Xây dựng chương trình FTP

nternet ngày trở thành phương tiện truyền thông hiệu để gắn kết người từ khắp nơi giới lại với Không phục vụ cho nhu cầu giải trí, giao lưu văn hóa nghệ thuật, Internet cơng cụ tất lĩnh vực đời sống xã hội, tư fkinh doanh quản lý, từ dịch vụ đến hệ thống Từ gói tin liệu (vài chục KB) gửi về, ngày hệ thống Internet phát triển với mức độ chóng mặt, dung lượng tốc độ Bên cạnh giao thức, mơ hình, kiểu cấu trúc mạng, hình thái hệ điều hành, máy chủ, máy con, phần mềm, phần cứng, phát triển cho phù hợp Có giao thức đời từ sớm không thay đổi Nhưng tầm quan trọng chiếm giữ nhiều công truyền tải liệu, tảng cho ổn định, phát triển Internet ngày tương lai Đó giao thức FTP (File Transfer Protocol)- Giao thức tuyền tập tin thường dùng để trao đổi tập tin qua mạng lưới truyền thông dùng giao thức TCP/IP Trong phạm vi đề tài này, em nghiên cứu tìm hiểu hoạt động, cấu trúc FTP phương diện Server (máy chủ), từ xây dựng chương trình FTP giúp hình dung rõ ràng giao thức

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT – HÀN BÁO CÁO ĐỒ ÁN CƠ SỞ Đề Tài : Xây dựng chương trình FTP Sinh viên thực : HUỲNH TẤN HUY Giảng viên hướng dẫn : TS DƯƠNG HỮU ÁI Lớp : 19CE LỜI MỞ ĐẦU Internet ngày trở thành phương tiện truyền thông hiệu để gắn kết người từ khắp nơi giới lại với Không phục vụ cho nhu cầu giải trí, giao lưu văn hóa nghệ thuật, Internet cơng cụ tất lĩnh vực đời sống xã hội, tư fkinh doanh quản lý, từ dịch vụ đến hệ thống Từ gói tin liệu (vài chục KB) gửi về, ngày hệ thống Internet phát triển với mức độ chóng mặt, dung lượng tốc độ Bên cạnh giao thức, mơ hình, kiểu cấu trúc mạng, hình thái hệ điều hành, máy chủ, máy con, phần mềm, phần cứng, phát triển cho phù hợp Có giao thức đời từ sớm không thay đổi Nhưng tầm quan trọng chiếm giữ nhiều công truyền tải liệu, tảng cho ổn định, phát triển Internet ngày tương lai Đó giao thức FTP (File Transfer Protocol)- Giao thức tuyền tập tin thường dùng để trao đổi tập tin qua mạng lưới truyền thông dùng giao thức TCP/IP Trong phạm vi đề tài này, em nghiên cứu tìm hiểu hoạt động, cấu trúc FTP phương diện Server (máy chủ), từ xây dựng chương trình FTP giúp hình dung rõ ràng giao thức LỜI CẢM ƠN Để có thời gian viết đồ án làm việc hiệu cho em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Đại học Công Nghệ Truyền Thông Viê ̣t – Hàn Bộ mơn Lập Trình Mạng tạo điều kiện tốt cho em hồn thành tốt đợt báo cáo đồ án Bên cạnh đó, em xin cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Dương Hữu Ái giúp đỡ em hoàn thành tốt đợt báo cáo đồ án tốt nghiệp Thiếu giúp đỡ thầy chúng em khơng thể có kết ngày hơm Trong q trình làm đồ án, trình viết báo cáo, chúng em khó tránh khỏi sai sót Rất mong thầy, cô môn thầy giáo Dương Hữu Ái bỏ qua dẫn thêm cho em Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng năm 2021 Mục tiêu: - Khuyến khích việc chia sẻ file - Giúp đỡ vệc sử dụng gián tiếp (thông qua chương trình) máy tính từ xa - Che thông tin người dùng khỏi thay đổi hệ thống lưu trữ file máy chủ (host) - Truyền dư liệu cách tin cậy hiệu - Tạo ứng dụng FTP chạy máy - Nghiên cứu tìm