FTP是常見的基于TCP的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，它使用了兩個TCP連接來建立邏輯通信信道，即控制連接和數(shù)據(jù)連接。當(dāng)客戶端與服務(wù)器建立一個FTP會話時，使用TCP創(chuàng)建一個持久的控制連接以傳遞命令和應(yīng)答。當(dāng)發(fā)送文件和其它數(shù)據(jù)傳輸時，它們在獨立的TCP數(shù)據(jù)連接上進行傳遞，這個連接根據(jù)需要創(chuàng)建和拆除。

更為復(fù)雜的是，F(xiàn)TP標(biāo)準(zhǔn)指定了創(chuàng)建數(shù)據(jù)連接的兩種不同方法，即正常（主動）數(shù)據(jù)連接和被動數(shù)據(jù)連接。FTP的控制連接總是由客戶端首先發(fā)起的，主動數(shù)據(jù)連接是由服務(wù)器端發(fā)起的，被動數(shù)據(jù)連接是由客戶端發(fā)起的。

成功建立控制連接后，在進行主動連接時，客戶端發(fā)送PORT命令，其中內(nèi)嵌了地址和端口信息，以告知服務(wù)器進行連接，然后服務(wù)器打開默認端口20建立到客戶端已告知地址和端口的數(shù)據(jù)連接。在進行被動連接時，客戶機使用PASV命令告訴服務(wù)器等待客戶機建立數(shù)據(jù)連接，服務(wù)器響應(yīng)，告訴客戶機為了數(shù)據(jù)傳輸它應(yīng)該使用服務(wù)器上的什么端口（隨機打開）。這種工作機制帶來了一個嚴(yán)重的問題：在FTP的命令（PORT或PASV）或?qū)λ鼈兊幕卮鹬袀鬟fIP地址及端口號與網(wǎng)絡(luò)分層機制嚴(yán)重沖突，在FTP客戶端與服務(wù)器的通信信道之間的網(wǎng)關(guān)設(shè)備（防火墻或路由器）上啟用了NAT功能的情況下將出現(xiàn)連接性問題。

防火墻對于像FTP這樣的多端口連接的TCP應(yīng)用，其影響是深遠的，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，更是由于設(shè)備、軟件的多樣性可能導(dǎo)致不可預(yù)知的問題。作為一名網(wǎng)絡(luò)管理員，深入了解防火墻和FTP的工作原理及其在NAT環(huán)境下防火墻對FTP的影響，對于選擇FTP服務(wù)軟件及安裝、部署、管理及維護FTP服務(wù)和實際工作中排除FTP應(yīng)用故障是大有裨益的。本文就以一個在實際環(huán)境中比較常見的FTP部署和應(yīng)用拓撲為例，來詳細解讀防火墻（啟用了NAT功能）對FTP的影響。如有不當(dāng)之處，敬請指正。

一、網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

二、主動模式的連接分析

如本例中網(wǎng)絡(luò)拓撲所示，IP為192.168.1.1客戶端計算機打開一個可用的TCP端口1025，經(jīng)過其前端的防火墻進行NAT轉(zhuǎn)換成地址1.1.1.1和端口1025后建立到目標(biāo)地址為2.2.2.2的21端口的連接，然后服務(wù)器前端的防火墻將此連接信息傳遞到服務(wù)器172.16.6.1的21端口，成功建立FTP控制連接。

服務(wù)器則經(jīng)由這個已經(jīng)建立的邏輯連接通道返回數(shù)據(jù)包，與客戶端進行交互。接著，客戶端發(fā)出PORT指令，在指令中嵌入了地址信息（IP:192.168.1.1，Port:1026），告知服務(wù)器用于數(shù)據(jù)連接，并打開端口1026，等待服務(wù)器連接。當(dāng)承載PORT指令的數(shù)據(jù)包到達客戶機前端的防火墻時，由于NAT的緣故，在成功創(chuàng)建NAT表項，改寫數(shù)據(jù)包的IP和TCP端口信息后：

如果此時防火墻不能識別并檢查此連接是FTP應(yīng)用，便不能對PORT指令中嵌入的地址和端口信息進行改寫，則將此數(shù)據(jù)包通過先前已建立的控制連接通道傳遞到服務(wù)器后，服務(wù)器則打開20端口，將建立到192.168.1.1的1026端口的數(shù)據(jù)連接。

