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网络编程基础项目一:TCP实现FTP功能

时间:2024-09-12 22:56:43浏览次数:10  
标签:FTP 文件 编程 TCP st mode include buf 客户端

目录

FTP核心原理

项目功能介绍:

 大致思路

复习stat函数

stat 获取当前路径下文件的属性

代码

服务器

客户端 

总结


FTP核心原理

客户端连接服务器后,向服务器发送一个文件。文件名可以通过参数指定,服务器端接收客户端传来的文件(文件名随意),如果文件不存在自动创建文件,如果文件存在,那么清空文件然后写入

https://baike.baidu.com/item/ftp%EF%BC%88%E6%96%87%E4%BB%B6%E4%BC%A0%E8%BE%93%E5%8D%8F%E8%AE%AE%EF%BC%89/17042259?fr=aladdinicon-default.png?t=O83Ahttps://baike.baidu.com/item/ftp%EF%BC%88%E6%96%87%E4%BB%B6%E4%BC%A0%E8%BE%93%E5%8D%8F%E8%AE%AE%EF%BC%89/17042259?fr=aladdin

项目功能介绍:

均有服务器和客户端代码,基于TCP写的。

在同一路径下,将客户端可执行代码复制到其他的路径下,接下来在不同的路径下运行服务器和客户端。

相当于另外一台电脑在访问服务器。

客户端和服务器链接成功后出现以下提示:四个功能

***************list**************//列出服务器所在目录下的普通文件名

***********put filename**********//从客户端所在路径上传文件

***********get filename**********//从服务器所在路径下载文件

**************quit***************//退出(可只退出客户端,服务器等待下一个客户端链接)

 大致思路

list:客户端输入list------》把list发送给服务器-------》 接收list ---》 判断是否为list ----》 目录操作(循环读目录文件) --------》 判断是否为普通文件 -----》 如果是普通文件就发送给客户端 ------》 发送一个结束“end”的标志 ----------》客户端循环接收普通文件并打印到终端显示

put filename:客户端输入put 文件名---》把put 文件名发送给服务器---》接收put 文件名---》判断是否为put -----》(cp:源文件再客户端所在路径下,目标文件在服务器所在路径下)客户端循环读源文件发送给服务器,服务器循环接收写到目标文件里--------》发送一个结束“end”的标志

get filename:与put filename思路一致 

quit:break

 

复习stat函数

stat 获取当前路径下文件的属性

#include <sys/types.h>   
#include <sys/stat.h>  
#include <unistd.h>

int stat(const char *filename, struct stat *buf);
        // 用的时候定义一个结构体变量,将变量地址传给 struct stat * buf

功能: 通过文件名 filename 获取文件信息,并保存在 buf 所指向的结构体 stat 中
参数: pathname:文件名
             buf: 存放文件属性信息(地址) 
返回值:成功 0    
       失败:-1,更新 errno

struct stat {   
   dev_t st_dev;       // device 文件的设备编号 
   ino_t st_ino;       // inode 文件的i-node 
   mode_t st_mode;     // protection 文件的类型和存取的权限(见下面内容) 
   nlink_t st_nlink;   // number of hard links 连到该文件的硬连接数目, 刚建立的文件值为1. 
   uid_t st_uid;       // user ID of owner 文件所有者的用户识别码(用户ID) 
   gid_t st_gid;       // group ID of owner 文件所有者的组识别码 (组ID)
   dev_t st_rdev;        // device type 若此文件为装置设备文件, 则为其设备编号 
   off_t st_size;      // total size, in bytes 文件大小, 以字节计算 
   unsigned long st_blksize;  // blocksize for filesystem I/O 文件系统的I/O 缓冲区大小. 
   unsigned long st_blocks; 
            // number of blocks allocated 占用文件区块的个数, 每一区块大小为512 个字节. 
   time_t st_atime; 
   // time of lastaccess 文件最近一次被存取或被执行的时间, 一般只有在用 mknod, utime, read 
   time_t st_mtime;   // 与 localtime 配合转换为 月、日、时间
   // time of last modification 文件最后一次被修改的时间, 一般只有在用mknod、utime, write 
   time_t st_ctime; 
   // time of last change i-node 最近一次被更改的时间, 此参数会在文件所有者, 组, 权限被更新
}; 


使用: 
   struct stat st;                  
       stat(argv[1], &st);                  // argv[1] 写路径/文件
       printf(“%ld\n”, st.st_ino);            // 获取文件的 inode 号
       // ……


// 判断文件类型:

