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在这篇文章中，我们将学习如何使用C#开发一个简单的FTP服务器。FTP（File Transfer Protocol）是一种用于在网络上的计算机之间传输文件的标准网络协议。C#提供了强大的网络编程功能，使得我们可以方便地创建自定义的FTP服务器。本文将引导你通过从基础开始一步一步地构建一个简单的FTP服务器应用程序。
环境设置
在开始编码之前，确保你的项目已经正确设置。新建一个C#控制台应用程序项目，并确保添加了必要的引用。
实现步骤
1. 引用必要的命名空间
在你的程序顶部，需要引用一些必要的命名空间来实现网络通信和文件操作：
C#using System;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
2. 创建FTP Server类
创建一个FTPServer类以处理FTP服务器的所有逻辑。
C#using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Net.Security;
using System.Security.Authentication;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using System.Globalization;
namespace AppFtpServer
{
class FtpServer
{
private TcpListener _listener;
private bool _isRunning;
private string _rootDirectory;
public FtpServer(string ip, int port, string rootDirectory)
{
_listener = new TcpListener(IPAddress.Parse(ip), port);
_rootDirectory = rootDirectory;
}
public async Task Start()
{
_isRunning = true;
_listener.Start();
Console.WriteLine($"FTP Server started. Listening for connections on port {((IPEndPoint)_listener.LocalEndpoint).Port}...");
while (_isRunning)
{
TcpClient client = await _listener.AcceptTcpClientAsync();
_ = HandleClientAsync(client);
}
}
private async Task HandleClientAsync(TcpClient client)
{
using (NetworkStream networkStream = client.GetStream())
using (StreamReader reader = new StreamReader(networkStream))
using (StreamWriter writer = new StreamWriter(networkStream) { AutoFlush = true })
{
await writer.WriteLineAsync("220 Welcome to Simple FTP Server");
string username = null;
bool isLoggedIn = false;
string currentDirectory = _rootDirectory;
TcpListener dataListener = null; // New field for managing the data connection
while (true)
{
string command = await reader.ReadLineAsync();
if (string.IsNullOrEmpty(command))
break;
string[] parts = command.Split(' ');
string cmd = parts[0].ToUpper();
switch (cmd)
{
case "USER":
username = parts[1];
await writer.WriteLineAsync("331 User name okay, need password");
break;
case "PASS":
if (username == "admin" && parts[1] == "password")
{
isLoggedIn = true;
await writer.WriteLineAsync("230 User logged in");
}
else
{
await writer.WriteLineAsync("530 Login incorrect");
}
break;
case "PWD":
if (!isLoggedIn)
{
await writer.WriteLineAsync("530 Not logged in");
break;
}
string relativePath = GetRelativePath(_rootDirectory, currentDirectory);
await writer.WriteLineAsync($"257 \"{relativePath}\" is current directory");
break;
case "CWD":
if (!isLoggedIn)
{
await writer.WriteLineAsync("530 Not logged in");
break;
}
if (parts.Length < 2)
{
await writer.WriteLineAsync("501 Syntax error in parameters or arguments");
break;
}
string requestedPath = parts[1];
string newPath;
newPath = _rootDirectory + requestedPath;
if (!newPath.StartsWith(_rootDirectory, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
await writer.WriteLineAsync("550 Requested action not taken. Access denied.");
break;
}
if (Directory.Exists(newPath))
{
currentDirectory = newPath;
await writer.WriteLineAsync("250 Directory successfully changed.");
}
else
{
await writer.WriteLineAsync("550 Requested action not taken. Directory not found.");
}
break;
case "RETR":
if (!isLoggedIn)
{
await writer.WriteLineAsync("530 Not logged in");
break;
}
if (parts.Length < 2)
{
await writer.WriteLineAsync("501 Syntax error in parameters or arguments");
break;
}
string filePath = _rootDirectory + "\\" + parts[1];
if (!filePath.StartsWith(_rootDirectory, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
await writer.WriteLineAsync("550 Requested action not taken. File access denied.");
