网络编程知识(9)--网络应用层协议的开发

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大家也许都用过FTP上传下载工具，比如“LeapFTP”这个工具是一个很方便的FTP服务器上传下载工具，如图所示。这个工具很方便，输入用户名密码以后，就可以看到FTP服务器端的文件列表，便于进行上传与下载操作。

你是否试过自己用Java编写一个FTP的文件上传与下载应用程序？

Java也可以开发出这样的程序来，并不复杂，我们先看看，利用Java的FTP类工具包制作FTP应用程序的开发是怎么做的，请看如下程序：

import sun.net.*;
import sun.net.ftp.*;
public class FTP {

    public static void main(String[] args) {

        String server="192.168.0.12";   //输入的FTP服务器的IP地址
        String user="useway";            //登录FTP服务器的用户名
        String password="!@#$%abce";   //登录FTP服务器的用户名的口令
        String path="/home/useway";      //FTP服务器上的路径

        try {

          FtpClient ftpClient=new FtpClient();  //创建FtpClient对象
          ftpClient.openServer(server);        //连接FTP服务器
          ftpClient.login(user, password);     //登录FTP服务器

          if (path.length()!=0) ftpClient.cd(path);

          TelnetInputStream is=ftpClient.list();
          int c;
          while ((c=is.read())!=-1) {
             System.out.print((char)c);
          }
          is.close();
          ftpClient.closeServer();//退出FTP服务器
        }
        catch(Exception ex){
        }
     }
}

如果你感兴趣的话，可以自己写一个这个程序，当本程序运行以后，我们看到如图所示的情况，列出了服务器端程序的目录内容。

这个程序是一个简单的得到FTP服务器端文件列表的程序，但不要误会，这个程序可称不上“网络应用层协议”程序的开发！

这个程序仅仅是利用“sun.net.;”和“sun.net.ftp.;”中的相关类进行的对FTP端的操作的，我们根本没有利用Java的Socket的在网络层面向FTP服务器端发送任何请求，而是通过Java提供的工具包，向服务器端发送的链接请求。

利用Java的FTP包来链接FTP服务器的好处在于我们不需要关心网络层面发送数据的具体细节，而只要调用相应的方法就行了。利用Java的FTP包来链接FTP服务器的缺点是使开发者不知道应用层协议收发的来龙去脉，搞不清楚其中原理，对底层数据的把握程度非常弱。

讲到这里有程序员会问：“那么FTP在网络层面和PC与服务器间是如何交互的呢？”，好，就给大家列出FTP协议交互过程。

请看下面的一段FTP协议交互的例子：

FTP服务器: 220 (vsFTPd 2.0.1)
FTP客户端: USER useway
FTP服务器: 331 Please specify the password.
FTP客户端: PASS !@#$%abce
FTP服务器: 230 Login successful.
FTP客户端: CWD /home/useway
FTP服务器: 250 Directory successfully changed.
FTP客户端: EPSV ALL
FTP服务器: 200 EPSV ALL ok.
FTP客户端: EPSV
FTP服务器: 229 Entering Extended Passive Mode (|||62501|)
FTP客户端: LIST
FTP服务器: 150 Here comes the directory listing.
FTP服务器: 226 Directory send OK.
FTP客户端: QUIT
FTP服务器: 221 Goodbye.

以上这段文字其实就是FTP服务器和FTP客户端之间相互交互的过程，它们之间传递信息的协议是TCP协议，互相发送的内容就是上面这段文字所写的内容。

我们下面逐步的去解释每一句话的含义：

FTP服务器: 220 (vsFTPd 2.0.1)                           |说明：链接成功
FTP客户端: USER useway                                  |说明：输入用户名
FTP服务器: 331 Please specify the password.             |说明：请输入密码
FTP客户端: PASS !@#$%abce                               |说明：输入密码
FTP服务器: 230 Login successful.                        |说明：登录成功
FTP客户端: CWD /home/useway                             |说明：切换目录
FTP服务器: 250 Directory successfully changed.          |说明：目录切换成功
FTP客户端: EPSV ALL                                     |说明：为EPSV被动链接方式
FTP服务器: 200 EPSV ALL ok.                             |说明：OK
FTP客户端: EPSV                                         |说明：链接
FTP服务器: 229 Entering Extended Passive Mode (|||62501|) |说明：被动链接端口为62501
FTP客户端: LIST                                         |说明：执行LIST显示文件列表
FTP服务器: 150 Here comes the directory listing.      |说明：列表从62501端口被发送
FTP服务器: 226 Directory send OK.                       |说明：发送完成
FTP客户端: QUIT                                         |说明：退出FTP
FTP服务器: 221 Goodbye.                                 |说明：再见

