目录
1.项目介绍
2.项目运行展示
3.实现思路
服务端:
客户端:
4.相关调用函数
socket():创建一个网络通信端点原型:int socket(int domain, int type, int protocol);
atoi():将字符串转变成整型数据原型:int atoi(const char *nptr);
htons():将16位无符号数从主机字节序转换成网络字节序原型:uint16_t htons(uint16_t hostshort);
inet_aton():将IP地址从字符串类型转换成网络字节序原型:int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
inet_ntoa():将IP地址从网络字节序转换成字符串类型原型:char *inet_ntoa(struct in_addr in);
bind():为套接字添加信息(协议族、IP地址、端口号)原型:int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
listen():监听客户端的连接原型:int listen(int sockfd, int backlog);
accept():等待客户端的连接,当没有客户端连接时,accept()会阻塞等待原型:int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
connect():客户端连接服务器原型:int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
fork():创建一个子进程原型:pid_t fork(void)
open():打开一个文件原型:int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
read():从某个文件中读取数据,没读到数据时会阻塞等待原型:int read(int fd, void *buf, size_t count);
write():向某个文件写入数据原型:int write(int fd, const void *buf, size_t count);
lseek():移动文件的光标,通常用lseek(fd,0,SEEK_END)获取文件长度原型:int lseek(int fd, off_t offset, int whence);
close(),一般不用主动关闭文件,在进程终止时,内核自动关闭该进程打开的文件原型:int close(int fd)
strtok():字符串分割函数原型:char *strtok(char *str, const char *delim);
strcmp():字符串比较函数原型:int strcmp(const char *s1, const char *s2);
strstr():字符串包含函数原型:char *strstr(const char *s1, const char *s2);
strcat():字符串拼接函数原型:char *strcat(char *str1, const char *str2);
strcpy():字符串复制函数原型:char *strcpy(char *str1, const char *str2)
memset():将一块内存设定成指定的值原型:void *memset(void *s, int c, size_t n);
system():执行某个命令,命令执行后继续从调用点执行程序原型:int system(const char *command);
popen():执行某个命令,并将执行命令后得到的数据存放到一个文件流中原型:FILE *popen(const char *command, const char *type);
fread():从某个文件流中读取数据原型:int fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb,FILE *stream);
fflush():刷新缓冲区,将某个流未写的数据传送至内核原型:int fflush(FILE *stream);
chdir():修改当前的工作目录原型:int chdir(const char *path);
access():查看文件是否具有某个权限原型: int access(const char * pathname,int mode);
5.完整代码示例和解析
服务端代码:
客户端代码:
在 Linux 环境下使用文件、线程、网络编程等相关操作,实现 ls、lls、cd、lcd、put、get、pwd、lpwd 功能。 树莓派 3B 作为服务端、Ubuntu 作为客户端,允许 Ubuntu 上多个进程作客户端连接服务端。客户端使用 lls、 lcd、lpwd 命令查看客户端目录文件、切换工作目录、查看当前目录;使用 ls、cd、pwd 命令查看服务端目录文件、切换工作目录、查看当前目录;使用 put 加文件名将客户端文件上传至服务端,使用 get 加文件名从 服务端将文件下载至客户端,实现在同一局域网下树莓派 3B 和 Ubuntu 之间文件的
返回值:调用成功返回套接字描述符,调用失败返回-1
参数:
int domain:指明所使用的协议族,通常为 AF_INET,表示互联网协议族(TCP/IP 协议族)
int type:选择套接字的类型,在这里我们用SOCK_STREAM
int protocol:选择协议,通常为0, 表示type参数对应的默认协议
返回值:返回转换之后得到的int型数据
参数:
返回值:转换之后的TCP/IP网络字节序
参数:
返回值:调用成功返回非0,调用失败返回0
参数:
返回值:指向字符串类型IP地址的字符串指针
参数:
返回值:调用成功返回0,调用失败返回-1
参数:
返回值:调用成功返回0,调用失败返回-1
参数:
返回值:调用成功返回0,调用失败返回-1
参数:
返回值:调用成功返回套接字描述符,调用失败返回-1
参数:
返回值:调用成功返回两次,0或非负整数,调用失败返回-1
返回值:调用成功返回一个文件描述符,调用失败返回-1
参数:
返回值:读入成功时,返回读取的字节数(如果读文件开始前光标到达文件尾端则返回0)读入失败时,返回-1
参数:
返回值:写入成功时,返回写入的字节数,写入数据为空返回0,写入失败返回-1
参数:
返回值:调用成功返回光标偏移字节,调用失败返回-1
参数:
返回值:调用成功返回0,调用失败时返回-1
参数:
返回值:
参数:
返回值:如果两个字符串相等返回0,两个字符串不相等返回其他值
参数:
返回值:如果字符串s1包含字符串s2,返回包含字符及后面字符,如果字符串s1不包含字符串s2则返回NULL
参数:
返回值:返回指向字符串2拼接到字符串1的字符串地址的指针
参数:
返回值:返回指向字符串2复制到字符串1尾端的字符串地址的指针
参数:
返回值:返回一个指向内存s的指针
参数:
返回值:
参数:
返回值:调用成功返回文件流,调用失败返回NULL
参数:
返回值:读入成功时,返回读取的字节数,读入失败时,返回-1
参数:
