网络编程——实验一：基于TCP&UDP的网络文件服务

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前言：本篇文章不提供知识点教学，只提供一些常见问题的解决方法和实现实验要求的学习路径

1 java IO

2 java Socket

2.1 创建简单的TCP连接

2.2 创建简单的UDP连接

2.3 创建多线程服务器+多用户连接服务器

3 文件传输

3.1 UDP文件传输

3.2 TCP文件传输

4 实现实验要求

3.1 简述实验要求

3.2 创建TCP和UDP的服务器端

3.2 使用TCP传输用户命令，使用UDP传输文件

3.3 文件目录管理

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前言：本篇文章不提供知识点教学，只提供一些常见问题的解决方法和实现实验要求的学习路径

 

1 java IO

 

2 java Socket

 

2.1 创建简单的TCP连接

 

2.2 创建简单的UDP连接

 

2.3 创建多线程服务器+多用户连接服务器

 

3 文件传输

 

3.1 UDP文件传输

 

3.1.1 服务器端作为发送端，客户端作为接收端

 

3.1.1.1 问题分解

1. 指定...

2. 关于服务器端如何获取客户端的host和port：

   1. 已否决：通过客户端连接

      1.  // connect()：连接UDP客户端和UDP服务器端
                  dgSocket = new DatagramSocket(); // 随机可用端口，又称匿名端口
                  dgSocket.connect(new InetSocketAddress(HOST, UDP_PORT));
           

   2. 尝试：UDP客户端发送一份数据给UDP服务器端，通过dp.getAddress()和dp.getPort()获取UDP客户端的端口号

 

3.1.1.2 关键问题

1. 问题1：指定文件的大小（其实没必要，不用指定文件大小，每次按固定的大小循环传输直到传完所有的数据即可）

   1. 问题如下图所示：

   2. 

   3. 服务器端代码：

       pw.println("文件大小：" + is.available() + " bytes"); // 告诉客户端要接收的文件的大小（单位：byte）

   4. 客户端代码：

       int length = Integer.parseInt(br.readLine()); // 获取服务器端传来的文件的大小（单位：byte）

   5. 由于输入不是纯数字，因此String不能顺利转换为int

   6. 解决方案：

           // 预定义
           bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
                       socket.getOutputStream()));
           // 服务器端
           is = new FileInputStream(new File(BASE_PATH + fileName));
           byte[] b = new byte[is.available()];
           System.out.println(is.available());
           pw.println(is.available()); // 告诉客户端要接收的文件的大小（单位：byte）

           // 预定义
           br = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                       socket.getInputStream()));
           // 客户端
           int length = Integer.parseInt(br.readLine()); // 获取服务器端传来的文件的大小（单位：byte）
           System.out.println("文件大小为：" + length + " bytes");
           byte[] b = new byte[length];

2. 问题2：文件过大，不能一次传输完

   1. 问题描述：

   2. 

   3. 解决方案：分段传输

   4. 代码如下：

           // 服务器端
           is = new FileInputStream(new File(BASE_PATH + fileName));
           pw.println(is.available()); // 告诉客户端要接收的文件的大小（单位：byte）
           byte[] b = new byte[BYTE_LEN];
           // 创建UDP数据报
           while (is.read(b) != -1) {
               DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b, b.length, socketAddress);
               dgSocket.send(dp);
               System.out.println("传输文件中...");
               TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(100); // 限制传输速度
           }
           System.out.println("文件发送成功");

           // 客户端
                   os = new FileOutputStream(new File(BASE_PATH + fileName));
                   byte[] b = new byte[BYTE_LEN];
                   DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b, b.length);
                   
                   int length = Integer.parseInt(br.readLine()); // 获取服务器端传来的文件的大小（单位：byte）
                   while (length > 0) {
                       // 接收数据
                       dgSocket.receive(dp);
                       os.write(b, 0, b.length);
                       os.flush();
                       System.out.println("接收文件中...");
                       length -= BYTE_LEN;
                   }

       

3. 问题3：文件名输入错误（系统在该目录下找不到该文件），未使用try catch语句捕捉错误

   1. 问题描述：

   2. 

   3. 解决方案：

                   // 服务器端
                   try {
                       is = new FileInputStream(new File(BASE_PATH + fileName));
                   } catch(FileNotFoundException e) {
                       System.out.println("不存在该文件，取消文件传输");
                       pw.println("不存在该文件，取消文件传输");
                       e.printStackTrace();
                       return;
                   }

                   if( br.readLine().equals("不存在该文件，取消文件传输") ) {
                       System.out.println("取消文件传输，结束本次通信");
                       return;
                   } else {
                       System.out.println("文件已验证存在");
                   }

   4. 衍生问题：由于已经调用过一次br.readLine()，后面又通过br.readLine()获取文件长度。而readLine()会移动读取指针，且服务器端只传了一次length（通过pw.println(is.available());），因此在第二次调用br.readLine()的时候，客户端获取的内容为空，导致线程阻塞，文件传输不能正常进行。

      1. 解决方案：

                      // 预定义
                      PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
                      // 服务器端
                      // 传两次，因为客户端br.readLine()使用了两次【readLine()函数使用一次会移动读取指针】
                      pw.println(is.available()); // 告诉客户端要接收的文件的大小（单位：byte）
                      pw.println(is.available()); // 告诉客户端要接收的文件的大小（单位：byte）

                      // 预定义
                      BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                      // 客户端
                      if( br.readLine().equals("不存在该文件，取消文件传输") ) {
                          System.out.println("取消文件传输，结束本次通信");
                          return;
                      } else {
                          System.out.println("文件已验证存在");
                      }
                      int length = Integer.parseInt(br.readLine()); // 获取服务器端传来的文件的大小（单位：byte）

4. 问题4：

 

3.1.2 客户端作为发送端，服务器端作为接收端

 

3.2 TCP文件传输

 

4 实现实验要求

 

3.1 简述实验要求

1) 复习Java I/O和Socket编程相关概念和方法；

2) 基于Java Socket TCP和UDP实现一个简易的网络文件服务程序，包含服务器端FileServer和客户端FileClient；

3) 服务器端启动时需传递root目录参数，并校验该目录是否有效；

4) 服务器启动后，开启TCP：2021端口，UDP：2020端口，其中，TCP连接负责与用户交互，UDP负责传送文件；

5) 客户端启动后，连接指定服务器的TCP 2021端口，成功后，服务器端回复信息：“客户端IP地址:客户端端口号>连接成功”；

6) 连接成功后，用户可通过客户端命令行执行以下命令：

*[1] ls* 服务器返回当前目录文件列表（ name size）

*[2] cd * 进入指定目录（需判断目录是否存在，并给出提示）

*[3] get * 通过UDP下载指定文件，保存到客户端当前目录下

*[4] bye* 断开连接，客户端运行完毕

7) 服务器端支持多用户并发访问，不用考虑文件过大或UDP传输不可靠的问题。

 

3.2 创建TCP和UDP的服务器端

 

3.2 使用TCP传输用户命令，使用UDP传输文件

 

3.3 文件目录管理