TCP/IP编程实现远程文件传输

在TCP/IP网络结构中，为了保证网络安全，网络人员往往需要在路由器上添加防火墙，禁止非法用户用 ftp等安全危害较大的TCP/IP协议访问主机。而有时系统维护人员需要用ftp将一些文件从中心机房主机传到前端网点主机上，比如应用程序的替换升 级。如果每次传输文件时都要打开防火墙，未免显得有些繁琐，要是在自己的应用程序中增加一个专门的文件传输模块，那将是十分愉快的事情。

UNIX网络程序设计一般都采用套接字(socket)系统调用。针对目前十分流行的客户/服务器模式，其程序编写步骤如下：
1.Socket系统调用
为了进行网络I/O，服务器和客户机两端的UNIX进程要做的第一件事是调用socket()系统调用，建立软插座，指明合适的通讯协议。格式为：
＃include >sys/types.h>
＃include >sys/socket.h>
int socket(int family,int type,int protocol)
其中：(1)family指明套节字族，其值包括：
AF_UNIX　　 (UNIX内部协议族)
AF_INET　　 (Iternet协议)
AF_NS (XeroxNs协议，TCP/IP编程取该值)
AF_IMPLINK　 (IMP链接层)
(2)type 指明套接字类型，取值有：
SOCK_STREAM 　　　　(流套接字)
SOCK_DGRAM 　　　　(数据报套接字)
SOCK_RAW　 　　　　(原始套接字)
SOCK_SEQPACKET　　 (定序分组套接字)
一般情况下，前两个参数的组合就可以决定所使用的协议，这时第三个参数被置为0，如果第一个参数为AF_INET，第二个参数选 SOCK_STREAM，则使用的协议为TCP；第二个参数选SOCK_DGRAM，则使用的协议为UDP；当第二个参数选SOCK_RAW时，使用的协 议为IP。值得指出的是并不是所有的族和类型的组合都是合法的，具体请查阅相关资料。该系统调用若成功则返回一个类似文件描述符，成为套节字描述字，可以 像文件描述符那样用read和write对其进行I/O操作。当一个进程使用完该软插座时，需用close(<描述符>)关闭(具体见后面内 容)。
2.服务器端Bind系统调用
软插座创建时并没有与任何地址相关联，必须用bind()系统调用为其建立地址联系。其格式为：
＃include <sys/types.h>
＃include <sys/socket.h>
int bind(int socketfd,struct sockaddr_in ＊localaddr,sizeof(localaddr));
其中：(1)第一个参数socketfd是前步socket()系统调用返回的套节字描述符。
(2)第二个参数被捆向本地地址的一种结构，该结构在sys/netinet/in.h中定义：
struct sockaddr_in{
short sin_family;/＊socket()系统调用的协议族如AF_INET＊/
u_short sin_port;/＊网络字节次序形式的端口号码＊/
struct in_addr sin_addr;/＊网络字节次序形式的网络地址＊/
char sin_zero[8];
}
一台机器上的每个网络程序使用一个各自独立的端口号码，例如：telnet程序使用端口号23，而ftp文件传输程序使用端口号21。我们在设计应用 程序时，端口号码可以由getservbyname()函数从/etc/services库文件中获取，也可以由htons (int portnum) 函数将任意正整数转换为网络字节次序形式来得到，有些版本的UNIX操作系统则规定1024以下的端口号码只可被超级用户使用，普通用户程序使用的端口号 码只限于1025到32767之间。网络地址可以由gethostbyname(char＊hostname)函数得到(该函数和 getservbyname()一样都以网络字节次序形式返回所有在他们结构中的数据)，参数hostname为/etc/hosts文件中某一网络地址 所对应的机器名。该函数返回一个类型为hostent的结构指针，hostent结构在netdb.h中定义：
struct hostent{
char ＊h_name;
char ＊＊h_aliases;
int h_addrtype;
int h_length;　　/＊地址长度＊/
char ＊＊h_addr_list;
＃define h_addr h_addr_list[0];/＊地址＊/
}
(3)第三个参数为第二个结构参数的长度，如果调用成功，bind返回0，否则将返回－1并设置errno。
3.服务器端系统调用listen，使服务器愿意接受连接
格式：int listen(int socketfd,int backlong)
它通常在socket和bind调用后在accept调用前执行。第二个参数指明在等待服务器执行accept调用时系统可以排队多少个连接要求。此参数常指定为5，也是目前允许的最大值。
4.服务器调用accept,以等待客户机调用connect进行连接。格式如下：
int newsocket=(int socketfd,struct sockaddr_in ＊peer,int＊addrlen);
该调用取得队列上的第一个连接请求并建立一个具有与sockfd相同特性的套节字。如果没有等待的连接请求，此调用阻塞调用者直到一连接请求到达。连 接成功后，该调用将用对端的地址结构和地址长度填充参数peer和addlen，如果对客户端的地址信息不感兴趣，这两个参数用0代替。
5.客户端调用connect()与服务器建立连接。格式为：
connect(int socketfd,struct sockaddr_in ＊servsddr,int addrlen)
客户端取得套接字描述符后，用该调用建立与服务器的连接，参数socketfd为socket()系统调用返回的套节字描述符，第二和第三个参数是指 向目的地址的结构及以字节计量的目的地址的长度(这里目的地址应为服务器地址)。调用成功返回0，否则将返回－1并设置errno。
6.通过软插座发送数据
一旦建立连接，就可以用系统调用read和write像普通文件那样向网络上发送和接受数据。Read接受三个参数：一个是套节字描述符；一个为数据 将被填入的缓冲区，还有一个整数指明要读的字节数，它返回实际读入的字节数，出错时返回－1，遇到文件尾则返回0。Write也接受三个参数：一个是套节 字描述符；一个为指向需要发送数据的缓冲区，还有一个整数指明要写入文件的字节个数，它返回实际写入的字节数，出错时返回－1。当然，也可以调用send 和recv来对套节字进行读写，其调用与基本的read和write系统调用相似，只是多了一个发送方式参数。
7.退出程序时，应按正常方式关闭套节字。格式如下：
int close(socketfd)
前面介绍了UNIX客户/服务器模式网络编程的基本思路和步骤。值得指出的是socket编程所涉及的系统调用不属于基本系统调用范围，其函数原形在libsocket.a文件中，因此，在用cc命令对原程序进行编译时需要带－lsocket选项。
现在，我们可以针对文章开头提出的问题着手进行编程了。在图示的网络结构中，为使中心机房的服务器能和网点上的客户机进行通信，需在服务器端添加通过 路由器1 1 1 2到客户机的路由，两台客户机也必须添加通过路由器2 2 2 1到服务器的路由。在服务器的/etc/hosts文件中应该包含下面内容：
1.1.1.1　　server
2.2.2.2　　cli1
2.2.2.3　　cli2
客户机的/etc/hosts文件中应该有本机地址信息和服务器的地址信息，如cli1客户机的/etc/hosts文件：
2.2.2.2　　cli1
1.1.1.1　　server
网络环境搭建好后，我们可以在服务器端编写fwq.c程序，负责接受客户机的连接请求，并将从源文件中读取的数据发送到客户机。客户机程序khj.c向服务器发送连接请求，接收从服务器端发来的数据，并将接收到的数据写入目标文件。源程序如下：
/＊服务器源程序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(″
″);

