1. 基于UDP的TFTP文件传输上传下载完整版本

1）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：

是应用层协议

基于UDP协议实现

数据传输模式

octet：二进制模式（常用）

mail：已经不再支持

2）tftp下载模型

TFTP通信过程总结

服务器在69号端口等待客户端的请求
服务器若批准此请求，则使用临时端口与客户端进行通信。
每个数据包的编号都有变化（从1开始）
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
数据长度以512Byte传输的，小于512Byte的数据意味着数据传输结束。

3）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.

#include <head.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define PORT 69               //1024~49151
#define IP "192.168.122.49"    //int do_download(int sfd, struct sockaddr_in sin);
int do_upload(int sfd, struct sockaddr_in sin);int main(int argc, const char *argv[])
{//创建报式套接字int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sfd < 0){ERR_MSG("socket");return -1;}printf("socket create success  sfd=%d __%d__\n", sfd, __LINE__);//绑定--->非必须绑定//如果不绑定，操作系统会自动绑定本机IP，从49152~65535范围内随机一个未被使用的端口号//填充服务器的地址信息结构体//供给下面的sendto使用，struct sockaddr_in sin;sin.sin_family         = AF_INET;     //必须填AF_INET;sin.sin_port         = htons(PORT);     //服务器绑定的端口，网络字节序sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);     //服务器绑定的IP，本机IP ifconfigchar choose = 0;while(1){printf("----------------------------\n");printf("----------1. 下载-----------\n");printf("----------2. 上传-----------\n");printf("----------3. 退出-----------\n");printf("----------------------------\n");printf("请输入>>> ");choose = getchar();while(getchar()!=10);switch(choose){case '1':do_download(sfd, sin);break;case '2':do_upload(sfd, sin);break;case '3':goto END;break;default:printf("输入错误，请重新输入\n");break;}}
END://关闭所有文件描述符close(sfd);return 0;
}int do_upload(int sfd, struct sockaddr_in sin)
{int ret_val = 0;char filename[20] = "";printf("请输入要上传的文件名>>> ");scanf("%s", filename);while(getchar()!=10);//判断文件存不存在int fd = open(filename, O_RDONLY);if(fd < 0){ERR_MSG("open");return -1;}//发送上传请求//组上传请求包char buf[516] = "";char *ptr = buf;unsigned short *p1 = (unsigned short*)buf;*p1 = htons(2);char *p2 = buf + 2;strcpy(p2,filename);char *p3 = p2 + strlen(p2)+1;strcpy(p3,"octet");//计算大小int size =2+strlen(filename)+7;//sendto if(sendto(sfd, buf, size, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");return -1;}socklen_t addrlen = sizeof(sin);ssize_t res = 0;unsigned short num = 0;      //本地记录的快编号while(1){bzero(buf, sizeof(buf));//接收服务器的应答res = recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&sin, &addrlen);if(res < 0){ERR_MSG("recvfrom");ret_val = -1;break;}//printf("res = %ld   __%d__\n", res, __LINE__);//printf("0:%d 1:%d 2:%d 3:%d\n", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3]);if(4 == buf[1]){if(htons(num) == *(unsigned short*)(buf+2)){//组数据包给服务器num++;*(unsigned short*)buf = htons(3);*(unsigned short*)(buf+2) = htons(num);res = read(fd, buf+4, 512);if(res < 0){ret_val = -1;break;}else if(0 == res){printf("文件：%s 上传完毕\n", filename);break;}//发送数据包if(sendto(sfd, buf, res+4, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");return -1;}}}else if(5 == buf[1])//错误包{printf("MSG_ERR: code[%d] msg[%s] __%d__\n", \ntohs(*(unsigned short*)(buf+2)), buf+4, __LINE__);ret_val = -1;break;}}close(fd);return ret_val;
}int do_download(int sfd, struct sockaddr_in sin)
{int ret_val = 0;char buf[516] = "";char filename[20] = "";printf("请输入要下载的文件名>>> ");scanf("%s", filename);while(getchar()!=10);//发送下载请求//组协议包char *ptr = buf;unsigned short *p1 = (unsigned short*)buf;*p1 = htons(1);char *p2 = buf + 2;strcpy(p2,filename);char *p3 = p2 + strlen(p2)+1;strcpy(p3,"octet");//计算大小int size =2+strlen(filename)+7;//sendto if(sendto(sfd, buf, size, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");return -1;}//本地创建并打开要下载的文件int fd = -1;     //必须初始化一个无意义的文件描述符，否则下面的closesocklen_t addrlen = sizeof(sin);ssize_t res = 0;unsigned short num = 0;      //本地记录的快编号//循环接收数据包，回复ACkwhile(1){bzero(buf, sizeof(buf));//接收数据包res = recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&sin, &addrlen);if(res < 0){ERR_MSG("recvfrom");ret_val = -1;break;}//printf("res = %ld   __%d__\n", res, __LINE__);//printf("0:%d 1:%d 2:%d 3:%d\n", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3]);//if(ntohs(*(unsigned short*)buf) == 3)//由于操作码占两个字节的无符号整数，所以传输的时候以大端传输//所有有效差错码，会存储在高地址上，即存储在buf[1]位置，buf[0]中存储的是0if(3 == buf[1])     //数据包{//UDP可能会数据重复，为了防止重复收包。//则在本地记录了一下服务器回过来的快编号，每次处理前，先判断快编号是否正确if(htons(num+1) == *(unsigned short*)(buf+2)){num++;if(-1 == fd){fd = open(filename, O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0664);if(fd < 0){ERR_MSG("open");ret_val = -3;break;}}//将获取到的数据，写入到文件中if(write(fd, buf+4, res-4) < 0){ERR_MSG("write");ret_val = -3;break;}//回复ACK，数据包前四个字节与ACK包基本一致//只有操作码不一致，有效操作码在buf[1]的位置，直接将buf[1]从3，修改成4即可。buf[1] = 4;if(sendto(sfd, buf, 4, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");ret_val = -1;break;}if(res-4 < 512){printf("======= 文件下载完毕 =======\n");break;}}}else if(5 == buf[1])//错误包{printf("MSG_ERR: code[%d] msg[%s] __%d__\n", \ntohs(*(unsigned short*)(buf+2)), buf+4, __LINE__);ret_val = -1;break;}}close(fd);return ret_val;
}