返回值:调用成功返回0,调用失败返回EOF
参数:
返回值:调用成功返回0,调用失败返回-1
参数:
返回值:如果文件具有某种权限返回0,不具有某种权限返回-1
参数:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define LS 1
#define CD 2
#define PWD 3
#define PUT 5
#define GET 15
struct Msg
{
int type;
char cmd[50];
char data[5120];
};
int cmd_distinguish(char *cmd)
{
int ret;
cmd = strtok(cmd,"\n"); //由于客户端获取用户输入时,会使用enter键,因此传输到服务器的命令都带有换行符,需要进行命令分割
if(!strcmp("ls",cmd)){
ret = LS;
}else if(strstr(cmd,"cd") != NULL){
ret = CD;
}else if(strstr(cmd,"get") != NULL){
ret = GET;
}else if(strstr(cmd,"put") != NULL){
ret = PUT;
}else if(!strcmp("pwd",cmd)){
ret = PWD;
}else{
ret = 0;
}
return ret;
}
//将带有文件名、路径名的命令进行处理分割
//如命令“get 1.c”,该函数就会返回1.c
char *str_decompose(char *cmd)
{
strtok(cmd," ");
cmd = strtok(NULL," ");
return cmd;
}
void cmd_handle(int ret,struct Msg msg,int c_fd)
{
FILE *fp = NULL;
int n_fread;
char file_path[20] = "./"; //当前路径
switch(ret){
case PWD:
fp = popen("pwd","r"); //调用终端执行pwd命令,并将数据存放到fp文件流中
memset(msg.data,0,sizeof(msg.data));
n_fread = fread(msg.data,1,sizeof(msg.data),fp);//读取文件流的数据
msg.type = 0;
write(c_fd,&msg,sizeof(msg)); //向客户端发送数据
fflush(stdout); //刷新标准输出缓冲区,把输出缓冲区里的东西强制打印到标准输出设备上
break;
case LS:
fp = popen("ls","r");
memset(msg.data,0,sizeof(msg.data));
n_fread = fread(msg.data,1,sizeof(msg.data),fp);
msg.type = 0;
write(c_fd,&msg,sizeof(msg));
fflush(stdout);
break;
case CD:
if(chdir(str_decompose(msg.cmd)) <0){ //修改当前工作目录
perror("chdir");
}
break;
case GET:
strcat(file_path,str_decompose(msg.cmd));
if(access(file_path,F_OK) < 0){ //判断服务器是否拥有客户端想要获取的文件
perror("access");
memset(msg.data,0,sizeof(msg.data));
msg.type = 0;
strcpy(msg.data,"Target file does not exist");
write(c_fd,&msg,sizeof(msg));
}else if(access(file_path,R_OK) < 0){ //判断服务器是否对该文件有读权限
memset(msg.data,0,sizeof(msg.data));
msg.type = 0;
strcpy(msg.data,"The target file does not have read permission");
write(c_fd,&msg,sizeof(msg));
}else{ //获取该文件的内容,发送给客户端
int file_fd = open(file_path,O_RDONLY,0600);
if(file_fd < 0){
perror("open");
}
int file_size = lseek(file_fd,0,SEEK_END);
if(file_size < 0){
perror("lseek");
}
lseek(file_fd,0,SEEK_SET);
memset(msg.data,0,sizeof(msg.data));
msg.type = GET;
if(read(file_fd,msg.data,file_size) < 0){
perror("read");
}
close(file_fd);
write(c_fd,&msg,sizeof(msg));
}
break;
case PUT:
strcat(file_path,str_decompose(msg.cmd));
int file_fd = open(file_path,O_RDWR|O_CREAT,0666); //创建一个文件,写入客户端想要存放的文件的数据
if(file_fd < 0){
perror("open");
}
if(write(file_fd,msg.data,strlen(msg.data)) < 0){
perror("write");
}
close(file_fd);
break;
}
}
int main(int argc,char **argv)
{
struct sockaddr_in so_addr;
struct sockaddr_in cl_addr;
if(argc != 3){
printf("Insufficient or inconsistent parameters\n");
exit(-1);
}
memset(&so_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
memset(&cl_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
//1.socket
int s_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(s_fd == -1){
printf("socket is failusr\n");
perror("socket");
exit(-1);
}
so_addr.sin_family = AF_INET;
so_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //将端口号转化成网络字节序
