【0815作业】搭建select的TCP客户端、poll客户端、tftp文件上传
IO多路复用（重点！！！）
- 进程中如果同时需要处理多路输入输出流，在使用单进程单线程的情况下，同时处理多个输入输出请求。
- 在无法用多进程多线程，可以选择用IO多路复用；
- 由于不需要创建新的进程和线程，减少系统的资源开销，减少上下文切换的次数。
- 允许同时对多个IO进行操作，内核一旦发现进程执行一个或多个IO事件，会通知该进程。
1 搭建select的TCP客户端
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 6666 //1024-49151
#define IP "192.168.1.103" //ifconfig查看本机ip
int main(int argc, const char *argv[])
{
//创建流式套接字
int cfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(cfd < 0)
{
ERR_MSG("socket");
return -1;
}
printf("cfd= %d\n",cfd);
//绑定客户端的IP和端口--->非必须绑定
//若不绑定，则操作系统会给客户端绑定客户端所在的主机IP，以及随机端口号（49152~65535）
//填充地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定
//AF_INET: man 7 ip
//要连接哪个服务器就填对应的IP和端口
struct sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET; //必须填AF_INET
sin.sin_port = htons(PORT); //端口号：填服务器绑定的端口号
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //IP地址：服务器绑定的IP地址
//连接服务器
if(connect(cfd, (struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
{
ERR_MSG("connect");
return -1;
}
//为select做准备
fd_set readfd;
fd_set tmpfd;
FD_ZERO(&readfd);
FD_ZERO(&tmpfd);
FD_SET(0,&readfd);
FD_SET(cfd,&readfd);
int se_res =-1;
ssize_t res = 0;
char buf[128]="";
socklen_t addrlen = sizeof(sin);
while(1)
{
tmpfd = readfd;
//使用select判断阻塞
se_res = select(cfd+1,&tmpfd,NULL,NULL,NULL);
if(0 == se_res)
{
printf("time out...\n");
break;
}
if(se_res < 0)
{
ERR_MSG("select");
return -1;
}
printf("select succuss\n");
for(int i=0;i<=cfd;i++)
{
//判断接触阻塞文件描述符符号
if(FD_ISSET(i,&tmpfd)==0)
continue;
//判断是否为0号文件描述符
if(0 == i)
{
printf("i == 0\n");
//从终端读取数据
bzero(buf,sizeof(buf));
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
buf[strlen(buf)-1]=0;
//把读取的数据发送到服务器中
if(send(cfd,buf,strlen(buf),0) < 0)
{
perror("send");
return -1;
}
printf("send succuss\n");
continue;
}
//判断是否为cfd文件描述符
else if(cfd == i)
{
printf("i == %d\n",i);
//接收客户端数据
bzero(buf,sizeof(buf));
res = recv(cfd,buf,sizeof(buf),0);
if(res < 0)
{
perror("recv");
return -1;
}
//输出接收的信息在终端上
printf("recv succuss\n");
printf("[%s : %d : %d]%s\n",inet_ntoa(sin.sin_addr),\
ntohs(sin.sin_port),cfd,buf);
continue;
}
}
}
//关闭文件描述符
close(cfd);
return 0;
} 1.1 测试结果
1）服务器
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ gcc 02_selectTcpSer.c -o ser
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ ./ser
sfd= 3
允许端口快速重用成功
bind success
listen success
__96__
触发客户端连接事件[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 客户端连接成功
__96__
触发客户端交互事件
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 : 123
send success
__96__
触发客户端交互事件
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 : 213
send success
1111
__96__
触发键盘输入事件
: 1111
1111
__96__
触发键盘输入事件
: 1111
1111
__96__
触发键盘输入事件
: 1111
__96__
触发客户端交互事件
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 客户端已下线
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 :
__188__send: Bad file descriptor
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$
2）客户端
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ gcc 04_selectTcpCli.c -o cli
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ ./cli
cfd= 3
123
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]123*_*
213
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]213*_*
^C
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$
2 搭建poll客户端