break;
}
if (File.Exists(filePath))
{
await writer.WriteLineAsync("150 Opening data connection for file transfer.");
using (TcpClient dataClient = await dataListener.AcceptTcpClientAsync())
using (NetworkStream dataStream = dataClient.GetStream())
using (FileStream fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read))
{
await fileStream.CopyToAsync(dataStream);
}
await writer.WriteLineAsync("226 Transfer complete.");
}
else
{
await writer.WriteLineAsync("550 File not found.");
}
break;
case "TYPE":
await writer.WriteLineAsync("200 Type set to I");
break;
case "PASV":
// Dispose of the previous dataListener if it exists
dataListener?.Stop();
dataListener = new TcpListener(IPAddress.Any, 0);
dataListener.Start();
int pasvPort = ((IPEndPoint)dataListener.LocalEndpoint).Port;
byte[] pasvIpBytes = IPAddress.Parse(((IPEndPoint)client.Client.LocalEndPoint).Address.ToString()).GetAddressBytes();
await writer.WriteLineAsync($"227 Entering Passive Mode ({pasvIpBytes[0]},{pasvIpBytes[1]},{pasvIpBytes[2]},{pasvIpBytes[3]},{pasvPort / 256},{pasvPort % 256})");
break;
case "LIST":
await writer.WriteLineAsync("150 Here comes the directory listing.");
using (TcpClient dataClient = await dataListener.AcceptTcpClientAsync())
using (NetworkStream dataStream = dataClient.GetStream())
using (StreamWriter dataWriter = new StreamWriter(dataStream, Encoding.UTF8))
{
string[] entries = Directory.GetFileSystemEntries(currentDirectory);
foreach (string entry in entries)
{
FileAttributes attr = File.GetAttributes(entry);
string name = Path.GetFileName(entry);
DateTime lastWriteTime = File.GetLastWriteTime(entry);
string dateStr = lastWriteTime.ToString("MMM dd HH:mm");
string line = (attr & FileAttributes.Directory) == FileAttributes.Directory
? $"drwxr-xr-x 1 owner group 0 {dateStr} {name}"
: $"-rw-r--r-- 1 owner group {new FileInfo(entry).Length} {dateStr} {name}";
await dataWriter.WriteLineAsync(line);
}
}
await writer.WriteLineAsync("226 Directory send OK.");
break;
case "STOR":
if (!isLoggedIn)
{
await writer.WriteLineAsync("530 Not logged in");
break;
}
if (parts.Length < 2)
{
await writer.WriteLineAsync("501 Syntax error in parameters or arguments");
break;
}
string saveFilePath = _rootDirectory + parts[1];
if (!saveFilePath.StartsWith(_rootDirectory, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
await writer.WriteLineAsync("550 Requested action not taken. Access denied.");
break;
}
await writer.WriteLineAsync("150 Opening data connection for file upload.");
using (TcpClient dataClient = await dataListener.AcceptTcpClientAsync())
using (NetworkStream dataStream = dataClient.GetStream())
using (FileStream fileStream = new FileStream(saveFilePath, FileMode.Create, FileAccess.Write))
{
await dataStream.CopyToAsync(fileStream);
}
await writer.WriteLineAsync("226 Transfer complete.");
break;
case "QUIT":
await writer.WriteLineAsync("221 Goodbye");
return;
default:
await writer.WriteLineAsync("502 Command not implemented");
break;
}
}
dataListener?.Stop();
}
}
private async Task AcceptDataConnectionAsync(TcpListener dataListener, string currentDirectory, StreamWriter controlWriter)
{
using (TcpClient dataClient = await dataListener.AcceptTcpClientAsync())
using (NetworkStream dataStream = dataClient.GetStream())
using (StreamWriter dataWriter = new StreamWriter(dataStream, Encoding.UTF8))
{
string[] entries = Directory.GetFileSystemEntries(currentDirectory);
foreach (string entry in entries)
{
FileAttributes attr = File.GetAttributes(entry);
string name = Path.GetFileName(entry);
DateTime lastWriteTime = File.GetLastWriteTime(entry);
