TCP/IP編程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程文件傳輸
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????在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，為了保證網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)人員往往需要在路由器上添加防火墻，禁止非法用戶用ftp等安全危害較大的TCP/IP協(xié)議訪問主機(jī)。而有時系統(tǒng)維護(hù)人員需要用ftp將一些文件從中心機(jī)房主機(jī)傳到前端網(wǎng)點(diǎn)主機(jī)上，比如應(yīng)用程序的替換升級。如果每次傳輸文件時都要打開防火墻，未免顯得有些繁瑣，要是在自己的應(yīng)用程序中增加一個專門的文件傳輸模塊，那將是十分愉快的事情。
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UNIX網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計一般都采用套接字(socket)系統(tǒng)調(diào)用。針對目前十分流行的客戶/服務(wù)器模式，其程序編寫步驟如下：
1.Socket系統(tǒng)調(diào)用
為了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)I/O，服務(wù)器和客戶機(jī)兩端的UNIX進(jìn)程要做的第一件事是調(diào)用socket()系統(tǒng)調(diào)用，建立軟插座，指明合適的通訊協(xié)議。格式為：
＃include<sys/types.h>
＃include<sys/socket.h>
int?socket(int?family,int?type,int?protocol)
其中：(1)family指明套節(jié)字族，其值包括：
AF_UNIX ?(UNIX內(nèi)部協(xié)議族)
AF_INET ?(Iternet協(xié)議)
AF_NS?(XeroxNs協(xié)議，TCP/IP編程取該值)
AF_IMPLINK ?(IMP鏈接層)
(2)type?指明套接字類型，取值有：
SOCK_STREAM? (流套接字)
SOCK_DGRAM? (數(shù)據(jù)報套接字)
SOCK_RAW ? (原始套接字)
SOCK_SEQPACKET ?(定序分組套接字)
一般情況下，前兩個參數(shù)的組合就可以決定所使用的協(xié)議，這時第三個參數(shù)被置為0，如果第一個參數(shù)為AF_INET，第二個參數(shù)選SOCK_STREAM，則使用的協(xié)議為TCP；第二個參數(shù)選SOCK_DGRAM，則使用的協(xié)議為UDP；當(dāng)?shù)诙€參數(shù)選SOCK_RAW時，使用的協(xié)議為IP。值得指出的是并不是所有的族和類型的組合都是合法的，具體請查閱相關(guān)資料。該系統(tǒng)調(diào)用若成功則返回一個類似文件描述符，成為套節(jié)字描述字，可以像文件描述符那樣用read和write對其進(jìn)行I/O操作。當(dāng)一個進(jìn)程使用完該軟插座時，需用close(<描述符> 關(guān)閉(具體見后面內(nèi)容)。
2.服務(wù)器端Bind系統(tǒng)調(diào)用
軟插座創(chuàng)建時并沒有與任何地址相關(guān)聯(lián)，必須用bind()系統(tǒng)調(diào)用為其建立地址聯(lián)系。其格式為：
＃include<sys/types.h>
＃include<sys/socket.h>
int?bind(int?socketfd,struct?sockaddr_in?＊localaddr,sizeof(localaddr));
其中：(1)第一個參數(shù)socketfd是前步socket()系統(tǒng)調(diào)用返回的套節(jié)字描述符。
(2)第二個參數(shù)被捆向本地地址的一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在sys/netinet/in.h中定義：
struct?sockaddr_in{
short?sin_family;/＊socket()系統(tǒng)調(diào)用的協(xié)議族如AF_INET＊/
u_short?sin_port;/＊網(wǎng)絡(luò)字節(jié)次序形式的端口號碼＊/
struct?in_addr?sin_addr;/＊網(wǎng)絡(luò)字節(jié)次序形式的網(wǎng)絡(luò)地址＊/
char?sin_zero[8];
}
一臺機(jī)器上的每個網(wǎng)絡(luò)程序使用一個各自獨(dú)立的端口號碼，例如：telnet程序使用端口號23，而ftp文件傳輸程序使用端口號21。我們在設(shè)計應(yīng)用程序時，端口號碼可以由getservbyname()函數(shù)從/etc/services庫文件中獲取，也可以由htons?(int?portnum)函數(shù)將任意正整數(shù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)次序形式來得到，有些版本的UNIX操作系統(tǒng)則規(guī)定1024以下的端口號碼只可被超級用戶使用，普通用戶程序使用的端口號碼只限于1025到32767之間。網(wǎng)絡(luò)地址可以由gethostbyname(char＊hostname)函數(shù)得到(該函數(shù)和getservbyname()一樣都以網(wǎng)絡(luò)字節(jié)次序形式返回所有在他們結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù))，參數(shù)hostname為/etc/hosts文件中某一網(wǎng)絡(luò)地址所對應(yīng)的機(jī)器名。該函數(shù)返回一個類型為hostent的結(jié)構(gòu)指針，hostent結(jié)構(gòu)在netdb.h中定義：
