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华清远见25072班网络编程学习day5

news 2025/9/15 8:00:08

作业

0> 将IO多路复用实现TCP并发服务器实现一遍

程序源码：

#include <25072head.h>
#define SER_IP "192.168.153.128"  //服务器ip地址
#define SER_PORT 8888             //服务器端口号
int main(int argc, const char *argv[])
{
//1、创建一个用于连接的套接字文件描述符
int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sfd == -1)
{
perror("socket error");
return -1;
}
printf("sfd = %d\n", sfd);                //3

    //将套接字重新设置属性，让端口号快速重用
int reuse = 1;
if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse))==-1)
{
perror("setsockopt error");
return -1;
}
printf("端口号已经快速重用\n");

    //2、给套接字绑定ｉｐ地址和端口号
//2.1 准备地址信息结构体
struct sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;    //通信域地址族
sin.sin_port = htons(SER_PORT);   //服务器端口号
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);   //服务器ｉｐ地址

//2.2 执行绑定工作
if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) ==-1)
{
perror("bind error");
return -1;
}
printf("bind success\n");

//3、将套接字设置成被动监听状态
if(listen(sfd, 128) ==-1)
{
perror("listen error");
return -1;
}
printf("listen success\n");

    //4、阻塞等等客户端的连接
//4.1 定义地址信息结构体，用于接收客户端地址信息
struct sockaddr_in cin;
socklen_t addrlen = sizeof(cin);   //接收地址长度

    //定义一个容器，存放终端输入的数据
char sysbuf[128] = "";

    //111、定义一个文件描述符集合，用于检测文件描述符是否产生事件
fd_set readfds , tempfds;
//由于在栈区申请，数组容器中的内容为随机值
FD_ZERO(&readfds);

    //222、将本次要检测的文件描述符集合放入到数组中
FD_SET(sfd, &readfds);
FD_SET(0, &readfds);

    //存放客户端发来请求的套接字文件描述符
int newfd = -1;    

    //定义一个变量，永远记录当前文件描述符集合中的最大的文件描述符
int maxfd = sfd;

    //定义一个地址信息结构体变量数组，用于存放每个客户端地址信息结构体
//下标为套接字文件描述符，值就是该文件描述符对应的地址信息结构体
struct sockaddr_in cin_addr[1024];


while(1)
{

        //将文件描述符集合备份一份
tempfds = readfds;

        //333、使用ｓｅｌｅｃｔ函数阻塞检测文件描述符集合中是否有事件产生
int res = select(maxfd+1, &tempfds, NULL, NULL, NULL);
if(res == -1)
{
perror("select error");
return -1;
}

        //判断ｓｆｄ是否还在集合中，如果在表示是该文件描述符触发的事件
if(FD_ISSET(sfd, &tempfds))
{
newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);
if(newfd == -1)
{
perror("accept error");
return -1;
}
printf("[%s:%d]-连接成功了newfd = %d\n",\
inet_ntoa(cin.sin_addr), \
ntohs(cin.sin_port) ,   newfd);      //4

            //将ｃｉｎ进行存储
cin_addr[newfd] = cin;

            //将ｎｅｗｆｄ放入ｒｅａｄｆｄｓ中，以便于下一次被检测
FD_SET(newfd, &readfds);
//更新ｍａｘｆｄ
if(newfd > maxfd)
{
maxfd = newfd;
}

        }

        //判断0 是否还在集合中，如果在表示是该文件描述符触发的事件
if(FD_ISSET(0,&tempfds))
{
//从终端输入一个字符串
fgets(sysbuf, sizeof(sysbuf), stdin);
sysbuf[strlen(sysbuf)-1] = 0;
printf("出发了终端输入事件，sysbuf = %s\n", sysbuf);

            //将该消息发送给所有的客户端
//将该消息发送给所有的客户端
for(int k=4; k<=maxfd; k++)
{

                send(k, sysbuf, strlen(sysbuf), 0);
printf("发送成功\n");

            }
}

        //判断是否是客户端发来数据的文件描述符集合中
for(int i=4; i<=maxfd; i++)
{
if(!FD_ISSET(i, &tempfds))
{
continue;
}

                //5、实现数据的收发
char buf[128] = "";

            //清空ｂｕｆ
bzero(buf, sizeof(buf));

            //从套接字中读取消息
//int res = read(newfd, buf, sizeof(buf));
int res = recv(i, buf, sizeof(buf), 0);
if(res == 0)
{
printf("客户端已经下线\n");
close(i);             //关闭通信的套接字