hiểu lập trình socket TCP - Nghiên cứu ngơn ngữ lappj trình Java CHƯƠNG I : LẬP TRÌNH SOCKET TCP 1.1 Định nghĩa: Có nhiều định nghĩa khác socket tùy theo cách nhìn người sử dụng: Một cách tổng quát định nghĩa socket điểm cuối kết nối hai chương trình chạy mạng Người phát triển ứng dụng, người ta định nghĩa socket phương pháp thiết lập kết nối truyền thông chương trình yêu cầu dịch vụ (được gọi Clients) chương trình cung cấp dịch vụ (cịn gọi Server) mạng máy tính Đối với phương thức lập trình, họ nhìn nhận socket giao diện nằm tầng ứng dụng tầng khác mơ hình mạng OSI, có nhiệm vụ thực việc giao tiếp chương trình ứng dụng với tầng bên mạng Hình 1.1.1 Mơ hình OSI dạng rút gọn Do socket thực thể phần mềm có chức nhận gửi liệu kết nối hai ứng dụng mạng nên cần sử dụng socket ứng dụng tạo socket để dùng, không cần sử dụng hủy bỏ socket Một socket định danh cặp giá trị :  Địa IP máy tính có chương trình ứng dụng tạo socket  Số hiệu cổng (port) mà socket đụng dể nhận/gửi liệu Khái niệm cổng: Cổng thực chất số hiệu chương trình ứng dụng chạy máy tính Để hệ thống theo dõi chương trình ứng dụng chạy máy tính, hệ điều hành gán cho ứng dụng số (16bits) khoảng từ đến 65535 Trong thực tế số hiệu cổng từ đến 1023 (gồm 1024 cổng) dùng cho dịch vụ tiếng : Hình 1.1.2 Số hiệu cổng số dịch vụ tiếng Nếu ta người quản trị nên dùng từ cổng 1024 trở lên Vậy socket = Địa IP + Số hiệu Port 1.2.Mơ hình clients/server sử dụng socket chế độ hướng kết nối TCP Giai đoạn 1: Server tạo socket, gán số hiệu cổng lắng nghe yêu cầu kết nối Hình 1.2.1.Server tạo socket, bind, listen  socket(): Server yêu cầu tạo socket để sử dụng dịch vụ tầng vận chuyển  bind(): Server yêu cầu gán số hiệu cổng (port) cho socket  listen(): Server lắng nghe yêu cầu kết nối từ clients trênm cổng gán Server sẵn sàng phục vụ clients Giai đoạn 2: Clients tạo socket, yêu cầu thiết lập kết nối tới Server Hình 1.2.2.Clients tạo socket yêu cầu kết nối  socket(): Clients yêu cầu tạo socket để sử dụng dịch vụ tầngvận chuyển, thông thường hệ thống tự động gán số hiệu cổng rảnh cho socket clients  connect(): Clients gửi yêu cầu nối kết đến server có địa IP Port xác định  accept(): Server chấp nhận kết nối clients, kênh giao tiếp ảođược hình thành, clients server trao đổi thơng tin với thông qua kênh ảo Giai đoạn 3: Trao đổi thơng tin clients server Hình 1.2.3.Trao đổi thông tin Clients Server o Sau chấp nhận yêu cầu kết nối, thông thường server thực lệnh read() nghẽn có thơng điệp yêu cầu (Request Message) từ clients gửi đến o Server phân tích thực u cầu, kết gửi clients lệnh write() o Sau gửi yêu cầu lệnh write(), clients chờ nhận thông điệp kết (Reply Message) từ server lệnh read() Giai đoạn 4: Kết thúc phiên làm việc Hình 1.2.4 Kết thúc phiên làm việc o Các câu lệnh read(), write() thực nhiều lần (kí hiệu hình ellipse) o Kênh ảo bị xóa server clients đóng socket lệnh close().