Python:从socket开始，搭建一个最基本功能的FTP服务器

摘要：这是一个对应客户端为windows资源管理器的简单FTP服务器，支持上传，下载，新建文件夹，删除，重命名，不支持用户。

题外话：我们网络设计实验要求做的客户端，题目一看错，以为要写服务端，结果辛辛苦苦写 了大半之后才知道，后悔已经来不及……就只好硬着头皮先把这个做完。当时写这东西的时候找不到网上教怎么做的（目测大神们都觉得太简单……），源码倒是不 少，而自己水平太低，源码基本没法看（这真不是自谦，看pyftpdlib的时候觉得那是一个天书），只好自己边研究源码边折腾。

最后做出来250行，基本功能倒也不难实现，但水平有限什么异常处理，什么库，根本不会，更不用说什么框架……

同样完成一个功能，具体下来有各种各样的实现方法，所谓提高不仅仅是会实现某个功能，还包括以更快的实现它，更成熟的代码风格，更有效的实现思路，更合理的利用已有的库和架构，这些才是一个高手和码农的差异所在。

FTP协议简介

FTP协议，File Transfer Protocol，就是有关文件传输的协议，除了传输文件（上传、下载），协议还支持在服务器进行简单的文件修改操作，如，删除，重命名，新建文件夹。使得客户访问服务器上的文件就像访问本地文件一样。同时支持用户机制，可以给不同用户不同权限。

基本流程及框架

在FTP服务器中，为了保证多用户登入，以及用户操纵不因传输数据被打断，所采用的多线程机制如下图所示

关于PORT模式和PASV模式。

这两种模式是关于传输数据时新开端口的一个约定

PORT模式约定，由客户端打开一个端口，然后在控制连接上告知服务器该端口号，服务器连接上。

PASV模式，也就是本文中所实现的模式。

1、控制连接上，客户端发送PASV命令给服务器

2、服务器开启一个端口，监听，并把该端口号返回给客户端

3、客户端连接该端口

一次完整的流程，以LIST命令为例

Socket、thread、os、time简单介绍和使用

Socket:

本程序中用到的socket功能很简单，包括创建socket，监听，接受连接，连接文件化，发送接收数据，关闭连接。详看主要部件的介绍部分，或参考其他资料，这里不多说。

Thread:

本程序中只用到start_new_thread(func,(args))，就像看到的，该函数接收两个参数，一个是希望新线程中执行的函数，还有就是希望给该函数传入的参数。

这是一个轻量级的开启线程的方法，更好的做法是继承线程类，把一个类做成线程，有自己的资源可以访问。

Os:

本文中主要涉及到的是，os.chdir(),os.getcwd(),os.mkdir()等等，这些关于变更目录的操作

Time:

