1. 目的

TFTP是一個傳輸文件的簡單協(xié)議，它其于UDP協(xié)議而實現(xiàn)，但是我們也不能確定有些TFTP協(xié)議是基于其它傳輸協(xié)議完成的。此協(xié)議設計的時候是進行小文件傳輸?shù)摹Ｒ虼怂痪邆渫ǔ５腇TP的許多功能，它只能從文件服務器上獲得或?qū)懭胛募荒芰谐瞿夸洠贿M行認證，它傳輸8位數(shù)據(jù)。傳輸中有三種模式：netascii，這是8位的ASCII碼形式，另一種是octet，這是8位源數(shù)據(jù)類型；最后一種mail已經(jīng)不再支持，它將返回的數(shù)據(jù)直接返回給用戶而不是保存為文件。

2. 概況

任何傳輸起自一個讀取或?qū)懭胛募恼埱螅@個請求也是連接請求。如果服務器批準此請求，則服務器打開連接，數(shù)據(jù)以定長512字節(jié)傳輸。每個數(shù)據(jù)包包括一塊數(shù)據(jù)，服務器發(fā)出下一個數(shù)據(jù)包以前必須得到客戶對上一個數(shù)據(jù)包的確認。如果一個數(shù)據(jù)包的大小小于512字節(jié)，則表示傳輸結(jié)構(gòu)。如果數(shù)據(jù)包在傳輸過程中丟失，發(fā)出方會在超時后重新傳輸最后一個未被確認的數(shù)據(jù)包。通信的雙方都是數(shù)據(jù)的發(fā)出者與接收者，一方傳輸數(shù)據(jù)接收應答，另一方發(fā)出應答接收數(shù)據(jù)。大部分的錯誤會導致連接中斷，錯誤由一個錯誤的數(shù)據(jù)包引起。這個包不會被確認，也不會被重新發(fā)送，因此另一方無法接收到。如果錯誤包丟失，則使用超時機制。錯誤主要是由下面三種情況引起的：不能滿足請求，收到的數(shù)據(jù)包內(nèi)容錯誤，而這種錯誤不能由延時或重發(fā)解釋，對需要資源的訪問丟失（如硬盤滿）。TFTP只在一種情況下不中斷連接，這種情況是源端口不正確，在這種情況下，指示錯誤的包會被發(fā)送到源機。這個協(xié)議限制很多，這是都是為了實現(xiàn)起來比較方便而進行的。

3. 與其它協(xié)議的聯(lián)系

因為TFTP使用UDP，而UDP使用IP，IP可以還使用其它本地通信方法。因此一個TFTP包中會有以下幾段：本地媒介頭，IP頭，數(shù)據(jù)報頭，TFTP頭，剩下的就是TFTP數(shù)據(jù)了。TFTP在IP頭中不指定任何數(shù)據(jù)，但是它使用UDP中的源和目標端口以及包長度域。由TFTP使用的包標記（TID）在這里被用做端口，因此TID必須介于0到65,535之間。對它的初始化我們在后面討論。TFTP頭中包括兩上字節(jié)的操作碼，這個碼指出了包的類型下面我們看看大體上的TFTP包格式，相關(guān)的內(nèi)容我們在后面的章節(jié)中進行討論。

---------------------------------------------------
| Local Medium | Internet | Datagram | TFTP |
---------------------------------------------------
圖3-1: 包頭次序

4. 初始連接

初始連接時候需要發(fā)出WRQ（請求寫入遠程系統(tǒng)）或RRQ（請求讀取遠程系統(tǒng)），收到一個確定應答，一個確定可以寫出的包或應該讀取的第一塊數(shù)據(jù)。通常確認包包括要確認的包的包號，每個數(shù)據(jù)包都與一個塊號相對應，塊號從1開始而且是連續(xù)的。因此對于寫入請求的確定是一個比較特殊的情況，因此它的包的包號是0。如果收到的包是一個錯誤的包，則這個請求被拒絕。創(chuàng)建連接時，通信雙方隨機選擇一個TID，因此是隨機選擇的，因此兩次選擇同一個ID的可能性就很小了。每個包包括兩個TID，發(fā)送者ID和接收者ID。這些ID用于在UDP通信時選擇端口，請求主機選擇ID的方法上面已經(jīng)說過了，在第一次請求的時候它會將請求發(fā)到TID 69，也就是服務器的69端口上。應答時，服務器使用一個選擇好的TID作為源TID，并用上一個包中的TID作為目的ID進行發(fā)送。這兩個被選擇的ID在隨后的通信中會被一直使用。下例是一個寫入的例子，其中WRQ，ACK和DATA代表寫入請求，確認和數(shù)據(jù)。