head.h文件

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__#define ERR_MSG(msg) do{\fprintf(stderr,"__%d__:",__LINE__);\perror(msg);\
}while(0)
#include <dirent.h>           // 目录项　　
#include <fcntl.h>            // 文件控制　　
#include <fnmatch.h>          // 文件名匹配类型　　
#include <glob.h>             // 路径名模式匹配类型　　
#include <grp.h>              // 组文件　　
#include <netdb.h>            // 网络数据库操作　　
#include <pwd.h>              // 口令文件　　
#include <regex.h>            // 正则表达式　　
#include <tar.h>              // TAR归档值　　
#include <termios.h>          // 终端I/O　　
#include <unistd.h>           // 符号常量　　
#include <utime.h>            // 文件时间　　
#include <wordexp.h>          // 字符扩展类型　　　
#include <arpa/inet.h>        // INTERNET定义　　
#include <net/if.h>   	 	  // 套接字本地接口　　
#include <netinet/in.h> 	  // INTERNET地址族　　
#include <netinet/tcp.h>  	  // 传输控制协议定义　　　
#include <sys/mman.h> 	      // 内存管理声明　　
#include <sys/select.h>   	  // Select函数　　
#include <sys/socket.h>    	  // 套接字借口　　
#include <sys/stat.h>   	  // 文件状态　　
#include <sys/times.h>    	  // 进程时间　　
#include <sys/types.h>   	  // 基本系统数据类型　　
#include <sys/un.h>    		  // UNIX域套接字定义　　
#include <sys/utsname.h>  	  // 系统名　　
#include <sys/wait.h>   	  // 进程控制　　#include <cpio.h>   		  // cpio归档值　　
#include <dlfcn.h>   		  // 动态链接　　
#include <fmtmsg.h>   		  // 消息显示结构　　
#include <ftw.h>         	  // 文件树漫游　　
#include <iconv.h>   		  // 代码集转换使用程序　　
#include <langinfo.h>  		  // 语言信息常量　　
#include <libgen.h>    		  // 模式匹配函数定义　　
#include <monetary.h>    	  // 货币类型　　
//#include <ndbm.h>    		  // 数据库操作　　
#include <nl_types.h> 		  // 消息类别　　
#include <poll.h>   		  // 轮询函数　　
#include <search.h>  		  // 搜索表　　
#include <strings.h>   		  // 字符串操作　　
#include <syslog.h>   		  // 系统出错日志记录　　
#include <ucontext.h>   	  // 用户上下文　　
#include <ulimit.h>   		  // 用户限制　　
#include <utmpx.h>   		  // 用户帐户数据库　　
#include <sys/ipc.h>          // IPC(命名管道)　　
#include <sys/msg.h>   		  // 消息队列　　
#include <sys/resource.h> 	  // 资源操作　　
#include <sys/sem.h>    	  // 信号量　　
#include <sys/shm.h>   		  // 共享存储　　
#include <sys/statvfs.h>  	  // 文件系统信息　　
#include <sys/time.h>      	  // 时间类型　　
#include <sys/timeb.h>  	  // 附加的日期和时间定义　　
#include <sys/uio.h>    	  // 矢量I/O操作　#include <aio.h>        	  // 异步I/O　　
#include <mqueue.h>   		  // 消息队列　　
#include <pthread.h>   		  // 线程　　
#include <sched.h>    		  // 执行调度　　
#include <semaphore.h>  	  // 信号量　　
#include <spawn.h>     		  // 实时spawn接口　　
#include <stropts.h>    	  // XSI STREAMS接口　　
//#include <trace.h>    		  // 事件跟踪#include <assert.h>　　　　//设定插入点　　
#include <ctype.h>　　　　 //字符处理　　
#include <errno.h>　　　　 //定义错误码　　
#include <float.h>　　　　 //浮点数处理　　
#include <iso646.h>        //对应各种运算符的宏　　
#include <limits.h>　　　　//定义各种数据类型最值的常量　　
#include <locale.h>　　　　//定义本地化C函数　　
#include <math.h>　　　　　//定义数学函数　　
#include <setjmp.h>        //异常处理支持　　
#include <signal.h>        //信号机制支持　　
#include <stdarg.h>        //不定参数列表支持　　
#include <stddef.h>        //常用常量　　
#include <stdio.h>　　　　 //定义输入／输出函数　　
#include <stdlib.h>　　　　//定义杂项函数及内存分配函数　　
#include <string.h>　　　　//字符串处理　　
#include <time.h>　　　　　//定义关于时间的函数　　
#include <wchar.h>　　　　 //宽字符处理及输入／输出　　
#include <wctype.h>　　　　//宽字符分类
#endif