顯然，此連接數(shù)據(jù)包要么被其前端的防火墻丟棄，要么在流入因特網(wǎng)后立刻被丟棄，永遠無法到達客戶端。在這種情況下，客戶端一直處在控制連接階段發(fā)送含有PORT指令的數(shù)據(jù)包，以便建立數(shù)據(jù)連接；而服務(wù)器則在打開了20端口后，一直嘗試建立到客戶端的數(shù)據(jù)連接，但始終收不到應(yīng)答。

直接的結(jié)果就是：客戶端成功連接了FTP服務(wù)器，卻無法進行數(shù)據(jù)傳輸。這里可能還包含一個隱藏的安全威脅：如果恰巧192.168.1.1對于服務(wù)器主機來說是直接可達的，則此時服務(wù)器便將數(shù)據(jù)包發(fā)送到這臺計算機，在這兩臺主機之間產(chǎn)生莫名的數(shù)據(jù)流。其他可能更隱蔽、更不好的情況，筆者不再做假設(shè)論述了。

如果此時防火墻能支持對FTP應(yīng)用進行審查和跟蹤，即能識別PORT指令中的內(nèi)容，就將其中嵌入的地址信息改寫成（IP:1.1.1.1，PORT:1026）并動態(tài)打開1026端口，并建立新的NAT轉(zhuǎn)換表項，等待連接，則當(dāng)服務(wù)器收到PORT指令后，打開20端口，建立到1.1.1.1上1026端口的連接，成功交互后，便能進行數(shù)據(jù)傳輸了。

三、被動模式的連接分析

控制連接建立后，客戶端發(fā)出的PASV指令到達服務(wù)器，服務(wù)器則隨機打開一個可用的TCP端口，并將地址和端口信息（IP:172.16.6.1，Port:50000）返回給客戶端，告知客戶端利用這些信息進行數(shù)據(jù)連接。當(dāng)包含服務(wù)器地址信息的這個數(shù)據(jù)包到達其前端的防火墻時：

如果防火墻不能識別并檢查此數(shù)據(jù)包的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，無法判定它是FTP的PASV指令的返回包，并對其中嵌入的地址信息進行重寫，則當(dāng)此數(shù)據(jù)包返回到客戶端時，客戶端將隨機打開端口3000，以目的地址172.16.6.1、端口50000來進行數(shù)據(jù)連接，同理，此連接數(shù)據(jù)包永遠不能到達服務(wù)器端。

這種情況下，客戶端將一直嘗試建立數(shù)據(jù)連接，卻總是不能收到應(yīng)答。這里可能包含的隱藏安全威脅，如前所述。

如果防火墻能對FTP應(yīng)用進行審查和跟蹤，并將返回包中嵌入的服務(wù)器地址信息進行重寫，即轉(zhuǎn)換成（IP：2.2.2.2，Port：50000），然后建立新的NAT表項，動態(tài)打開50000端口，等待連接。則此返回包到達客戶端時，客戶端將隨機打開端口3000，以目的地址2.2.2.2、端口50000來新建連接，便能成功建立數(shù)據(jù)連接。

根據(jù)以上分析，為成功進行FTP數(shù)據(jù)傳輸，主動模式下要求客戶機前端的防火墻在啟用NAT后能對FTP應(yīng)用進行審查和跟蹤，識別并改寫PORT指令中的客戶端地址信息；被動模式下則要求服務(wù)器前端的防火墻能改寫服務(wù)器響應(yīng)PASV指令后返回數(shù)據(jù)包中的服務(wù)器地址信息。

當(dāng)然，為保險起見，為保證FTP應(yīng)用的正常使用，建議兩端的防火墻都需要支持對FTP進行識別和內(nèi)容審查。

四、網(wǎng)絡(luò)防火墻與FTP

大多數(shù)網(wǎng)管設(shè)置防火墻的默認訪問控制策略是：允許從內(nèi)部到外部的一切流量，禁止從外部到內(nèi)部的一切流量。

就FTP應(yīng)用來說，為了簡化防火墻策略的配置又兼顧安全策略要求，客戶機選擇被動模式進行數(shù)據(jù)連接較好，不需要對其前端的防火墻設(shè)置特別的訪問控制策略，但要求服務(wù)器前端的防火墻能動態(tài)打開數(shù)據(jù)連接所需的隨機端口；服務(wù)器端則選擇主動連接較好，為允許客戶端的訪問，其前端防火墻的訪問控制策略僅需要顯式對外開放21端口即可，但需要客戶機前端的防火墻能動態(tài)打開數(shù)據(jù)連接所需的端口。