// 方法一:
// 以下宏需要 st_mode 参数传入

1. S_IFMT      0170000     文件类型的位遮罩(先 st_mode & S_IFMT,再得到 以下 2-11 的内容)
2、S_IFSOCK 0140000     套接字      s 
3、S_IFLNK     0120000     符号连接    l
4、S_IFREG     0100000     普通文件    -         if((st.st_mode & S_IFMT) == S_IFREG)
5、S_IFBLK     0060000     区块设备    b
6、S_IFDIR     0040000     目录        d  
7、S_IFCHR     0020000     字符设备    c
8、S_IFIFO     0010000      管道        p


// 方法二: 
#define  S_ISREG(mt_mode)  mt_mode & S_IFMT == S_IFREG

21、S_ISLNK (st_mode) 是否是一个连接      l          if(S_ISLNK(st_mode)) 
22、S_ISREG (st_mode) 是否是一个普通文件  -              if(S_ISREG(st_mode)) 
23、S_ISDIR (st_mode) 是否是一个目录      d          if(S_IFDIR(st_mode)) 
24、S_ISCHR (st_mode) 是否是一个字符设备  c              if(S_ISCHR(st_mode)) 
25、S_ISBLK (st_mode) 是否是一个块设备    b            if(S_ISBLK(st_mode)) 
26、S_ISFIFO (st_mode) 是否是个管道文件   p           if(S_ISIFO(st_mode)) 
27、S_ISSOCK (st_mode) 是否是个套接字文件 s             if(S_ISSOCK(st_mode))

// 文件权限:

用户: 
1. S_IRUSR (S_IREAD)     00400 文件所有者(用户)具可读取权限   r
                                                                   if(st_mode & S_IRUSR); 
13、S_IWUSR (S_IWRITE)    00200 文件所有者(用户)具可写入权限   w
                                                                if(st_mode & S_IWUSR); 
14、S_IXUSR (S_IEXEC)     00100 文件所有者(用户)具可执行权限   x
                                                                if(st_mode & S_IXUSR); 

组: 
15、S_IRGRP 00040 用户组具可读取权限   r           if(st_mode & S_IRGRP);
16、S_IWGRP 00020 用户组具可写入权限   w            if(st_mode & S_IWGRP);  
17、S_IXGRP 00010 用户组具可执行权限   x            if(st_mode & S_IXGRP);

其他用户: 
18、S_IROTH 00004 其他用户具可读取权限    r        if(st_mode & S_IROTH);  
19、S_IWOTH 00002 其他用户具可写入权限    w        if(st_mode & S_IWOTH);  
20、S_IXOTH 00001 其他用户具可执行权限    x        if(st_mode & S_IXOTH);
 

代码

服务器

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
char buf[128];
// 服务器找到普通文件--->发送文件名
void List(int acceptfd)
{
    struct dirent *d;
    struct stat st;
    DIR *dir = opendir(".");    //打开服务器所在目录

    while ((d = readdir(dir)) != NULL)    //循环读目录
    {
       if(d->d_type==DT_REG)       //判断是否为普通文件
           send(acceptfd,d->d_name,128,0);   //发送给客户端
    }
    strcpy(buf, "end");
    send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);     //发送一个结束标识
}
// 服务器接收--->写文件
void Put(int acceptfd, char *p)
{
    int fd = open(p + 4, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0777);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open err");
        return;
    }
    int ret;
    while (1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);        //接收客户端传来的内容
        if (ret < 0)
        {
            perror("recv err\n");
            return;
        }
        if (strcmp(buf, "end") == 0)
            break;
        else
            write(fd, buf, strlen(buf));
    }
    close(fd);
}
// 服务器读文件--->发送
void Get(int acceptfd, char *p)
{
    int fd = open(p + 4, O_RDONLY);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open err");
        return;
    }
    ssize_t n;
    while (1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        n = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
        //buf[n] = '\0';

        if (n == 0)
        {
            send(acceptfd, "end", 3, 0);
            break;
        }
        send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
    }
    close(fd);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        printf("%s <port>\n", argv[0]);
        return -1;
    }
    int ret;
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n", sockfd);

    struct sockaddr_in saddr, caddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    // saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    int len = sizeof(caddr);