\ Tồn q trình diễn sau: 10 Socket a = new Socket (www.vku.udn.vn,80);  Public InputStream getInputStream(): phương thức trả InputStream nối với socket Chương trình clients dùng InputStream để nhận liệu từ server gửi Ví dụ: lấy InputStream socket s: InputStream is = s.getInputStream();  Public OutputStream getOutputStream(): phương thức trả OutputStream nối với socket Chương trình clients dùng OutputStream để gửi liệu cho server Ví dụ : lấy outputSTream socket s: OutputStream os = s.getOutputStream();  Public close(): phương thức đóng socket lại, giải phóng kênh ảo, xóa kết nối clients server Ví dụ: Đóng socket s: s.close(); 1.3.2.Xây dựng chương trình server chế độ hướng kết nối: Lớp java.net.ServerSocket: Hỗ trợ phương thức cần thiết để xây dựng chương trình server sử dụng socket chế độ hướng kết nối Và số phương thức dùng để xây dụng server o Public ServerSocket(int PortNumber) : phương thức tạo socket với số hiệu cổng PortNumber mà sau server lắng nghe cổng Ví dụ: tạo socket với số hiệu cổng 7: ServerSocket ss = new ServerSocket(7); o Public Socket accept(): phương thức lắng nghe yêu cầu kết nối clients Đây phương thức hoạt động chế độ nghẽn, bị nghẽn có yêu cầu kết nối clients gửi đến Khi có yêu cầu kết nối clients gửi đến, chấp nhận yêu cầu kết nối, trả 13 socket đầu kênh giao tiếp ảo server clients yêu cầu kết nối Ví dụ : Socket ss chờ chấp nhận yêu cầu kết nối: Socket ss = ss.accept (); Server sau lấy InputSteam OutputStream socket s để giao tiếp với clients Xây dụng chương trình server phục vụ tuần tự: Một server cài đặt để phục vụ clients theo hai cách :  Phục vụ  Phục vụ song song Trong chế độ phục vụ tuần tự: thời điểm server chấp nhận yêu cầu kết nối, yêu cầu kết nối clients khác không đáp ứng, đưa vào hàng đợi Nếu ngược lại, chế độ phục vụ song song, thời điểm server chấp nhận nhiều yêu cầu kết nối phục vụ nhiều clients lúc Chế độ phục vụ server:  Tạo socket gán số hiệu cổng cho server  Lắng nghe yêu cầu kết nối  Với yêu cầu kết nối chấp nhận thực bước sau: o Lấy InputStream OutputStream gắn với socket kênh ảo vừa hình thành o Lặp lại cơng việc sau:  Chờ xác nhận yêu cầu  Phân tích thực yêu cầu  Tạo thông điệp trả lời  Gửi thông điệp trả lời cho clients 14  Nếu khơng cịn u càu clients kết thúc, đóng socket quay lại bước phân tích CHƯƠNG : FILE TRANSDER PROTOCOL 2.1.Giới thiệu FTP viết tắt File Transfer Protocol – Giao thức truyền file FTP giao tức truyền file mạng dựa tiêu chuẩn TCP nên đáng tin cậy Hoạt động FTP cần có máy tính, máy chủ (Server) máy khách(Client) Máy chủ FTP, dùng chạy phần mềm cung cấp dịch vụ FTP, gọi trình chủ, lắng nghe yêu cầu dịch vụ máy tính khác mạng lưới Máy khách chạy phần mềm FTP dành cho người sử dụng dịch vụ, gọi trình khách, khởi đầu liên kết với máy chủ Một hai máy liên kết với nhau, máy khách xử lý số thao tác tập tin, tải tập tin lên máy chủ, tải tập tin từ máy chủ xuống máy mình, đổi tên tập tin, xóa tập tin máy chủ v.v Vì giao thức FTP giao thức chuẩn công khai, cơng ty phần mềm nào, hay lập trình viên viết trình chủ FTP trình khách FTP Hầu tảng hệ điều hành máy tính hỗ trợ giao thức FTP Điều cho phép tất máy tính kết nối với mạng lưới có TCP/IP, xử lý tập tin máy tính khác mạng lưới với mình, máy tính dùng hệ điều hành (nếu máy tính cho phép truy cập máy tính khác, dùng giao thức FTP) Hiện