inet_aton(argv[1],&so_addr.sin_addr); //将IP地址转化为网络字节序
//2.bind
int bd = bind(s_fd,(struct sockaddr *)&so_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
if(bd == -1){
printf("bind is failusr\n");
perror("bind");
exit(-1);
}
//3.listen
int ln = listen(s_fd,10);
if(ln == -1){
printf("listen is failusr\n");
perror("listen");
exit(-1);
}
int c_fd;
int mark = 0;
int clean = sizeof(struct sockaddr_in);
pid_t pid;
while(1){
//4.accept
c_fd = accept(s_fd,(struct sockaddr *)&cl_addr,&clean);
if(c_fd == -1){
printf("accept is failusr\n");
perror("accept:");
exit(-1);
}
mark++;
printf("get No.%d connect: %s\n",mark,inet_ntoa(cl_addr.sin_addr));
//连接成功后创建子进程接受客户端命令
pid = fork();
if(pid < 0){
perror("fork");
exit(-1);
}
else if(pid == 0){
char *fp = NULL;
struct Msg msg;
int ret = 0;
int c_read;
while(1){
memset(msg.cmd,0,sizeof(msg.cmd));
c_read = read(c_fd,&msg,sizeof(msg)); //读取客户端发送的命令
if(c_read <= 0){
perror("read");
break;
}else{
printf("get size is %d's cmd from NO.%d client:%s\n",c_read,mark,msg.cmd);
ret = cmd_distinguish(msg.cmd); //对客户端传送的命令进行识别
cmd_handle(ret,msg,c_fd); //对相关命令进行处理
}
}
}
close(c_fd);
}
close(s_fd);
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct Msg
{
int type;
char cmd[50];
char data[5120];
};
#define LLS 1
#define LCD 2
#define LPWD 3
#define CD 4
#define LQUIT 7
#define PUT 8
#define CMD 9
#define QUIT 12
#define LS 13
#define PWD 14
#define GET 15
int cmd_distinguish(char *cmd)
{
int ret;
cmd = strtok(cmd,"\n");
if(!strcmp("lls",cmd)){
ret = LLS;
}else if(strstr(cmd,"lcd") != NULL){
ret = LCD;
}else if(!strcmp("lpwd",cmd)){
ret = LPWD;
}else if(!strcmp("ls",cmd)){
ret = LS;
}else if(!strcmp("lquit",cmd)){
ret = LQUIT;
}else if(strstr(cmd,"cd") != NULL){
ret = CD;
}else if(strstr(cmd,"get") != NULL){
ret = GET;
}else if(strstr(cmd,"put") != NULL){
ret = PUT;
}else if(!strcmp("pwd",cmd)){
ret = PWD;
}else{
ret = 0;
}
return ret;
}
char *str_decompose(char *cmd)
{
strtok(cmd," ");
cmd = strtok(NULL," ");
return cmd;
}
int cmd_handle(int ret,struct Msg msg,int c_fd)
{
FILE *fp = NULL;
int n_fread;
char file_path[20] = "./";
char tmp_cmd[50];
switch(ret){
case LPWD:
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
system("pwd"); //调用终端执行pwd命令,并将数据输出到标准输出上
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
break;
case LLS:
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
system("ls"); //调用终端执行ls命令,并将数据输出到标准输出上
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
break;
case LCD:
if(chdir(str_decompose(msg.cmd)) < 0){//修改当前工作目录
perror("chdir");
}
printf("\n");
break;
case LQUIT:
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
printf("client is quit\n");
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
exit(0);//退出当前进程
break;
case LS:
msg.type = 0;
write(c_fd,&msg,sizeof(msg)); //将用户输入发送给服务器,让服务器根据命令进行相应的行为
break;
case PWD:
msg.type = 0;
write(c_fd,&msg,sizeof(msg)); //将用户输入发送给服务器,让服务器根据命令进行相应的行为
break;
case CD:
msg.type = 0;
write(c_fd,&msg,sizeof(msg)); //将用户输入发送给服务器,让服务器根据命令进行相应的行为
break;
case GET:
msg.type = 0;
write(c_fd,&msg,sizeof(msg)); //将用户输入发送给服务器,让服务器根据命令进行相应的行为
break;
case PUT:
