网络编程：基于UDP 的tftp服务器（实现下载功能）

基于UDP的TFTP（Trivial File Transfer Protocol）服务器是一种简单的文件传输协议，它基于UDP协议来进行通信，适用于网络带宽较小、文件传输量较小的场景，例如在局域网内快速传输一些小文件等。在TFTP中，客户端通过UDP协议发送数据包到服务器，然后服务器进行相应的处理操作，最终将对应的文件传输给客户端。该协议仅提供了简单的读、写功能，没有目录列表、认证等更高级别的功能。

TFTP使用标准的UDP端口号69，客户端发送读请求或写请求给服务器，服务器则根据请求类型返回相应的数据包，其中读请求包括一个字符串文件名和请求类型码1，写请求包括一个字符串文件名和请求类型码2。TFTP支持的请求类型还包括数据包、ACK响应包、错误包等。

基于UDP的TFTP服务器相比于TCP协议，具有较低的网络开销，可靠性相对较差。当网络质量较好时，TFTP可以快速传输小文件，但如果在弱网络条件下使用，则数据包丢失的可能性较大，需要加入一些容错机制。因此，在实际使用时，需要根据实际情况选择合适的协议和方法来进行文件传输。

具体代码实现如下：

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>


#define ERR_MSG(msg) do{\
	fprintf(stderr,"line:%d",__LINE__);\
}while(0)

#define PORT 69   //1024-49151
#define IP "192.168.31.99" //本机ip地址 用ifconfig查看

int do_download(int sfd,struct sockaddr_in sin);

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建报式套接字
	int sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(sfd < 0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	printf("socket create success sfd = %d\n",sfd);

	//绑定--非必须绑定
	//(若不绑定,默认绑定本机IP并从49152-65535范围内随机使用未使用的端口)
	
	//填充服务器的地址信息结构体
	//真实的地址信息结构体根据地址族执行，AF_INET: man 7 ip
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family      = AF_INET;       //必须填AF_INET
	sin.sin_port        = htons(PORT);   //端口号的网络字节序(1024-49151)
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //服务器绑定的IP,本机IP

    do_download(sfd,sin);
}

int do_download(int sfd,struct sockaddr_in sin)
{
	int ret_val = 0;
	char buf[516]="";
	char name[20]="";
	printf("请输入要下载的文件名>>>");
	scanf("%s",name);
	while(getchar()!=10);

/发送下载请求
//组协议包
	int size = sprintf(buf,"%c%c%s%C%s%c",0,1,"5.png",0,"octet",0);

	//发送数据
	if(sendto(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))< 0)
	{
		ERR_MSG("sendto");
		return -1;
	}
	printf("send success\n");

	//本地创建并打开要下载的文件
	int fd =-1;       //初始化只能是一个无意义的文件描述符，否则close释放失败

	socklen_t addrlen =sizeof(sin);
	ssize_t res = 0;
	unsigned short k= 0;   //本地记录的块编号

	//循环接收数据包并回复ACK
	while(1)
	{
		//接收数据包	
		memset(buf,0,sizeof(buf));
		res =recvfrom(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen);
		if(res < 0)
		{
			ERR_MSG("recvfrom");
			ret_val = -1;
			break;
		}
	//由于操作码占两个字节的无符号整数，所以传输的时候以大端传输
		//所有有效差错码，会存储在高地址上，即存储在buf[1]位置，buf[0]中存储的是0

		if(3 ==buf[1])
		{
			//UDP会数据重复，防止重复收包
			//在本地记录一下服务器传过来的块编号，每次处理前判断快编号是否正确
			if(htons(k+1) == *(unsigned short*)(buf+2))
			{
				k++;
				if(-1 == fd)
				{
					fd = open(name,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);
					if(fd < 0)
					{
						ERR_MSG("open");
						ret_val = -3;
						break;
					}
				}
				//将获取的数据写到文件中
				if(write(fd,buf+4,res-4)< 0)
				{
					ERR_MSG("write");
					ret_val = -3;
					break;
				}

				//回复ACK,数据包前四个字节与ACK包基本一致
				//只有操作码不一致,有效操作码在buf[1]的位置,直接将buf[1]从3改成4即可
				buf[1] = 4;
				if(sendto(sfd,buf,4,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))< 0)
				{
					ERR_MSG("sendto");
					ret_val = -1;
					break;
				}
				if(res -4 <512)
				{
					printf("文件下载完毕\n");
					break;
				}
			}
		}
		else if(5 == buf[1])  //错误包
		{
			printf("MSG_ERR: code[%d] msg[%s] __%d__\n",\
			ntohs(*(unsigned short*)(buf +2)),buf+4,__LINE__);
			break;
		}
	}
	//关闭所有套接字文件描述符
	close(fd);

	return ret_val;
}