اينك مجموعه ای گسترده از سرويس گيرندگان و سرويس دهندگان FTP وجود دارد .
برای ارسال فايل با استفاده از پروتكل FTP به يك سرويس گيرنده FTP نياز می باشد . ويندوز دارای يك برنامه سرويس گيرنده FTP از قبل تعبيه شده می باشد ولی دارای محدوديت های مختص به خود می باشد . در اين رابطه نرم افزارهای متعددی تاكنون طراحی و پياده سازی شده است:
ulletProof FTP ، WS FTP Professional، FTP Explorer و Smart FTP نمونه هائی در اين زمينه می باشند .
پروتكل FTP را می توان به عنوان يك سيستم پرس وجو نيز تلقی نمود چراكه سرويس گيرندگان و سرويس دهندگان گفتگوی لازم به منظور تائيد يكديگر و ارسال فايل را انجام می دهند. علاوه بر اين، پروتكل فوق مشخص می نمايد كه سرويس گيرنده و سرويس دهنده، داده را بر روی كانال گفتگو ارسال نمی نمايند . در مقابل ،‌ سرويس گيرنده و سرويس دهنده در خصوص نحوه ارسال فايل ها بر روی اتصالات مجزا و جداگانه ( يك اتصال برای هر ارسال داده ) با يكديگر گفتگو خواهند كرد ( نمايش ليست فايل های موجود در يك دايركتوری نيز به عنوان يك ارسال فايل تلقی می گردد ) .
پروتكل FTP امكان استفاده از سيستم فايل را مشابه پوسته يونيكس و يا خط دستور ويندوز در اختيار كاربران قرار می دهد .
سرويس گيرنده در ابتدا يك پيام را برای سرويس دهنده ارسال و سرويس دهنده نيز به آن پاسخ خواهد داد و در ادامه ارتباط غيرفعال می گردد . وضعيت فوق با ساير پروتكل هائی كه به صورت تراكنشی كار می كنند ،‌ متفاوت می باشد ( نظير پروتكل HTTP ) . برنامه های سرويس گيرنده زمانی قادر به شبيه سازی يك محيط تراكنشی می باشند كه از مسائلی كه قرار است در آينده محقق شوند ، آگاهی داشته باشند . در واقع ، پروتكل FTP يك دنباله stateful از يك و يا چندين تراكنش است.
سرويس گيرندگان ، مسئوليت ايجاد و مقداردهی اوليه درخواست ها را برعهده دارند كه با استفاده از دستورات اوليه FTP انجام می گردد. دستورات فوق ، عموما" سه و يا چهار حرفی می باشند (مثلا" برای تغيير دايركتوری از دستور CWD استفاده می شود ). سرويس دهنده نيز بر اساس يك فرمت استاندارد به سرويس گيرندگان پاسخ خواهد داد ( سه رقم كه به دنبال آن از space استفاده شده است به همراه يك متن تشريحی ) . سرويس گيرندگان می بايست صرفا" به كد عددی نتيجه استناد نمايند چراكه متن تشريحی تغيير پذير بوده و در عمل برای اشكال زدائی مفيد است ( برای كاربران حرفه ای ) .
پروتكل FTP دارای امكانات حمايتی لازم برای ارسال داده با نوع های مختلف می باشد . دو فرمت متداول، اسكی برای متن ( سرويس گيرنده با ارسال دستور TYPE A ،‌موضوع را به اطلاع سرويس دهنده می رساند ) و image برای داده های باينری است ( توسط TYPE I مشخص می گردد) . ارسال داده با فرمت اسكی در مواردی كه ماشين سرويس دهنده و ماشين سرويس گيرنده از استانداردهای متفاوتی برای متن استفاده می نمايند ، مفيد بوده و يك سرويس گيرنده می تواند پس از دريافت داده آن را به فرمت مورد نظر خود ترجمه و استفاده نمايد . مثلا" در نسخه های ويندوز از يك دنباله carriage return و linefeed برای نشان دادن انتهای خط استفاده می گردد در صورتی كه در سيستم های مبتنی بر يونيكس صرفا" از يك linefeed استفاده می شود . برای ارسال هرنوع داده كه به ترجمه نياز نداشته باشد،می توان از ارسال باينری استفاده نمود.
اتخاذ تصميم در رابطه با نوع ارسال فايل ها در اختيار سرويس گيرنده است ( برخلاف HTTP كه می تواند به سرويس گيرنده نوع داده ارسالی را اطلاع دهد ) . معمولا" سرويس گيرندگان ارسال باينری را انتخاب می نمايند و پس از دريافت فايل ، ترجمه لازم را انجام خواهند داد . ارسال باينری ذاتا" دارای كارآئی بيشتری است چراكه سرويس دهنده و سرويس گيرنده نيازی به انجام تراكنش های on the fly نخواهند داشت . ارسال اسكی گزينه پيش فرض انتخابی توسط پروتكل FTP است و در صورت نياز به ارسال باينری ، سرويس گيرنده می بايست اين موضوع را از سرويس دهنده درخواست نمايد .