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err");
        return -1;
    }
    printf("bind success\n");

    if (listen(sockfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err");
        return -1;
    }
    printf("listen success\n");

    while (1)
    {
        int acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
        if (acceptfd < 0)
        {
            perror("accept err");
            return -1;
        }
        printf("port:%d ip:%s\n", ntohs(caddr.sin_port), inet_ntoa(caddr.sin_addr));
        printf("acceptfd:%d\n", acceptfd);

        while (1)
        {
            memset(buf, 0, sizeof(buf));
            ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
            if (ret < 0)
            {
                perror("recv err\n");
                return -1;
            }
            else if (ret == 0)
            {
                printf("client exit\n");
                break;
            }
            else
            {
                if (strcmp(buf, "list") == 0)
                {
                    List(acceptfd);
                }
                else if (strncmp(buf, "put filename", 4) == 0)
                {
                    Put(acceptfd, buf);
                }
                else if (strncmp(buf, "get filename", 4) == 0)
                {
                    Get(acceptfd, buf);
                }
                else if (strcmp(buf, "quit") == 0)
                    {
                        printf("client exit\n");
                        break;
                    }
                    
            }
        }
        close(acceptfd);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端 

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <dirent.h>

char buf[128];
// 客户端接收文件名并打印
void List(int sockfd)
{
    int ret;
    while (1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        ret = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);       //接收服务器目录普通文件名
        if (ret < 0)
        {
            perror("recv err\n");
            return;
        }
        if (strcmp(buf, "end") == 0)
        {
            printf("list success\n");
            break;
        }
        else
            printf("%s\n", buf);
    }
}
// 客户端读文件--->发送
void Put(int sockfd, char *p)
{
    int fd = open(p + 4, O_RDONLY);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open err");
        return;
    }
    ssize_t n;
    while (1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        n = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
        if (n == 0)
        {
            send(sockfd, "end", 3, 0);
            printf("put ssuccess\n");
            break;
        }
        send(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);
    }
    close(fd);
}
// 客户端接收文件--->写文件
void Get(int sockfd, char *p)
{
    int fd = open(p + 4, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0777);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open err");
        return;
    }
    int ret;
    while (1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        ret = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);
        if (ret < 0)
        {
            perror("recv err\n");
            return;
        }
        if (strcmp(buf, "end") == 0)
        {
            printf("get success\n");
            break;
        }
        else
            write(fd, buf, strlen(buf));
    }
    close(fd);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int ret;
    if (argc != 3)
    {
        printf("%s <ip> <port>\n", argv[0]);
        return -1;
    }
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("%d\n", sockfd);

    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    int connectfd = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
    if (connectfd < 0)
    {
        perror("connect err");
        return -1;
    }
    printf("connect success\n");

    while (1)
    {
        printf("***************list**************\n");
        printf("***********put filename**********\n");
        printf("***********get filename**********\n");
        printf("**************quit***************\n");

        printf("请输入指令:");
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
        if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n')
            buf[strlen(buf) - 1] = '\0';
        send(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);

        if (strcmp(buf, "list") == 0)
        {
            List(sockfd);
        }
        else if (strncmp(buf, "put filename", 4) == 0)
        {
            Put(sockfd, buf);
        }
        else if (strncmp(buf, "get filename", 4) == 0)
        {
            Get(sockfd, buf);
        }
        else if (strcmp(buf, "quit") == 0)
            break;
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

总结

一、整体功能和架构

 
  1. 整体功能

    • 这是一个简单的文件传输程序,实现了基本的 FTP 功能,包括列出服务器目录下的文件(list)、从客户端上传文件到服务器(put)、从服务器下载文件到客户端(get)以及客户端退出(quit)的功能。
  2. 架构

    • 基于 TCP 协议进行通信,服务器端和客户端通过套接字(Socket)建立连接,然后根据特定的命令格式进行数据交互。
 

二、服务器端分析

 
  1. 初始化部分

    • 命令行参数检查:检查启动服务器时是否提供了正确的端口号作为命令行参数。
    • 创建套接字:使用socket函数创建一个基于 IPv4 和 TCP 协议的套接字。
    • 地址结构体初始化:设置服务器的地址信息,包括地址族(AF_INET)、端口号(从命令行参数获取并转换)以及 IP 地址(使用INADDR_ANY表示接受任意 IP 地址的连接)。
    • 绑定套接字:将套接字与服务器地址绑定,使得客户端可以通过该地址和端口与服务器建立连接。
    • 监听连接:使服务器套接字进入监听状态,等待客户端的连接请求。
  2. 主循环部分

    • 接受客户端连接:在一个无限循环中,使用accept函数接受客户端的连接请求,并得到与该客户端通信的新套接字acceptfd
    • 处理客户端请求:在与客户端通信的循环中,接收客户端发送的命令,并根据命令执行相应的操作。
  3. 命令处理函数

