FreeBSD tips: работаем с TFTP

Сергей Супрунов

Для некоторых задач обмена файлами по сети многие возможности протокола FTP оказываются избыточными. Чтобы не тратить ресурсы на их поддержку, был разработан протокол TFTP.

Протокол TFTP (Trivial File Transfer Protocol – тривиальный протокол передачи файлов) благодаря своей предельной простоте довольно часто используется в различном оборудовании (маршрутизаторах, коммутаторах, модулях DSLAM и т. п.). Его удобно применять для обмена файлами внутри локальной сети, при необходимости он легко может быть интегрирован в разрабатываемую программу. В последнее время все большую популярность приобретают бездисковые рабочие станции, первоначальная загрузка которых выполняется по сети также с использованием протокола TFTP. В данной статье мы рассмотрим реализацию TFTP в системе FreeBSD.

Протокол TFTP (a.k.a. RFC1350)

Сначала коротко рассмотрим сам протокол, как он определен в документе RFC1350. Поскольку главное требование к протоколу – простота, то в нем поддерживается лишь необходимый минимум функций: возможность чтения файла с удаленного хоста и записи файла на хост. Протоколом не предусматривается ни аутентификация/авторизация пользователя, ни навигация по каталогам, ни даже просмотр содержимого каталога.

Нет в TFTP и отдельной процедуры соединения, как это происходит в случае с FTP – соединение устанавливается по запросу на чтение или запись, после завершения операции оно разрывается. С этой точки зрения TFTP больше похож на HTTP, также работающий без поддержания постоянного соединения.

В качестве стандартного порта для протокола TFTP определен порт 69. Основным транспортным протоколом для TFTP является UDP, однако работа поверх TCP также возможна. Чтобы прочитать файл, на этот порт посылается запрос на чтение, содержащий код операции (opcode, равный 1 (RRQ)), имя запрашиваемого файла и режим передачи, который может быть «netascii» или «octet». Стандартом также определен режим «mail», предназначенный для передачи сообщений электронной почты, но он считается устаревшим и не рекомендуется к применению. Эти значения соответствуют тому, что обычно именуется «текстовым» и «двоичным» режимами: в режиме netascii предусматривается обработка управляющих символов (например, перевода строки) в соответствии со стандартами, принятыми на той или иной платформе; в режиме octet данные должны быть переданы в «сыром» виде, без какой-либо обработки.

В ответ на запрос, если нужный файл существует и доступен для чтения, сервер отсылает первую порцию данных, содержащую opcode 3 «DATA», номер блока (1) и собственно данные. Данные передаются блоками по 512 байт, после отправки каждого из них сервер должен дождаться подтверждения от клиента (opcode 4, ACK). Если подтверждение не будет получено, то через определенный период времени сервер должен повторить отправку последнего блока. Если подтверждение так и не придет в течение тайм-аута, заданного для сеанса связи, то соединение разрывается. Вообще нужно иметь в виду, что тайм-ауты играют очень важную роль в TFTP-соединении.

Блок данных менее 512 байт рассматривается как последний, и соединение после его получения разрывается. Если размер файла кратен 512 и последний блок имеет размер также 512 байт, то должен быть отправлен еще один блок нулевой длины.

Запись файла выполняется аналогично, с той разницей, что в ответ на запрос о записи (opcode 2, WRQ) сервер отсылает подтверждение с номером блока 0.

Для оповещения удаленной стороны о возникновении ошибки используются специальные пакеты с opcode = 5 (ERROR).

Как видите, протокол отводит два байта для указания номера отсылаемого блока, что накладывает ограничение на размер передаваемого файла в 32 Мб. Существуют документы RFC 1782 – 1785, расширяющие возможности TFTP. В частности, RFC1783 определяет дополнительный параметр blksize, позволяющий задать размер блока, отличный от 512 байт. Помимо увеличения максимального размера файла данная возможность также способствует увеличению скорости передачи в средах с большим значением MTU.

Клиент tftp

Система FreeBSD включает в себя как TFTP-сервер (tftpd), так и утилиту tftp, выполняющую функции клиента. Программа tftp представляет собой интерактивную оболочку для работы с TFTP-серверами (в отличие от одноименной утилиты в Windows, которая требует в качестве параметра сразу указывать и выполняемую операцию). По команде «?» можно получить список и краткое описание всех доступных команд (в приведенном листинге вместо оригинальных описаний команд стоят мои комментарии):

serg$ tftp

tftp> ?

Команды могут сокращаться, пока сохраняется уникальность.