                //将当前套接字从检测文件描述符数组中移除
FD_CLR(i, &readfds);
//更新ｍａｘｆｄ
for(int j=maxfd; j>=sfd; j--)
{
if(FD_ISSET(j,&readfds))
{
maxfd = j;
break;
}
}

                continue;
}
printf("[%s:%d] : %s\n", \
inet_ntoa(cin_addr[i].sin_addr), \
ntohs(cin_addr[i].sin_port), buf) ;


//将该消息发送给所有的客户端
for(int k=4; k<=maxfd; k++)
{
if(k!=i)
{
send(k, buf, strlen(buf), 0);
printf("发送成功\n");
}
}
}
}
//6、关闭套接字
close(sfd);
return 0;
}

1> 将TCP基础通信实现一遍（包括客户端服务器）

程序源码：

TcpSer.c

#include <25072head.h>
#define SER_IP "192.168.153.128"    //服务器ip地址
#define SER_PORT 8888               //服务器端口号
int main(int argc, const char *argv[])
{
//1、创建一个用于连接的套接字文件描述符
int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sfd == -1)
{
perror("socket error");
return -1;
}
printf("sfd = %d\n", sfd);                //3

    //2、给套接字绑定ip地址和端口号
//2.1 准备地址信息结构体
struct sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;    //通信域地址族
sin.sin_port = htons(SER_PORT);   //服务器端口号
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);   //服务器ip地址

    //2.2 执行绑定工作
if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) ==-1)
{
perror("bind error");
return -1;
}
printf("bind success\n");

    //3、将套接字设置成被动监听状态
if(listen(sfd, 128) ==-1)
{
perror("listen error");
return -1;
}
printf("listen success\n");

    //4、阻塞等等客户端的连接
//4.1 定义地址信息结构体，用于接收客户端地址信息
struct sockaddr_in cin;
socklen_t addrlen = sizeof(cin);   //接收地址长度

    int newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);
if(newfd == -1)
{
perror("accept error");
return -1;
}
printf("[%s:%d]-连接成功了newfd = %d\n",\
inet_ntoa(cin.sin_addr), \
ntohs(cin.sin_port) ,   newfd);      //4
//5、实现数据的收发
char buf[128] = "";
while(1)
{
//清空buf
bzero(buf, sizeof(buf));

        //从套接字中读取消息
//int res = read(newfd, buf, sizeof(buf));
int res = recv(newfd, buf, sizeof(buf), 0);
if(res == 0)
{
printf("客户端已经下线\n");
close(newfd);             //关闭通信的套接字
break;
}
printf("[%s:%d] : %s\n", \
inet_ntoa(cin.sin_addr), \
ntohs(cin.sin_port), buf) ;

        //给消息加个笑脸还回去
strcat(buf, "*_*");
//write(newfd, buf, strlen(buf));
send(newfd, buf, strlen(buf), 0);
printf("发送成功\n");

    }
//6、关闭套接字
close(sfd);
return 0;
}

TcpCli.c

#include<25072head.h>
#define SER_IP "192.168.153.128"    //服务器ｉｐ地址
#define SER_PORT 8888               //服务器端口号
#define CLI_IP "192.168.153.128"     //客户端ｉｐ地址
#define CLI_PORT 7777               //客户端端口号
int main(int argc, const char *argv[])
{
//1、创建用于通信的套接字文件描述符
int cfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(cfd == -1)
{
perror("socket error");
return -1;
}

    //2、给客户端套接字绑定ip地址和端口号（可选）
//2.1 填充地址信息结构体
struct sockaddr_in cin;
cin.sin_family = AF_INET; 
cin.sin_addr.s_addr = inet_addr(CLI_IP);
cin.sin_port = htons(CLI_PORT);
//2.2 绑定
if(bind(cfd, (struct sockaddr*)&cin, sizeof(cin))==-1)
{
perror("bind error");
return -1;
}


//3、连接服务器
//3.1 组装对端地址信息结构体
struct sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;    //通信域
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);   //要连接的服务器ip
sin.sin_port = htons(SER_PORT);     //服务器的端口号
//3.2 连接操作
if(connect(cfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin))==-1)
{
perror("connect error");
return -1;
}


//4、数据通信
char buf[128] = "";
while(1)
{
//从终端输入要发送的消息
fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
buf[strlen(buf)-1] = 0;

        //判断输入内容
if(strcmp(buf, "quit")==0)
{
break;
}

        //将消息发送给服务器
//write(cfd, buf, strlen(buf));
send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
printf("发送成功\n");

        //接受服务器发来的消息
bzero(buf, sizeof(buf));
//int res = read(cfd, buf, sizeof(buf));
int res = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0);
if(res == 0)
{
printf("服务器已经下线\n");
break;
}
printf("收到服务器消息：%s\n", buf);

