局域网文件传输小程序

在学了计算机网络之后，为了更好地理解、掌握和应用一些网络知识，需要用做一个课程设计等方式来巩固网络知识和应用这些知识。TCP协议是在实际应用中应用广泛的协议，因而掌握TCP协议具有十分重要的意义。

2总体设计

2.1系统或算法框架设计

本系统有两部分：一个服务器端，负责接收文件；一个客户端，负责发送文件。

系统采用套接字（socket）通信，套接字（socket）是一种通信机制，客户/服务器系统的开发工作既可以在本地单机上进行，也可以跨网络进行。

2.2功能设计

本程序的功能是局域网内传输文件。

2.3平台设计

硬件：不限

操作系统：GNU/Linux系统

2.4数据结构的设计

　struct sockaddr_in{
　　　short sin_family;/＊socket()系统调用的协议族如AF_INET＊/
　　　u_short sin_port;/＊网络字节次序形式的端口号码＊/
　　　struct in_addr sin_addr;/＊网络字节次序形式的网络地址＊/
　　　char sin_zero[8];
　　}

2.5接口设计

ssize_t readline(int fd, void * vptr, size_t maxlen)

;

接收一个包含文件名的TCP包

int socket(int family,int type,int protocol)
　　其中：

(1)family指明套节字族，其值包括：
　　AF_UNIX　　(UNIX内部协议族)
　　AF_INET　　(Iternet协议)
　　AF_NS (XeroxNs协议，TCP/IP编程取该值)
　　AF_IMPLINK　(IMP链接层)

在本系统中，用AF_INET
　　(2)type指明套接字类型，取值有：
　　SOCK_STREAM　　　　(流套接字)
　　SOCK_DGRAM　　　　(数据报套接字)
　　SOCK_RAW　 　　　　(原始套接字)
　　SOCK_SEQPACKET　　(定序分组套接字)

在本系统中，用SOCK_STREAM

详见Linux的帮助手册：man socket

3详细设计

3.1原理

运行服务器server，服务器监听9734端口，等待客户端的请求；客户端发出连接请求，服务器接受请求，建立连接。客户端发送一个TCP包，里面包含需要传输的文件名，服务器端接收到含有文件名的TCP包后在本地磁盘创建文件。然后客户端开始发送文件，每次发送2048个字节（最后一次可能小于2048字节），直到文件传输完成。

3.2服务器端关键代码

server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

server_address.sin_family = AF_INET;

server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

server_address.sin_port = htons(PORT);

bind(server_sockfd, (struct sockaddr *) &server_address,

sizeof(server_address));

listen(server_sockfd, 5);

说明：打开socket，进行监听所有连接请求

while(len = read(client_sockfd, buffer, LENGTH))

{

     if(len < 0)

     {

          printf("socket read error\n");

          exit(1);

     }

     if(fwrite(buffer, 1, len, fp) < 0)

    {

         printf("Error while writing to file %s",filename);

         exit(1);

    }

}

说明：一边从客户端接收文件，一边把文件保存到本地磁盘。

if(readline(client_sockfd, buffer, LENGTH) < 0)

{

printf("Error! Can not receive packege.\n");

exit(1);

}

说明：接收一个包含文件名的TCP包

3.3客户端关键代码

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

address.sin_family = AF_INET;

address.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);

address.sin_port = htons(9734);

len = sizeof(address);

result = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&address, len);

说明：打开socket，向服务器端发出连接请求

while(len = fread(buffer, 1, LENGTH, fp))

{

if(len < 0)

{

printf("read file error\n");

exit(1);

}

if(write(sockfd, buffer, len) < 0)

{

printf("Error while write to the socket.\n");

exit(1);

}

}

说明：一边从本地读文件，一边向服务器端发送文件

write(sockfd, filename, strlen(filename));

printf("will transferfile:%s\n",filename);

说明：向服务器端发送文件名。

3.3客户端详细设计

#define LENGTH 2048

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

{

int sockfd;

int len;

struct sockaddr_in address;

int result;

char *buffer[LENGTH+1];

char filename[LENGTH+1];

