Linux C编程连载(4)-基于TCP/IP的文件传输系统

最新推荐文章于 2025-04-11 11:28:48 发布

for_kernel

最新推荐文章于 2025-04-11 11:28:48 发布

阅读量1.7k

点赞数 1

分类专栏： C语言 tcp/ip 文章标签： c语言应用程序

C语言 tcp/ip 专栏收录该内容

1 篇文章

订阅专栏

本文介绍了一种使用LinuxC编程实现的基于TCP/IP协议的文件传输系统，详细阐述了其设计目的、设计方案、设计流程及测试过程。系统支持任意类型文件的传输，采用二进制读写方式确保文件的正确性，通过分包操作有效传输大文件，确保了文件传输的可靠性和效率。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

【更新】

2012-08-15，改进Makefile

2012-08-07，补充Makefile

【设计目的】

通过Linux C编程，设计一个基于TCP/IP的文件传输系统，实现网络文件的收发。

【设计环境】

VMware WorkStation 6.0.2+Fedora 10

【设计方案】

（1）文件读写

任意文件都可以二进制的方式进行读写，为了实现任意文件类型的传输，在读写文件的过程中，必须采用二进制的读写方式。

（2）传输协议

为了保证数据的正确性，文件传输需要采用一种可靠的传输协议。UDP协议实现比较简单，但UDP面向无连接，传输过程中，会出现丢包的情况，导致数据发送失败。故采用面向连接的TCP/IP协议，防止传输过程中的数据丢失的情况。

（3）大文件的传输

对于比较大的文件，应该进行分包操作，以防止占用过多的内存，导致文件发送失败。

【设计流程】

如图1所示，服务器程序作为文件的发送方。首先，服务器端输入要发送的文件。然后，创建一个流式套接字(SOCK_STREAM)，进行绑定。绑定成功后，执行监听，当有客户发送连接请求，执行Accept()，接收来自客户端的请求。

连接建立后，首先服务器向客服端发送的文件的文件名及扩展名等信息。信息发送完毕，服务器方将待发送的数据读入缓冲区，通过套接字将数据发送出去。发送完成后退出，并显示发送完成的信息。

图1 服务器流程图

如图2所示，客户端程序完成文件的接收操作。首先，创建一个流式套接字。套接字创建成功后，对该套接字进行绑定。绑定成功后，向服务器方发送连接请求。连接成功后，首先，接收服务器发送的文件信息。接收成功后，开始数据的接收。文件接收完毕，显示文件已接收完成。

图2 客户端流程图

【设计测试】

为了验证设计的正确性，在Fedora 10平台上对可执行文件进行了回环测试。测试了.txt，.doc，.jpg，.pdf四种类型的文件，测试源文件如图3所示。

图3 测试源文件

（1）.txt文件测试

如图4所示，服务器端执行./fileserver命令，程序提示输入需要发送的文件。输入1.txt，此时服务器进入监听状态，等待客户端的连接。

在客户端执行./fileclient 127.0.0.1，建立连接。此时，服务器端开始发送文件。并显示读取的文件大小为50 Bytes，小于缓冲区(4096 Bytes)大小，发送一次就可以了，不需要分包操作。发送完成，服务器端显示发送完成，客户端显示接收到来至服务器的文件。

图4 .txt文件测试

（2）.doc文件测试

如图5所示，服务器端执行./fileserver命令，程序提示输入需要发送的文件。输入test.doc，此时服务器进入监听状态，等待客户端的连接。

在客户端执行./fileclient 127.0.0.1，建立连接。此时，服务器端开始发送文件。并显示读取的文件大小为19.5 KByte，大于缓冲区(4096 Bytes)大小，需要分包发送，图示进行了5次分包，前4次包的大小为4096 Bytes，最后一次为3584 Bytes。发送完成，服务器端显示发送完成，客户端显示接收到来至服务器的文件。

图5 .doc文件测试

（3）.pdf文件测试

如图6所示，服务器端执行./fileserver命令，程序提示输入需要发送的文件。输入test.pdf，此时服务器进入监听状态，等待客户端的连接。

在客户端执行./fileclient 127.0.0.1，建立连接。此时，服务器端开始发送文件。并显示读取的文件大小为23.8 KByte，大于缓冲区(4096 Bytes)大小，需要分包发送，图示进行了6次分包，前5次包的大小为4096 Bytes，最后一次为3993 Bytes。发送完成，服务器端显示发送完成，客户端显示接收到来至服务器的文件。