    }
//5、关闭套接字
close(cfd);

return 0;
}

2> 将UDP基础通信实现一遍（包括客户端服务器）

程序源码：

01udpSer.c

#include<25072head.h>
#define SER_IP "192.168.153.128"
#define SER_PORT 8888
int main(int argc, const char *argv[])
{
//1、创建一个用于通信的套接字文件描述符
int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sfd == -1)
{
perror("socket error");
return -1;
}
//2、绑定ip地址和端口号（必须）
//2.1 封装结构体
struct sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);
sin.sin_port = htons(SER_PORT);
//2.2 绑定
if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin))==-1)
{
perror("bind error");
return -1;
}
//3、数据收发
char buf[128] = "";      //用于接受对端消息
//定义一个地址信息结构体的变量，用于接收对端地址
struct sockaddr_in cin;    
socklen_t addrlen = sizeof(cin);   //接受地址长度
while(1)
{
//清空容器
bzero(buf, sizeof(buf));
//从套接字文件描述符中读取消息
recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);
printf("[%s:%d] : %s\n", 
inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), buf);
//给消息加个笑脸还回去
strcat(buf, "*_*");
//发送消息
sendto(sfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&cin, sizeof(cin));
printf("发送成功\n");

    }
//4、关闭套接字
close(sfd);
return 0;
}

02udpCli.c

#include<25072head.h>
#define SER_IP "192.168.153.128"    //服务器ｉｐ
#define SER_PORT 8888          //服务器端口号
#define CLI_IP "192.168.153.128"     //客户端ｉｐ
#define CLI_PORT 6666 //客户端端口号
int main(int argc, const char *argv[])
{
//1、创建一个用于通信的套接字文件描述符
int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(cfd == -1)
{
perror("socket error");
return -1;
}
//2、绑定ip和端口号（可选）
struct sockaddr_in cin;
cin.sin_family = AF_INET;
cin.sin_addr.s_addr = inet_addr(CLI_IP);
cin.sin_port = htons(CLI_PORT);
if(bind(cfd, (struct sockaddr*)&cin, sizeof(cin))==-1)
{
perror("bind error");
return -1;
}
//3、数据收发
char buf[128] = "";    //数据容器
struct sockaddr_in sin;     //目标地址
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(SER_PORT);
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);
socklen_t addrlen = sizeof(sin);
while(1)
{
//清空容器
bzero(buf, sizeof(buf));
fgets(buf, sizeof(buf), stdin);   //从终端获取数据
buf[strlen(buf)-1] = 0;

        if(strcmp(buf,"quit")==0)
{
break;
}

        //将数据发送给服务器
sendto(cfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin));
printf("发送成功\n");

//接收服务器发来的消息
bzero(buf, sizeof(buf));

        //recvfrom(cfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct socket*)&sin, &addrlen);
//recvfrom(cfd, buf, sizeof(buf), 0, NULL,NULL);
read(cfd, buf, sizeof(buf));
printf("收到服务器消息为：%s\n", buf);

    }
//4、关闭套接字
close(cfd);
return 0;
}

3> 将基于UDP的TFTP作业重新完善一遍

程序源码：

#include<25072head.h>

#define SER_IP "192.168.109.15"    //服务器ｉｐ
#define SER_PORT 69          //服务器端口号
#define CLI_IP "192.168.153.128"     //客户端ｉｐ
#define CLI_PORT 6666 //客户端端口号

int do_download(int sfd,struct sockaddr_in sin)
{
//向服务器发送一个下载请求
char msgbuf[516] = "";

    //组装协议
//１、组装操作码，下载请求的操作码为１
short *p1 = (short *)msgbuf;
*p1 = htons(1);           //网络字节序，因为是２字节无符号整数

    //2、将要下载的文件名放入
char filename[20] = "";
printf("请输入要下载的文件名：");
fgets(filename, sizeof(filename), stdin);
filename[strlen(filename)-1] = 0;

    //封装到协议中
char *p2 = msgbuf+2;         //跳过前两个字节
strcpy(p2, filename);

    //3、将传输模式放入协议中
char *p4 = p2+strlen(p2)+1;
strcpy(p4, "octet");

    int size = 2+strlen(p2)+strlen(p4)+2;
socklen_t addrlen=sizeof(sin);
//将请求数据包发送给服务器
sendto(sfd, msgbuf, size, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin));    


//以只写的形式打开一个名为filename的文件
int fd=-1;
if((fd=open(filename,O_CREAT|O_WRONLY,0664))==-1)
{
perror("open error");
return -1;
}

    while(1)
{
//通过recvfrom接受服务器传来的消息包
int len;
if((len=recvfrom(sfd,msgbuf,sizeof(msgbuf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen))==-1)
{
perror("recvfrom error");
return -1;
}
//解析传来的消息报中的前两字节
short x=ntohs(*(short*)msgbuf);
//判断如果前两字节的值为５，说明传过来的是错误消息包
if(x==5)
{
printf("[error-%d]:%s\n",ntohs(*(msgbuf+2)),msgbuf+4);
}