参考了pyftpdlib中对时间的处理，不多，建议参考介绍时间库的文章详看。

实现思路

首先创建一个主socket绑定到21端口。

然后以一个while循环接受用户的连接，每接受一个连接就开启一个新线程与该用户交互。

在线程中又以一个while循环来接收用户命令，每接到一条命令，就对用户的命令和传递参数进行解析，并调用对应的handler函数处理。

如遇到pasv操作，则在handler_pas中建立新的socket并返回给客户端。

大致思路如此。详看代码部分。

代码部分

#-*-coding:utf8-*-  import time  import socket,sys  from thread import *  import os  __author__ = 'ksp'      class FTPs():      def __init__(self,localip='127.0.0.1',path='c:/'):#接受本机ip以绑定socket，接受开放的目录          self.s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)          self.s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)          #这是传输时分片的大小          self.PSIZE=4096          self.lip=localip          #绑定到FTP专用端口，21          try:              self.s.bind((self.lip,21))          except:              print 'ip error'              raise          self.path=path          #将工作目录改变到所设目录下          try:              os.chdir(path)          except ValueError:              print 'path Invalid'              raise          self.close=False          #文件属性中的日期时会用到          self._months_map = {1:'Jan', 2:'Feb', 3:'Mar', 4:'Apr', 5:'May', 6:'Jun', 7:'Jul',                              8:'Aug', 9:'Sep', 10:'Oct', 11:'Nov', 12:'Dec'}      def Run(self):#主函数，用于循环监听用户的登入请求          self.s.listen(1)          #self.s.settimeout(60)          print 'socket created server running...'          #设置之后创建的socket都只存活60秒，防止异常时卡死          socket.setdefaulttimeout(60)          while 1:              try:                  conn,addr=self.s.accept()              #停止服务器              except KeyboardInterrupt:                  self.close=True                  conn.close()                  self.s.close()                  print 'KeyboardInterrupt'                  break              print 'connect with '+addr[0]+':'+str(addr[1])              #开启新线程用于与该用户交互              start_new_thread(self.cftpcmd,(conn,))      def cftpcmd(self,cnn,):#与用户交互的主函数          cpath=self.path.replace('\\','//')          os.chdir(cpath)          #连接文件化，以访问文件的方式访问socket          cf=cnn.makefile('rw',0)          cf.write('220 ready for transfer\r\n')          print 'thread open and connected...'          #无用户验证机制，在此接受用户          print cf.readline().strip()          cf.write('331 name ok\r\n')          print cf.readline().strip()          cf.write('230 log in ok\r\n')          #保存用于数据传输的连接          dsocket=None          #用于处理用户请求关闭连接          selfclose=False          while 1:              #获取用户提交的命令和参数              try:                  gets=cf.readline().strip()                  if self.close or selfclose:                      break              except:                  print '\r\ntimeout exit thread'                  cnn.close()                  break              print 'receive command:  "%s"'% gets              cmd=gets[:3].lower()              args=gets[3:]              #解析命令，使用对应的函数处理。以eval方式是为了在多个命令需要的处理函数相似的情况下简化              try:                  if cmd in ['lis',]:                      ev='self.handle_%s(dsocket,cf)' % (cmd)                      print ev                      eval(ev)                  elif cmd=='qui':                      selfclose=self.handle_qui(cf)                  elif cmd=='ret':                      cf.write('125 dataconnection open\r\n')                      start_new_thread(self.handle_ret,(args,cf,dsocket))                  elif cmd=='sto':                      cf.write('150 file status ok\r\n')                      start_new_thread(self.handle_sto,(args,cf,dsocket))                  elif cmd=='pas':                      ev='self.handle_%s("%s",cf)' % (cmd,args)                      print ev                      dsocket,psocket=eval(ev)                  elif cmd=='rnf':                      cf.write('350 ready for destination name\r\n')                      oldename=args[2:]                  elif cmd=='rnt':                      cf.write('250 rename ok\r\n')                      newname=args[2:]                      try:                          os.rename(oldename,newname)                      except:                          print 'rename error'                  elif hasattr(self,'handle_%s'% cmd):                      ev='self.handle_%s("%s",cf)' % (cmd,args)                      print ev                      eval(ev)                  else:                      cf.write('501 Invaild command\r\n')                      print 'no handler for this command..'+'self.handle_%s("%s",cf)' % (cmd,args)              except:                  print 'error...closing thread and conn'                  if dsocket != None:                      dsocket.close()                      psocket.close()                  cf.write('221 goodbye..