python 实现简单的FTP
一、开发环境
server端：centos 7 python-3.6.2
客户端：Windows 7 python-3.6.2 pycharm-2018
程序目的：1、学习使用socketserver实现并发处理多个客户端。
2、了解使用struct解决TCP粘包。
二、程序设计
（本人菜鸟一枚，对于开发规范，接口设计完全不懂，完全是随心所欲，自娱自乐。写博客主要是记录自己学习的点点滴滴，如有不足之处还请见谅。）
1、server端
1.1 目录结构如下：
1.2 目录简介：
FTP_SERVER：程序主目录
app：程序主逻辑目录，目录下有四个模块：
FTPserver.py：FTP Server端启动入口。
login.py：认证注册模块，用于处理用户注册，登录认证。
dataAnalysis.py：命令解析模块，负责解析，执行客户端命令。
FileOpertion.py：负责文件读，写。数据发送，数据接收。
db：存放user_pwd.db文件，用于存放用户信息（用户名，密码，FTP目录总空间，已使用空间等）
lib：存放公共数据。
1.3 模块中类的继承关系
1.4 执行流程
1.4.1 程序启动文件FTPserver.py，程序启动后进入监听状态。核心代码如下：
class MyFtpServer(socketserver.BaseRequestHandler):
def handle(self): # 重写handle方法,处理socket请求
print(f"连接来自{self.client_address}的客户端")
commom_obj = Commom()
data_analy = DataAnalysis()
login_obj = Login()
while 1:
# 执行用户选项：1、登陆系统 2、注册账号。并返回一个结果
status_id = login_obj.run_client_choice(self.request, commom_obj)
if status_id == "01": # 登陆成功
if not self.run_ftp_server(data_analy,commom_obj): # 执行ftpserver主功能
break
elif int(status_id) == -1: # client断开连接了
break
print(f"客户端{self.client_address}断开了连接")
def run_ftp_server(self,data_analy,commom_obj):
""""
登陆成功后，接收客户端发来的命令，并进行处理
:param data_analy:负责解析，执行客户端命令的对象
:param commom_obj:程序执行时所需的数据对象
:return 返回false代表客户端断开连接了
"""
while True:
try:
cmd_len_pack = self.request.recv(4)
cmd_len = struct.unpack(‘i‘,cmd_len_pack)[0] # 获取命令长度，防止粘包
except Exception:
break
recv_data = self.request.recv(cmd_len).decode(‘utf-8‘) # 接收客户端数据
if recv_data.upper() == "Q": # 客户端提出断开连接了
break
# 解析，处理客户端的命令
data_analy.syntax_analysis(recv_data, self.request, commom_obj)
return False
if __name__ == ‘__main__‘:
print(‘运行FTP服务‘)
ip_port = (‘192.168.10.10‘,9000)
# 创建并发服务端对象
server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port, MyFtpServer)
# 开启服务
server.serve_forever()1.4.2 服务端进入监听状态后，客户端发起连接请求，服务端接收连接请求后会等待客户单发来状态码，1表示请求登录FTP服务器，2表示客户端要注册用户，注册用户需要服务端手动反馈状态码1才可注册。处理用户登录，注册模块login.py核心代码如下：
class Login(FileOperation):
"""
登陆注册类。主要负责用户的登陆认证，和用户注册。
"""
def run_client_choice(self,socket_obj,commom):
"""
获取客户端的请求，1是登陆，2是注册用户
:param socket_obj: socket对象
:param commom: ftpserver运行时所需要的数据对象
:return:
"""
recv_choice = socket_obj.recv(1).decode("utf-8") # 获取用户选项：1是登陆，2是注册用户
if recv_choice == "1": # client请求登陆
return self.login_authen(socket_obj,commom)
elif recv_choice == "2": # client请求注册账号
return self.register_user(socket_obj,commom)
else:
return -1 # client断开连接了
# 用户登陆认证
def login_authen(self,socket_obj,commom):
"""
客户端登陆认证
:param socket_obj: socket对象
:param commom: ftpserver运行时需要的数据对象
:return:返回1代表登陆成功
"""
# 接收client发来的用户名，密码
recv_userPwd = self.recv_data(socket_obj).decode("utf-8").split("|")
# 效验用户名密码
check_ret = self.check_user_pwd(recv_userPwd, socket_obj,commom)
if check_ret: # 用户名密码正确
self.check_user_home_dir(commom,recv_userPwd[0]) # 检测用户家目录
return commom.status_info["login_success"]
else:
return commom.status_info["login_fail"]
...
