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基于socket的文件传输软件的设计与实现

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哈尔滨工业大学课程结业报告姓名：学陈琳09S003158计算机科学与技术网络程序设计2009-12-20目录1.基于TCP/IP及UDP的通信传输概述 (2)2.系统体系结构 (4)2.1面向TCP连接系统调用过程 (5)2.2面向UDP连接系统调用过程 (6)3.系统要求与功能实现 (6)3.1公共类设计 (6)3.1.1 IP地址操作类 (6)3.1.2 DNS相关类 (7)3.2 TCP文件传输 (8)3.2.1 服务器端 (8)3.2.2 客户端 (9)3.3 UDP文件传输 (10)3.3.1 服务器端 (11)3.3.2 客户端 (12)3.4线程池 (12)3.5其它 (13)4.试验结果 (13)5．思考 (15)6．结论和收获 (16)基于socket套接字的文件传输软件的设计与实现1.概述TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet 最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP 协议和传输层的TCP协议组成的。

TCP/IP协议使用范围极广，是目前异种网络通信使用的唯一协议体系，适用于连接多种机型，既可用于局域网，又可用于广域网，许多厂商的计算机操作系统和网络操作系统产品都采用或含有TCP/IP协议。

TCP/IP协议已成为目前事实上的国际标准和工业标准。

基于TCP/IP协议组的网络模型分为应用层、传输层、网络层、链路层和物理层这样五个层次。

TCP/IP 协议组位于应用程序和硬件之间，指挥数据在网络各层中传递。

其中传输层的协议包括传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP) ，它们都建立在IP协议的基础上，其中TCP提供可靠的面向连接服务，UDP提供简单的无连接服务。

传输层提供端到端，即应用程序之间的通信，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。

TCP协议是面向连接的协议,它提供可靠的字节流服务,在进行数据传输之前必须先建立连接,经三次握手确定后才开始数据传送。

UDP进行数据报传输使用的是不可靠、无连接的协议。

网络层包括互连网协议 IP，互连网控制报文协议 ICMP和互连网组管理协议IGMP。

其中IP协议完成大部分的工作，负责数据传输和路由的选择等。

I P报头中的地址和网卡相联系( 具体还涉及地址解析和反向地址解析协议)，TCP 、UDP报头中的端口号侧对应着网络主机上不同的程序。

TCP/IP体系结构如图一所示：图一 TCP/IP体系结构Socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。

应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。

尽管TCP/IP协议的名称中只有TCP这个协议名，但是在TCP/IP的传输层同时存在TCP和UDP两个协议。

TCP是一种面向连接的保证可靠传输的协议。

通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。

发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket 连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送或接收操作。

UDP是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

本文在Scoket原理基础上，基于.NET平台，利用线程池技术，设计并实现了分别面向TCP和UDP的可靠文件传输软件。

2.系统体系结构根据采用的协议不同，本软件分为基于TCP文件传输和基于UDP的可靠文件传输。

在TCP/IP网络中两个进程间的相互作用的主机模式是C/S。

在操作过程中采取的是主动请示方式：首先服务器方要先启动，并根据请示提供相应服务：1、打开一通信通道并告知本地主机，它在某一个公认地址上接收客户请求；2、等待客户请求到达该端口；3、接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号；4、返回第2步，等待另一客户请求；5、关闭服务器。

客户端：1、打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口；2、向服务器发送服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求……3、请求结束后关闭通信通道并终止。

图二面向TCP的系统时序图图三面向UDP的系统时序图3.功能实现3.1公共类设计软件设计时，TCP和UDP的服务器端为统一界面，客户端为统一界面。

即服务器端既能够接受TCP连接，也能通过UDP进行接收；客户端可以通过TCP和UDP进行传输。

3.1.1 IP地址操作类1、IPAddress类在该类中有一个Parse()方法，可以把点分的十进制IP表示转化IPAddress 类，方法如下：IPAddress address = IPAddress.Parse(“192.168.100.39”)；IPAddress提供4个只读字段Any 用于代表本地系统可用的任何IP地址Broadcase 用于代表本地网络的IP广播地址Loopback 用于代表系统的回送地址None 用于代表系统上没有网络接口其中IPAddress.Any最常用可以用来表示本机上所有的IP地址，这对于socket服务进行侦听时便使用，不用对每个IP进行侦听了。