#include <head.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>
#define PORT 6666               //1024~49151
#define IP  "192.168.122.15"     //IP地址，本机IP ifconfigstruct cli_msg
{int newfd;struct sockaddr_in cin;
};void* deal_cli_msg(void* arg);int main(int argc, const char *argv[])
{//创建流式套接字int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sfd < 0){   ERR_MSG("socket");return -1; }   printf("socket create success  sfd = %d\n", sfd);//设置允许端口快速被重用int resue = 1;if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &resue, sizeof(resue)) < 0){   ERR_MSG("setsockopt");return -1; }   //填充服务器的地址信息结构体//真实的地址信息结构体根据地址族执行，AF_INET: man 7 ipstruct sockaddr_in sin;sin.sin_family      = AF_INET;      //必须填AF_INET;sin.sin_port        = htons(PORT);  //端口号的网络字节序，1024~49151sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);    //IP地址的网络字节序，ifconfig查看//绑定---必须绑定if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0){   ERR_MSG("bind");return -1; }   printf("bind success ");//将套接字设置为被动监听状态if(listen(sfd, 128) < 0){   ERR_MSG("listen");return -1; }   printf("listen success ");//功能：阻塞函数，阻塞等待客户端连接成功。//当客户端连接成功后，会从已完成连接的队列头中获取一个客户端信息，//并生成一个新的文件描述符；新的文件描述符才是与客户端通信的文件描述符struct sockaddr_in cin;     //存储连接成功的客户端的地址信息socklen_t addrlen = sizeof(cin);int newfd = -1; pthread_t tid;struct cli_msg info;while(1){   //主线程负责连接//accept函数阻塞之前，会先预选一个没有被使用过的文件描述符//当解除阻塞后，会判断预选的文件描述符是否被使用//如果被使用了，则重新遍历一个没有被用过的//如果没有被使用，则直接返回预先的文件描述符；newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);if(newfd < 0){ERR_MSG("accept");return -1; }printf("[%s : %d] newfd=%d 客户端连接成功\n", \inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd);info.newfd = newfd;info.cin = cin;//能运行到当前位置，则代表有客户端连接成功//则需要创建一个分支线程用来，与客户端交互if(pthread_create(&tid, NULL, deal_cli_msg, &info) != 0){fprintf(stderr, "pthread_create failed __%d__\n", __LINE__);return -1; }pthread_detach(tid);        //分离线程}   //关闭所有套接字文件描述符close(sfd);return 0;
}//线程执行体
void* deal_cli_msg(void* arg)   //void* arg = (void*)&info
{//---------问题处------int newfd = ((struct cli_msg*)arg)->newfd;struct sockaddr_in cin = ((struct cli_msg*)arg)->cin;char buf[128] = ""; ssize_t res = -1; while(1){   bzero(buf, sizeof(buf));//接收res = recv(newfd, buf, sizeof(buf), 0); if(res < 0){ERR_MSG("recv");break;}else if(0 == res){fprintf(stderr, "[%s : %d] newfd=%d 客户端下线\n", \inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd);break;}printf("[%s : %d] newfd=%d : %s\n", \inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd, buf);//发送 -- 将数据拼接一个 *_* 发送回去strcat(buf, "*_*");if(send(newfd, buf, sizeof(buf), 0) < 0){ERR_MSG("send");break;}printf("send success\n");}   close(newfd);pthread_exit(NULL);
}

上述程序中

1. 多线程中的newfd，能否修改成全局，不行，为什么？
2. 多线程中分支线程的newfd能否不另存，直接用指针间接访问主线程中的newfd,不行，为什么？