struct?hostent{
?char?＊h_name;
?char?＊＊h_aliases;
?int?h_addrtype;
?int?h_length; /＊地址長度＊/
?char?＊＊h_addr_list;
?＃define?h_addr?h_addr_list[0];/＊地址＊/
}
(3)第三個參數(shù)為第二個結(jié)構(gòu)參數(shù)的長度，如果調(diào)用成功，bind返回0，否則將返回－1并設(shè)置errno。
3.服務(wù)器端系統(tǒng)調(diào)用listen，使服務(wù)器愿意接受連接
格式：int?listen(int?socketfd,int?backlong)
它通常在socket和bind調(diào)用后在accept調(diào)用前執(zhí)行。第二個參數(shù)指明在等待服務(wù)器執(zhí)行accept調(diào)用時系統(tǒng)可以排隊多少個連接要求。此參數(shù)常指定為5，也是目前允許的最大值。
4.服務(wù)器調(diào)用accept,以等待客戶機(jī)調(diào)用connect進(jìn)行連接。格式如下：
int?newsocket=(int?socketfd,struct?sockaddr_in?＊peer,int＊addrlen);
該調(diào)用取得隊列上的第一個連接請求并建立一個具有與sockfd相同特性的套節(jié)字。如果沒有等待的連接請求，此調(diào)用阻塞調(diào)用者直到一連接請求到達(dá)。連接成功后，該調(diào)用將用對端的地址結(jié)構(gòu)和地址長度填充參數(shù)peer和addlen，如果對客戶端的地址信息不感興趣，這兩個參數(shù)用0代替。
5.客戶端調(diào)用connect()與服務(wù)器建立連接。格式為：
connect(int?socketfd,struct?sockaddr_in?＊servsddr,int?addrlen)
客戶端取得套接字描述符后，用該調(diào)用建立與服務(wù)器的連接，參數(shù)socketfd為socket()系統(tǒng)調(diào)用返回的套節(jié)字描述符，第二和第三個參數(shù)是指向目的地址的結(jié)構(gòu)及以字節(jié)計量的目的地址的長度(這里目的地址應(yīng)為服務(wù)器地址)。調(diào)用成功返回0，否則將返回－1并設(shè)置errno。
6.通過軟插座發(fā)送數(shù)據(jù)
一旦建立連接，就可以用系統(tǒng)調(diào)用read和write像普通文件那樣向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。Read接受三個參數(shù)：一個是套節(jié)字描述符；一個為數(shù)據(jù)將被填入的緩沖區(qū)，還有一個整數(shù)指明要讀的字節(jié)數(shù)，它返回實(shí)際讀入的字節(jié)數(shù)，出錯時返回－1，遇到文件尾則返回0。Write也接受三個參數(shù)：一個是套節(jié)字描述符；一個為指向需要發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，還有一個整數(shù)指明要寫入文件的字節(jié)個數(shù)，它返回實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)，出錯時返回－1。當(dāng)然，也可以調(diào)用send和recv來對套節(jié)字進(jìn)行讀寫，其調(diào)用與基本的read和write系統(tǒng)調(diào)用相似，只是多了一個發(fā)送方式參數(shù)。
7.退出程序時，應(yīng)按正常方式關(guān)閉套節(jié)字。格式如下：
int?close(socketfd)
前面介紹了UNIX客戶/服務(wù)器模式網(wǎng)絡(luò)編程的基本思路和步驟。值得指出的是socket編程所涉及的系統(tǒng)調(diào)用不屬于基本系統(tǒng)調(diào)用范圍，其函數(shù)原形在libsocket.a文件中，因此，在用cc命令對原程序進(jìn)行編譯時需要帶－lsocket選項。
現(xiàn)在，我們可以針對文章開頭提出的問題著手進(jìn)行編程了。在圖示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，為使中心機(jī)房的服務(wù)器能和網(wǎng)點(diǎn)上的客戶機(jī)進(jìn)行通信，需在服務(wù)器端添加通過路由器1112到客戶機(jī)的路由，兩臺客戶機(jī)也必須添加通過路由器2221到服務(wù)器的路由。在服務(wù)器的/etc/hosts文件中應(yīng)該包含下面內(nèi)容：
1.1.1.1 server
2.2.2.2 cli1
2.2.2.3 cli2
客戶機(jī)的/etc/hosts文件中應(yīng)該有本機(jī)地址信息和服務(wù)器的地址信息，如cli1客戶機(jī)的/etc/hosts文件：
2.2.2.2 cli1
1.1.1.1 server
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建好后，我們可以在服務(wù)器端編寫fwq.c程序，負(fù)責(zé)接受客戶機(jī)的連接請求，并將從源文件中讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶機(jī)。客戶機(jī)程序khj.c向服務(wù)器發(fā)送連接請求，接收從服務(wù)器端發(fā)來的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)寫入目標(biāo)文件。源程序如下：
 /＊服務(wù)器源程序fwq.c＊/?
