面试题：网络编程：FTP协议中数据连接建立的过程是怎样的

Question

请详细阐述FTP协议里控制连接建立后，数据连接是如何建立的，包括主动模式和被动模式下数据连接建立流程的区别。

Answer 1

1. 控制连接建立后数据连接建立概述

在FTP协议中，控制连接主要用于客户端与服务器之间传输命令和响应，而数据连接则专门用于传输文件数据等实际内容。在控制连接建立成功后，才会进行数据连接的建立，且存在主动模式（PORT模式）和被动模式（PASV模式）两种方式。

2. 主动模式（PORT模式）下数据连接建立流程

1. 客户端准备：客户端在控制连接建立后，随机开启一个端口（大于1023），假设为Cport，并通过控制连接向服务器发送PORT命令，告知服务器自己用于接收数据的IP地址和端口号（Cport）。
2. 服务器响应：服务器收到PORT命令后，使用其固定的20端口（FTP数据端口）向客户端指定的Cport发起连接请求。
3. 连接建立：客户端在Cport端口上监听，接收到服务器的连接请求后，完成数据连接的建立。此时，数据传输就可以通过这个数据连接进行，如上传或下载文件。

3. 被动模式（PASV模式）下数据连接建立流程

1. 客户端请求：客户端通过控制连接向服务器发送PASV命令，请求进入被动模式。
2. 服务器准备：服务器收到PASV命令后，随机开启一个端口（大于1023），假设为Sport，并通过控制连接将服务器用于传输数据的IP地址和该随机端口号（Sport）返回给客户端。
3. 客户端连接：客户端收到服务器返回的信息后，使用自己随机开启的一个端口（大于1023），假设为Cport，向服务器的Sport发起连接请求。
4. 连接建立：服务器在Sport端口上监听，接收到客户端的连接请求后，完成数据连接的建立。之后，数据传输通过此数据连接进行。

4. 主动模式和被动模式数据连接建立流程的区别

• 发起连接的一方不同：主动模式下是服务器主动发起数据连接到客户端指定端口；而被动模式下是客户端主动发起数据连接到服务器指定端口。
• 端口使用不同：主动模式中服务器使用固定的20端口发起连接，客户端指定自己的一个随机端口；被动模式下服务器随机开启一个端口，客户端同样使用自己的一个随机端口去连接服务器的随机端口。
• 网络环境适应性不同：主动模式在客户端处于防火墙之后时，可能会因为防火墙阻止服务器发起的连接而导致数据连接建立失败；被动模式则更适用于客户端在防火墙之后的场景，因为是客户端主动发起连接，一般防火墙对出站连接限制较少。