printf(″

输入要传输的文件名：″)；
scanf(″％s″,file);
if ((source=open(file,O_RDONLY))<0){
perror(″源文件打开出错″)；
exit(1);
}
printf(″
在传送文件，稍候…″)；
hp=gethostbyname(″server″);
if (hp==NULL){
perror(″返回主机地址信息错!!!″)；
exit(2);
}
s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(s<0){
perror(″获取SOCKET号失败!!!″)；
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(″不能将服务器地址捆绑到SOCKET号上!!!″)；
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);/＊每次接受客户机连接，应将用于读的源文件指针移到文件头＊/
write(ns,file,sizeof(file))； /＊发送文件名＊/
while((k=read(source,buf,sizeof(buf)))>0)
write(ns,buf,k);
printf(″

传输完毕!!!
″);
close(ns);
}
close(source);
exit(0);
/＊客户机源程序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=″

正在接收文件″；
int target;
register int k,s;
struct sockaddr_in sin;
struct hostent ＊hp;
system(″clear″);
printf(″
″);

hp=gethostbyname(″server″);
if(hp==NULL){
perror(″返回服务器地址信息错!!!″)；
exit(1);
}
s=socket(AF_INET，SOCK_STREAM,0);
if(s<0){
perror(″获取SOCKET号失败!!!″)；
exit(2);
}
sin.sin_family=AF_INET;
sin.sin_port=htons(1500);/＊端口号需与服务器程序使用的一致＊/
bcopy(hp－>h_addr,＆sin.sin_addr,hp－>h_length);
printf(″

正在与服务器连接…″)；
if(connect(s,＆sin,sizeof(sin),0)<0){
perror(″不能与服务器连接!!!″)；
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(″不能打开目标文件!!″)；
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(″

接收文件成功!!!
″);
close(s);
close(target);
}
上述程序在Sco Unix System v3.2及Sco TCP/IP Rumtime环境下调试通过。