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嵌入式学习——3——UDP TFTP简易文件传输

作者：羊村懒王 | 2024-05-28 22:37:21

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嵌入式学习——3——UDP TFTP简易文件传输

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

TFTP通信过程总结

  1. 服务器在69号端口等待客户端的请求
  2. 服务器若批准此请求，则使用 临时端口 与客户端进行通信。
  3. 每个数据包的编号都有变化（从1开始）
  4. 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
  5. 数据长度以512Byte传输的，小于512Byte的数据意味着数据传输结束

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.

  1. #include "../header.h"
  2.  
  3. #define S_IP "192.168.125.30"
  4. #define S_PORT 69
  5.  
  6. typedef struct file_header {
  7.     int size;
  8.     char *file_report;
  9. } file_header_report;
  10. char buf[516] = "";
  11. char fileName[128] = {0};
  12. int sockfd = -1;
  13. int data_num = 0;
  14.  
  15. void download_file(struct sockaddr_in *addr);
  16. void upload_file(struct sockaddr_in *addr);
  17. void dealerror(short errno);
  18. file_header_report get_report_RW(short type);
  19. file_header_report get_report_ACK(short type, short blknumber);
  20.  
  21. int main(int argc, char const *argv[]) {
  22.     // 服务器地址 ,初始地址用于链接请求，但是不是用于实际数据交互
  23.     struct sockaddr_in addr;
  24.     addr.sin_family = AF_INET;
  25.     addr.sin_port = htons(S_PORT);
  26.     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(S_IP);
  27.     char choose = 0;
  28.     while (1) {
  29.         printf("**************************\n");
  30.         printf("******** 1. 下载 *********\n");
  31.         printf("******** 2. 上传 *********\n");
  32.         printf("******** 3. 退出 *********\n");
  33.         printf("**************************\n");
  34.         printf("请输入>>> ");
  35.         choose = getchar();
  36.         while (getchar() != 10) {
  37.         };
  38.         switch (choose) {
  39.         case '1':
  40.             download_file(&addr);
  41.             break;
  42.         case '2':
  43.             upload_file(&addr);
  44.             break;
  45.         case '3':
  46.             exit(EXIT_SUCCESS);
  47.             break;
  48.         default:
  49.             printf("输入错误！请重新输入\n");
  50.         }
  51.     }
  52.     close(sockfd);
  53.     return 0;
  54. }
  55. void upload_file(struct sockaddr_in *addr) {
  56.     if (sockfd == -1) { // 判断一下，防止重复创建套接字
  57.         sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  58.         if (sockfd < 0) {
  59.             perror("socket");
  60.             return;
  61.         }
  62.     }
  63.     // 发送上传请求
  64.     printf("请输入要上传的文件名：\n");
  65.     file_header_report file_report = get_report_RW(2);
  66.     if (access(fileName, F_OK) != 0) {
  67.         printf("文件不存在\n");
  68.         return;
  69.     }
  70.     data_num = 0;
  71.     if (sendto(sockfd, file_report.file_report, file_report.size, 0,
  72.                (struct sockaddr *)addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
  73.         perror("1111sendto 数据包");
  74.         return;
  75.     }
  76.     // recv_addr 用于 实际数据交互的地址
  77.     struct sockaddr_in recv_addr;
  78.     socklen_t recv_addr_len = sizeof(recv_addr);
  79.     int read_size = recvfrom(sockfd, buf, 516, 0, (struct sockaddr *)&recv_addr,
  80.                              &recv_addr_len);
  81.     short *first_no = (short *)buf;
  82.     short *blk_num = (short *)(buf + 2);
  83.     // 处理报错信息 == 5
  84.     if (ntohs(*first_no) == 5) {
  85.         dealerror(ntohs(*blk_num));
  86.         return;
  87.     }
  88.     if (ntohs(*first_no) == 4) {
  89.         int upload_fd = open(fileName, O_RDONLY);
  90.         if (upload_fd < 0) {
  91.             perror("open");
  92.             return;
  93.         }
  94.         while (1) {
  95.             // 发送数据包
  96.             bzero(buf, sizeof(buf));
  97.             // 拼接数据包
  98.             short *p1 = (short *)buf;
  99.             *p1 = htons(3);
  100.             short *p2 = (short *)(buf + 2);
  101.             *p2 = htons(data_num);
  102.             int file_size = read(upload_fd, buf + 4, 512);
  103.             if (file_size < 0) {
  104.                 perror("read");
  105.                 exit(1);
  106.             }
  107.             if (sendto(sockfd, buf, file_size + 4, 0,
  108.                        (struct sockaddr *)&recv_addr,
  109.                        sizeof(recv_addr)) == -1) {
  110.                 perror("sendto 数据包");
  111.                 exit(1);
  112.             }
  113.  
  114.             bzero(buf, sizeof(buf));
  115.             int read_size_n =
  116.                 recvfrom(sockfd, buf, 4, 0, (struct sockaddr *)&recv_addr,
  117.                          &recv_addr_len);
  118.             short *first_noe_n = (short *)buf;
  119.             short *blk_nume_n = (short *)(buf + 2);
  120.             // 确认ACK包
  121.             // 编号是否与本地的标号一致，一致的话就进行下一个编号的数据传送