1. 主機A向主機B發(fā)出WRQ，其中端口為69
2. B機向A機發(fā)出ACK，塊號為0，包括B和A的TID

此時連接建立，第一個數(shù)據(jù)包以序列號1從主機開始發(fā)出。以后兩臺主機要保證以開始時確定的TID進行通信。如果源ID與原來確定的ID不一樣，這個包會被認識為發(fā)送到了錯誤的地址而被拋棄。錯誤的包是被發(fā)送到正確端口的，但是包本身有錯誤。設想發(fā)送方發(fā)出一個請求，這個請求在網(wǎng)絡的那個設備中被復制成兩個包，接收方先后接收到兩個包。接收方會認為為這是兩個獨立的請求，會返回兩個應答。當這兩個應答其中之一被接收到時，連接已經(jīng)建立。第二個應答再到達時，這個包會被拋棄，而不會因為接收到第二個應答包而導致第一個建立的連接失敗。

5. TFTP包

TFTP支持五種類型的包，我們在以上已經(jīng)說明這五種類型的包：

opcode operation
1 Read request (RRQ)
2 Write request (WRQ)
3 Data (DATA)
4 Acknowledgment (ACK)
5 Error (ERROR)

包頭中包括了這個包所指定的操作碼。

2 bytes string 1 byte string 1 byte
------------------------------------------------
| Opcode | Filename | 0 | Mode | 0 |
------------------------------------------------

Figure 5-1: RRQ/WRQ包

RRQ和WRQ包（代碼分別為1和2）的格式如上所示。文件名是NETASCII碼字符，以0結(jié)束。 而MODE域包括了字符串"netascii"，"octet"或"mail"，名稱不分大小寫。接收到NETASCII格式數(shù)據(jù)的主機必須將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本地格式。OCTET模式用于傳輸文件，這種文件在源機上以8位格式存儲。假設每個機器都存在一個8位的格式，這樣的假設是最一般的。比如DEC-20，這是一種36位機，我們可以假設它是4個8位外加另外4位而構(gòu)成。如果機器收到OCTET格式文件，返回時必須與原來文件完全一樣。在使用MAIL模式時，用戶可以在FILE處使用接收人地址，這個地址可以是用戶名或用戶名@主機的形式，如果是后一種形式，允許主機使用電子郵件傳輸此文件。如果使用MAIL類型，包必須以WRQ開始，否則它與NETASCII完全一樣。我們的討論建立在發(fā)送方和接收方都在相同模式的情況下，但是雙方可以以不同的模式進行傳輸。例如一個機器可以是一臺存儲服務器，這樣一臺服務器需要將NETASCII格式轉(zhuǎn)換為自己的格式。另外，我們可以設想DEC-20這種機器，它使用36位字長，用戶這邊可以使用特殊的機制一次讀取36位，而服務器卻可以仍然使用8位格式。在這兩種情況下，我們看到了兩臺機器使用不同格式的情況。可以在兩臺主機間定義其它的傳輸方式，但是定義要小心，因為這種傳輸方式不為人知，而且也沒有權(quán)威機構(gòu)為其指定名稱或定義它的模式。

2 bytes 2 bytes n bytes
----------------------------------
| Opcode | Block # | Data |
----------------------------------
Figure 5-2: DATA包

數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)包中傳輸，其格式如上圖所示。數(shù)據(jù)包的OP碼為3，它還包括有一個數(shù)據(jù)塊號和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)塊號域從1開始編碼，每個數(shù)據(jù)塊加1，這樣接收方可以確定這個包是新數(shù)據(jù)還是已經(jīng)接收過的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)域從0字節(jié)到512字節(jié)。如果數(shù)據(jù)域是512字節(jié)則它不是最后一個包，如果小于512字節(jié)則表示這個包是最后一個包。除了ACK和用于中斷的包外，其它的包均得到確認。發(fā)出新的數(shù)據(jù)包等于確認上次的包。WRQ和DATA包由ACK或ERROR數(shù)據(jù)包確認，而RRQ數(shù)據(jù)包由DATA或ERROR數(shù)據(jù)包確認。下圖即是一個ACK包，操作碼為4。其中的包號為要確認的數(shù)據(jù)包的包號。