2、IPEndPoint类通过二种构造方法来创建IPEndPoint类：a、IPEndPoint(long address, int port)b、IPEndPoint(IPAddress address, int port)它有四个属性：AddressAddressFamilyPortMaxPortMinPortIPEndPoint是一个IP地址和端口的绑定，可以代表一个服务，用来Socket 通讯。

3.1.2 DNS相关类DNS类有四个静态方法，来获取主机DNS相关信息：1、GetHostName()通过Dns.GetHostName()可以获得本地计算机的主机名2、GetHostByName()根据主机名称，返回一个IPHostEntry 对象：IPHostEntry GetHostByName(string hostName)。

其中IPHostEntry把一个DNS主机名与一个别名和IP地址的数组相关联，包含三个属性： AddressList：一个IPAddress对象的数组Aliases：一个字符串对象数组HostName：一个用于主机名的字符串对象3、GetHostByAddress()类似于GetHostByName()，只不过这里的参数是IP地址，而不是主机名，也返回一个IPHostEntry对象。

IPHostEntry GetHostByAddress(IPAddress address)IPHostEntry GetHostByAddress(string address)4、Resolve()当不知道输入的远程主机的地址是哪种格式时（主机名或IP地址），用以上的二种方法来实现，可能还要通过判断客户输入的格式，才能正确使用，但Dns类提供一更简单的方法Resolve()，该方法可以接受或者是主机名格式或者是IP地址格式的任何一种地址，并返回IPHostEntry对象。

3.2 TCP文件传输3.2.1 服务器端1、创建IPEndPoint实例，用于Socket侦听时绑定：IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 7000);2、创建套接字实例：serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketT ype.Stream, ProtocolType.Tcp)；这里创建的时候用ProtocolType.Tcp，表示建立一个面向连接(TCP)的Socket。

3、将所创建的套接字与IPEndPoint绑定：serverSocket.Bind(ipep)。

4、设置套接字为收听模式：serverSocket.Listen(10)。

5、在套接字上接收接入的连接在此使用.net的线程池类，默认情况下创建25个线程。

从线城池中获取一个线程来处理客户端请求。

ThreadPool.QueueUserWorkItem。

6、在套接字上接受客户端发送的信息部分代码：BinaryReader reader = new BinaryReader(client.GetStream());string filename = reader.ReadString();long total = reader.ReadInt64();string saveAs = GetSaveFile(filename);FileStream fs = File.Create(saveAs);try{byte[] buffer = new byte[8192];int len;while (total > 0){len = reader.Read(buffer, 0, 8192);if (len == 0)throw new IOException("发送方中止了连接");fs.Write(buffer, 0, len);}}3.2.2 客户端1、创建IPEndPoint实例和套接字；2、将套接字连接到远程服务器；clientSocket.Connect(ipep)3、发送信息FileInfo fi = new FileInfo(textBox1.Text);writer.Write();writer.Write(fi.Length);FileStream fs = fi.OpenRead();long total = fi.Length;byte[] buffer = new byte[8192];int len;while ((len = fs.Read(buffer, 0, 8192)) != 0){writer.Write(buffer, 0, len);}客户端使用openFileDialog类选择文件，然后向服务器端传送文件长度和文件名，最后将需要传送的文件切割成以单位为8k的数据块进行传送。