  122.             if (ntohs(*first_noe_n) == 4 && ntohs(*blk_nume_n) == data_num) {
  123.                 // 这种情况说明本次上传成功
  124.                 data_num++;
  125.             } else {
  126.                 printf("上传失败\n");
  127.                 if (ntohs(*first_no) == 5) {
  128.                     dealerror(ntohs(*blk_num));
  129.                     return;
  130.                 }
  131.                 break;
  132.             }
  133.             // 如果最后一次读取，就结束循环
  134.             if (file_size < 512) {
  135.                 printf("上传成功\n");
  136.                 break;
  137.             }
  138.         }
  139.     } else {
  140.         printf("上传失败\n");
  141.     }
  142. }
  143. // 下载
  144. void download_file(struct sockaddr_in *addr) {
  145.     if (sockfd == -1) { // 判断一下，防止重复创建套接字
  146.         sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  147.         if (sockfd < 0) {
  148.             perror("socket");
  149.             return;
  150.         }
  151.     }
  152.  
  153.     // 发送下载请求
  154.     printf("请输入要下载的文件名：\n");
  155.     file_header_report file_report = get_report_RW(1);
  156.     if (sendto(sockfd, file_report.file_report, file_report.size, 0,
  157.                (struct sockaddr *)addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
  158.         perror("sendto 数据包");
  159.         return;
  160.     }
  161.     struct sockaddr_in recv_addr;
  162.     socklen_t recv_addr_len = sizeof(recv_addr);
  163.     while (1) {
  164.         // 接收数据包
  165.         // 数据包返回的服务器端地址需要存在recv_addr，因为服务器处理数据的端口并非原来端口，
  166.         // 该地址recv_addr 用于后续的ack包 发送给服务器用于确认
  167.         bzero(buf, sizeof(buf));
  168.         int read_size = recvfrom(sockfd, buf, 516, 0,
  169.                                  (struct sockaddr *)&recv_addr, &recv_addr_len);
  170.         int download_fd = open(fileName, O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, 0666);
  171.         if (download_fd < 0) {
  172.             perror("open");
  173.             return;
  174.         }
  175.         short *first_no = (short *)buf;
  176.         short *blk_num = (short *)(buf + 2);
  177.  
  178.         // 处理报错信息 == 5
  179.         if (ntohs(*first_no) == 5) {
  180.             dealerror(ntohs(*blk_num));
  181.             break;
  182.         }
  183.         // 这是数据包 == 3
  184.         if (ntohs(*first_no) == 3) {
  185.             if (read_size > 4) {
  186.                 write(download_fd, buf + 4, read_size - 4);
  187.             }
  188.             // 发送ACK
  189.             *first_no = htons(4);
  190.             char newbuf[4] = {0};
  191.             short *p1 = (short *)newbuf;
  192.             *p1 = htons(4);
  193.             short *p2 = (short *)(newbuf + 2);
  194.             *p2 = *blk_num;
  195.             if (sendto(sockfd, newbuf, 4, 0, (struct sockaddr *)&recv_addr,
  196.                        sizeof(recv_addr)) == -1) {
  197.                 perror("sendtoACK\n");
  198.             }
  199.             printf("发送ACK成功\n");
  200.             if (read_size < 516) {
  201.                 printf("下载完成\n");
  202.                 break;
  203.             }
  204.         }
  205.         close(download_fd);
  206.     }
  207. }
  208. // 处理报错信息
  209. void dealerror(short errno) {
  210.     int erno = 0;
  211.     switch (errno) {
  212.     case 1:
  213.         printf("File not found");
  214.         break;
  215.     case 2:
  216.         printf("Access violation");
  217.         break;
  218.     case 3:
  219.         printf("Disk full or allocation exceeded");
  220.         break;
  221.     case 4:
  222.         printf("illegal TFTP operation");
  223.         break;
  224.     case 5:
  225.         printf("Unknown transfer lD");
  226.         break;
  227.     case 6:
  228.         printf("File already exists");
  229.         break;
  230.     case 7:
  231.         printf("No such user");
  232.         break;
  233.     case 8:
  234.         printf("Unsupported option(s) requested");
  235.         break;
  236.  
  237.     default:
  238.         break;
  239.     }
  240.     return;
  241. }
  242.  
  243. /**
  244.  * @description: 组装请求体数据包
  245.  * @param {short} type  1--- 下载  2---上传
  246.  * @return {*}
  247.  */
  248. file_header_report get_report_RW(short type) {
  249.     bzero(buf, sizeof(buf));
  250.     fgets(fileName, sizeof(fileName), stdin);
  251.     if (strlen(fileName) > 1) {
  252.         fileName[strlen(fileName) - 1] = '\0';
  253.     }
  254.     short *p1 = (short *)buf;
  255.     *p1 = htons(type);
  256.     char *p2 = buf + 2;
  257.     strcpy(p2, fileName);
  258.     char *p4 = p2 + strlen(p2) + 1;
  259.     strcpy(p4, "octet");
  260.     int size = 2 + strlen(p2) + strlen(p4) + 2;
  261.     file_header_report fh = {size, buf};
  262.     return fh;
  263. }

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