【0810作业】Linux中基于UDP的TFTP文件传输（下载、上传）

news/2024/5/18 16:37:07 标签: linux, udp, 运维

一、tftp协议概述

简单文件传输协议，适用于在网络上进行文件传输的一套标准协议，使用UDP传输。

特点：

① 是应用层协议

② 基于UDP协议实现

③ 数据传输模式

  • octet：二进制模式（常用）
  • mail：已经不再支持

二、tftp下载模型

三、tftp协议分析

差错码：
    0 未定义,差错错误信息
    1 File not found.
    2 Access violation.
    3 Disk full or allocation exceeded.
    4 illegal TFTP operation.
    5 Unknown transfer ID.
    6 File already exists.
    7 No such user.
    8 Unsupported option(s) requested.

四、TFTP通信过程总结

  1. 服务器在69号端口等待客户端的请求
  2. 服务器若批准此请求，则使用 临时端口 与客户端进行通信。
  3. 每个数据包的编号都有变化（从1开始）
  4. 每个数据包都要得到ACK的确认，如果出现超时，则需要重新发送最后的数据包或ACK包
  5. 数据长度以512Byte传输的，小于512Byte的数据意味着数据传输结束。

五、客户端下载文件（代码）

include <stdio.h>
include <head.h>
include <sys/types.h>
include <sys/socket.h>
include <arpa/inet.h>

define PORT 69 //服务器绑定的端口号
define IP "192.168.1.109" //"192.168.122.120" //服务器的IP地址
define FILENAME "5.png"

int main(int argc, const char *argv[])

   //创建报式套接字
   int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
   if(cfd < 0)
   {
       ERR_MSG("socket");
       return -1;
   }
   printf("cfd = %d\n",cfd);

   //绑定客户端的地址信息结构体到套接字上--->非必须绑定
   //若不绑定，则操作系统会给客户端绑定运行主机的IP和随机的端口号

   //填充要连接的服务器地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定
   //要发给谁，就填谁的地址信息
   //AF_INET : man 7 ip
   struct sockaddr_in sin;
   socklen_t addrlen=sizeof(sin);
   sin.sin_family         = AF_INET;      //必须填AF_INET
   sin.sin_port           = htons(PORT);  //端口号：服务器绑定的端口号
   sin.sin_addr.s_addr    = inet_addr(IP);//服务器绑定的IP

   //编辑读写请求
   char buf[516]="";
   char *ptr=buf;
   unsigned short *p1=(short*)buf;   //操作码
   *p1=htons(1);
   char *p2=buf+2;          //文件名
   strcpy(p2,FILENAME);
   char *p3=p2+strlen(p2); //第一个0 
   *p3=0;
   char *p4=p3+1;   //模式  
   strcpy(p4,"octet");
   size_t size=2+strlen(p2)+1+strlen(p4)+1; //操作码+文件名+0+模式+0

   size_t res=0;

   //发送下载请求
   if(sendto(cfd,buf,size,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))<0)
   {
       ERR_MSG("sendto");
       return -1;
   }

   //创建下载文件并清空
   int fd=open("./1.png",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);
   if(fd < 0)
   {
       perror("open");
       return -1;
   }

   //循环收发，收文件，发送ack                                                                              
   while(1)
   {
       //接收数据包
       res = recvfrom(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen);
       if(res < 0)
       {
           ERR_MSG("recvfrom");
           return -1;
       }
       if(write(fd,buf+4,res-4) < 0 )
       {
           perror("write");
           return -1;
       }

       //发送ACK
       *p1=htons(4);
       if(sendto(cfd,buf,4,0,(struct sockaddr*)&sin,addrlen) < 0)
       {
           ERR_MSG("sendto");
           return -1;
       }
       if(res-4 < 512)
       {
           printf("download success\n");
           break;
       }
   }
   close(cfd);
   close(fd);
   return 0;   
}