FILE *fp;

int i;

if(argc != 3)

{

printf("Error! Parameter is not right,please see ./client2 -h\n");

exit(1);

}

else if((*argv[1] == '-') && (*(argv[1]+1) == 'h'))

{

printf("Usage: ./client <filename> <serverIP>\n");

exit(1);

}

else

{

memcpy(filename, argv[1], strlen(argv[1]));

filename[strlen(argv[1])] = '\n';

filename[strlen(argv[1]) + 1] = 0;

}

//打开文件

if((fp = fopen(argv[1],"rb+")) == NULL)

{

printf("Error! Can not open file %s", filename);

exit(1);

}

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

address.sin_family = AF_INET;

address.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);

address.sin_port = htons(9734);

len = sizeof(address);

result = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&address, len);

if(result == -1)

{

perror("oops:client1");

exit(1);

}

write(sockfd, filename, strlen(filename));

printf("will transfer file:%s\n",filename);

while(len = fread(buffer, 1, LENGTH, fp))

{

if(len < 0)

{

printf("read file error\n");

exit(1);

}

if(write(sockfd, buffer, len) < 0)

{

printf("Error while write to the socket.\n");

exit(1);

}

}

fclose(fp);

close(sockfd);

printf("file %s transferred !\n",argv[1]);

return 0;

}

3.2服务器端详细设计

#define PORT 9734

#define LENGTH 2048

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

{

int server_sockfd, client_sockfd;

int server_len, client_len;

struct sockaddr_in server_address;

struct sockaddr_in client_address;

int i,len;

FILE *fp;

char filename[LENGTH+1];

ssize_t readlilne(int fd, void *vptr, size_t maxlen);

//缓存

char buffer[LENGTH+1];

server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

server_address.sin_family = AF_INET;

server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

server_address.sin_port = htons(PORT);

bind(server_sockfd, (struct sockaddr *) &server_address,

sizeof(server_address));

listen(server_sockfd, 5);

while(1)

{

printf("server waiting...\n");

client_len = sizeof(client_address);

client_sockfd = accept(server_sockfd,

(struct sockaddr *) &client_address, &client_len);

printf("reading filename......\n");

//接收一个包含文件名的TCP包

if(readline(client_sockfd, buffer, LENGTH) < 0)

{

printf("Error! Can not receive packege.\n");

exit(1);

}

buffer[strlen(buffer) - 1] = 0;

memcpy(filename, buffer, LENGTH + 1);

printf("will save to file:%s\n",buffer);

//打开文件

if((fp = fopen(filename, "wb+") ) == NULL)

{

printf("Error! Can not open file:%s", filename);

exit(1);

}

//接收文件

while(len = read(client_sockfd, buffer, LENGTH))

{

if(len < 0)

{

printf("socket read error\n");

exit(1);

}

if(fwrite(buffer, 1, len, fp) < 0)

{

printf("Error while writing to file %s",filename);

exit(1);

}

}

fclose(fp);

close(client_sockfd);

printf("file %s received!\n");

}

close(server_sockfd);

return 0;

}

ssize_t readline(int fd, void * vptr, size_t maxlen)

{

ssize_t n, rc;

char c, *ptr;

ptr = vptr;

for (n = 1; n < maxlen; n++) {

again:

if ((rc = read(fd, &c, 1)) == 1) {

*ptr++ = c;

if (c == '\n') {

break;

}

} else if (rc == 0) { /* EOF */

*ptr = 0;

return (n - 1);

} else {

if (errno == EINTR) {

goto again;

}

return (-1);

}

}

*ptr = 0;

return (n);

}

【参考文献】

《Linux程序设计(第3版)》Neil Matthew , Richard Stones著，陈健、宋健健译，人民邮电出版社。

《计算机网络》 吴功宜编著 清华大学出版社

《C程序设计（第三版）》 谭浩强著 清华大学出版社