实验一基于TCP套接字的文件传输客户服务器程序设计实验报告

2011年秋季学期《计算机网络II》实验报告考核科目：计算机网络II学生所在院（系）：计算机科学与技术学院学生所在学科：姓名：学号：实验时间：2011年11月29日一、问题描述实验名称：基于TCP套接字的文件传输客户服务器程序设计实验目的： 掌握基于TCP套接口的网络程序设计。掌握大规模文件传输的基本方法。实验要求：服务器程序分别实现迭代服务器，并发服务器，使用单进程和select的TCP服务器。 服务器在客户提出请求后向客户发送一个不小于1M大小的文件。二、概要设计客户程序概要设计。创建TCP套接口；指定服务器IP地址和端口；建立与服务器的连接；向服务器发送请求传送文件的请求“hello”；接受服务传输过来的数据；终止程序。迭代服务器概要设计。 创建TCP套接口； 捆绑服务器众所周知端口到套接口； 把套接口变成监听套接口； 接受客户连接； 读取客户的请求，发送应答； 终止连接并等待下一个客户连接。并发服务器概要设计。 创建TCP套接口； 捆绑服务器众所周知端口到套接口； 把套接口变成监听套接口； 接受客户连接；调用fork()派生子进程处理连接，父进程等待新的连接请求并处理结束的子进程； 子进程读取客户的请求，发送应答，数据传输结束后终止连接并退出。使用单进程和select的TCP服务器概要设计。 创建TCP套接口； 捆绑服务器众所周知端口到套接口； 把套接口变成监听套接口； 调用select初始化数据结构； 阻塞于select； 若监听套接字变为可读，accept新的连接；检查现有连接，若连接可读则读取客户请求，发送应答，数据传输结束后关闭当前连接并更新数据结构。三、详细设计客户程序详细设计。主要数据结构设计 ipv4套接字地址结构 structin_addr{ in_addr_ts_addr; }; structsockaddr_in{ uint8_t sin_len; sa_family_t sin_family; in_port_t sin_port; structin_addr sin_addr; char sin_zero[8]; }; 字符数组 charbuf[MAXSIZE];主要函数功能 socket(),connect(),writen(),readn(),close() intsocket(intdomain,inttype,intprotocol); 指定期望的通信协议类型。返回值：成功则为非负描述符，出错则为-1。intconnect(intsockfd,conststructsockaddr*addr,socklen_taddrlen); tcp客户用connect函数来建立与tcp服务器的连接。 ssize_treadn(intfd,void*vptr,size_tn); 从一个描述字读n个字节到vptr所指的缓冲区。 ssize_twriten(intfd,constvoid*vptr,size_tn)； 从vptr所指的缓冲区中写n个字节到一个描述字。 intclose(intfd); 关闭描述字。迭代服务器详细设计。主要数据结构设计 ipv4套接字地址结构（略） 字符数组 charbuf[MAXSIZE];主要函数功能 socket(),bind(),listen(),accept(),writen(),readn(),close() intbind(intsockfd,conststructsockaddr*addr,socklen_taddrlen);bind函数把一个本地协议地址赋予一个套接字。对于网际网协议，协议地址就是32位的ipv4地址或者128位的ipv6地址与16位的tcp或udp端口号的组合。如果一个tcp客户或者服务器未曾调用bind捆绑一个端口，当调用connect或listen时，内核就要为相应的套接字选择一个临时的端口。 intlisten(intsockfd,intbacklog); listen函数把一个未连接的套接字转换成一个被动的套接字，指示内核接受指 向该套接字的连接请求。 intaccept(intsockfd,structsockaddr*addr,socklen_t*addrlen); accept函数由tcp服务器调用，用于从已完成连接的队列队头返回下一个已完 成连接。如果已完成连接的队列为空，那么进程被投入睡眠。并发服务器详细设计。主要数据结构设计 ipv4套接字地址结构（略） 字符数组 charbuf[MAXSIZE];主要函数功能 socket(),bind(),listen(),accept(),witen(),readn(),signal(),close() typedefvoidSigfunc(int); Sigfunc*signal(intsigno,Sigfunc*func)； 调用函数func处理信号signo。使用单进程和select的TCP服务器详细设计。主要数据结构设计 ipv4套接字地址结构（略） 字符数组 charbuf[MAXSIZE];主要函数功能 socket(),bind(),listen(),accept(),writen(),readn(),select(), FD_SET(),FD_ISSET(),close() intselect(intnfds,fd_set*readfds,fd_set*writefds, fd_set*exceptfds,structtimeval*timeout); voidFD_CLR(intfd,fd_set*set); intFD_ISSET(intfd,fd_set*set); voidFD_SET(intfd,fd_set*set); voidFD_ZERO(fd_set*set); select()函数允许进程指示内核等待多个事件中的任意一个发生，并仅在一个 或者多个事件发生或经过某指定的时间后才唤醒进程。 FD_CLR()清除描述字fd相应位； FD_ISSET()测试描述字fd相应位； FD_SET()在描述字集合中为fd设置相应位； FD_ZERO()初始化描述字集合。四、实验结果迭代服务器并发服务器使用单进程和select的TCP服务器五、心得体会 未知的事情总显的神秘，以前一直认为在网络中传输数据是很复杂的事情。对“套接字”也只是有个泛泛的概念，知道网络编程要也能够到这个。接触以后，感觉最基本的套接字编程还是挺简单的。但是考虑到各种有可能发生的情况之后，程序就变得复杂了。六、附录：（数据结构、核心代码）/*myfunc.h*/#include<unistd.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<errno.h>#include<sys/socket.h>#include<sys/types.h>#include<strings.h>#include<fcntl.h>#include<sys/types.h>#include<arpa/inet.h>#include<netinet/in.h>#include<netdb.h>#include<sys/stat.h>#include<sys/select.h>#include<sys/time.h>#include<signal.h>#include<sys/wait.h>#defineSERV_PORT9996#defineMAXSIZE1024typedefvoidSigfunc(int);

ssize_treadn(intfd,void*vptr,size_tn){ ssize_tnleft; ssize_tnread; char*ptr; ptr=vptr; nleft=n; while(nleft>0){ if((nread=read(fd,ptr,nleft))<0){ if(errno==EINTR) nread=0; else return(-1); }elseif(nread==0) break; nleft-=nread; ptr+=nread; } return(n-nleft);}ssize_twriten(intfd,constvoid*vptr,size_tn){ size_tnleft; ssize_tnwritten; constchar*ptr; ptr=vptr; nleft=n; while(nleft>0){ if((nwritten=write(fd,ptr,nleft))<=0){ if(errno==EINTR) nwritten=0; else return(-1); } nleft-=nwritten; ptr+=nwritten; } return(n);}voidsig_chid(intsigno){ pid_tpid; intstat; while((pid=waitpid(-1,&stat,WNOHANG))>0){ printf("child%dterminated\n",pid);fflush(stdout);} return;}Sigfunc*signal(intsigno,Sigfunc*func){ structsigactionact,oact; act.sa_handler=func; sigemptyset(&act.sa_mask); act.sa_flags=0; if(signo==SIGALRM){#ifdefSA_INTERRUPT act.sa_flags|=SA_INTERRUPT;#endif }else{#ifdefSA_RESTART act.sa_flags|=SA_RESTART;#endif } if(sigaction(signo,&act,&oact)<0) return(SIG_ERR); return(oact.sa_handler);}/*client.c*/#include"myfunc.h"intmain(intargc,char**argv){ intsockfd; structsockaddr_inservaddr; if(argc!