图6 .pdf文件测试

（4）.jpg文件测试

如图7所示，服务器端执行./fileserver命令，程序提示输入需要发送的文件。输入test.jpg，此时服务器进入监听状态，等待客户端的连接。

在客户端执行./fileclient 127.0.0.1，建立连接。此时，服务器端开始发送文件。并显示读取的文件大小为7.11 KByte，大于缓冲区(4096 Bytes)大小，需要分包发送，图示进行了2次分包，第1次包的大小为4096 Bytes，第2次为3189 Bytes。发送完成，服务器端显示发送完成，客户端显示接收到来至服务器的文件。

图7 .jpg文件测试

接收到的文件如图8所示，实验证实文件接收准确无误，没有发生丢包的情况，由于采取了分包的操作，能够传送较大的文件。

图8 接收文件夹

【结论】

实验证实，该网络文件系统由于采用二进制读写方式，从而能发送任意类型的文件。由于采用了分包操作，能发送比较大的文件。采用TCP/IP协议进行传输，从而保证了文件传输的可靠性。

【代码清单】

common.h

[html]view plaincopy 
   
 #include <stdio.h>  
 #include <stdlib.h>  
 #include <unistd.h>  
 #include <string.h>  
 #include <sys/types.h>  
 #include <sys/stat.h>  
 #include <sys/socket.h>  
 #include <netinet/in.h>  
   
 #define PORT 6000  
 #define LISTENQ 20  
 #define BUFFSIZE 4096  
 #define FILE_NAME_MAX_SIZE 512  

fileclient.c

[html]view plaincopy 
   
 #include "common.h"  
   
 int main(int argc, char **argv[])  
 {  
     int clientfd;  
   
     if(argc!=2)  
     {  
         fprintf(stderr,"Usage:./fileclient <IP_Address>\n");  
         exit(1);  
     }  
     struct sockaddr_in clientaddr;  
     bzero(&clientaddr,sizeof(clientaddr));    
   
     clientaddr.sin_family=AF_INET;  
     clientaddr.sin_addr.s_addr=htons(INADDR_ANY);  
     clientaddr.sin_port=htons(0);  
       
     clientfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  
       
     if(clientfd<0)     
     {  
         perror("socket");  
         exit(1);  
     }  
   
     if(bind(clientfd,(struct sockaddr*)&clientaddr,sizeof(clientaddr))<0)  
     {  
         perror("bind");  
         exit(1);  
     }  
   
     struct sockaddr_in svraddr;  
     bzero(&svraddr,sizeof(svraddr));  
     if(inet_aton(argv[1],&svraddr.sin_addr)==0)  
     {  
         perror("inet_aton");  
         exit(1);  
     }  
     svraddr.sin_family=AF_INET;  
     svraddr.sin_port=htons(PORT);  
       
     socklen_t svraddrlen=sizeof(svraddr);  
     if(connect(clientfd,(struct sockaddr*)&svraddr,svraddrlen)<0)      
     {  
         perror("connect");  
         exit(1);  
     }  
       
     //recv file imformation  
     char buff[BUFFSIZE];  
     char filename[FILE_NAME_MAX_SIZE];  
     int count;  
     bzero(buff,BUFFSIZE);  
   
     count=recv(clientfd,buff,BUFFSIZE,0);  
     if(count<0)  
     {  
         perror("recv");  
         exit(1);  
     }  
     strncpy(filename,buff,strlen(buff)>FILE_NAME_MAX_SIZE?FILE_NAME_MAX_SIZE:strlen(buff));  
   
     printf("Preparing recv file : %s from %s \n",filename,argv[1]);   
   
