41、网络编程/TCP.UDP通信模型练习20240301-编程知识

一、编写基于TCP的客户端实现以下功能：

通过键盘按键控制机械臂：w(红色臂角度增大)s（红色臂角度减小）d（蓝色臂角度增大）a（蓝色臂角度减小）按键控制机械臂

1.基于TCP服务器的机械臂，端口号是8888， ip是Windows的ip；

查看Windows的IP：按住Windows+r 按键，输入cmd , 输入ipconfig。

2.点击软件中的开启监听；

3.机械臂需要发送16进制数，共5个字节，协议如下

0xff    0x02    x   y   0xff
0xff：起始结束协议，固定的；
0x02：控制机械手臂协议，固定的；
x：指定要操作的机械臂0x00 红色摆臂0x01 蓝色摆臂
y：指定角度

代码：

#include<myhead.h>
#define SER_IP "192.168.125.64"  //服务器IP
#define SER_PORT 8888          //服务器端口号
int main(int argc, const char *argv[])
{//创建套接字文件int sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sfd==-1){perror("socket error");return -1;}//定义结构体存储服务器地址struct sockaddr_in sin;sin.sin_family=AF_INET;sin.sin_port=htons(SER_PORT);sin.sin_addr.s_addr=inet_addr(SER_IP);//连接服务器if(connect(sfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))==-1){perror("connect error");return -1;}puts("connect success");//数据发送//定义控制红色臂的数组并初始化,范围是[-90,90]char rbuf[5]={0xff,0x02,0x00,0x00,0xff};//定义控制蓝色臂的数组并初始化,范围是[0,180]unsigned char bbuf[5]={0xff,0x02,0x01,0x00,0xff};//发送初始值send(sfd,rbuf,sizeof(rbuf),0);sleep(1);//防止沾包send(sfd,bbuf,sizeof(bbuf),0);char key=0;while(1){system("stty -icanon");//关闭缓冲区key=getchar();fflush(stdin);switch(key){case 'W':case 'w':{rbuf[3]+=2;//每次操作的角度偏移2度if(rbuf[3]>=90){rbuf[3]=90;}send(sfd,rbuf,sizeof(rbuf),0);}break;case 'S':case 's':{rbuf[3]-=2;if(rbuf[3]<=-90){rbuf[3]=-90;}send(sfd,rbuf,sizeof(rbuf),0);}break;case 'D':case 'd':{bbuf[3]+=2;if(bbuf[3]>=180){bbuf[3]=180;}send(sfd,bbuf,sizeof(bbuf),0);}break;case 'A':case 'a':{bbuf[3]-=2;if(bbuf[3]>180)//无符号整数小于零后会向255循环{bbuf[3]=0;}send(sfd,bbuf,sizeof(bbuf),0);}break;}}close(sfd);return 0;
}

运行：

思维导图

二、基于UDP的TFTP文件传输

1.tftp协议概述

简单文件传输协议，适用于在网络上进行文件传输的一套标准协议，使用UDP传输

特点：

是应用层协议

基于UDP协议实现

数据传输模式

octet：二进制模式（常用）

mail：已经不再支持

2.tftp下载模型

TFTP通信过程总结

服务器在69号端口等待客户端的请求
服务器若批准此请求，则使用临时端口与客户端进行通信。
每个数据包的编号都有变化（从1开始）
每个数据包都要得到ACK的确认，如果出现超时，则需要重新发送最后的数据包或ACK包
数据长度以512Byte传输的，小于512Byte的数据意味着数据传输结束。

差错码：

0 未定义,差错错误信息

1 File not found.

2 Access violation.

3 Disk full or allocation exceeded.

4 illegal TFTP operation.