=2) printf("usage:tcpcli<IPaddress>"); if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0) printf("socketerror!"); bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family=AF_INET; servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT); servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]); if(connect(sockfd,(structsockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0) { printf("linkerror!%s\n",strerror(errno)); return0; } charasd[5]="hello"; writen(sockfd,asd,5); charbuf[MAXSIZE]={};intd=0;intfile_len=0;intfds=open("file_in_client.txt",O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,0666); while((d=readn(sockfd,buf,MAXSIZE))) file_len+=writen(fds,buf,d); printf("file_len:%d\n",file_len); printf("Thefilehasbeenreceived!\n"); return0;}/*server_1.c*/#include"myfunc.h"intmain(intargc,char**argv){ intn,m,b,listenfd,connfd; structsockaddr_inservaddr; if(n=(listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0) printf("listenerror"); bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family=AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port=htons(9996); if(m=(bind(listenfd,(structsockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)))<0) printf("binderror,%s",strerror(errno)); if((b=listen(listenfd,3))<0) printf("blistenerror"); structsockaddr_inclientAdd; for(;;) { socklen_tlen; len=sizeof(clientAdd); charbuf[MAXSIZE]; connfd=accept(listenfd,(structsockaddr*)&clientAdd,&len); charqwe[5]; readn(connfd,qwe,5); intfid=open("file_in_server.txt",O_RDWR,0666); ints=0; intlen1=0; while(s=readn(fid,buf,MAXSIZE)) len1=writen(connfd,buf,s); printf("seroneThefilehasbeensenttotheclient!\n"); close(connfd); }}/*server_2.c*/#include"myfunc.h"intmain(intargc,char**argv){ pid_tpid; intn,m,b,listenfd,connfd; structsockaddr_inservaddr; voidsig_chid(int); if(n=(listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)printf("listenerror"); bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family=AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT); if(m=(bind(listenfd,(structsockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)))<0) printf("binderror,%s",strerror(errno)); if((b=listen(listenfd,3))<0) printf("listenerror"); signal(SIGCHLD,sig_chid); structsockaddr_inclientAdd; for(;;) { socklen_tlen; len=sizeof(clientAdd); charbuf[MAXSIZE]; ints=0; if((connfd=accept(listenfd,(structsockaddr*)&clientAdd,&len))<0){ if(errno==EINTR) continue; else printf("accepterror\n"); } if((pid=fork())==0) { close(listenfd); charqwe[5]; readn(connfd,qwe,5); intfid=open("file_in_server.txt",O_RDWR,0666); intlen1=0; while(s=readn(fid,buf,MAXSIZE)) len1=writen(connfd,buf,s); printf("sertwoThefilehasbeensenttotheclient!\n"); close(connfd); exit(0);}close(connfd);}}/*server_3.c*/#include"myfunc.h"intmain(intargc,char**argv){ int i,maxfd,maxi,listenfd,connfd,sockfd; int nready,client[FD_SETSIZE]; fd_set rset; charbuf[MAXSIZE]; socklen_tclilen; structsockaddr_in cliaddr,servaddr; listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family=AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT); bind(listenfd,(structsockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));listen(listenfd,3);maxfd=listenfd; maxi=-1; for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++) client[i]=-1; FD_ZERO(&rset); for(;;){ FD_SET(li