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用Socket编程实现FTP

用Socket编程实现FTP

6、多路复用——select() 功能：用来检测一个或多个套接字状态。
格式：int PASCAL FAR select(int nfds,fd_set FAR * readfds,fd_set FAR * writefds, fd_set FAR * exceptfds,const struct timeval FAR * timeout); 参数：readfds:指向要做读检测的指针 writefds:指向要做写检测的指针 exceptfds:指向要检测是否出错的指针 timeout:最大等待时间
连接管理：
数据连接有 3 大用途： （1） 从客户向服务器发送一个文件 （2） 从服务器向客户发送一个文件 （3） 从服务器向客户发送文件或目录列表。
每一个数据连接对传输一个文件或目录序列都要建立一个新的连接。 （1） 客户发出命令要求建立数据连接 （2） 客户在客户主机上未数据连接选择一个固定的端口号 （3） 客户使用 PORT 命令从控制连接上把端口号发给服务器。 （4） 服务器在控制连接上接收端口号，并向客户端主机上的端口发出主动打开，服务器的数据连接 使用端口 21。
服务器端程序则持续的监听网络。当接受到客户端的 Socket ，服务器程序提供相应的服务。网络通 信模块使用 POP3 控件来实现客户端与服务器的信息交流。
函数功能和流程如下：（1）首先创建一个 CFtpclient 的类的实例。 （2）用 LogOnToServer()函数登录到指定的 FTP 服务器，允许非匿名用户和匿名两种登录方式，默认 的端口为 21. （3）使用 MoveFile()函数来上传下载数据文件，其中第一个参数是本地地址，第二个参数是远程地 址，文件传输选用二进制模式。注意，文件传输使用同步模式。 （4）可以使用 Ftpcommand()函数来执行 FTP 指令，包括常用的“CWD/home/mydir”来改变远程服务 器上的地址，并处理服务器返回的应答。当这种方式不适用的时候，还可以使用 WriteStr()函数和 ReadStr() 函数向远程服务器发送指令，并自己解释返回的应答。 （5）当所有的文件传输完成之后，使用 LogOffServer 函数来断开与远程服务器的连接。
socket传输文件的原理

socket传输文件的原理

socket传输文件的原理
文件传输是计算机网络中的一项基本功能，它允许在网络上的不同计算机之间共享和传输文件。

Socket是实现文件传输的一种常用方式，其原理如下：
1. 建立连接：在进行文件传输之前，需要在发送方和接收方之间建立连接。

这通常通过TCP/IP 协议实现，使用Socket进行连接的建立。

一旦连接建立成功，发送方和接收方就可以通过该连接进行数据传输。

2. 文件分割：由于文件通常较大，不适合一次性传输，因此需要将文件分割成较小的数据块。

这些数据块可以按照一定的顺序进行编号，以便于接收方重新组合成完整的文件。

3. 发送数据：发送方通过Socket将分割好的数据块逐个发送给接收方。

在发送数据时，需要按照一定的协议进行数据的封装，例如添加文件名、数据块大小等信息。

4. 接收数据：接收方通过Socket接收到数据后，需要按照发送方的协议对数据进行解析和处理。

接收方会将收到的数据块进行缓存，以便后续重新组合成完整的文件。

5. 确认机制：为了确保文件传输的完整性和正确性，发送方和接收方之间需要建立一种确认机制。

例如，发送方可以发送一个数据包的编号给接收方，接收方在收到数据包后回复一个确认信号给发送方，表示该数据包已经成功接收。

如果发送方在一定时间内没有收到确认信号，则会重新发送数据包，以确保数据的可靠传输。

6. 关闭连接：当文件传输完成后，发送方和接收方之间的连接会被关闭。

这可以通过Socket 的关闭函数实现，释放网络资源。

通过以上步骤，使用Socket可以实现文件的传输。

在实际应用中，不同的文件传输协议可能会有一些差异，但基本原理是相同的。

C语言基于socket的文件传输（可循环发送多个文件）

C语言基于socket的文件传输（可循环发送多个文件）

C语⾔基于socket的⽂件传输（可循环发送多个⽂件）基本简介：本次⽂件传输的实现主要是通过客户端向服务器发送下载请求，然后在服务器中找到对应的⽂件并打开⽂件，再继续向客户端传送⽂件，⽽客户端就在不停的接收。

