linux下网络编程3：UDP广播传输文件

问题描述：

采用UDP协议广播传输文件。所谓UDP协议是面向无连接的，不可靠的，工作于传输层的一种协议。这里补充讲解下ISO七层网络模型。

常见的ISO七层网络模型基本可以由下图进行概括说明：

对于TCP/IP模型则将7层重新归类为4类。

应用层：TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等
传输层：TCP，UDP
网络层：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP
数据链路层：SLIP，CSLIP，PPP，MTU

程序解析：

程序分为Server端和Client端，Server端负责广播数据，Client就是接受文件。Server运行的时候首先广播文件名的长度，Client接受到长度后，再接受文件名，最后就是接受文件内容。最后Close文件就完成了。

server端的程序步骤：

1、建立UDP套接字
2、设定套接字，包括允许发送广播数据int的SO_BROADCAST等
3、设置服务端的IP地址、端口等
4、服务端通过sendto函数传送文件名长度
5、服务端通过sendto函数传送文件名
6、服务端通过open函数打开文件

7、服务端循环发送文件内容，发送完之后，关闭文件，再关闭套接字

代码：

//服务端的代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
//创建结果成败输出
void isException(int r,char *s){
    if(r==-1){
        printf("%s Error! %m \n",s);
        exit(0);
    }
    printf("%s Success !\n",s);
}

int main(int args,char *argv[]){
    int fd;
    int ffd;
    int r;
    int size;
    char *fileName;
    char buf[1024];
    struct sockaddr_in addr;
    int opt=1;
    //建立Socket
    fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    isException(fd,"Server Init Socket ");

    //设定广播方式
    setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,&opt,sizeof(opt));
//    sock：将要被设置或者获取选项的套接字。
//    level：选项所在的协议层。
//    optname：需要访问的选项名。
//    optval：对于getsockopt()，指向返回选项值的缓冲。对于setsockopt()，指向包含新选项值的缓冲。
//    optlen：对于getsockopt()，作为入口参数时，选项值的最大长度。作为出口参数时，选项值的实际长度。对于setsockopt()，
//    现选项的长度。
//SOL_SOCKET: 基本套接口;SO_BROADCAST 允许发送广播数据 int;ptlen(选项长度) ：optval 的大小

    //构建IP地址
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr);

    //传送文件名的长度
    fileName=argv[3];
    size=strlen(fileName);
    r=sendto(fd,&size,sizeof(size),0,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    isException(r,"Send FileName Length ");

    int k;
    for(k=5;k>0;k--){
        printf("%d ...\n",k);
        sleep(1);
    }

    //传送文件名
    r=sendto(fd,fileName,size,0,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    isException(r,"Send The FileName ");

    //打开文件
    ffd=open(fileName,O_RDONLY);
    isException(ffd,"Open File ");

    //循环发送文件内容
    while(r!=0){
        r=read(ffd,buf,sizeof(buf));
        if(r==0){
            sendto(fd,buf,0,0,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
            break;
        }
        sendto(fd,buf,r,0,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    }

    close(ffd);
    close(fd);
    return 0;
}

client端程序步骤：

1、创建套接字
2、设置套接字，包括其绑定方式
3、设置IP和端口等，并进行IP地址和套接字的绑定
4、客户端recv接受文件名长度，此后再接受文件名
5、在接受到文件名之后，创建文件
6、循环接受文件内容
7、接受完之后，再关掉文件和套接字

代码：

//客户端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>




void isException(int r,char *s){
    if(r==-1){
        printf("%s Error! %m \n",s);
        exit(0);
    }
    printf("%s Success !\n",s);
}

int main(int args,char *argv[]){
    int fd;
    int ffd;
    int r;
    int size;
    char fileName[256];
    char buf[1024];
    struct sockaddr_in addr;
    int opt=1;
    //创建fd
    fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    isException(fd,"Client Init Socket ");

    //设定绑定方式
    setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(size));
//SO_REUSEADDR,允许套接口和一个已在使用中的地址捆绑
    
    //构造IP
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr);
    r=bind(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    isException(r,"Client Bind Server ");

    //接受文件名长度
    r=recv(fd,&size,sizeof(size),0);
    isException(r,"Receive The FileName Length ");
    printf("%d \n",size);
    recv(fd,fileName,size,0);
    fileName[size]=0;
    printf("%s\n",fileName);

    //创建文件
    ffd=open(fileName,O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,0666);
    isException(ffd,"Creat File ");

    while(r!=0){
        r=recv(fd,buf,sizeof(buf),0);
        if(r==0){
            break;
        }
        write(ffd,buf,r);
    }

    close(ffd);
    close(fd);
    return 0;

}

编译运行：

由于是进行广播，相当于从服务端拷贝数据到客户端，那么就不能将服务端的程序和客户端的程序放在同一目录。否则会产生Creat File  Error! File exists 这样的提示。

在各自的目录下面，分别编译.c文件如下：

编译客户端程序：

编译服务端程序：

注意两者所处的目录是不一样的。

客户端：注意此时该目录下面只有两个文件。

服务端：其中的liujiepeng这个文件夹即是待广播的文件。

运行如下：

需要先在客户端发起运行，然后客户端会处于等待状态。本文采用的端口为8888。

再运行服务端，此时的端口号要和客户端的端口号一致。同时，需要在其后面跟上服务端上面，待广播的文件名。

此时的客户端会收到广播信息：

同时，我们看客户端所处的文件夹，可以看出，多出个文件，该文件的内容与server中的liujiepeng中的内容是一致的。

端口选择解释：

端口随便取一个大于=1204且不在/etc/services中出现的号码，[1024，65535]都可以，常用8888。这涉及到所谓的主机安全。一台主机的端口可以分为监听端口与随机取用的高级端口。所谓监听端口就是主机开启了哪些服务，那么这个服务会在Linux系统里启用一个端口来监听客户端的请求。例如FTP服务器,就会开放21号端口，这个端口会一直启用，直到FTP服务关闭为止。所谓随机取用的高级端口就是Linux要向某个主机请求服务时，Linux主机需要启用一个端口来对外连接，那么端口号是多少？Linux会随机取用一个未被使用且端口号大于1024的端口进行连接。 所以Server/Client之间的数据传送其实就是端口与端口之间的传送。 总共有多少端口，哪些是保留端口，端口编号是由1-65535组成，所以会有65535个端口。一般而言，只有root才可以开启1-1023一内的端口，这些端口就是特殊抟口，用于保留给系统使用。至于大于1024的端口，除了给系统随机取用作为连接需求之外，也可以用来服务的监听之用。 如果1-1023的端口的程序被入侵，那将表示入侵者拥有root的权限，是因为只有root才可以开启1-1023一内的端口.这个时候就要注意主机的安全了。