\r\n')                  cf.close()                  cnn.close()                  exit_thread()          print 'main thread exit'          cnn.close()      def handle_user(self,args,cf):          cf.write('331 username ok\r\n')          print '331 ok'      def handle_pass(self,args,cf):          cf.write('230 log in ok\r\n')          print '230 ok'      def handle_cwd(self,args,cf):#CWD函数，还包含了当目录不存在时创建目录的功能          try:              os.chdir(args[1:])          except:              print 'dir does not exit,make it'              os.mkdir(args[1:])              os.chdir(args[1:])          cf.write('250 "%s" is current directory\r\n'% os.getcwd())          print 'cwd'      def handle_pwd(self,args,cf):          cf.write('257 "%s" is current directory\r\n'% os.getcwd()[len(self.path)-1:].replace('\\','/'))          print 'pwd'      def handle_lis(self,ppsock,cf):#LIST函数，用于返回用户请求的目录下的文件列表          cf.write('125 Data connection already open \r\n')          res=''          for afile in os.listdir(os.getcwd()):              fpath=os.getcwd()+'\\'+afile              #文件的修改时间需要进行相应的格式化              tstr=self.format_time(fpath)              if os.path.isfile(fpath):                  #获取文件大小                  size=os.path.getsize(fpath)                  res+= '-rw-rw-rw-   1 owner    group       %s %s %s\r\n' % (size,tstr,afile)              else:                  res+= 'drwxrwxrwx   1 owner    group           0 %s %s\r\n' % (tstr,afile)          print res          ppsock.send(res)          cf.write('226 transfer complete\r\n')          ppsock.close()      def handle_pas(self,args,cf):#进入PASV模式，返回一个用于传输数据的socket          psock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)          psock.bind((self.lip,0))          pport=psock.getsockname()[1]          psock.listen(1)          cf.write('227 entering pasv mode (%s,%s,%s).\r\n' % (psock.getsockname()[0],pport//256,pport%256))          ppsock,addr=psock.accept()          print 'enter pasv mode port %s...'%pport          return [ppsock,psock]      def handle_typ(self,args,cf):          cf.write('200 \r\n')          print 'type a'      def handle_qui(self,cf):          cf.write('200 \r\n')          print 'quit...'          return True      def handle_noo(self,args,cf):          args=args[2:]          cf.write('200 \r\n')          print 'noop'      def handle_siz(self,args,cf):          filename=args[2:]          print filename          size=os.path.getsize(os.getcwd()+'\\'+filename)          cf.write('%s %s\r\n'%(213,size))      def handle_por(self,args,cf):#port mode pass          args=args[2:]          cf.write('200 \r\n')          print 'enter port mode'      def handle_ret(self,args,cf,psock):#RET命令，用于下载文件          try:              tpath=os.getcwd()+'\\'+args[2:]              print 'ret transfering now...path:%s'%tpath              f=open(tpath,'rb')              #对文件进行分片传输              while True:                  data=f.read(self.PSIZE)                  if not data:                      break                  psock.send(data)              cf.write('226 ok\r\n')              print 'transport completed..'              psock.close()          except:              print 'ret error...'              cf.write('226 ok\r\n')              psock.close()              exit_thread()      def handle_sto(self,args,cf,psock):#STO命令，用于上传文件          try:              fname=os.getcwd()+'\\'+args[2:]              f=open(fname,'wb')              print 'make file ok'              buf=psock.recv(self.PSIZE)              while len(buf)==self.PSIZE:                  f.write(buf)                  buf=psock.recv(self.PSIZE)              cf.write('226 transfer complete\r\n')              f.write(buf)              f.close()              psock.close()          except:              print 'error in sto'              psock.close()              exit_thread()      def handle_mkd(self,args,cf):          cf.write('257 %s dir created\r\n'%args)          try:              os.mkdir(args[1:])          except:              print 'mkdir error'      def handle_del(self,args,cf):          cf.write('250 file removed\r\n')          fname=os.getcwd()+'\\'+args[2:]          try:              os.remove(fname)          except:              print 'dele error'      def handle_rmd(self,args,cf):          cf.write('250 dir remove\r\n')          try:              os.rmdir(args[1:])          except:              print 'remove dir error'      def format_time(self,file):#时间格式化          raw_ftime=os.stat(file).st_mtime          mtime=time.localtime(raw_ftime)          now=time.time()            if now-raw_ftime>180*24*60*60:              tstr='%d  %Y'          else:              tstr='%d %H:%M'          res='%s %s'%(self._months_map[mtime.tm_mon],time.strftime(tstr,mtime))          return res      def handle_sys(self,args,cf):          cf.write('215 UNIX Type:L8\r\n')          print 'syst'  if __name__=='__main__':      abc=FTPs('192.168.8.100','e:/')      abc.Run()