这是因为⽂件可能⽐较⼤，⼀个缓冲数组只能保存⼀部分⽂件内容，因此服务器得不断从⽂件中读取内容并发给客户端，⽽客户端得不停的循环接收。

但是在事先，得将相应要发送的⽂件(照⽚，⾳频，视频等)保存在服务器相应的⽬录下。

⽽这个是不符合实际要求的，通常来讲，是应该将客户端1的⽂件发送给客户端2，⽽服务器仅仅只是起到⼀个中转站的作⽤，即⽂件应该事先保存在客户端1下。

这⾥我们只是完成⽂件传输的相应功能就⾏了，就不在计较这些啦。

因为只要你理解了这⼀块，可以根据⾃⼰的实际需要，在进⾏修改。

具体编译：gcc server.c -o server -lpthread //这是因为在服务器中加⼊了线程函数，所以编译的时候需要加上 -lpthread 。

gcc client.c -o client记住⼀定要先运⾏服务器，在运⾏客户端。

在客户端运⾏的时候回提醒你输⼊服务器对应的pc ip，如实输⼊就⾏啦。

如果是在本机pc上进⾏测试的话，也可以输⼊0.0.0.0 。

server.c：#include <stdio.h>#include <netdb.h>#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#include <sys/types.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <netinet/in.h>#include <pthread.h>#define portnum 12345#define FILE_SIZE 500#define BUFFER_SIZE 1024void *net_thread(void * fd);int main(){//初始化套接字int server_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(-1==server_fd){perror("socket");exit(1);}//绑定端⼝和ip;struct sockaddr_in server_addr; //struct sockaddr_in为结构体类型，server_addr为定义的结构体server_addr.sin_family=AF_INET; //Internet地址族=AF_INET(IPv4协议)server_addr.sin_port=htons(portnum); //将主机字节序转化为⽹络字节序 ,portnum是端⼝号(server_addr.sin_addr).s_addr=htonl(INADDR_ANY);//IP地址if(-1==bind(server_fd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr))) //套接字与端⼝绑定{perror("bind");exit(6);}//开启监听if(-1==listen(server_fd,5)) //5是最⼤连接数，指服务器最多连接5个⽤户if(-1==listen(server_fd,5)) //5是最⼤连接数，指服务器最多连接5个⽤户{perror("listen");exit(7);}while(1){struct sockaddr_in client_addr;int size=sizeof(client_addr);int new_fd=accept(server_fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&size); //server_fd服务器的socket描述字,&client_addr指向struct sockaddr *的指针,&size指向协议地址if(-1==new_fd){perror("accept");continue; //进⾏下⼀次循环}printf("accept client ip：%s:%d\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr),client_addr.sin_port);//inet_ntoa将⼀个⼗进制⽹络字节序转换为点分⼗进制IP格式的字符串。

利用socket进行数据通信与传输的步骤

利用socket进行数据通信与传输的步骤

利用socket进行数据通信与传输的步骤Socket是计算机之间进行数据传输和通信的标准接口。

利用Socket可以方便地进行网络编程，实现不同设备之间的数据交换和传输。

下面将介绍Socket进行数据通信和传输的步骤，以及一些注意事项。

1. 创建Socket连接首先，需要在客户端和服务器端分别创建Socket连接。

在客户端，可以使用socket.connect()方法；在服务器端，可以使用socket.bind()方法。

这些方法都需要指定IP地址和端口号，以确保连接成功。

2. 发送数据一旦连接成功，就可以开始发送数据。

在Python中，可以使用socket.send()方法发送数据。

这个方法需要传入一个字符串参数，表示要发送的数据。

如果要发送二进制数据，则需要使用socket.sendall()方法。

这个方法需要传入一个字节串参数。

3. 接收数据一旦数据发送成功，服务器端就可以接收到这些数据。

在Python 中，可以使用socket.recv()方法接收数据。

这个方法需要传入一个整数参数，表示要接收的数据大小。

如果数据不足这个大小，则该方法会阻塞，等待更多数据到达。

4. 处理数据一旦接收到数据，就需要对这些数据进行处理。

这通常包括解析数据、验证数据、存储数据等操作，以确保数据的正确性和完整性。

5. 关闭连接最后，需要在客户端和服务器端分别关闭Socket连接。

在Python 中，可以使用socket.close()方法关闭连接。

这个方法不需要传入任何参数，只需要调用即可。

在进行Socket编程时，还需要注意一些事项。

比如，需要指定协议类型（如TCP或UDP）、设置超时时间、处理异常等。

此外，还需要考虑数据安全性和加密性等问题，以确保数据在传输过程中不会被恶意攻击者窃取或篡改。

总之，Socket编程是实现计算机间数据通信和传输的重要方法，可以应用于各种场景，如互联网、物联网、机器人等领域。

在使用Socket时，需要严格遵循以上步骤和注意事项，以确保数据的正确传输和保密性。