從方便使用的角度考慮，既然提供FTP服務(wù)，就要配置好服務(wù)器前端的防火墻，使其訪問控制策略能支持兩種模式下的FTP服務(wù)正常工作。

如果客戶機前端的NAT設(shè)備為路由器，不是防火墻，并不能審查和跟蹤FTP應(yīng)用，從前面的分析可以推斷出，主動模式下肯定存在連接性問題，需要以被動方式建立數(shù)據(jù)連接才能成功使用FTP服務(wù)。

如果FTP控制端口非默認，而是定制的TCP端口（比如2121），在這種情況下，服務(wù)器前端的防火墻通過配置命令顯式指示FTP的控制端口，便能進行審查和跟蹤。但客戶機前端的防火墻即使其能識別默認端口下的FTP應(yīng)用，此時也會把控制端口非21的FTP服務(wù)當(dāng)作一般的TCP應(yīng)用對待，這種情形下，便不能改寫主動模式下的客戶端地址端口信息，導(dǎo)致服務(wù)器在建立數(shù)據(jù)連接時失敗，但客戶端使用被動連接模式能正常工作。

綜上所述，客戶端使用被動方式連接FTP服務(wù)器是最恰當(dāng)?shù)模茏畲笙薅鹊亟档瓦B接性問題。同時降低了對客戶機前端防火墻備的要求，不需要像主動方式那樣動態(tài)開放允許輸入的隨機端口，把可能的安全威脅推給了服務(wù)器端。這或許是微軟的IE瀏覽器（資源管理器）默認設(shè)置使用被動方式的原因。如圖表2所示。另外需要注意的，在Windows命令行下，F(xiàn)TP默認是使用主動方式進行數(shù)據(jù)連接的。

五、主機防火墻與FTP

如果將FTP服務(wù)器架設(shè)在Windows Server 2008上，由于它內(nèi)置Windows防火墻，而且默認已經(jīng)啟用，所以客戶端建立到這臺FTP服務(wù)器的控制連接便會被封鎖，此時需要在防火墻上開放對TCP 21端口的傳入連接。

被動模式下，由于服務(wù)器通過控制信道將用來監(jiān)聽客戶端請求的端口號是隨機產(chǎn)生的，此時需要在防火墻上開放的傳入連接的端口也是隨機的。由于Windows防火墻不能像網(wǎng)絡(luò)防火墻那樣根據(jù)需要動態(tài)打開和關(guān)閉FTP服務(wù)要求的隨機端口，所以需要靜態(tài)開放全部可能的隨機端口。

Windows Server 2008默認的動態(tài)端口范圍是49152-65535，而Windows防火墻的例外開放規(guī)則只能針對單一端口來開放，要開放49152-65535這個范圍內(nèi)的一萬多個端口，非常不切實際，更是會給運行FTP服務(wù)器的主機帶來嚴(yán)重的安全威脅。

所幸的是，基于IIS7.0建立的FTP服務(wù)器允許將端口號固定在自行指定的一個范圍中，如50000-50005，此時便只需要開放這一小段范圍的端口即可，大大提升了安全性和配置Windows防火墻的效率。如果服務(wù)器上部署的是第三方防火墻，則需要慎重考慮如何設(shè)置使之能安全保障FTP服務(wù)的正常運行。

小編補充：

因為現(xiàn)在大家服務(wù)器基本上都是用 FileZilla Server FTP服務(wù)器，他的例外方法就是通過添加端口或FileZilla server.exe為例外，最近因為針對 FileZilla Server 的提權(quán)

對于利用方法大家可以看下這篇文章（https://www.jb51.net/books/552915.html），那么就需要屏蔽本地14147端口的對外連接(使用防火墻或ip安全策略)。