2025.8.30项目二基于UDP的TFTP文件传输

        今天我们来做一下这个项目，关于一个简单文件传输协议，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，与tftp32服务器互传文件，

3）tftp协议分析

        上传文件的流程

        下载流程

        标准数据包格式
        所有传输的数据包严格遵循 TFTP 格式：
请求包（RRQ/WRQ）：0x00 + 操作码(1/2) + 文件名 + 0x00 + 传输模式("octet") + 0x00；
数据包（DATA）：0x00 + 操作码(3) + 块编号(2字节) + 数据(≤512字节)；
确认包（ACK）：0x00 + 操作码(4) + 块编号(2字节)；
错误包（ERROR）：0x00 + 操作码(5) + 错误码(2字节) + 错误信息 + 0x00；

        依旧老规矩，将我的代码奉上

#include <myhead.h>

// 常量与TFTP协议操作码定义
#define IP "192.168.0.70"    // TFTP服务器IP
#define PORT 69              // TFTP默认端口（接收初始请求）
#define N 516                // 最大数据包大小（2字节操作码+2字节块号+512字节数据）
// TFTP操作码（标识包类型，协议规定）
#define OP_RRQ   1           // 读请求（下载）
#define OP_WRQ   2           // 写请求（上传）
#define OP_DATA  3           // 数据块包
#define OP_ACK   4           // 确认包
#define OP_ERROR 5           // 错误包


// 上传文件：客户端→服务器
// 参数：oldfd（UDP套接字）、server（服务器地址）
int do_upload(int oldfd, struct sockaddr_in server)
{
    char filename[20]; 
    printf("请输入上传文件名: ");
    fgets(filename, 20, stdin);
    filename[strlen(filename)-1] = 0;  // 去除换行符

    // 检查本地文件是否存在（只读打开）
    int fd = open(filename, O_RDONLY);
    if(fd == -1) { perror("open"); printf("打开文件失败！\n"); return -1; }
    
    // 构造并发送WRQ（写请求）包
    char buf[N];
    // WRQ格式：0x00+OP_WRQ+文件名+0x00+"octet"+0x00（octet=二进制传输）
    int size = sprintf(buf, "%c%c%s%c%s%c", 0, OP_WRQ, filename, 0, "octet", 0);
    if(sendto(oldfd, buf, size, 0, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server)) < 0)
    { perror("sendto"); close(fd); return -1; }

    // 循环传数据：收ACK→发数据块
    int recv_len;
    unsigned short num = 1;  // 数据块编号（从1开始）
    socklen_t addrlen = sizeof(server);
    
    while(1)
    {
        bzero(buf, N);
        recv_len = recvfrom(oldfd, buf, N, 0, (struct sockaddr*)&server, &addrlen);
        if(recv_len == -1) { perror("recvfrom"); close(fd); return -1; }

        if(OP_ACK == buf[1])  // 处理服务器ACK
        {
            // 提取ACK块号（网络字节序转主机字节序）
            unsigned short ack_num = ntohs(*(unsigned short*)(buf+2));
            // 校验ACK：首次需ACK=0，后续需ACK=num-1
            if((num == 1 && ack_num == 0) || (ack_num == num - 1))
            {
                // 构造DATA包（0x00+OP_DATA+块号+数据）
                buf[0] = 0; buf[1] = OP_DATA;
                *(unsigned short*)(buf+2) = htons(num);  // 块号转网络字节序

                // 读本地文件数据（跳过4字节头部，最多读512字节）
                int res = read(fd, buf+4, N-4);
                if(res == -1) { perror("read"); close(fd); return -1; }
                if(res == 0) { printf("上传完毕\n"); break; }  // 数据读完，结束

                // 发送DATA包
                if(sendto(oldfd, buf, res+4, 0, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server))==-1)
                { perror("sendto"); close(fd); return -1; }
                num++;  // 块号自增
            } 
            else { printf("编号不匹配: 期望%d, 实际%d\n", num-1, ack_num); break; }
        }
        else if(OP_ERROR == buf[1])  // 处理服务器错误
        { printf("错误: %s\n", buf+4); break; }
    }
    
    close(fd);
    return 0;
}


// 下载文件：服务器→客户端
// 参数：oldfd（UDP套接字）、server（服务器地址）
int do_download(int oldfd, struct sockaddr_in server)
{
    char filename[20];
    printf("请输入下载文件名: ");
    fgets(filename, 20, stdin);
    filename[strlen(filename)-1] = 0;  // 去除换行符

    // 构造并发送RRQ（读请求）包
    char buf[N];
    // RRQ格式：0x00+OP_RRQ+文件名+0x00+"octet"+0x00
    int size = sprintf(buf, "%c%c%s%c%s%c", 0, OP_RRQ, filename, 0, "octet", 0);
    if(sendto(oldfd, buf, size, 0, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server))==-1)
    { perror("sendto"); return -1; }

    // 循环收数据：收DATA→写文件→发ACK
    int fd, flag = 0;  // flag=1表示文件已创建
    ssize_t recv_len;
    unsigned short num = 1;  // 期望接收的块号
    socklen_t addrlen = sizeof(server);
    
    while(1)
    {
        bzero(buf, N);
        recv_len = recvfrom(oldfd, buf, N, 0, (struct sockaddr*)&server, &addrlen);
        if(recv_len == -1) { perror("recvfrom"); return -1; }

        if(OP_DATA == buf[1])  // 处理服务器DATA包
        {
            if(!flag)  // 首次收数据，创建本地文件
            {
                fd = open(filename, O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0664);
                if(fd == -1) { perror("open"); return -1; }
                flag = 1;
            }

            // 提取DATA块号，校验是否连续
            unsigned short current_num = ntohs(*(unsigned short*)(buf+2));
            if(current_num == num)
            {
                // 写数据到本地文件（跳过4字节头部）
                if(write(fd, buf+4, recv_len-4)==-1) 
                { perror("write"); close(fd); return -1; }

                // 构造并发送ACK（确认已收当前块）
                buf[0] = 0; buf[1] = OP_ACK;
                if(sendto(oldfd, buf, 4, 0, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server))==-1)
                { perror("sendto"); }

                // 数据<512字节（包长<516），表示传输结束
                if(recv_len < 516) { printf("下载完毕\n"); break; }
                num++;  // 块号自增
            }
        }
        else if(OP_ERROR == buf[1])  // 处理服务器错误
        { printf("错误: %s\n", buf+4); break; }
    }
    
    if(flag) close(fd);  // 关闭本地文件
    return 0;
}


// 主函数：初始化套接字+用户交互
int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 创建UDP套接字
    int oldfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(oldfd == -1) { perror("socket失败"); return -1; }

    // 初始化服务器地址
    struct sockaddr_in server = {
        .sin_family = AF_INET,
        .sin_port = htons(PORT),  // 端口转网络字节序
        .sin_addr.s_addr = inet_addr(IP)  // IP转网络字节序
    };

    // 用户交互菜单
    char choose;
    while(1)
    {
        printf("******************\n");
        printf("******1.下载******\n");
        printf("******2.上传******\n");
        printf("******3.退出******\n");
        printf("******************\n");
        printf("请选择你的操作：\n");
        choose = getchar();
        while(getchar()!='\n');  // 清空输入缓冲区

        switch(choose)
        {
            case '1': do_download(oldfd, server); break;
            case '2': do_upload(oldfd, server); break;
            case '3': goto END;  // 退出循环
            default: printf("输入错误\n");
        }
    }
    
END:
    close(oldfd);  // 关闭套接字
    return 0;
}