＃include<stdio.h>?
＃include<sys/types.h>?
＃include<sys/fcntl.h>?
＃include<sys/socket.h>?
＃include<sys/netinet/in.h>?
＃include<netdb.h>?
＃include<errno.h>?
main()?
   {?
 char?c,buf[1024],file[30];?
int?fromlen,source;?
register?int?k,s,ns;?
struct?sockaddr_in?sin;?
struct?hostent?＊hp;?
system(″clear″);?
printf(″\n″);?
??
printf(″\n\n\t\t輸入要傳輸?shù)奈募骸?；?
scanf(″％s″,file);?
  if?((source=open(file,O_RDONLY))<0){?
perror(″源文件打開出錯″)；?
exit(1);?
 }?
printf(″\n\t\t在傳送文件，稍候…″)；?
hp=gethostbyname(″server″);?
if?(hp==NULL){?
?perror(″返回主機(jī)地址信息錯!!!″)；?
?exit(2);?
}?
s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);?
if(s<0){?
?perror(″獲取SOCKET號失敗!!!″)；?
?exit(3);?
}?
sin.sin_family=AF_INET;?
sin.sin_port=htons(1500);/＊使用端口1500＊/?
bcopy(hp－>h_addr,＆sin.sin_addr,hp－>h_length);?
if(bind(s,＆sin,sizeof(sin))<0){?
perror(″不能將服務(wù)器地址捆綁到SOCKET號上!!!″)；?
colse(s);?
exit(4);?
}?
if(listen(s，5)<0{?
perror(″sever:listen″);?
exit(5);?
}?
while(1){?
if((ns=accept(s,＆sin,＆fromlen))<0){?
perror(″sever:accept″)；?
exit(6);?
}?
lseek(source,OL,0);/＊每次接受客戶機(jī)連接，應(yīng)將用于讀的源文件指針移到文件頭＊/?
write(ns,file,sizeof(file))；?/＊發(fā)送文件名＊/?
while((k=read(source,buf,sizeof(buf)))>0)?
?write(ns,buf,k);?
printf(″\n\n\t\t傳輸完畢!!!\n″);?
close(ns);?
}?
close(source);?
exit(0);?
/＊客戶機(jī)源程序khj.c＊/?
＃include<stdio.h>?
＃include<sys/types.h>?
＃include<sys/fcntl.h>?
＃include<sys/socket.h>?
＃include<sys/netinet/in.h>?
＃include<netdb.h>?
＃include<errno.h>?
＃include?<string.h>?
main()?
{?
char?buf[1024],file[30];?
char?＊strs=″\n\n\t\t正在接收文件″；?
int?target;?
register?int?k,s;?
struct?sockaddr_in?sin;?
struct?hostent?＊hp;?
system(″clear″);?
printf(″\n″);?
??
hp=gethostbyname(″server″);?
if(hp==NULL){?
perror(″返回服務(wù)器地址信息錯!!!″)；?
? exit(1);?
}?
s=socket(AF_INET，SOCK_STREAM,0);?
if(s<0){?
perror(″獲取SOCKET號失敗!!!″)；?
exit(2);?
}?
sin.sin_family=AF_INET;?
sin.sin_port=htons(1500);/＊端口號需與服務(wù)器程序使用的一致＊/?
bcopy(hp－>h_addr,＆sin.sin_addr,hp－>h_length);?
printf(″\n\n\t\t正在與服務(wù)器連接…″)；?
if(connect(s,＆sin,sizeof(sin),0)<0){?
perror(″不能與服務(wù)器連接!!!″)；?
exit(3);?
}?
while((k=read(s,file,sizeof(file)))<=0/＊接收文件名＊/?
?if((target=open(file,o_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644))<0){?
perror(″不能打開目標(biāo)文件!!″)；?
exit(4);?
}?
strcat(strs,file);?
strcat(strs,″，稍候…″)；?
write(1,strs,strlen(strs));?
while((k=read(s,buf,sizeof(buf)))>0)?
write(tatget,buf,k);?
printf(″\n\n\t\t接收文件成功!!!\n″);?
close(s);?
close(target);?
}?
上述程序在Sco?Unix?System?v3.2及Sco?TCP/IP?Rumtime環(huán)境下調(diào)試通過。
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