TCP客户端服务器程序示例FTP服务器和客户机

1、Ch3 TCP客户端服务器程序示例（FTP服务器和客户机）1 概述1.1 相对完整的客户端服务器程序，展示编写网络程序的基本过程1.2 分析客户端服务器程序的各种运行状况2 客户端服务器通信协议2.1 通信协议客户端和应用程序对交互信息的格式约定2.2 示例中使用的通信协议客户端和服务器数据包示例：3 公用函数分析3.1 地址转换函数addr_conv3.2 读取命令头函数read_line3.3 读取指定字节函数read_all3.4 发送指定字节函数write_all4 服务器程序分析4.1 程序流程（见右图）4.2 主要模块分析l 初始化模块getservbynamel 读取客户端请求模

2、块read_line函数read_all函数l 处理客户端请求l 返回服务器响应write_all函数5 客户端程序分析5.1 程序流程（见右图）5.2 主要模块分析l 初始化模块命令行参数（服务器IP，端口）l 读取用户输入ftp命令及命令参数获取（gets函数）l 发送请求给服务器分别发送命令长度和命令及参数write_all函数l 读取服务器响应read_line函数、read_all函数6 程序运行状况分析（使用netsta t命令查看socket状态，采用一些程序调试手段）6.1 正常运行状况l 在一个终端启动服务器程序（命令行：./ftpserver）显示提示信息，服务器在函数调用

3、accept处阻塞，服务器socket状态为LISTENl 在另一终端启动客户端程序（命令行：./ftpclient 21）显示提示信息，服务器socket状态为LISTEN，新生成的连接socket状态为ESTABLISHED，客户端socket状态为ESTABLISHEDl 客户端和服务器进行一次通信，过程如下（1） 客户端调用函数gets从控制台读取用户输入（2） 客户端调用write_all函数发送命令长度（3） 客户端调用write_all函数发送命令内容（4） 服务器调用read_line函数读取命令长度（5） 服务器调用read_all函数读取命令内容（6）

4、服务器处理客户端请求得到响应结果（7） 服务器调用write_all函数发送响应长度（8） 服务器调用write_all函数发送响应内容（9） 客户端调用read_line函数读取响应长度（10） 客户端调用read_all函数读取响应内容通信过程中的这10个步骤是并行的，没有严格的顺序l 结束通信过程（客户端主动关闭）（1） 客户端通过控制台键入CTRLD，使gets函数返回NULL，结束cli_requ函数调用，客户端主函数调用close关闭客户端socket，进入FIN_WAIT1状态（2） 服务器的socket在接收完数据后返回对客户端的FIN字段的确认，进入CLOSE_WAIT状态，

5、客户端进入FIN_WAIT2状态，为了查看这两个状态需要使服务器在调用close函数前暂停（加入getchar函数）（3） 服务器收到客户端的FIN字段时正阻塞在read_line函数的调用过程中，read_line函数将返回0，使得read_requ函数结束，serv_resp函数结束（4） 函数serv_resp结束后，服务器主程序调用函数close关闭socket，服务器发送FIN字段进入LAST_ACK状态，（当网络速度较慢时可以查看到这个状态）客户端TCP协议收到服务器FIN字段之后进入TIME_WAIT状态，并返回对FIN字段的确认，超时后删除客户端socket（5） 服务器继续侦

6、听其他连接请求，处于LISTEN状态6.2 服务器主动关闭连接为了模拟服务器主动关闭连接，我们在服务器read_requ函数之后加入return语句，函数serv_resp立即返回主程序，调用close函数关闭socket，TCP协议向客户端发送FIN数据段，客户端TCP协议收到FIN数据段后返回确认，进入CLOSE_WAIT状态，服务器进入FIN_WAIT2状态。客户端在发送完请求后阻塞在函数read_resp中，收到FIN字段将返回主函数，调用函数close关闭socket，TCP协议向服务器发送FIN数据段，服务器确认该数据段进入TIME_WAIT状态。6.3 服务器进程终止ps a得到

7、服务器的进程idkill id终止服务器进程l 终止服务器进程时没有客户端连接终止进程，关闭socketl 终止服务器进程时有未完成的客户端连接服务器终止进程，关闭socket（1） 如果客户端已经收到SYN ACK，connect函数成功，接下来向socket写数据时将失败（2） 服务器尚未确认客户端SYN，或SYN ACK丢失，connect函数失败l 终止服务器进程时已有客户端建立连接服务器进程终止，TCP协议向客户端发送FIN数据段，为了模拟客户端在不同时刻收到FIN数据段，在客户端程序3个地方加入getchar暂停程序（1） 客户端在调用第一个write_all函数前收到FIN数据段

8、，认为服务器不再发送数据，但write_all函数成功，数据到达服务器后，服务器将向客户端发送RST数据段，客户端在调用第二个write_all函数时将被SIGPIPE信号中断，显示Broken Pipe（2） 客户端在调用第二个write_all函数前收到FIN数据段，认为服务器不再发送数据，但write_all函数成功，数据到达服务器后，服务器将向客户端发送RST数据段，此时如果在RSt字段没有到达客户端之前调用函数read_resp，由于已经收到FIN字段，read_resp函数将返回0；如果客户端已经收到RST数据段，则返回CONNREST（3） 客户端在调用read_resp函数前收

9、到FIN数据段，read_resp函数返回06.4 服务器主机崩溃由于服务器主机复位，或断线会造成这种情况，主机崩溃和进程终止不同，系统不会关闭进程拥有的socketl 客户端在等待服务器数据时服务器主机崩溃调用read_resp函数过程中服务器主机崩溃，客户端将永远阻塞，除非设置了读超时选项l 客户端向服务器发送数据时服务器主机崩溃（1） write_all函数成功执行（拷贝到系统缓冲区），read_all函数阻塞，直到TCP协议重发数据达到限制次数后，返回错误ETIMEOUT（2） 当发送数据需要经过路由器时，路由器会发现服务器主机不可达，向客户端返回ICMP消息，函数调用read_all

10、返回错误EHOSTUNREACH。6.5 客户端主机崩溃（类似于服务器主机崩溃）l 服务器接收客户端请求时客户端主机崩溃服务器的read_requ函数将永远阻塞，由于服务器是循环服务器，因此服务器永远阻塞，导致服务失效，可以采用并发服务器避免l 服务器向客户端返回响应时客户端主机崩溃write_all函数成功执行（拷贝到系统缓冲区），read_all函数阻塞，直到TCP协议重发数据达到限制次数后，返回错误ETIMEOUT补充知识：多源文件程序编译1 分别编译各个源文件，利用生成的中间文件（后缀为.o）生成可执行程序gcc c ftpclient.cgcc c comm_func.cgcc o

11、ftpclient ftpclient.o comm_func.o2生成makefile，利用make整体编译make命令：make f makefilemakefile中最重要的是描述文件的依赖关系，一般格式为target:componets 依赖关系TAB rule规则（TAB不能省略）l 第一种makefile（内容较多，容易理解）#ftpclient makefile注释ftpclient:ftpclient.o comm_func.o gcc -o ftpclient ftpclient.o comm_func.o#以下为各个组成元素的子元素及生成方法ftpclient.o:ftpclient.c comm_func.hgcc -c ftpclient.ccomm_func.o:comm_func.c comm_func.hgcc -c comm_func.cl 第二种makefile$-目标文件 ，$-所有的依赖文件，$< -第一个依赖文件#ftpclient makefileftpclient:ftpclient.o comm_func.ogcc -o $ $ftpclient.o:ftpclient.c comm_func.