FTP 服务器实现 - 计算机网络课程设计

一个基于 Python 的多线程 FTP 服务器实现，支持 Windows 命令行客户端访问。

项目概述

本项目实现了一个功能完整的 FTP 服务器，严格遵循 RFC 959 标准，支持：

• ✅ 多线程并发: 支持多个客户端同时连接
• ✅ 用户认证: USER/PASS 命令实现用户登录
• ✅ 目录操作: LIST/DIR 命令显示文件列表
• ✅ 文件下载: RETR/GET 命令下载文件
• ✅ 路径导航: PWD/CWD 命令目录切换
• ✅ 错误处理: 完善的错误响应机制
• ✅ Windows 兼容: 完全支持 Windows FTP 客户端

快速开始

1. 启动 FTP 服务器

python main.py

服务器将在 127.0.0.1:2121 启动（使用非特权端口避免需要管理员权限）。

2. 使用 Windows FTP 客户端连接

打开 Windows 命令提示符：

ftp 127.0.0.1 2121

3. 登录测试

使用以下测试账户：

用户名	密码
admin	admin123
user	password
test	test123
guest	guest

4. 基本操作示例

# 连接服务器
ftp 127.0.0.1 2121

# 登录
User (127.0.0.1:(none)): admin
Password: admin123

# 查看当前目录
ftp> pwd

# 列出文件
ftp> dir

# 下载文件
ftp> get readme.txt

# 切换目录
ftp> cd documents

# 退出
ftp> quit

支持的 FTP 命令

FTP 命令	Windows 命令	功能描述
USER	USER	用户身份验证
PASS	PASS	密码验证
LIST	DIR	详细文件列表
NLST	LS	简单文件列表
RETR	GET	文件下载
PWD	PWD	显示当前目录
CWD	CD	改变目录
PASV	-	被动模式
PORT	-	主动模式
TYPE	-	传输类型设置
SYST	-	系统信息
QUIT	QUIT	退出连接

项目结构

CN-design-ftp/
├── main.py                 # 程序入口点
├── ftp_server.py          # 主服务器类
├── ftp_session.py         # 客户端会话处理
├── config.py              # 服务器配置
├── test_ftp_client.py     # 测试客户端
├── design_report.md       # 详细设计报告
├── README.md              # 项目说明
├── ftp_root/              # FTP 服务器根目录
│   ├── readme.txt         # 服务器说明文件
│   ├── sample.txt         # 示例文本文件
│   ├── data.json          # JSON 数据文件
│   └── documents/         # 子目录示例
│       └── test_doc.txt   # 测试文档
└── test_files/            # 测试文件目录

技术特性

架构设计

• 多线程服务器: 每个客户端连接独立线程处理
• 模块化设计: 清晰的代码结构和职责分离
• 配置化管理: 易于修改服务器参数

安全特性

• 路径安全: 防止目录遍历攻击
• 用户认证: 基于用户名/密码的访问控制
• 错误处理: 全面的异常处理和错误响应

协议兼容性

• RFC 959 标准: 严格遵循 FTP 协议规范
• 双连接模式: 支持控制连接和数据连接
• 传输模式: 支持被动模式和主动模式

测试

自动化测试

运行内置测试脚本：

# 启动服务器（在一个终端）
python main.py

# 运行测试（在另一个终端）
python test_ftp_client.py

手动测试

1. 基本连接测试

   telnet 127.0.0.1 2121
   

2. FTP 客户端测试

   ftp 127.0.0.1 2121
   

3. 并发测试

   • 同时打开多个 FTP 客户端连接
   • 验证多用户并发访问

配置说明

编辑 config.py 文件可以修改服务器配置：

# 服务器设置
FTP_HOST = '127.0.0.1'        # 服务器地址
FTP_PORT = 2121               # 服务器端口
DATA_PORT_RANGE = (20000, 20100)  # 数据连接端口范围

# 服务器目录
SERVER_ROOT = './ftp_root'    # FTP 根目录

# 用户账户
USERS = {
    'admin': 'admin123',
    'user': 'password',
    'test': 'test123',
    'guest': 'guest'
}

故障排除

常见问题

1. 端口被占用

   • 修改 config.py 中的 FTP_PORT 为其他端口
   • 确保防火墙允许该端口通信

2. 权限错误

   • 确保 ftp_root 目录有读写权限
   • 在 macOS/Linux 上可能需要 chmod 755 ftp_root

3. 连接被拒绝

   • 检查服务器是否正常启动
   • 验证客户端连接的 IP 和端口是否正确

4. 文件传输失败

   • 检查被动模式端口范围是否被防火墙阻止
   • 确保数据连接端口 (20000-20100) 可用

调试模式

服务器会在控制台输出详细的连接和命令日志，便于调试：

FTP Server started on 127.0.0.1:2121
New connection from ('127.0.0.1', 54321)
Received from ('127.0.0.1', 54321): USER admin
Sent to ('127.0.0.1', 54321): 331 User admin OK. Password required

开发说明

扩展功能

要添加新的 FTP 命令：

1. 在 ftp_session.py 的 handle_command 方法中添加命令路由
2. 实现对应的 handle_xxx 方法
3. 在 config.py 中添加相应的响应码

代码结构

• FTPServer: 主服务器类，处理客户端连接
• FTPSession: 单个客户端会话处理
• config.py: 集中配置管理

许可证

本项目仅用于教育和学习目的。

作者

计算机网络课程设计项目

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更多详细信息请参阅 设计报告。