thị trường có nhiều trình khách trình chủ FTP, phần đơng trình ứng dụng cho phép người dùng lấy tự do, không tiền FTP thường chạy hai cổng, 20 21, chạy riêng TCP Trình chủ FTP lắng nghe yêu cầu dịch vụ từ kết nối vào máy trình khách FTP, cổng 21 Đường kết nối cổng 21 tạo nên dòng truyền điều khiển, cho phép dòng lệnh chuyển qua trình chủ FTP 15 Để truyền tải tập tin qua lại hai máy, cần phải có kết nối khác Tùy thuộc vào chế độ truyền tải sử dụng, trình khách (ở chế độ động - active mode) trình chủ (ở chế độ bị động - passive mode) lắng nghe yêu cầu kết nối đến từ đầu Trong trường hợp kết nối chế độ động, (trình chủ kết nối với trình khách để truyền tải liệu) , trình chủ phải trước tiên đóng kết vào cổng 20, trước liên lạc kết nối với trình khách Trong chế độ bị động, hạn chế giải tỏa, việc đóng kết trước việc không cần phải làm Nhiều máy chủ chạy trình chủ FTP cho phép gọi "FTP nặc danh" Bố trí cho phép người dùng truy nhập vào máy chủ mà khơng cần có trương mục Tên người dùng truy cập nặc danh thường hai chữ 'nặc danh' chữ 'ftp' mà thơi Trương mục khơng có mật Tuy người dùng thường bị đòi hỏi phải kèm địa thư điện tử vào, thay cho mật khẩu, để giúp phần mềm xác minh người dùng, xong thủ tục xác minh thường sơ sài khơng có - tùy thuộc vào trình chủ FTP dùng cài đặt Internet Gopher đề nghị trở thành hình thức thay FTP nặc danh 2.2.Mục đích giao thức FTP - Khuyến khích việc dùng chung tập tin, giống chương trình ứng dụng vi tính liệu - Khuyến khích việc sử dụng máy tính xa cách gián tiếp - Che đậy khác biệt hệ thống lưu trữ tập tin máy chủ, giúp cho người dùng không cần phải quan tâm đến khác biệt riêng tư chúng - Truyền tải liệu cách đáng tin cậy có hiệu cao 2.3.Những điểm mà giao thức TCP cịn đáng phê bình: 16 - Mật nội dung tập tin truyền qua đường dây thể dạng văn thường Vì chúng bị chặn nội dung bị tiết lộ cho người nghe trộm - Cần phải có nhiều kết nối TCP/IP tạo dòng kết nối riêng cho việc điều khiển kết nối, dòng dành riêng cho việc truyền tập tin lên/xuống, liệt kê thư mục - Việc lọc đường truyền FTP bên trình khách, hoạt động chế độ động, dùng tường lửa, việc khó trình khách phải tùy ứng mở cổng để tiếp nhận đòi hỏi cho việc kết nối xảy - Người khác lạm dụng tính ủy quyền, cài đặt sẵn giao thức, để sai khiến máy chủ gửi liệu sang cổng tùy chọn máy tính thứ ba - FTP nhận khơng có phương pháp để kiểm chứng tính tồn vẹn liệu truyền sang Nếu kết nối truyền tải bị ngắt lưng chùng khơng có cách giải - FTP phương thức truyền tập tin có truyền thống khơng an tồn, theo thiết kế gốc đặc tả FTP, khơng có cách truyền tải liệu hình thức mật mã hóa Có nghĩa phần lớn cài đặt mạng lưới truyền thống, tên người dùng mật khẩu, dòng lệnh FTP tập tin truyền tải, bị người khác mạng lưới phát quan sát 2.4.Các loại kết nối 2.4.1.Active FTP Trong chế độ FTP Clients kết nối tới server port ngẫu nhiên, khơng có đặc quyền (N>1023), đến cổng lệnh máy chủ FTP (port 21), sau FTP Clients lắng nghe cổng N+1 gửi lệnh port N+1 cho máy chủ, sau FTP Server kết nối với FTP Clients port 20, bắt đầu truyền liệu  Các bước để thực sau :  Bước 1: Clients