    • List函数
      • 使用opendir打开当前目录,通过readdir遍历目录中的文件。
      • 对于每个文件,使用stat获取文件信息,判断是否为普通文件(通过文件模式位与__S_IFREG进行比较)。
      • 如果是普通文件,将文件名复制到缓冲区buf中,并发送给客户端,最后发送end标志表示文件列表结束。
    • Put函数
      • 从客户端接收上传文件的数据,首先根据客户端发送的文件名(从缓冲区buf中获取)创建或截断文件。
      • 在一个循环中,接收客户端发送的数据,直到接收到end标志,表示文件传输结束。
      • 将接收到的数据写入文件。
    • Get函数
      • 根据客户端请求的文件名打开文件用于读取。
      • 在一个循环中,读取文件数据并发送给客户端,直到文件读取完毕(read函数返回 0),发送end标志给客户端。
 

三、客户端分析

 
  1. 初始化部分

    • 命令行参数检查:检查启动客户端时是否提供了正确的服务器 IP 地址和端口号作为命令行参数。
    • 创建套接字:与服务器端类似,创建一个基于 IPv4 和 TCP 协议的套接字。
    • 地址结构体初始化:设置服务器的地址信息,包括地址族(AF_INET)、端口号(从命令行参数获取并转换)以及 IP 地址(通过inet_addr函数将命令行参数中的 IP 地址字符串转换为网络字节序)。
    • 连接服务器:使用connect函数与服务器建立连接。
  2. 主循环部分

    • 显示操作菜单:在一个无限循环中,首先向用户显示可操作的菜单,包括listputgetquit命令。
    • 接收用户输入:接收用户输入的命令,并发送给服务器。
    • 命令执行:根据用户输入的命令,调用相应的函数进行处理。
  3. 命令处理函数

    • List函数
      • 接收服务器发送的文件名列表,直到接收到end标志。
      • 将接收到的文件名打印出来。
    • Put函数
      • 根据用户输入的文件名打开文件用于读取。
      • 在一个循环中,读取文件数据并发送给服务器,直到文件读取完毕,发送end标志给服务器。
    • Get函数
      • 根据用户输入的文件名在客户端创建或截断文件。
      • 接收服务器发送的数据并写入文件,直到接收到end标志,表示文件下载完成。
 

四、数据传输和处理

 
  1. 缓冲区使用

    • 服务器端和客户端都使用了固定大小的缓冲区buf来进行数据的接收和发送。
    • 在发送和接收数据时,需要注意缓冲区的大小,避免数据溢出或截断。
  2. 文件传输

    • putget操作中,涉及文件的读取和写入。
    • 对于put操作,客户端读取本地文件并发送数据,服务器接收数据并写入文件;对于get操作,服务器读取文件并发送数据,客户端接收数据并写入本地文件。
  3. 命令格式

    • 客户端和服务器端通过特定的命令格式进行通信。例如,list命令用于列出文件,put filenameget filename分别用于上传和下载文件,quit用于退出客户端。
    • 服务器端根据接收到的命令字符串进行解析,并执行相应的操作。
 

五、注意事项和潜在问题

 
  1. 错误处理

    • 在代码中,对于系统调用(如socketbindlistenacceptopenreadwrite等)的返回值进行了检查,如果返回值小于 0,则表示调用失败,通过perror函数输出错误信息。
    • 但是,对于一些可能导致程序异常的情况,如内存分配失败、文件操作失败等,没有进行全面的错误处理。
  2. 缓冲区溢出

    • 代码中使用固定大小的缓冲区buf,在接收数据时,如果接收到的数据长度超过缓冲区大小,可能会导致缓冲区溢出。
    • 例如,在Get函数中,服务器端从文件中读取数据并直接发送到缓冲区buf,而没有检查读取的数据长度是否超过缓冲区大小。
  3. 文件路径处理

    • putget操作中,对于文件名的处理比较简单,直接从命令字符串中提取文件名。
    • 如果文件名包含路径信息或者特殊字符,可能会导致文件操作失败或者出现安全问题。
  4. 多客户端处理

    • 服务器端目前只能同时处理一个客户端的连接。如果需要同时处理多个客户端的连接,需要使用多线程或者多进程等技术对代码进行扩展。

标签:FTP,文件,编程,TCP,st,mode,include,buf,客户端
From: https://blog.csdn.net/QR70892/article/details/142187362

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