يك اتصال پروتكل TCP/IP ( نسخه شماره چهار) شامل دو نقطه مجزا می باشد كه هر نقطه از يك آدرس IP و يك شماره پورت استفاده می نمايد . برقراری ارتباط بين يك سرويس گيرنده و يك سرويس دهنده منوط به وجود چهار عنصر اطلاعاتی است : آدرس سرويس دهنده ،‌پورت سرويس دهنده ، آدرس سرويس گيرنده و پورت سرويس گيرنده . در زمان برقراری يك ارتباط ، سرويس گيرنده از يك شماره پورت استفاده می نمايد . اين شماره پورت می تواند متناسب با نوع عملكرد برنامه سرويس گيرنده به صورت اختياری و يا اجباری باشد . مثلا" برخی برنامه های سرويس گيرنده به منظور ارتباط با سرويس دهنده ، نيازمند استفاده از يك شماره پورت خاص می باشند ( نظير برنامه های سرويس گيرنده وب و يا مرورگرهای وب كه از پورت شماره 80 به منظور ارتباط با سرويس دهنده وب استفاده می نمايد) . در مواردی كه الزامی در خصوص شماره پورت وجود ندارد از يك شماره پورت موقتی و يا ephemeral استفاده می گردد . اين نوع پورت ها موقتی بوده و توسط IP stack ماشين مربوطه به متقاضيان نسبت داده شده و پس از خاتمه ارتباط ، پورت آزاد می گردد . با توجه به اين كه اكثر IP Stacks بلافاصله از پورت موقت آزاد شده استفاده نخواهند كرد ( تا زمانی كه تمام pool تكميل نشده باشد ) ،‌در صورتی كه سرويس گيرنده مجددا" درخواست برقراری يك ارتباط را نمايد ، يك شماره پورت موقتی ديگر به وی تخصيص داده می شود .
پروتكل FTP منحصرا" از پروتكل TCP استفاده می نمايد( هرگز از پروتكل UDP استفاده نمی شود) . معمولا" پروتكل های لايه Application ( با توجه به مدل مرجع OSI ) از يكی از پروتكل های TCP و يا UDP استفاده می نمايند ( به جزء پروتكل DNS ) . پروتكل FTP نيز از برخی جهات شرايط خاص خود را دارد و برای انجام وظايف محوله از دو پورت استفاده می نمايد . اين پروتكل معمولا" از پورت شماره 20 برای ارسال داده و از پورت 21 برای گوش دادن به فرامين استفاده می نمايد . توجه داشته باشيد كه برای ارسال داده همواره از پورت 20 استفاده نمی گردد و ممكن است در برخی موارد از پورت های ديگر استفاده شود .
اكثر سرويس دهندگان FTP از روش خاصی برای رمزنگاری اطلاعات استفاده نمی نمايند و در زمان login سرويس گيرنده به سرويس دهنده ، اطلاعات مربوط به نام و رمز عبور كاربر به صورت متن معمولی در شبكه ارسال می گردد . افرادی كه دارای يك Packet sniffer بين سرويس گيرنده و سرويس دهنده می باشند ، می توانند به سادگی اقدام به سرقت نام و رمز عبور نمايند . علاوه بر سرقت رمزهای عبور ، مهاجمان می توانند تمامی مكالمات بر روی اتصالات FTP را شنود و محتويات داده های ارسالی را مشاهده نمايند . پيشنهادات متعددی به منظور ايمن سازی سرويس دهنده FTP مطرح می گردد ولی تا زمانی كه رمزنگاری و امكانات حفاظتی در سطح لايه پروتكل IP اعمال نگردد ( مثلا" رمزنگاری توسط IPsecs ) ،‌ نمی بايست از FTP استفاده گردد خصوصا" اگر بر روی شبكه اطلاعات مهم و حياتی ارسال و يا دريافت می گردد .
همانند بسياری از پروتكل های لايه Application ، پروتكل FTP دارای كدهای وضعيت خطاء مختص به خود می باشد ( همانند HTTP ) كه اطلاعات لازم در خصوص وضعيت ارتباط ايجاد شده و يا درخواستی را ارائه می نمايد . زمانی كه يك درخواست ( GET , PUT ) برای يك سرويس دهنده FTP ارسال می گردد ، سرويس دهنده پاسخ خود را به صورت يك رشته اعلام می نمايد . اولين خط اين رشته معمولا" شامل نام سرويس دهنده و نسخه نرم افزار FTP است .در ادامه می توان دستورات GET و يا PUT را برای سرويس دهنده ارسال نمود . سرويس دهنده با ارائه يك پيام وضعيت به درخواست سرويس گيرندگان پاسخ می دهد . كدهای وضعيت برگردانده شده را می توان در پنج گروه متفاوت تقسيم نمود :
كدهای 1xx : پاسخ اوليه
كدهای 2xx : درخواست بدون خطاء‌ اجراء گرديد .
كدهای 3xx : به اطلاعات بشتری نياز است .
كدهای 4xx : يك خطاء موقت ايجاد شده است .
كدهای 5xx : يك خطاء دائمی ايجاد شده است .
متداولترين كدهای وضعيت FTP به همراه مفهوم هريك در جدول زير نشان داده شده است :