        //如果前两字节的值为３，则说明传来的是数据信息
else if(x==3)
{
//判断消息包的四个字节后的数据长度是否为512
//如果是将消息包的4个字节后的数据，写入到文件中
if(len==516)
{
write(fd,msgbuf+4,512);
//并回复一个:确认包

                //判断消息包的４字节后的数据长度是否为５１２，如果是
//将消息包的４字节后的数据，写入到文件中
//并且回复一个４字节确认包
short *p = (short *)msgbuf;
*p = htons(4);
sendto(sfd, msgbuf, 4, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin));    
}

            //如果消息包的４字节后的长度为小于５１２
if(len<516)
{
//将最后的数据写入到文件中，回复一个确认包，结束循环
write(fd,msgbuf+4,len-4);
short *p=(short *)msgbuf;
*p=htons(4);
sendto(sfd,msgbuf,4,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin));
printf("文件下载完成\n");
break;
}
}
}
}
int do_upload(int sfd,struct sockaddr_in sin)
{
char filename[20]="";
printf("请输入要上传的文件名>>>");
fgets(filename,20,stdin);
filename[strlen(filename)-1]=0;
//判断文件是否存在
int fd=open(filename,O_RDONLY);
if(fd<0)
{
if(errno == ENOENT)
{
printf(">>>文件不存在，请重新输入<<<\n");
return -2;
}
else
{
perror("open error");
return -1;
}
}
//发送上传请求
//上传协议
char buf[516]="";
int size = sprintf(buf, "%c%c%s%c%s%c", 0, 2, filename, 0, "octet", 0);

    if(sendto(sfd, buf, size, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin))<0)
{
perror("sendto error");
return -1;
}

    //循环接收发送数据包
int recv_len;
unsigned short num = 0;
socklen_t addrlen = sizeof(sin);
while(1)
{
bzero(buf, 516);
recv_len = recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&sin, &addrlen);
if(recv_len < 0)
{
perror("recvfrom error");
return -1;
}

        //操作码的范围是1-5,因为是网络字节序
//所以有效操作吗存储在高位,即buf[1]的位置.
//printf("buf[1] = %d\n", buf[1]);     //4 服务器返回应答包
if(4 == buf[1])
{
//判断当前数据包的编号是否等于应答包的编号
//防止数据包在传送过程丢包或重复收包
if(num == ntohs(*(unsigned short*)(buf+2)))
{
//修改操作码为数据包
buf[1] = 3;

                //填充块编号
num++;
*(unsigned short*)(buf+2) = htons(num);

                //读取数据
//发送数据
int res = read(fd, buf+4, 512);
if(res < 0)
{
perror("read error");
return -1;
}
else if(0 == res)
{
printf("-----文件上传完毕-----\n");
break;
}

                //发送数据包
//发送的数据包大小为,读取到的字节数(res)+操作码(2byte)+快编号(2byte)
if(sendto(sfd, buf, res+4, 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) <0)
{
perror("sendto error");
return -1;
}
}
else
{
printf("-----文件上传失败,请检查网络环境-----\n");
break;
}
}
else if(5 == buf[1])
{
printf("-----ERROR:%s-----\n", buf+4);
break;
}

    }
return 0;
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
//1、创建一个用于通信的套接字文件描述符
int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sfd == -1)
{
perror("socket error");
return -1;
}


/*２、绑定ｉｐ和端口号（可选）
struct sockaddr_in cin;
cin.sin_family = AF_INET;
cin.sin_addr.s_addr = inet_addr(CLI_IP);
cin.sin_port = htons(CLI_PORT);
if(bind(cfd, (struct sockaddr*)&cin, sizeof(cin))==-1)
{
perror("bind error");
return -1;
}*/

//３、数据收发
struct sockaddr_in sin;     //目标地址
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(SER_PORT);
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);
socklen_t addrlen = sizeof(sin);

    char choose;
while(1)
{
system("clear");
printf("******************\n");
printf("******1.下载******\n");
printf("******2.上传******\n");
printf("******3.退出******\n");
printf("******************\n");

        scanf("%c", &choose);
while(getchar()!=10);

        switch(choose)
{
case '1':
//下载功能, todo
do_download(sfd, sin);
break;
case '2':
//上传功能,todo
do_upload(sfd, sin);
break;
case '3':
goto END;
break;
default:
printf("输入错误\n");
}
printf("请输入任意字符清屏>>>");
while(getchar()!=10);        
}

//关闭文件描述符
END:
close(sfd);
return 0;
}


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