string dateStr = lastWriteTime.ToString("MMM dd HH:mm");
string line = (attr & FileAttributes.Directory) == FileAttributes.Directory
? $"drwxr-xr-x 1 owner group 0 {dateStr} {name}"
: $"-rw-r--r-- 1 owner group {new FileInfo(entry).Length} {dateStr} {name}";
await dataWriter.WriteLineAsync(line);
}
}
dataListener.Stop();
await controlWriter.WriteLineAsync("226 Directory send OK.");
}
private string GetRelativePath(string rootPath, string fullPath)
{
string relativePath = Path.GetRelativePath(rootPath, fullPath);
return relativePath == "." ? "/" : "/" + relativePath.Replace('\\', '/');
}
}
}
注意：关于目录文件的处理不同FTP客户端好像有些不同，我这用的是FileZilla做的测试，这中间还有中文乱码问题，需要修改一个连接中的配置。
- USER 命令：
- 客户端发送：
USER [用户名] - 服务器响应：
- 如果用户名已发送：
331 User name okay, need password（用户名正确，需要密码）
- 如果用户名已发送：
- 客户端发送：
- PASS 命令：
- 客户端发送：
PASS [密码] - 服务器响应：
- 如果用户名是"admin"且密码是"password"：
230 User logged in（用户已登录） - 如果凭证不匹配：
530 Login incorrect（登录不正确）
- 如果用户名是"admin"且密码是"password"：
- 客户端发送：
- PWD 命令：（打印工作目录）
- 客户端发送：
PWD - 服务器响应：
- 如果未登录：
530 Not logged in（未登录） - 如果已登录：
257 "[当前目录]" is current directory（当前目录）
- 如果未登录：
- 客户端发送：
- CWD 命令：（改变工作目录）
- 客户端发送：
CWD [目录] - 服务器响应：
- 如果未登录：
530 Not logged in（未登录） - 如果目录参数缺失：
501 Syntax error in parameters or arguments（参数或参数语法错误） - 如果访问新目录被拒绝：
550 Requested action not taken. Access denied.（请求的操作未执行，访问被拒绝） - 如果目录找到并可访问：
250 Directory successfully changed.（目录成功更改） - 如果目录未找到：
550 Requested action not taken. Directory not found.（请求的操作未执行，未找到目录）
- 如果未登录：
- 客户端发送：
- RETR 命令：（检索文件）
- 客户端发送：
RETR [文件] - 服务器响应：
- 如果未登录：
530 Not logged in（未登录） - 如果文件参数缺失：
501 Syntax error in parameters or arguments（参数或参数语法错误） - 如果文件访问被拒绝：
550 Requested action not taken. File access denied.（请求的操作未执行，文件访问被拒绝） - 如果文件找到并开始传输：
150 Opening data connection for file transfer.（正在为文件传输打开数据连接） - 文件传输成功完成后：
226 Transfer complete.（传输完成） - 如果文件未找到：
550 File not found.（文件未找到）
- 如果未登录：
- 客户端发送：
- TYPE 命令：
- 客户端发送：
TYPE [类型]（在代码中，仅处理TYPE I，即二进制模式） - 服务器响应：
200 Type set to I（类型设置为I）
- 客户端发送：
- PASV 命令：（进入被动模式）
- 客户端发送：
PASV - 服务器响应：
227 Entering Passive Mode (h1,h2,h3,h4,p1,p2)（进入被动模式），其中h1,h2,h3,h4是IP地址，p1,p2是被动模式下的数据端口。
- 客户端发送：
- LIST 命令：（列出目录）
- 客户端发送：
LIST - 服务器响应：
- 在开始传输数据之前：
150 Here comes the directory listing.（这里是目录列表） - 在目录列表成功发送后：
226 Directory send OK.（目录发送成功）
- 在开始传输数据之前：
- 客户端发送：
- STOR 命令：（存储文件）
- 客户端发送：
STOR [文件] - 服务器响应：
- 如果未登录：
530 Not logged in（未登录） - 如果文件参数缺失：
501 Syntax error in parameters or arguments（参数或参数语法错误） - 如果文件存储被拒绝：
550 Requested action not taken. Access denied.（请求的操作未执行，访问被拒绝） - 在文件上传开始之前：
150 Opening data connection for file upload.（正在为文件上传打开数据连接） - 文件上传成功完成后：
226 Transfer complete.（传输完成）
- 如果未登录：
- 客户端发送：
- QUIT 命令：（退出）
- 客户端发送：
QUIT - 服务器响应：
221 Goodbye（再见）
- 客户端发送：
- 未识别或未实现的命令：
- 服务器响应：
502 Command not implemented（命令未实现）
- 服务器响应：
3. 启动服务器
在Main方法中实例化并启动你的FTP服务器：
C#public static async Task Main(string[] args)
{
string ip = "127.0.0.1";
int port = 21;
string rootDirectory;
if (args.Length > 0 && Directory.Exists(args[0]))
{
rootDirectory = Path.GetFullPath(args[0]);
}
else
{
rootDirectory = "d:\\book";
while (!Directory.Exists(rootDirectory))
{
Console.WriteLine("Directory does not exist. Please enter a valid path:");
rootDirectory = Console.ReadLine();
}
rootDirectory = Path.GetFullPath(rootDirectory);
}
Console.WriteLine($"Using root directory: {rootDirectory}");
FtpServer server = new FtpServer(ip, port, rootDirectory);
await server.Start();
}
总结
本文介绍了如何用C#开发一个基本的FTP服务器。我们的服务器目前支持基本的FTP命令并且能够响应客户端的请求。虽然这是一个简化的版本，但它为更复杂和功能完整的FTP服务器打下了基础。可以尝试扩展这个服务器，支持更多的FTP命令，添加认证、加密、和更复杂的文件管理等高级功能。
本文作者:技术老小子
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