كدهای وضعيت سری 100
110	Restart reply
120	Service ready in x minutes
125	Connection currently open, transfer starting
150	File status okay, about to open data
كدهای وضعيت سری 200
200	Command okay
202	Command not implemented, superfluous at this site
211	System status/help reply
212	Directory status
213	File status
214	System Help message
215	NAME system type
220	Service ready for next user.
221	Service closing control connection. Logged off where appropriate
225	Data connection open; no transfer in progress.
226	Closing data connection. Requested action successful
227	Entering Passive Mode
230	User logged in, continue
250	Requested file action okay, completed
257	"PATHNAME" created.
كدهای وضعيت سری 300
331	User name okay, need password.
332	Need account for login
350	Requested file action pending further information.
كدهای وضعيت سری 400
421	Service not available, closing control connection.
425	Can't open data connection
426	Connection closed; transfer aborted.
450	Requested file action not taken. File not available - busy etc..
451	Request aborted: error on server in processing.
452	Requested action not taken. Insufficient resources on system
كدهای وضعيت سری 500
500	Syntax error, command unrecognized
501	Syntax error in parameters or arguments.
502	Command not implemented.
503	Bad sequence of commands
504	Command not implemented for that parameter.
530	Not logged in.
532	Need account for storing files
550	Requested action not taken. File unavailable
552	Requested file action aborted. Exceeded storage allocation
553	Requested action not taken. File name not allowed
مفهوم برخی از كدهای متداول
226	دستور بدون هيچگونه خطائی اجراء گرديد .
230	زمانی اين كد نمايش داده می شود كه يك سرويس گيرنده رمز عبور خود را به درستی درج و عمليات login با موفقيت انجام شده باشد .
231	كد فوق نشاندهنده دريافت username ارسالی سرويس گيرنده توسط سرويس دهنده می باشد و تائيدی است بر اعلام وصول Username ( نه صحت آن ) .
501	دستور تايپ شده دارای خطاء گرامری است و می بايست مجددا" دستور تايپ گردد .
530	عمليات login با موفقيت انجام نشده است . ممكن است Username و يا رمز عبور اشتباه باشد .
550	فايل مشخص شده در دستور تايپ شده نامعتبر است .

