杭州电子科技大学 研究生 嵌入式大作业

嵌入式系统及应用

基于TCP协议的文件传输的应用设计

院系：电子信息学院

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日期：2016年1月1日

摘要：本文研究了网络环境下基于TCP 的文件传输的方法，在Linux环境下运用套接字和TCP协议实现了文件的传输，从客户端向已知IP地址的服务器端发送文件，每次传输为1Kbyte且传输过程中发送端和接收端需要通过相互协作来控制数据的传输，而不能简单地利用循环。

关键词：TCP协议；Linux；文件传输

一、引言

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（W AN）设计的。它是由ARPANET网的研究机构发展起来的。

有时我们将TCP/IP描述为互联网协议集"InternetProtocolSuite",TCP和IP是其中的两个协议（后面将会介绍）。由于TCP和IP是大家熟悉的协议，以至于用TCP/IP或IP/TCP这个词代替了整个协议集。这尽管有点奇怪，但没有必要去争论这个习惯。例如，有时我们讨论NFS是基于TCP/IP时，尽管它根本没用到TCP（只用到IP和另一种交互式协议UDP，而不是TCP）。

TCP/IP的标准在一系列称为RFC的文档中公布。文档由技术专家、特别工作组、或RFC 编辑修订。公布一个文档时，该文档被赋予一个RFC编号，如RFC959（FTP的说明文档）、RFC793（TCP的说明文档）、RFC791（IP的说明文档）等。最初的RFC一直保留而从来不会被更新，如果修改了该文档，则该文档又以一个新号码公布。因此，重要的是要确认你拥有了关于某个专题的最新RFC文档。通常在RFC的开头部分，有相关RFC的更新(update)、修改（errata）、作废（obsolete）信息，提示读者信息的时效性

二、TCP简介及连接原理

TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。本文主要时结合TCP传输文件的高效性，通过套接字，实现在linux系统下传输文件，其中包括服务端和客户端，做到实时显示传输进度、传输文件大小等功能。

TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

TCP的上一层是应用层，TCP向应用层提供服务，TCP数据传输实现了从一个应用程序到另一个应用程序的数据传递。应用程序通过编程调用TCP并使用TCP服务，提供需要准备发送的数据，用来区分接收数据应用的目的地址和端口号。通常应用程序通过打开一个socket来使用TCP服务，TCP管理到其他socket的数据传递。

TCP对话通过3次握手来初始化，是数据段的发送和接收同步，确定其一次可接收的数据量，并建立虚连接。下面描述了3次握手的简单过程。

1. A-B:主机A向主机B发送连接请求，报文中包括SYN控制标志，但没有数据。主机B收到SYN后，将其状态转化为SYN-RECEIVED。

2. B-A:主机B向主机A发送建立连接请求，并带有对主机A的SYN确认。主机A收到该消息后，将其状态变为ESTABLISHED。

3. A-B:主机B收到主机A发来的确认消息后，也将其自身状态转变为ESTABLISHED。至此，一条TCP连接建立完毕，接下来就可在两台主机间传输数据了。

三、socket简介

Socket接口是TCP/IP网络的API，其定义了很多函数和例程，程序员可以用他们来开发TCP/IP网络上的应用程序。要掌握Internet上的TCP/IP网络编程，必须理解socket接口。在linux系统中，所有的I/O操作都是通过读写文件的描述符而产生的，socket是一种特殊的文件描述符。当得到一个socket之后，就可以用send()和recv()系统调用与其他程序通信。当然也可以使用read()和write()等系统操作调用而与其他程序进行通信。

四、典型TCP通信过程

服务器

五、服务端与客户端简介

服务端：主要功能是监听客户端的连接，在有客户端请求连接的时候接受或者拒绝连接。接收客户端的连接后，接收客户端发来的数据，接收的数据分为指令和数据，根据对应的指令执行不同的操作，比如接收连接请求或者拒绝请求、完成传输、断开连接等。服务端程序先建立一个socket，然后绑定端口号、地址等，然后开始监听。当有客户端连接时，同意连接请求，并接收客户端发来的数据，然后根据数据执行相对应的动作，接收到文件名后把文件名保存在文件名缓存中，并以此文件名建立文件。服务端接收到的文件都保存在./recv文件夹中，如果当前目录没有此文件夹，程序会新建一个recv文件夹。然后程序会把接收到的数据写在该文件中，当收到完成指令后，服务端完成传输工作，并结束程序，如下图。

客户端：负责发送文件到服务端。客户端程序由发送子程序、接收子程序和主程序组成。发送子程序负责连接服务端、发送数据；接收子程序负责连接服务端、接收数据。主程序负责整个程序的调度和控制，完成数据的发送和客户机的相关内容显示，如下图所示。

六、程序部分

************************************client.c*************************************

学号:162040197

姓名：许超

程序内容：客户端程序

************************************client.c************************************* #include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define SERVPORT 2222

#define BACKLOG 10

#define MAX_CONNECTED_NO 10

#define MAXDATASIZE 1024

char server_ip[20];

void TCP_Send(char *buf,int len)

{

int sockfd,sendbytes;

struct hostent *host;

struct sockaddr_in serv_addr;

//获取服务器IP地址

if((host=(struct hostent *)gethostbyname(server_ip))==NULL)

{

perror("get host by name :");

exit(1);

}

//建立套接字

if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)

{

perror("socket error:");

exit(1);

}

serv_addr.sin_family=AF_INET;