六、【全】代码（客户端下载、上传文件）

#include <stdio.h>
#include <head.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 69              //服务器绑定的端口号
#define IP "192.168.1.101" //服务器的IP地址

int do_download(int cfd,struct sockaddr_in sin);

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建报式套接字
	int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if(cfd < 0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	printf("cfd = %d\n",cfd);

	//绑定客户端的地址信息结构体到套接字上--->非必须绑定
	//若不绑定，则操作系统会给客户端绑定运行主机的IP和随机的端口号

	//填充要连接的服务器地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定
	//要发给谁，就填谁的地址信息
	//AF_INET : man 7 ip
	struct sockaddr_in sin;
	socklen_t addrlen=sizeof(sin);
	sin.sin_family         = AF_INET;       //必须填AF_INET
	sin.sin_port           = htons(PORT);   //端口号：服务器绑定的端口号
	sin.sin_addr.s_addr    = inet_addr(IP); //服务器绑定的IP

	char choose =0;
	while(1)
	{
		printf("------------------------\n");
		printf("---------1. 下载--------\n");
		printf("---------2. 上传--------\n");
		printf("---------3. 退出--------\n");
		printf("------------------------\n");
		printf("------------------------\n");
		printf("请输入>>> ");

		choose = getchar();
		while(getchar() != 10);   //循环获取字符，直到遇到\n结束循环

		switch(choose)
		{
		case '1':
			do_download(cfd,sin);
			break;
		case '2':
			//do_upload();
			break;
		case '3':
			goto END;
			break;
		default:
			printf("输入错误！请重新输入\n");

		}
	}
END:
	//关闭文件描述符
	close(cfd);

	return 0;
}

int do_download(int cfd, struct sockaddr_in sin)
{
	//组包准备发送下载请求
	char buf[516]="";
	char name[20]="";
	printf("请输入要下载的文件名>>> ");
	scanf("%s",name);
	while(getchar()!=10);

	unsigned short *p1=(short*)buf;   //操作码
	*p1=htons(1);

	char *p2=buf+2;          //文件名
	strcpy(p2,name);

	char *p3=p2+strlen(p2); //第一个0 
	*p3=0;

	char *p4=p3+1;   //模式  
	strcpy(p4,"octet");

	size_t size=2+strlen(p2)+1+strlen(p4)+1; //操作码+文件名+0+模式+0

	//发送下载请求
	if(sendto(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
	{
		ERR_MSG("sendto");
		return -1;
	}

	//创建下载文件并清空
	int fd = -1;   //必须初始化成一个无效的文件描述符
	socklen_t addrlen = sizeof(sin);
	ssize_t res = 0;
	unsigned short num = 0;  //记录本地的块编号

	//发送下载请求
	while(1)
	{
		//接收数据
		bzero(buf,sizeof(buf));
		res = recvfrom(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen);
		if(res < 0)
		{
			ERR_MSG("recvfrom");
			return -1;
		}

		if(3 == buf[1])  //数据包
		{
			//判断服务器返回的数据包的块编号与本地记录的块编号是否一致
			if(*(unsigned short*)(buf+2) == htons((num+1)))
			{
				num++;  //更新本地记录的块编号
				if(-1 == fd)
				{
					fd=open(name,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);
					if(fd < 0)
					{
						perror("open");
						return -1;
					}
				}

				//将数据写到文件中
				if(write(fd,buf+4,res-4) < 0 )
				{
					perror("write");
					return -1;
				}

				//发送ACK
				buf[1] = 4;
				//*p1=htons(4);
				if(sendto(cfd,buf,4,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
				{
					ERR_MSG("sendto");
					return -1;
				}
				//若接收到的数据小于512跳出循环，结束下载
				if(res-4 < 512)
				{
					printf("%s 文件下载完毕\n",name);
					break;
				}
			}
		}
		else if(5 == buf[1])    //错误包
		{
			printf("错误: %d %s\n",ntohs(*(short*)(buf+2)),buf+4);
			close(fd);
			return -1;
		}
	}
	close(fd);
	return 0;
}

 


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