liên lạc với máy chủ gửi port 1027 17  Bước 2: Server gửi gói tin ack gửi lại cổng lệnh clients  Bước 3: Server khởi tạo kết nối vào cổng 1027 clients  Bươccs 4: Clients gửi gói ack cho server Hình 2.4.1 Active FTP 2.4.2.Passive FTP Trong chế độ thụ động FTP clients khởi sướng kết nối đến máy chủ, giải vấn đề tường lừa lọc cổng kết nối liệu cho người dùng từ máy chủ Khi mở kết nối FTP, người dùng mở hai cổng ngẫu nhiên khơng có đặc quyền địa (N > 1023 N + 1) Các địa liên lạc cảng 18 máy chủ cổng 21, sau thay phát hành PORT lệnh cho phép máy chủ để kết nối trở lại vào cổng liệu nó, người dùng cấp PASV lệnh Kết cơng việc máy chủ sau mở cổng ngẫu nhiên khơng có đặc quyền (P >1023) gửi PORT P lệnh lại cho người dùng Những người dùng khởi tạo kết nối từ cổng N+1 vào cổng P máy chủ dể chuyển liệu  Các bước thực sau:  Bước 1: Clients gửi yêu cầu kết nối với server (cùng port n n+1)  Bước 2: Server gửi port ngẫu nhiên phía clients  Bước 3: Clients sử dụng port để bắt đầu kết nối  Bước 4: Gửi ack phía người dùng Hình 2.4.2 Passtive FTP 19 2.5 Tìm hiểu hệ thống FTP có sẵn 2.5.1 FTP Client Là chương trình hoạt động phía máy khách cho phép người dùng thực thao tác file (Ví dụ : CuteFTP, AbsoluteFTP, 3D-FTP, ) Hầu hết ứng dụng có chức như: upload, download, delete, rânme, Các thao tác dựa việc tương tác lệnh Client Server Nhận liệu từ máy chủ hiển thị cho người dùng Một số FTP Client cho phép lọc (filter file) Nhằm giảm mức độ cơng việc cho server, tăng tốc chương trình Một số cịn hỗ trợ chức resume, mà khơng phải FTP Client có CuteFTP Khi việc upload/download bị ngắt chừng cố người dùng thực cơng việc lần sau mở máy Bên cạnh FTP Client cung cấp cho người dùng hàng đợi (gọi Queue) làm cho người dùng cảm thất thuận tiện việc download/upload files/folders thư mục khác hệ thống 2.5.2 FTP Server Là chương trình hoạt động bên phía máy chủ, tiếp nhận yêu cầu, phản hồi thông tin gởi liệu cho Client, giống Server-U FTP, Hầu hết FTP Server có chức sau: bên cạnh việc phục vụ yêu cầu từ Client yêu cầu thiết lập kênh truyền gởi liệu, upload, download, delete, cịn có thiết lập tốc độ truyền, cấm địa kết nối, quy định kết nối tiếp nhận Một số FTP Server quản trị user hệ thống như: tạo user, xóa user, cấm user, phân quyền cho user, tạo group, xóa group, thêm user vào group hay cấp quyền cho group, Các quyền cấp gọi Read (được 20 quyền download file), Write (được quyền upload file), Delete (được quyền xóa file), List (quyền duyêt thư mục), Create (quyền tạo thư mục), Remove (quyền xóa thư mục) Inherit (được quyền cho thừa kế quyền có) Mỗi user tạo hệ thống cấp cho đặc quyền tương ứng để thao tác hệ thống là: No Privilege (khơng có đặc quyền user bình thường), Read-only Privilege (user có đặc quyền chi đọc phép vào xem thông tin hệ thống), Group Administrator (user có đặc quyền quyền thực thao tác group thêm group, xóa group, ) System Administrator (user có tồn quyền hệ thống), 2.5.3 Giao thức FTP Giao thức FTP định nghĩa bở REC 959 Nó cung cấp phương tiện để chuyển tới từ hệ thống máy tính từ xa Thơng thường người dùng chuyển mọt file cần quyền để đăng