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 6666 //1024-49151
#define IP "192.168.1.103" //ifconfig查看本机ip
int main(int argc, const char *argv[])
{
//创建流式套接字
int cfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(cfd < 0)
{
ERR_MSG("socket");
return -1;
}
printf("cfd= %d\n",cfd);
//绑定客户端的IP和端口--->非必须绑定
//若不绑定，则操作系统会给客户端绑定客户端所在的主机IP，以及随机端口号（49152~65535）
//填充地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定
//AF_INET: man 7 ip
//要连接哪个服务器就填对应的IP和端口
struct sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET; //必须填AF_INET
sin.sin_port = htons(PORT); //端口号：填服务器绑定的端口号
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //IP地址：服务器绑定的IP地址
//连接服务器
if(connect(cfd, (struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
{
ERR_MSG("connect");
return -1;
}
//定义集合
struct pollfd fds[2];
//将需要监测的文件描述符添加到集合中
fds[0].fd = 0;
fds[0].events = POLLIN;
fds[1].fd = cfd;
fds[1].events = POLLIN;
char buf[128]="";
ssize_t res = 0;
int p_res = -1;
while(1)
{
p_res = poll(fds,2,-1);
if(p_res < 0)
{
ERR_MSG("poll");
return -1;
}
else if(0 == p_res)
{
printf("time out...");
break;
}
//能运行到当前位置，则代表集合中有文件描述符准备就绪
//判断是哪个文件描述符准备就绪，则对应处理函数即可
//判断集合中的每个文件描述符的revents中是否有POLLIN
//从revents中将代表POLLIN的那一位单独提取出来，判断是1还是0
if((fds[0].revents & POLLIN) != 0)
{
printf("触发键盘输入事件\n");
bzero(buf,sizeof(buf));
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
buf[strlen(buf)-1] = 0;
//发送数据
if(send(cfd,buf,sizeof(buf),0) < 0)
{
ERR_MSG("send");
return -1;
}
printf("send succuss\n");
}
if(fds[1].revents & POLLIN)
{
printf("触发服务器交互事件\n");
//接收数据
bzero(buf,sizeof(buf));
res=recv(cfd,buf,sizeof(buf),0);
if(res < 0)
{
ERR_MSG("res");
return -1;
}
else if(0 == res)
{
printf("[%s : %d]cfd=%d 服务器掉线\n",IP,PORT,cfd);
break;
}
printf("[%s : %d]cfd=%d : %s\n",IP,PORT,cfd, buf);
}
}
//关闭文件描述符
close(cfd);
return 0;
} 2.1 测试结果
1）客户端cli
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ ./a.out
cfd= 3
111
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]111*_*
2222
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]2222*_*
3333
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]3333*_*
^C
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$
2）服务器ser
3 tftp上传的代码完成
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 69 //服务器绑定的端口号
#define IP "192.168.1.107" //服务器的IP地址
int do_download(int cfd,struct sockaddr_in sin);
int do_upload(int cfd, struct sockaddr_in sin);
int main(int argc, const char *argv[])
{
//创建报式套接字
int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(cfd < 0)
{
ERR_MSG("socket");
return -1;
}
printf("cfd = %d\n",cfd);
//绑定客户端的地址信息结构体到套接字上--->非必须绑定
//若不绑定，则操作系统会给客户端绑定运行主机的IP和随机的端口号
//填充要连接的服务器地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定
//要发给谁，就填谁的地址信息
//AF_INET : man 7 ip
struct sockaddr_in sin;
socklen_t addrlen=sizeof(sin);
sin.sin_family = AF_INET; //必须填AF_INET
sin.sin_port = htons(PORT); //端口号：服务器绑定的端口号
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //服务器绑定的IP
char choose =0;
while(1)
{
printf("------------------------\n");
printf("---------1. 下载--------\n");
printf("---------2. 上传--------\n");
printf("---------3. 退出--------\n");
printf("------------------------\n");
printf("------------------------\n");
printf("请输入>>> ");
choose = getchar();
while(getchar() != 10); //循环获取字符，直到遇到\n结束循环