در بخش دوم به بررسی نحوه عملكرد پروتكل FTP خواهيم پرداخت .

آشنائی با پروتكل FTP ( بخش دوم )

FTP ،‌ يك پروتكل ارسال فايل است كه با استفاده از آن سرويس گيرندگان می توانند به سرويس دهندگان متصل و صرفنظر از نوع سرويس دهنده اقدام به دريافت و يا ارسال فايل نمايند . پروتكل FTP به منظور ارائه خدمات خود از دو حالت متفاوت استفاده می نمايد : Active Mode و Passive Mode . مهمترين تفاوت بين روش های فوق جايگاه سرويس دهنده و يا سرويس گيرنده در ايجاد و خاتمه يك ارتباط است .
همانگونه كه در بخش اول اشاره گرديد ، يك اتصال پروتكل TCP/IP ( نسخه شماره چهار) شامل دو نقطه مجزا می باشد كه هر نقطه از يك آدرس IP و يك شماره پورت استفاده می نمايد . برقراری ارتباط بين يك سرويس گيرنده و يك سرويس دهنده منوط به وجود چهار عنصر اطلاعاتی است : آدرس سرويس دهنده ،‌پورت سرويس دهنده ، آدرس سرويس گيرنده و پورت سرويس گيرنده . در زمان برقراری يك ارتباط ، سرويس گيرنده از يك شماره پورت استفاده می نمايد . اين شماره پورت می تواند متناسب با نوع عملكرد برنامه سرويس گيرنده به صورت اختياری و يا اجباری باشد . مثلا" برخی برنامه های سرويس گيرنده به منظور ارتباط با سرويس دهنده ، نيازمند استفاده از يك شماره پورت خاص می باشند ( نظير برنامه های سرويس گيرنده وب و يا مرورگرهای وب كه از پورت شماره 80 به منظور ارتباط با سرويس دهنده وب استفاده می نمايد) . در مواردی كه الزامی در خصوص شماره پورت وجود ندارد از يك شماره پورت موقتی و يا ephemeral استفاده می گردد . اين نوع پورت ها موقتی بوده و توسط IP stack ماشين مربوطه به متقاضيان نسبت داده شده و پس از خاتمه ارتباط ، پورت آزاد می گردد . با توجه به اين كه اكثر IP Stacks بلافاصله از پورت موقت آزاد شده استفاده نخواهند كرد ( تا زمانی كه تمام pool تكميل نشده باشد ) ،‌در صورتی كه سرويس گيرنده مجددا" درخواست برقراری يك ارتباط را نمايد ، يك شماره پورت موقتی ديگر به وی تخصيص داده می شود .
پس از اين مقدمه ،‌ در ادامه به بررسی هر يك از روش های Active و Passive در پروتكل FTP خواهيم پرداخت .

Active Mode
Active Mode ، روش سنتی ارتباط بين يك سرويس گيرنده FTP و يك سرويس دهنده می باشد كه عملكرد آن بر اساس فرآيند زير است :

سرويس گيرنده يك ارتباط با پورت 21 سرويس دهنده FTP برقرار می نمايد . پورت 21 ، پورتی است كه سرويس دهنده به آن گوش فرا می دهد تا از صدور فرامين آگاه و آنان را به ترتيب پاسخ دهد . سرويس گيرنده برای برقراری ارتباط با سرويس دهنده از يك پورت تصادفی و موقتی ( بزرگتر از 1024 ) استفاده می نمايد( پورت x ).
سرويس گيرنده شماره پورت لازم برای ارتباط سرويس دهنده با خود را از طريق صدور دستور PORT N+1 به وی اطلاع می دهد ( پورت x+1 )
سرويس دهنده يك ارتباط را از طريق پورت 20 خود با پورت مشخص شده سرويس گيرنده ( پورت x+1 ) برقرار می نمايد .

لطفا" به من از طريق پورت 1931 بر روی آدرس IP: 192.168.1.2 متصل و سپس داده را ارسال نمائيد .	سرويس گيرنده
تائيد دستور	سرويس دهنده

در فرآيند فوق ، ارتباط توسط سرويس گيرنده آغاز و پاسخ به آن توسط سرويس دهنده و از طريق پورت x+1 كه توسط سرويس گيرنده مشخص شده است ، انجام می شود . در صورتی كه سرويس گيرنده از سيستم ها و دستگاه های امنيتی خاصی نظير فايروال استفاده كرده باشد ، می بايست تهميدات لازم به منظور ارتباط كامپيوترهای ميزبان راه دور به سرويس گيرنده پيش بينی تا آنان بتوانند به هر پورت بالاتر از 1024 سرويس گيرنده دستيابی داشته باشند . بدين منظور لازم است كه پورت های اشاره شده بر روی ماشين سرويس گيرنده open باشند . اين موضوع می‌ تواند تهديدات و چالش های امنيتی متعددی را برای سرويس گيرندگان به دنبال داشته باشد .