有了以上文字的内容，我们不需要任何工具也可以得到FTP文件列表了，不信你跟着我一起做一遍。

第一步：首先打开CMD进入DOS命令行模式，键入:

telnet 192.168.0.1 21[回车]

说明：Telnet 到Ftp服务器的21端口。

执行该命令后，得到的结果如图所示。

大家发现什么问题了吗？

提示的内容正好就是，我们上面一段文字的第一句：220 (vsFTPd 2.0.1)，这说明FTP服务器已经接受了我们的链接，已经可以进行下一步操作了。

第二步：将后面的一系列发送内容逐个键入:

USER useway[回车]
PASS !@#$%abce[回车]
CWD /home/useway[回车]
EPSV ALL[回车]
EPSV[回车]

得到的结果如图所示。

好，这回FTP服务器给出了一系列的回应，在最后给出了一个新的端口号”58143”。

第三步：再打开一个新的CMD窗口，键入:

telnet 192.168.0.1 58143[回车]

注意，这次Telnet请求链接服务器的端口号是“58143”，是FTP服务器给我们的一个链接端口。链接后，窗口为空白没有任何提示，如图所示。

第四步：回到第一个CMD窗口，键入:

LIST[回车]

第五步：这时候第二CMD窗口就接收到了文件列表:

第二个窗口接收到了文件列表如图所示。

第六步：退出操作

QUIT[回车]

执行完成后，失去与主机的链接，如图所示。

大家看到了吧，FTP协议就是这样的一个交互过程，利用系统自带的Telnet工具也可以完成FTP的这些基本命令的操作。如果，你想用Java的Socket完成以上操作就只需要一步一步的按照上述内容发送字符串给FTP服务器端就行了。

我们下面也给出例子代码：

import java.io.InputStream;   
import java.io.OutputStream;   
import java.net.Socket;  
public class FTPClient{
    public static void main(String[] args) throws Exception{   
        Socket socket = new Socket("192.168.0.1",21);   
        InputStream is = socket.getInputStream();   
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //接收初始链接信息
        byte[] buffer = new byte[100];
        int length = is.read(buffer);
        String s = new String(buffer, 0, length);
        System.out.println(s);
        //发送用户名
        String str = "USER useway\n";
        os.write(str.getBytes());
        //得到返回值
        length = is.read(buffer);
        s = new String(buffer, 0, length);
        System.out.println(s);        
        //发送密码
        str = "PASS !@#$%abcd\n";
        os.write(str.getBytes());
//得到返回值
        length = is.read(buffer);
        s = new String(buffer, 0, length);
        System.out.println(s);
        //发送切换文件夹指令
        str = "CWD /home/useway\n";
        os.write(str.getBytes());
        //得到返回值
        length = is.read(buffer);
        s = new String(buffer, 0, length);
        System.out.println(s);
        //设置模式
        str = "EPSV ALL\n";
        os.write(str.getBytes());
        //得到返回值
        length = is.read(buffer);
        s = new String(buffer, 0, length);
        System.out.println(s);        
        //得到被动监听信息
        str = "EPSV\n";
        os.write(str.getBytes());
        //得到返回值
        length = is.read(buffer);
        s = new String(buffer, 0, length);
        System.out.println(s);
        //取得FTP被动监听的端口号
        String portlist=s.substring(s.indexOf("(|||")+4,s.indexOf("|)"));
        System.out.println(portlist);
        //实例化ShowList线程类，链接FTP被动监听端口号
        ShowList sl=new ShowList();
        sl.port=Integer.parseInt(portlist);
        sl.start();
        //执行LIST命令
        str = "LIST\n";
        os.write(str.getBytes());
        //得到返回值
        length = is.read(buffer);
        s = new String(buffer, 0, length);
        System.out.println(s); 
        //关闭链接
        is.close();
        os.close();
        socket.close();
    }
}
//得到被动链接信息类，这个类是多线程的
class ShowList extends Thread{
 public int port=0;
    public void run(){
     try{
         Socket socket = new Socket("192.168.0.1",this.port);
         InputStream is = socket.getInputStream();
         OutputStream os = socket.getOutputStream();
         byte[] buffer = new byte[10000];
         int length = is.read(buffer);
         String s = new String(buffer, 0, length);
         System.out.println(s);
            //关闭链接
            is.close();
            os.close();
            socket.close();
     }
     catch(Exception ex){
     }
    }
}

该程序运行后得到的运行结果如图所示，基本上和上面的运行效果相同吧，底层又如何，无非是将那些封装好的方法解开来运行，只要了解到了它们运行的规则，我们自己可以开发出一样的程序来。

本文是《Java程序员，上班那点事儿》清华大学出版社的一个小节。（转载请保留这句话，谢谢！）