switch(choose)
{
case '1':
do_download(cfd,sin);
break;
case '2':
do_upload(cfd,sin);
break;
case '3':
goto END;
break;
default:
printf("输入错误！请重新输入\n");
}
}
END:
//关闭文件描述符
close(cfd);
return 0;
}
int do_download(int cfd, struct sockaddr_in sin)
{
//组包准备发送下载请求
char buf[516]="";
char name[20]="";
printf("请输入要下载的文件名>>> ");
scanf("%s",name);
while(getchar()!=10);
unsigned short *p1=(short*)buf; //操作码
*p1=htons(1);
char *p2=buf+2; //文件名
strcpy(p2,name);
char *p3=p2+strlen(p2); //第一个0
*p3=0;
char *p4=p3+1; //模式
strcpy(p4,"octet");
size_t size=2+strlen(p2)+1+strlen(p4)+1; //操作码+文件名+0+模式+0
//发送下载请求
if(sendto(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
{
ERR_MSG("sendto");
return -1;
}
//创建下载文件并清空
int fd = -1; //必须初始化成一个无效的文件描述符
socklen_t addrlen = sizeof(sin);
ssize_t res = 0;
unsigned short num = 0; //记录本地的块编号
//发送下载请求
while(1)
{
//接收数据
bzero(buf,sizeof(buf));
res = recvfrom(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen);
if(res < 0)
{
ERR_MSG("recvfrom");
return -1;
}
if(3 == buf[1]) //数据包
{
//判断服务器返回的数据包的块编号与本地记录的块编号是否一致
if(*(unsigned short*)(buf+2) == htons((num+1)))
{
num++; //更新本地记录的块编号
if(-1 == fd)
{
fd=open(name,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);
if(fd < 0)
{
perror("open");
return -1;
}
}
//将数据写到文件中
if(write(fd,buf+4,res-4) < 0 )
{
perror("write");
return -1;
}
//发送ACK
buf[1] = 4;
//*p1=htons(4);
if(sendto(cfd,buf,4,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
{
ERR_MSG("sendto");
return -1;
}
//若接收到的数据小于512跳出循环，结束下载
if(res-4 < 512)
{
printf("%s 文件下载完毕\n",name);
break;
}
}
}
else if(5 == buf[1]) //错误包
{
printf("错误: %d %s\n",ntohs(*(short*)(buf+2)),buf+4);
close(fd);
return -1;
}
}
close(fd);
return 0;
}
int do_upload(int cfd, struct sockaddr_in sin)
{
//组包准备发送上传请求
char buf[516]="";
char name[20]="";
printf("请输入要上传的文件名>>> ");
scanf("%s",name);
while(getchar()!=10);
int fd = open(name,O_RDONLY);
if(fd < 0)
{
if( errno == ENOENT)
{
printf(">>>文件不存在，请重新输入<<<\n");
return -2;
}
else
{
ERR_MSG("open");
return -1;
}
}
//组包准备发送上传请求
unsigned short *p1=(short*)buf; //操作码
*p1=htons(2);
char *p2=buf+2; //文件名
strcpy(p2,name);
char *p3=p2+strlen(p2); //第一个0
*p3=0;
char *p4=p3+1; //模式
strcpy(p4,"octet");
size_t size=2+strlen(p2)+1+strlen(p4)+1; //操作码+文件名+0+模式+0
//发送上传请求
if(sendto(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
{
ERR_MSG("sendto");
return -1;
}
//循环接收发送数据包
ssize_t res;
unsigned short num = 0;
socklen_t addrlen = sizeof(sin);
while(1)
{
//将数据从文件中读取到buf中
bzero(buf,sizeof(buf));
res = recvfrom(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen);
if(res < 0)
{
ERR_MSG("recvfrom");
return -1;
}
//操作码的范围是1-5，因为是网络字节序
//所以有效操作码存储在高位，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]) //数据包
{
//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
res = read(fd,buf+4,sizeof(buf)-4);
if(res < 0)
{
ERR_MSG("read");
return -1;
}
else if(0 == res)
{
printf("%s 文件上传完毕!\n",name);
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+块编号2bytes
if(sendto(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
{
ERR_MSG("sendto");
return -1;
}
}
else
{
printf("文件上传失败，请检查网络环境\n");
break;
}
}
else if(5 == buf[1]) //错误包
{
printf("错误: %d %s\n",ntohs(*(short*)(buf+2)),buf+4);
close(fd);
return -1;
}
}
close(fd);
return 0;
} 3.1 测试结果
1）下载
2）上传