memset(tmp_cmd,0,sizeof(tmp_cmd));
strcpy(tmp_cmd,msg.cmd); //put 1.c ->tmp.cmd
strcat(file_path,str_decompose(msg.cmd)); // ./1.c->file_path
memset(msg.cmd,0,sizeof(msg.cmd));
strcpy(msg.cmd,tmp_cmd);
if(access(file_path,F_OK) < 0){ //判断客户端是否拥有想要存放到服务器的文件
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
printf("Target file does not exist\n");
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
}else if(access(file_path,R_OK) < 0){ //判断客户端是否对该文件有读权限
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
printf("The target file does not have read permission\n");
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
}else{ //获取该文件的内容,发送给服务器
int pfile_fd = open(file_path,O_RDONLY,0666);
if(pfile_fd < 0){
perror("open");
}
int file_size = lseek(pfile_fd,0,SEEK_END);
if(file_size < 0){
perror("lseek");
}
lseek(pfile_fd,0,SEEK_SET);
memset(msg.data,0,sizeof(msg.data));
if(read(pfile_fd,msg.data,file_size) < 0){
perror("read");
}
close(pfile_fd);
write(c_fd,&msg,sizeof(msg));
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
printf("Target file is on server\n");
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
}
break;
default:
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
printf("Input error, please re-enter\n");
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
break;
}
return ret;
}
//对服务器发送的数据进行处理
void from_socket_data_handle(struct Msg msg,int c_fd)
{
struct Msg socket_msg;
int n_read;
int file_fd;
char file_path[20] = "./";
n_read = read(c_fd,&socket_msg,sizeof(socket_msg));
if(n_read == -1){
perror("read socket");
exit(-1);
}else if(socket_msg.type == GET){ //如果是GET指令返回的数据,就存进文件中
strcat(file_path,str_decompose(msg.cmd));
file_fd = open(file_path,O_RDWR|O_CREAT,0666);
write(file_fd,socket_msg.data,strlen(socket_msg.data));
fflush(stdout);
close(file_fd);
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
printf("%s\n","Get target file from server\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
}else{ //如果是其他数据就直接打印出来
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
printf("%s\n",socket_msg.data);
printf("\n");
printf("--------------------------------------\n");
printf("\n");
}
}
int main(int argc,char **argv)
{
struct sockaddr_in c_addr;
memset(&c_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
//1.socket
int c_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(c_fd == -1){
printf("socket is failusr\n");
perror("socket");
exit(-1);
}
c_addr.sin_family = AF_INET;
c_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //将端口号转化成网络字节序
inet_aton(argv[1],&c_addr.sin_addr); //将IP地址转化为网络字节序
//2.connect
if(connect(c_fd,(struct sockaddr *)&c_addr,sizeof(struct sockaddr_in)) == -1){
perror("connect");
exit(-1);
}
int n_read;
struct Msg msg;
int ret = 0;
int mark = 0;
int tmp = 0;
while(1){
memset(msg.cmd,0,sizeof(msg.cmd));
memset(msg.data,0,sizeof(msg.data));
fgets(msg.cmd,sizeof(msg.cmd),stdin); //获取用户输入的命令
ret = cmd_distinguish(msg.cmd); //对用户键入的命令进行识别
tmp = cmd_handle(ret,msg,c_fd); //对命令进行处理
if(tmp > CMD){
from_socket_data_handle(msg,c_fd); //对服务器传送的数据进行处理
}
fflush(stdout);
}
close(c_fd);
return 0;
}