Passive Mode
در Passive Mode ، كه به آن " مديريت و يا اداره سرويس گيرندگان FTP" نيز گفته می شود از فرآيند زير استفاده می گردد :

سرويس گيرنده دو پورت را فعال می نمايد ( پورت x و x+1 )
ارتباط اوليه از طريق پورت x سرويس گيرنده با پورت 21 سرويس دهنده آغاز می گردد .
سرويس دهنده يك پورت را فعال ( Y ) و به سرويس گيرنده شماره پورت را اعلام می نمايد .
در ادامه سرويس گيرنده يك اتصال از طريق پورت x+1 با پورت y سرويس دهنده برقرار می نمايد .

لطفا" به من بگوئيد كه از كجا می توانم داده را دريافت نمايم	سرويس گيرنده
با من از طريق پورت 4023 بر روی آدرس IP: 192.168.1.25 ارتباط برقرار نمائيد .	سرويس دهنده

در فرآيند فوق ، سرويس گيرنده دارای نقش محوری است و فايروال موجود بر روی سرويس گيرنده می تواند درخواست های دريافتی غيرمجاز به پورت های بالاتر از 1024 را به منظور افزايش امنيت بلاك نمايند . در صورتی كه بر روی كامپيوترهای سرويس دهنده نيز فايروال نصب شده باشد ، می بايست پيكربندی لازم به منظور استفاده از پورت های بالاتر از 1024 بر روی آن آنجام و آنان open گردند . باز نمودن پورت های فوق بر روی سرويس دهنده می تواند چالش های امنيتی خاصی را برای سرويس دهنده به دنبال داشته باشد .
متاسفانه تمامی سرويس گيرندگان FTP از Passive Mode حمايت نمی نمايند . اگر يك سرويس گيرنده بتواند به يك سرويس دهنده login نمايد ولی قادر به ارسال داده بر روی آن نباشد ، نشاندهنده اين موضوع است كه فايروال و يا Gateway برای استفاده از Passive Mode به درستی پيكربندی نشده است .

ملاحضات امنيتی
در صورتی كه فايروال های موجود بر روی كامپيوترهای سرويس گيرنده به درستی پيكربندی نگردند ، آنان نمی توانند از Active Mode استفاده نمايند . در Passive Mode استحكام سيستم امنيتی در سمت سرويس دهنده و توسط فايروال مربوطه انجام خواهد شد . بنابراين لازم است به سرويس دهنده اجازه داده شود كه به اتصالات هر پورت بالاتر از 1024 پاسخ دهد . ترافيك فوق ، معمولا" توسط فايروال سرويس دهنده بلاك می گردد . در چنين شرايطی امكان استفاده از Passive Mode وجود نخواهد داشت .

Passive Mode و يا Active Mode ؟
با توجه به مستندات درج شده در RFC 1579 ، استفاده از Passive Mode به دلايل متعددی به Active Mode ترجيح داده می شود :

تعداد سرويس دهندگان موجود بر روی اينترنت به مراتب كمتر از سرويس گيرندگان می باشد .
با استفاده از امكانات موجود می توان سرويس دهندگان را پيكربندی تا بتوانند از مجموعه پورت های محدود و تعريف شده ای با در نظر گرفتن مسائل امنيتی ، استفاده نمايند.

پيكربندی فايروال
جدول زير پيكربندی فايروال در Active Mode و Passive Mode را نشان می دهد .

Active Mode
Server Inbound	from any client port >1024 to port 21 on the server
Server Outbound	from port 20 on the client on any port > 1024
Client Inbound	ports 20 from the server to any port >1024 on client
Client Outbound	from any port >1024 to port 21 on the server
Passive Mode
Server Inbound	port 21 and any port >1024 from client/anywhere, from any port >1024
Server Outbound	port 21 and any port >1024 to client/anywhere, to any port >1024
Client Inbound	Return traffic, any port > 1024 from server using any port >1024

و اما يك نكته ديگر در رابطه با پروتكل FTP !
در صورتی كه در زمان دريافت يك فايل با استفاده از پروتكل FTP مشكلات خاصی ايجاد كه منجر به قطع ارتباط با سرويس دهنده FTP گردد ،‌ سرويس گيرنده می تواند با مشخص كردن يك offset از فايل دريافتی به سرويس دهنده اعلام نمايد كه عمليات ارسال را از جائی كه ارتباط قطع شده است ، ادامه دهد ( سرويس گيرنده از محلی شروع به دريافت فايل می نمايد كه ارتباط غيرفعال شده بود ) . استفاده از ويژگی فوق به امكانات سرويس دهنده FTP بستگی دارد .