5 Unknown transfer ID.

6 File already exists.

7 No such user.

8 Unsupported option(s) requested.

代码：

#include<myhead.h>
#define SER_IP "192.168.125.57"
#define SER_POTR 69
int my_download(int cfd,struct sockaddr_in sin);
int my_upload(int cfd,struct sockaddr_in sin);
int my_save_data(char *p,int len);
int recv_ack(int cfd,struct sockaddr_in sin);int main(int argc, const char *argv[])
{//创建通信套接字int cfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(cfd==-1){perror("socket error");return -1;}//定义地址结构体 保存客户端地址struct sockaddr_in sin;sin.sin_family=AF_INET;sin.sin_port=htons(SER_POTR);sin.sin_addr.s_addr=inet_addr(SER_IP);int menu=0;while(1){system("clear");puts("\t\t------请选择选项------");printf("\t\t-------1.上传-------\n");printf("\t\t-------2.下载-------\n");printf("\t\t-------0.退出-------\n");scanf("%d",&menu);getchar();switch(menu){case 0:goto END;case 1:{int res=my_upload(cfd,sin);if(res==-1){puts("my_upload error");return -1;}}break;case 2:{int res=my_download(cfd,sin);if(res==-1){puts("my_download error");return -1;}}break;default:{puts("输入有误，请重新输入");}break;}puts("请输入任意键按回车结束！");while(getchar()!='\n');}END:close(cfd);return 0;
}int my_download(int cfd,struct sockaddr_in sin)
{//定义收发数据容器char pack[516]="";//组建请求协议包//1.请求下载printf("请输入要下载的文件名：");char txt[32]="";fgets(txt,sizeof(txt),stdin);txt[strlen(txt)-1]=0;short *p1=(short*)pack;*p1=htons(1);//存入前两字节的操作码1代表读(下载)char *p2=pack+2;strcpy(p2,txt);//存入文件名及结尾的0char *p3=p2+strlen(p2)+1;strcpy(p3,"octet");//存入模式位及结尾的0int packlen=4+strlen(p2)+strlen(p3);//发送下载请求if(sendto(cfd,pack,packlen,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))==-1){perror("download request sendto error");return -1;}
/*	//读取服务器的回复消息int ack=recv_ack(cfd,sin);if(ack==-1){puts("recv_ack error");return -1;}
*/while(1){bzero(pack,sizeof(pack));int ack=recv_ack(cfd,sin);if(ack==-1){puts("my_download recv_ack error");return -1;}else if(ack==0)//下载完成{break;}*p1=htons(4);//设置ACK包*(p1+1)=htons(ack);//返回ACK包if(sendto(cfd,pack,sizeof(pack),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))==-1){perror("upload request sendto error");return -1;}	}return 0;
}
int my_upload(int cfd,struct sockaddr_in sin)
{//定义收发数据容器char pack[516]="";//组建请求协议包//1.请求写入printf("请输入要上传的文件名：");char txt[32]="";fgets(txt,sizeof(txt),stdin);txt[strlen(txt)-1]=0;short *p1=(short*)pack;*p1=htons(2);//存入前两字节的操作码2代表写(上传)char *p2=pack+2;strcpy(p2,txt);//存入文件名及结尾的0char *p3=p2+strlen(p2)+1;strcpy(p3,"octet");//存入模式位及结尾的0int packlen=4+strlen(p2)+strlen(p3);if(sendto(cfd,pack,packlen,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))==-1){perror("upload request sendto error");return -1;}//读取服务器的回复消息int ack=recv_ack(cfd,sin);if(ack==-1){puts("recv_ack error");return -1;}//2.开始上传数据//2.1只读形式打开要上传的文件int rfd=open(txt,O_RDONLY);if(rfd==-1){perror("upload open error");return -1;}int i=1;while(1){bzero(pack,sizeof(pack));//2.2设置发送数据的协议包*p1=htons(3);//前两字节操作码为3时代表此为数据包*(p1+1)=htons(i);//设置块编码从1开始int res=read(rfd,pack+4,512);//从文件中读取512数据存入数据域packlen=4+res;//本次的数据包大小//发送数据if(sendto(cfd,pack,sizeof(pack),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))==-1){perror("upload data sandto error");return -1;}ack=recv_ack(cfd,sin);//读取服务器的回复消息if(ack==-1){puts("recv_ack error");return -1;}else if(ack<i)//服务器返回的块编码小于当前发送的{//光标返回发送之前的位置重新发送lseek(rfd,-res,SEEK_CUR);}else if(ack==i)//服务器已接收该数据包可以发送下一个{i++;//块编码+1}if(res<512)//发送完成{break;}}close(rfd);return 0;
}
int my_save_data(char *p,int len)
{//追加写的形式创建一个文件存储下载的数据int wfd=open("./downtxt",O_WRONLY|O_APPEND|O_CREAT,0664);if(wfd==-1){perror("my_download open error");return -1;}write(wfd,p,len);close(wfd);return 0;
}
int recv_ack(int cfd,struct sockaddr_in sin)
{char pack[516]="";//接收服务器发来的消息 存入packint sinlen=sizeof(sin);int res=-1;if((res=(recvfrom(cfd,pack,sizeof(pack),0,(struct sockaddr*)&sin,&sinlen)))==-1){perror("recv_ack recvfrom error");return -1;}short *p=(short*)pack;short num=ntohs(*p);//获取发来消息的操作码switch(num){case 3:{printf("收到数据包，块编码：%d\n",ntohs(*(p+1)));//保存数据int seve=my_save_data(pack+4,res-4);if(seve==-1){puts("my_save_data error");return -1;}//如果读取的长度小于516说明已经下载完成if(res<sizeof(pack)){//最后一次回复ACK*p=htons(4);sendto(cfd,pack,4,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin));return 0;//正常下载完成返回0}}break;case 4:{printf("收到ACK，快编码：%d\n",ntohs(*(p+1)));}break;case 5:{//收到错误码 输出差错码和差错信息printf("ERROR:%d:%s\n",ntohs(*(p+1)),pack+4);return -1;}break;}return ntohs(*(p+1));//返回块编码
}