nhập truy nhập file hệ thống từ xa Một phiên làm việc FTP thông thường ké theo tương tác năm phần tử phần mềm: Hình 2.5.3 Một phiên làm việc FTP thông thường 21 o User Interface (giao diện người dùng) : Cung cấp giao diện người dùng điều khiển phần phiên dịch giao thức phía Client o User PI (Protocol Interpreter): Đây phần phiên dịch giao thức (PI) phía client Nó phát lệnh tới phần phiên dịch giao thức server điều khiển trình chuyển liệu phía client o Server PI : Đây phần phiên dịch giao thức server Nó đáp ứng lệnh phát phần phiên dịch giao thức phía client điều khiển q trình chuyển liệu phía server o User DTP (Data Transfer Process): Đây tiến trình chuyển liệu (DTP) phía client, có ctracsh nhiệm truyền thơng số với tiến trình chuyển liệu phía server hệ thống file cục o Server DTP: Đây tiến trình chuyển liệu phía server, có trách nhiệm truyền thơng số với tiến trình chuyển liệu phía client hệ thống file từ xa CHƯƠNG : PHÂN TÍCH THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 3.1 Sơ đồ biểu diễn trình xử lý chức 3.1.1 Sơ đồ tổng quát: 22 Hình 3.1.1 Sơ đồ hoạt động tổng quát 3.1.2 Sơ đồ chức năng: Hình 3.1.2 Sơ đồ chức chương trình 3.1.3 Sơ đồ trình xử lý chi tiết chức a Sơ đồ biểu diễn trình xử lý Server 23 Hình 3.1.3.1 Sơ đồ trình xử lý Server Phân rã process 3: Trước tiếp nhận yêu cầu từ Client Server kiểm tra Client qua trình đăng nhập vào hệ thống hay chưa, chưa yêu cầu Client phải qua q trình đăng nhập có hiệu lực Nếu khơng Server khơng tiếp nhận hay đáp ứng yêu cầu Client Hình 3.1.3.2 Sơ đồ kiểm tra đăng nhập từ Client Process 3.2: Nếu user chưa qua trình đăng nhập yêu cầu user nên đăng nhập vào hệ thống trước gởi u cầu khác Sau hồn tất q trình đăng nhập đầy đủ thơng tin gởi u cầu đăng nhập đến Server 24 Server kiểm tra username password, hợp lệ gửi thơng tin đăng nhập thành cơng khơng hợp lệ yêu cầu đăng nhập lại Hình 3.1.3.3 Sơ đồ xử lý đăng nhập b Sơ đồ biểu diễn trình xử lý client sở thành phần giao diện đồ họa (GUI) Hình 3.1.3.4 Xử lý client giao diện đồ họa 25 Phân rã process 5: Tùy kiện mà Client gởi lệnh tương ứng lên Server để yêu cầu phục vụ o Process 5.1: Sơ đồ xử lý kiện connect Khi dùng nhấn nút Connect Client dùng username password mà người dùng đăng nhâp, sau đăng nhập vào hệ thống Hình 3.1.3.5 Xử lý Connect Process 5.2: Sơ đồ xử lý kiện Delete files/folders mà người dùng chọn Sau người dùng chọn files/folders Delete files/folders chúng đưa vào hàng đợi (gọi Queue) sau thục thi 26 Hình 3.1.3.6 Delete Client 27 ... kết thúc chương trình Lớp java.net.socket: lớp socket hỗ trợ phương thức cần thiết để xây dựng chương trình clients sử dụng chế độ hướng kết nối Dưới số phương thức thường dùng để xây dựng clients... Đóng socket s: s.close(); 1.3.2 .Xây dựng chương trình server chế độ hướng kết nối: Lớp java.net.ServerSocket: Hỗ trợ phương thức cần thiết để xây dựng chương trình server sử dụng socket chế độ... thức FTP) Hiện thị trường có nhiều trình khách trình chủ FTP, phần đơng trình ứng dụng cho phép người dùng lấy tự do, không tiền FTP thường chạy hai cổng, 20 21, chạy riêng TCP Trình chủ FTP lắng