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◆固有の動作(FTPアクティブモード)
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◆固有の動作(FTPアクティブモード)

 FTPの通信には、PORTモード(アクティブモード)とPASVモード(パッシブモード)があります。ここでは、アクティブモードについて説明してゆきます。

アクティブモードは、多くのFTPソフトウェアで、デフォルトの転送モードになっています。

 このモードでは、データコネクションは、制御コネクションとは異なり、FTPサーバ側の20番ポートからクライアントの任意のポートに向けてコネクションが確立されます。

 FTPサーバ側からコネクションを張るために、サーバはクライアントのIPアドレスとポート番号を知っている必要があります。これらは、制御コネクション時のPORTコマンドで、FTPサーバに通知されるようになっています。


 ここで、注意が必要です。データコネクションの方向が、FTPサーバ側からクライアント方向になっています。

 これは、ファイルのダウンロード、アップロードにかかわらず、FTPサーバ側からコネクションが確立されるということです。

ファイルをアップロードする場合には、クライアントから通信が始まるのでは?

と疑問に思うかもしれませんが、アップロードもFTPサーバからコネクションが始まります。

このデータコネクションの方向が、いくつかの問題を引き起こします。

まずは、ファイアウォールのセキュリティの問題です。

 クライアントのポート番号は、任意(1,024以上)である為、FTPで通信を行う為には、FTPサーバ側からの
データコネクションのポートをファイアウォールで開けておく必要があります。1,024以上のポートの全て開けておくということは非常にリスクが高くなります。

その他にも、サーバからクライアント方向へデータコネクションを確立する際に、問題がさらに発生してきます。

 アクティブモードでは、ファイルのダウンロード、アップロードにかかわらず、下図のようにFTPサーバ側からコネクションが確立されるようになっています。


 データ転送時、クライアントは、PORTコマンドで、自分の接続を待ち受けるIPアドレスとポート番号をFTPサーバに通知します。

PORTコマンドは、以下のように指定するようになっています。

 PORT aaa,bbb,ccc,ddd,ee,ff

 aaa,bbb,ccc,ddd ・・・ クライアントの待ち受けIPアドレスを指します。
 ee,ff          ・・・ クライアントの待ち受けポート番号を指します。

上の図のポート番号の場合のPORTコマンドは次のようになります。

 PORT 192,168,1,1,11,185

ここで、疑問が生じてきます。なぜ、ポート番号の「3001」が、「11」と「185」になるのかです。

そのからくりは、このようになっています。

10進数の3001を16進数に変換すると下記のようになります。

 (3001)10=(0BB9)16

16進数の(0BB9)16をオクテットに分割し、その各々を10進数に変換します。

 (0B)16=(11)10

 (B9)16=(185)10

また、(11)10は、8ビットシフト移動させたものなので、次のことが成り立ちます。

 3001=11×256+185

 アクティブモードのデータ転送の様子をもう少し詳しく見てゆくと、クライアントとサーバのシーケンスは、下表のようになります。

クライアント 内容 サーバ
任意 ---> PORT aaa,bbb,ccc,ddd,ee,ff ---> 21
任意 <--- PORT command successfull <--- 21
任意 ---> RETR filename ---> 21
ee*256+ff <--- ( SYN ) <--- 20
ee*256+ff ---> ( SYN , ACK ) ---> 20
ee*256+ff <--- ( ACK ) <--- 20
任意 <--- Opening ASCII mode data connection <--- 21
ee*256+ff ( ファイルのダウンロード )


20
任意 <--- Transfer complete. <--- 21


◆アクティブモードは、ファイアウォールとNATとの相性が悪い

 クライアントが、ファイアウォールの内側に位置する場合、アクティブモードのFTPは、失敗する場合がほとんどです。それは、多くのファイアウォールは、セキュリティの問題から外部からのSYNを拒否する設定を行っている場合があるからです。

また、クライアントがNATルータの配下にある場合も問題になってきます。

 NATやIPマスカレードでは、IPアドレスやポート番号が変換されます。そのため、PORTコマンドで渡される値も書換える必要があります。

 その理由は、PORTコマンドで通知されるIPアドレスとポート番号では、クライアントと通信を行うことができないからです。変換される前の内部のIPアドレスとポート番号を使って通信することができません。NATで変換されるIPアドレスとポート番号で通信する必要があります。

 そのため、PORTコマンドの引数を書き換える必要があります。PORTコマンドの引数は10進表記であり、IPアドレスとポート番号の値の文字列の長さが変わるので、チェックサムを書き換える必要も出てきます。

 このような、複雑な処理が必要なため、PORTコマンドの書換えに対応していないNATルータも存在し、NATルータの配下にクライアントがある場合、FTP通信が行えないという問題があります。

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