     //recv file  
     FILE *fd=fopen(filename,"wb+");  
     if(NULL==fd)  
     {  
         perror("open");  
         exit(1);  
     }  
     bzero(buff,BUFFSIZE);  
   
     int length=0;  
     while(length=recv(clientfd,buff,BUFFSIZE,0))  
     {  
         if(length<0)  
         {  
             perror("recv");  
             exit(1);  
         }  
         int writelen=fwrite(buff,sizeof(char),length,fd);  
         if(writelen<length)  
         {  
             perror("write");  
             exit(1);  
         }  
         bzero(buff,BUFFSIZE);  
     }  
     printf("Receieved file:%s from %s finished!\n",filename,argv[1]);  
     fclose(fd);  
     close(clientfd);  
     return 0;  
 }  

fileserver.c

[html]view plaincopy 
   
 #include "common.h"  
   
 int main(int argc, char **argv[])  
 {  
     //Input the file name  
     char filename[FILE_NAME_MAX_SIZE];  
     bzero(filename,FILE_NAME_MAX_SIZE);  
     printf("Please input the file name you wana to send:");  
     scanf("%s",&filename);  
     getchar();  
   
     //Create socket  
     int sockfd,connfd;  
     struct sockaddr_in svraddr,clientaddr;  
     bzero(&svraddr,sizeof(svraddr));  
       
     svraddr.sin_family=AF_INET;  
     svraddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);  
     svraddr.sin_port=htons(PORT);  
   
     sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  
     if(sockfd<0)  
     {  
         perror("socket");  
         exit(1);  
     }  
   
     //bind    
     if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&svraddr,sizeof(svraddr))<0)  
     {  
         perror("bind");  
         exit(1);  
     }  
   
     //listen  
     if(listen(sockfd,LISTENQ)<0)  
     {  
         perror("listen");  
         exit(1);  
     }  
   
     while(1)  
     {  
         socklen_t length=sizeof(clientaddr);  
   
         //accept  
         connfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&clientaddr,&length);  
         if(connfd<0)  
         {  
             perror("connect");  
             exit(1);  
         }  
       
         //send file imformation  
         char buff[BUFFSIZE];  
         int count;  
         bzero(buff,BUFFSIZE);  
         strncpy(buff,filename,strlen(filename)>FILE_NAME_MAX_SIZE?FILE_NAME_MAX_SIZE:strlen(filename));  
         count=send(connfd,buff,BUFFSIZE,0);  
         if(count<0)  
         {  
             perror("Send file information");  
             exit(1);  
         }  
           
         //read file   
         FILE *fd=fopen(filename,"rb");  
         if(fd==NULL)  
         {  
             printf("File :%s not found!\n",filename);  
         }  
         else   
         {  
             bzero(buff,BUFFSIZE);  
             int file_block_length=0;  
             while((file_block_length=fread(buff,sizeof(char),BUFFSIZE,fd))>0)  
             {  
                 printf("file_block_length:%d\n",file_block_length);  
                 if(send(connfd,buff,file_block_length,0)<0)  
                 {  
                     perror("Send");  
                     exit(1);  
                 }  
                 bzero(buff,BUFFSIZE);     
             }  
             fclose(fd);  
             printf("Transfer file finished !\n");  
         }  
         close(connfd);  
     }  
     close(sockfd);  
     return 0;  
 }  

【更新】2012-08-08

Makefile

[html]view plaincopy 
   
 PROGS = fileserver fileclient  
 all:$(PROGS)  
 .PHONY:all  
 fileserver:  
         gcc -g fileserver.c common.h -o fileserver  
 fileclient:  
         gcc -g fileclient.c common.h -o fileclient  
   
 clean:  
         rm $(PROGS)  
 distclean:  
         rm *~ $(PROGS)  

【改进版本 2012-08-15】

[html]view plaincopy 
   
 PROGS = fileserver fileclient  
 temp = $(wildcard *~)  
 all:$(PROGS)  
 .PHONY:all  
 fileserver:  
         gcc -g fileserver.c common.h -o fileserver  
 fileclient:  
         gcc -g fileclient.c common.h -o fileclient  
   
 clean:  
         rm $(temp) $(PROGS)  

或

[html]view plaincopy 
   
 SOURCE=$(wildcard *.c)  
 PROGS=$(patsubst %.c,%,$(SOURCE))  
 all:$(PROGS)  
   
 clean:  
         rm $(PROGS)  
 distclean:  
         rm *~ $(PROGS)  
                         

【改进版本 2012-08-15】

[html]view plaincopy 
   
 SOURCE=$(wildcard *.c)  
 PROGS=$(patsubst %.c,%,$(SOURCE))  
 temp = $(wildcard *~)  
 all:$(PROGS)  
   
 clean:  
         rm $(temp) $(PROGS)  