Linux网络编程深入解析TFTP协议：基于UDP的文件传输实战

知识点1【TFTP的概述】

学习通信的基本：通信协议（具体发送上面样的报文）、通信流程（按照什么步骤发送）

1、TFTP的概述

tftp：简单文件传输协议，**基于UDP，**不进行用户有效性验证

基于UDP：编程架构是UDP的

必须创建UDP套接字

套接字分类：UDP套接字，TCP套接字，原始套接字

数据传输格式（模式选择）：

octet：二进制模式

netascii：文本模式

2、TFTP的通信过程

决定了编程流程

我们主要写客户端

注意：

服务器中，在69号端口后，是临时端口，临时端口是只要socket，不bind。因此需要创建一个新的线程，线程中执行socket()

TFTP通信过程总结

3、TFTP协议分析

读写请求是用户自己发送的，我们现在不考虑选项部分。

数据包516个字节，当小于516个字节的时候，表示下载结束（最后一个报文），块编号中存储的是该数据包的编号。这里注意一定要对操作码进行判断，是3才可以确认是数据包。

收到数据包我们需要回复一个ACK，ACK中的块编号需要和数据包的ACK相同

这里有一个技巧，客户端直接把收到的内容的前4个字节发送给服务器，只需要修改操作码的第二个字节即可

错误码操作码是5，差错码是不同的错误有不同的编号，差错信息说明错误。

OACK是比如我们设置了选项部分，需要设置的，相对复杂，我们下面介绍。

想一想

传输的数据的大小一定是 512Byte 吗？

由于网络的原因,一方收不到另一方的数据怎么办？

1、不一定需要512，选项修改

2、这里服务器发送数据包后，如果没有收到ACK，它会等待，并从发送数据包处开始计时，超出超时时间后，才会发出错误码，提示重发。

而这里的数据包长度修改，超时时间的修改，都需要借助选项来完成

4、TFTP带选项的读写报文

选项和值成对出现。

OACK是在修改了选项后，服务器向客户端发送的一个报文，是起一个确认作用的。

我们结合上图，客户端一旦修改了选项部分，客户端不再是立即发送数据，而是发送OACK，让客户端确认是否要这样修改（通过ACK，块编号中：0表示同意，这也是为什么数据编号是从1开始的），客户端给予回应后，服务器才会执行发送数据的操作。

选项的种类

tsize 选项

当读操作时，tsize 选项的参数必须为“0”，服务器会返回待读取的文件的大小

当写操作时，tsize 选项参数应为待写入文件的大小，服务器会回显该选项

blksize 选项

修改传输文件时使用的数据块的大小（范围：8～65464）

timeout 选项

修改默认的数据传输超时时间（单位：秒）

注意：

1、选项没有顺序

2、在使用tsize 读操作的时候，tsize的默认参数是0（因为读时不知道文件的大小），收到OACK的时候，会返回实际文件的大小（nB说明是字符串需要转换）

总结

1、可以通过发送带选项的读/写请求发送给 server 2、如果 server 允许修改选项则发送选项修改确认包 3、server 发送的数据、选项修改确认包都是临时 port 4、server 通过 timeout 来对丢失数据包的重新发送

知识点2【TFTP案例】

需求：编写TFTP客户端（不带选项），从客户端下载文件

流程：

1、创建UDP套接字

2、构建读请求报文，并发送到服务器69号端口

3、while 循环接收，buf是516个字节，recvform的返回值是获取到数据的长度

这里需要创建一个文件描述符取接收

4、关闭文件描述符和套接字

构建读写请求报文的方式

使用sprintf组包，当sendto时，有一个内容长度，使用sprintf的返回值：组包的总长度，目的端口写69

代码演示

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int main(int argc, char const *argv[])
{if(argc != 3){printf("error\\n");printf("modo:./a.out 196.168.9.28 a.txt\\n");_exit(-1);}//创建套接字，目的：向服务器发送数据int fd_sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(fd_sock < 0){perror("socket");return 0;}//sprintf组包，返回值使用len_sprintf接收。格式： 0 1 文件名 0 模式 0 char arr_sprintf[64] = "";int len_sprintf = sprintf(arr_sprintf,"%c%c%s%c%s%c",0,1,argv[2],0,"octet",0);//发送sprintf组包（读写报文）struct sockaddr_in addr_rw;memset(&addr_rw,0,sizeof(addr_rw));addr_rw.sin_family = AF_INET;addr_rw.sin_port = htons(69);addr_rw.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);sendto(fd_sock,arr_sprintf,len_sprintf,0,(struct sockaddr *)&addr_rw,sizeof(addr_rw));/*  接收服务器发出的 数据报文，报文的前四个字节：操作码（2），端口码（2），数据（512），存储在arr_recv中数据段操作码判断，下面是3的操作重复性判断，定义一个unsigned short num = 0，num+1与端口码比较数据写入文件，并将端口码赋值给numACK 回应服务器 arr_recv前四个字节进行处理即可*///操作码为5操作//关闭套接字 及 文件描述符 //输出错误原因unsigned short num = 0;int fd_w = open(argv[2],O_WRONLY | O_CREAT,0664);if(fd_w < 0){close(fd_sock);perror("open");return 0;}int len = 0;unsigned char arr_recv[516] = "";struct sockaddr_in addr_recv;int len_recv = sizeof(addr_recv);do{len = recvfrom(fd_sock,arr_recv,sizeof(arr_recv),0,(struct sockaddr *)&addr_recv,&len_recv);if(arr_recv[1] == 3){if((unsigned short)(num + 1) == ntohs(*(unsigned short *)(arr_recv +2))){write(fd_w,arr_recv + 4,len - 4);//ack应答num = ntohs(*(unsigned short *)(arr_recv +2));printf("%d\\n",num);}arr_recv[1] = 4;sendto(fd_sock,arr_recv,4,0,(struct sockaddr *)&addr_recv,sizeof(addr_recv));}else if(arr_recv[1] == 5){close(fd_sock);close(fd_w);unlink(argv[2]);printf("%s\\n",arr_recv+4);_exit(-1);}} while (len == 516);//关闭文件描述符，套接字，关闭文件close(fd_w);close(fd_sock);return 0;
}

代码运行结果