# 注册用户
def register_user(self,socket_obj,commom):
"""
:param socket_obj:
:param commom:
:return: 返回是否允许注册的结果，1允许客户端注册，2拒绝客户端注册
"""
while True:
choice_id = input("请输入回应码：1是允许注册，2是不允许注册:")
if choice_id.isdigit() and 3 > int(choice_id) > 0:
socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 发通知告知客户端，处理结果
if choice_id == "1": # 注册用户
return self.client_register(socket_obj, commom)
return choice_id
else:
print("您输入的信息有误，请重新输入。")
...1.4.3 客户端登录成功后，服务端会等待接收客户端发来的命令，命令的解析，执行由dataAnalysis.py模块执行，核心代码如下：
class DataAnalysis(FileOperation):
"""
数据分析处理类，主要负责解析client发送过来的指令。
"""
def syntax_analysis(self,recv_data, socket_obj, commom):
"""
负责解析客户端传来的数据。
:param recv_data:接收到的客户端用户数据
:param socket_obj:socket对象
:param commom:数据对象
:return:
"""
clientData = recv_data.split(" ")
if hasattr(self,clientData[0]): # 判断对象方法是否存在
get_fun = getattr(self,clientData[0])#获取对象方法
get_fun(clientData,socket_obj,commom) # 运行对象方法
else:
pass
...执行客户端命令后，继续等待接收客户端发来的命令，如此循环...。
2、客户端
2.1 目录结构如下：
2.2 目录简介：
client：程序主目录。
bin：程序入口，程序启动文件main.py用于建立socket连接，然后调用FTPclient.py模块下的run_ftp_client方法运行程序。
app：程序主逻辑，目录下有四个模块如下：
FTPclient.py：FTP客户端，根据用户选项，执行用户指令。
login.py：认证注册模块，用于处理用户注册，登录认证。
dataAnalysis.py：命令解析模块，解析用户输入的命令，发给服务端获取结果。
FileOpertion.py：负责文件读，写。
lib：存放公共数据，有两个文件：
commom.py：主要存放的是公共变量。
help.txt：存放的是帮助文档，当用户执行help命令时会调用该文件。
2.3 模块中类的继承关系
2.4 执行流程
2.4.1 程序入口main.py，启动后会与FTP服务端建立连接，与服务端连接成功后会调用FTPclient.py模块下的run_ftp_client方法，执行用户功能。核心代码如下：
socket_obj = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
socket_obj.connect(("192.168.10.10",9000))
client_obj = Client()
client_obj.run_ftp_client(socket_obj) # 接收用户输入的选项，执行对应的功能2.4.2 FTPclient.py模块下的run_ftp_client方法会打印菜单，并等待用户输入选项，执行相应功能，核心代码如下：
class Client(Login,DataAnalysis):
def run_ftp_client(self,socket_obj):
"""
运行用户输入的选项：1、是登陆 2、是注册账号
:return:
"""
while True:
self.login_menu() # 打印系统菜单
choice_id = self.get_user_choice() # 获取用户输入的选项
if choice_id:
if self.run_user_choice(choice_id,socket_obj):
break
else:
print("您输入的有误")
def get_user_choice(self):
"""
获取用户输入的选项
:return:
"""
choice_id = input("请输入选项：")
if choice_id.isdigit() and 4 > int(choice_id) > 0 or choice_id.upper() == "Q":
return choice_id
return False
def run_user_choice(self,choice_id,socket_obj):
if choice_id == "1": # 登陆系统
socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 发通知告知服务器准备登陆
if self.run_login(socket_obj) == True: # 执行登陆
return True
elif choice_id == "2": # 注册用户
socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 请求服务器，注册用户
self.register_user(socket_obj) # 执行注册
elif choice_id.upper() == "Q": # 退出程序
socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 通知服务器，准备退出程序
socket_obj.close()
print("程序正常退出")
return True
def run_login(self,socket_obj,):
"""
运行登陆认证模块，如果登陆成功执行程序主逻辑，否则重新登陆。
:param socket_obj:
:return:
"""
if self.login_authention(socket_obj):
while True:
send_data = input(">>>").strip(" ") # 获取发送数据（用户执行的命令）
if send_data.upper() == "Q": # 正常退出程序
socket_obj.send(send_data.encode("utf-8")) # 通知服务区断开连接
socket_obj.close()
print("程序正常退出")
return True
if self.syntax_analysis(send_data, socket_obj): # 解析用户数据并处理数据
print("异常退出")
return True
return False
def login_menu(self):
print("-"*41)
print(" 欢迎登陆迷你FTPv1.0")
print("-"*41)
print("1、登陆系统")
print("2、用户注册")
print("Q、退出程序")2.4.3 login.py模块主要用于处理注册和登录的功能，核心代码如下：
class Login(Commom):
def login_authention(self,socket_obj):
"""
登陆认证
:param socket_obj:socket 对象
:return:
"""
user_pwd = self.get_user_pwd() # 获取用户名密码
self.send_data(socket_obj,user_pwd) # 将用户名和密码发给服务器
recv_status = socket_obj.recv(2).decode("utf-8") # 等待接收状态码
print(self.status_info[recv_status]) # 打印状态码对应的结果
if self.status_info[recv_status] == ‘登录成功‘:
return True
return False
...
def register_user(self,socket_obj):
"""
等待服务端反馈是否允许注册用户。
:param socket_obj:
:return:
"""
print("请等待服务端回应.....")
recv_status = socket_obj.recv(1).decode("utf-8")
if recv_status == "1": # 服务端同意申请账号
user_pwd = self.get_regist_user_pwd() # 获取注册用户名和密码
if user_pwd:
self.send_data(socket_obj,user_pwd)
result = socket_obj.recv(2).decode("utf-8")
print(self.status_info[result])
else:
print("用户名密码有误")
else: # 客户端拒绝申请账号的请求
print("服务端拒绝了您申请账号的请求，请与管理员取得联系。")
return False
...2.4.4 用户登录成功后，会等待接收用户输入命令，由dataAnalysis.py模块负责解析用户输入的命令，并将命令发给FTP服务器，然后接收服务器的反馈。核心代码如下：
class DataAnalysis(FileOperation):
def syntax_analysis(self,cmd,socket_obj):
"""
解析用户输入的命令。
:param cmd:用户执行的命令，如：put 上传的文件
:param socket_obj:socket对象发送和接收数据
:return:
"""
cmd_split = cmd.split(" ") # 将字符串命令分割成列表，用于验证命令是否存在
if hasattr(self,cmd_split[0]):
run_fun = getattr(self,cmd_split[0])
run_fun(cmd_split,socket_obj)
else:
print("无效的命令")
...三、功能演示
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