TCP/IP編程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程文件傳輸

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(hù)用ftp等安全危害較大的TCP/IP協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)主機(jī)。而有時(shí)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(jí)。如果每次傳輸文件時(shí)都要打開(kāi)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(gè)專(zhuān)門(mén)的文件傳輸模塊，那將是十分愉快的事情。

　　UNIX網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)一般都采用套接字(socket)系統(tǒng)調(diào)用。針對(duì)目前十分流行的客戶(hù)/服務(wù)器模式，其程序編寫(xiě)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(hù)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
　　＃include
　　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(lèi)型，取值有：
　　SOCK_STREAM 　　　　(流套接字)
　　SOCK_DGRAM 　　　　(數(shù)據(jù)報(bào)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(gè)參數(shù)的組合就可以決定所使用的協(xié)議，這時(shí)第三個(gè)參數(shù)被置為0，如果第一個(gè)參數(shù)為AF_INET，第二個(gè)參數(shù)選SOCK_STREAM，則使用的協(xié)議為T(mén)CP；第二個(gè)參數(shù)選SOCK_DGRAM，則使用的協(xié)議為UDP；當(dāng)?shù)诙€(gè)參數(shù)選SOCK_RAW時(shí)，使用的協(xié)議為IP。值得指出的是并不是所有的族和類(lèi)型的組合都是合法的，具體請(qǐng)查閱相關(guān)資料。該系統(tǒng)調(diào)用若成功則返回一個(gè)類(lèi)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(duì)其進(jìn)行I/O操作。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程使用完該軟插座時(shí)，需用close(<描述符>關(guān)閉(具體見(jiàn)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(shí)并沒(méi)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
　　＃include
　　int bind(int socketfd,struct sockaddr_in ＊localaddr,sizeof(localaddr));
　　其中：(1)第一個(gè)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(gè)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(hào)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(tái)機(jī)器上的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序使用一個(gè)各自獨(dú)立的端口號(hào)碼，例如：telnet程序使用端口號(hào)23，而ftp文件傳輸程序使用端口號(hào)21。我們?cè)谠O(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)，端口號(hào)碼可以由getservbyname()函數(shù)從/etc/services庫(kù)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(lái)得到，有些版本的UNIX操作系統(tǒng)則規(guī)定1024以下的端口號(hào)碼只可被超級(jí)用戶(hù)使用，普通用戶(hù)程序使用的端口號(hào)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(duì)應(yīng)的機(jī)器名。該函數(shù)返回一個(gè)類(lèi)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(zhǎng)度＊/
　　 char ＊＊h_addr_list;
　　 ＃define h_addr h_addr_list[0];/＊地址＊/
　　}
　　(3)第三個(gè)參數(shù)為第二個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的長(zhǎng)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(gè)參數(shù)指明在等待服務(wù)器執(zhí)行accept調(diào)用時(shí)系統(tǒng)可以排隊(duì)多少個(gè)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(hù)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(duì)列上的第一個(gè)連接請(qǐng)求并建立一個(gè)具有與sockfd相同特性的套節(jié)字。如果沒(méi)有等待的連接請(qǐng)求，此調(diào)用阻塞調(diào)用者直到一連接請(qǐng)求到達(dá)。連接成功后，該調(diào)用將用對(duì)端的地址結(jié)構(gòu)和地址長(zhǎng)度填充參數(shù)peer和addlen，如果對(duì)客戶(hù)端的地址信息不感興趣，這兩個(gè)參數(shù)用0代替。
　　5.客戶(hù)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(hù)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(gè)參數(shù)是指向目的地址的結(jié)構(gòu)及以字節(jié)計(jì)量的目的地址的長(zhǎng)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(guò)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(gè)參數(shù)：一個(gè)是套節(jié)字描述符；一個(gè)為數(shù)據(jù)將被填入的緩沖區(qū)，還有一個(gè)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(cuò)時(shí)返回－1，遇到文件尾則返回0。Write也接受三個(gè)參數(shù)：一個(gè)是套節(jié)字描述符；一個(gè)為指向需要發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，還有一個(gè)整數(shù)指明要寫(xiě)入文件的字節(jié)個(gè)數(shù)，它返回實(shí)際寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)，出錯(cuò)時(shí)返回－1。當(dāng)然，也可以調(diào)用send和recv來(lái)對(duì)套節(jié)字進(jìn)行讀寫(xiě)，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(gè)發(fā)送方式參數(shù)。
　　7.退出程序時(shí)，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(hù)/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(duì)原程序進(jìn)行編譯時(shí)需要帶－lsocket選項(xiàng)。
　　現(xiàn)在，我們可以針對(duì)文章開(kāi)頭提出的問(wèn)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(hù)機(jī)進(jìn)行通信，需在服務(wù)器端添加通過(guò)路由器1112到客戶(hù)機(jī)的路由，兩臺(tái)客戶(hù)機(jī)也必須添加通過(guò)路由器2221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(hù)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(hù)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(xiě)fwq.c程序，負(fù)責(zé)接受客戶(hù)機(jī)的連接請(qǐng)求，并將從源文件中讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶(hù)機(jī)。客戶(hù)機(jī)程序khj.c向服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求，接收從服務(wù)器端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)寫(xiě)入目標(biāo)文件。源程序如下：
/＊服務(wù)器源程序fwq.c＊/

＃include
＃include
＃include
＃include
＃include
＃include
＃include
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?#8243;)；
　　scanf(″％s″,file);
　　if ((source=open(file,O_RDONLY))<0){
　　　perror(″源文件打開(kāi)出錯(cuò)″)；
　　　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(cuò)!!!″)；
　　 exit(2);
　　}
　　s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
　　if(s<0){
　　 perror(″獲取SOCKET號(hào)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(hào)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(hù)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(hù)機(jī)源程序khj.c＊/

　　＃include
　　＃include
　　＃include
　　＃include
　　＃include
　　＃include
　　＃include
　　＃include 
　　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(cuò)!!!″)；
　　 　exit(1);
　　　}
　　　s=socket(AF_INET，SOCK_STREAM,0);
　　　if(s<0){
　　　　perror(″獲取SOCKET號(hào)失敗!!!″)；
　　　　exit(2);
　　　}
　　　sin.sin_family=AF_INET;
　　　sin.sin_port=htons(1500);/＊端口號(hào)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(kāi)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(guò)。