2 bytes 2 bytes
---------------------
| Opcode | Block # |
---------------------
Figure 5-3: ACK包

WRQ數(shù)據(jù)包被ACK數(shù)據(jù)包確認，WRQ數(shù)據(jù)包的包號為0。

2 bytes 2 bytes string 1 byte
-----------------------------------------
| Opcode | ErrorCode | ErrMsg | 0 |
-----------------------------------------
Figure 5-4: ERROR包

一個ERROR包，它的操作碼是5，它的格式如上所示。此包可以被其它任何類型的包確認。錯誤碼指定錯誤的類型。錯誤的值和錯誤的意義在附錄中。錯誤信息是供程序員使用的。

6. 正常終止

傳輸?shù)慕Y(jié)束由DATA數(shù)據(jù)標記，其包括0-511個字符。這個包可以被其它數(shù)據(jù)包確認。接收方在發(fā)出對最后數(shù)據(jù)包的確認后可以斷開連接，當然，適當?shù)牡却潜容^好的，如果最后的確定包丟失可以再次傳輸。如果發(fā)出確認后仍然收到最后數(shù)據(jù)包，可以確定最后的確認丟失。發(fā)送最后一個DATA包的主機必須等待對此包的確認或超時。如果響應是ACK，傳輸完成。如果發(fā)送方超時并不準備重新發(fā)送并且接收方有問題或網(wǎng)絡有問題時，發(fā)送也正常結(jié)束。當然實現(xiàn)時也可以是非正常結(jié)束，但無論如何連接都將被關(guān)閉。

7. 早終結(jié)

如果請求不能被滿足，或者在傳輸中發(fā)生錯誤，需要發(fā)送ERROR包。這僅是一種傳輸友好的方式，這種包不會被確認也不會被重新傳輸，因此這種包可能永遠不會被接收到。因此需要用超時來偵測錯誤。

I. 附錄

包頭的次序

2 bytes
----------------------------------------------------------
| Local Medium | Internet | Datagram | TFTP Opcode |
----------------------------------------------------------

TFTP格式

Type Op # 沒有包頭的格式

2 bytes string 1 byte string 1 byte
-----------------------------------------------
RRQ/ | 01/02 | Filename | 0 | Mode | 0 |
WRQ -----------------------------------------------

2 bytes 2 bytes n bytes
---------------------------------
DATA | 03 | Block # | Data |
---------------------------------

2 bytes 2 bytes
-------------------
ACK | 04 | Block # |
--------------------

2 bytes 2 bytes string 1 byte
----------------------------------------
ERROR | 05 | ErrorCode | ErrMsg | 0 |
----------------------------------------

讀文件的初始連接

1. 主機A發(fā)RRQ到A，包括源=A的ID和目的=69
2. 主機B發(fā)送DATA，其中包號=1，這個包被傳送到A，源=B的ID，目的=A的ID

錯誤碼

Value Meaning

0 未定義，請參閱錯誤信息（如果提示這種信息的話）
1 文件未找到
2 訪問非法
3 磁盤滿或超過分配的配額
4 非法的TFTP操作
5 未知的傳輸ID
6 文件已經(jīng)存在
7 沒有類似的用戶

Internet用戶數(shù)據(jù)報頭

（TFTP不一定非要在UDP上實現(xiàn)。）

Format

0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Port | Destination Port |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Length | Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

域的值

Source Port 由傳輸發(fā)起方選擇
Dest. Port 由目的地選擇（如果是RRQ或WRQ，其值為69）
Length 包括UDP包頭的包長度
Checksum 校驗碼，如果是0，則未使用校驗

注意：TFTP將傳輸標記TID傳送給UDP作為源和目的端口

安全問題

因為TFTP沒有安全控制機制，因此安全問題應該多加考慮。通常TFTP允許下載數(shù)據(jù)而不允許上傳數(shù)據(jù)。