UDP编程TFTP、广播、多播

TFTP 简介、通信过程

    TFTP 概述

          TFTP :  简单文件传送协议

               最初用于引导无盘系统，用来传输小文件

       特点：

            基于UDP协议实现

            不进行用户有效性认证

      数据传输模式：

         octet：二进制模式

         netascii：文本模式

         mail：已经不再支持

TFTP 通信过程

     TFTP 通信过程总结

•          服务器在69端口等待客户端的请求
•         服务器同意，就使用临时端口与客户端通信
•        每个数据包的编号都会变化（从1开始）
•        每个数据包都要ACK的确认，如果超时，就会重新发送最后的包
•       数据的长度以512byte传输
•        小于512byte的数据意味着传输结束

TFTP 协议分析

注意：

    以上的 0 代表的是'\0'
不同的差错码对应不同的错误信息

错误码：

•         0         Undefined                                      未定义                      
•         1         File  not  found                               找不到文件
•         2         access  violation                             访问冲突
•         3         disk  full or  allocation exceeded     磁盘已满或超过分配
•        4          illegal  TFTP operation                     非法的TFTP操作
•         5         unknown  transfer  ID                        未知的传输ID
•         6        file  already  exists                           文件已经存在
•         7        no  such   user                                   没有这样的用户
•         8        unsupported  option  requested      不支持的选项请求

TFTP 带选项

     读写请求中修改了选项

      如果发送带选项的读写请求

     tsize 选项

         当读操作，tsize 选项参数必须为 0 ，服务器会返回待读取的文件大小

         当写操作，tsize 选项参数为待写入的文件大小，服务器会显示该参数

     blksize 选项

          修改传输文件时使用的数据块大小（范围：8 ~ 65464）

     timeout   选项

          修改默认的数据传输超时时间（单位：秒）

     TFTP通信过程总结（带选项）

•           可以通过发送 带选项的读/写请求 发送给server
•          如果server同意修改选项，就发送选项修改确认包
•         server发送的数据，选项修改确认包都是临时port
•         server 通过timeout来对丢失数据包的重新发送

练习—TFTP 客户端

    要求：

       使用TFTP协议，下载server上的文件到本地

   实现思路:

•       构造请求报文，送到服务器（69端口）
•      等待服务器回应
•      分析服务器回应
•     接受数据，直到接收到的数据包小于规定数据包大小

UDP 广播

    广播：由一台主机向该主机所在子网内所有主机发送数据方式

      广播只能用于UDP或原始IP实现，不能用TCP

  广播的用途

   UDP广播的特点

   UDP广播地址

广播与单播的对比
单播

    广播

    套接口选项

/*
成功: 执行返回 0
失败： 返回-1
*/
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const viod *optval, socklen_t optlen);

广播示例

int main(int argc, char *argc[])
{int sock_fd = 0;char buff[1024] = "";unsigned short port = 8000;struct sockaddr_in send_addr;bzero(&send_addr, sizeof(send_addr));send_addr.sin_family = AF_INET;send_addr.sin_port = htons(port);sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sock_fd <0){perror("socket failed");close(sock_fd);exit(1);}if(argc > 1){send_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);}else{printf("not have a server IP");exit(1);}int yes = 1;setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &yes, sizeof(yes));strcpy(buf, "boardcast sucess");int len = sendto(sock_fd, buff, strlen(buff),0, (struct sockaddr *)&send_addr,sizeof(send_addr));if(len <0){printf("send error \n");close(sock_fd);exit(1);}return 0;
}

UDP 多播

  多播概述

   多播：

        数据的收发仅仅在同一个分组中进行

    多播的特点：

•        多播地址标识一组接口
•       多播可以用于广域网使用
•      在ipv4中，多播是可选的

多播地址
IPv4 的 D 类地址是多播地址

    十进制：224.0.0.1 239.255.255.254

    十六进制：E0.00.00.01 EF.FF.FF.FE

   多播地址向以太网 MAC 地址的映射

UDP 多播工作过程

  多播地址结构体
在 IPv4 因特网域(AF_INET)中，多播地址结构体用如下结构体 ip_mreq 表示

struct in_addr
{in_addr_t s_addr;
};
struct ip_mreq
{struct in_addr imr_multiaddr; //多播组IPstruct in_addr imr_interface; //将要添加到多播组的IP
};

多播套接口选项

/*
成功: 执行返回 0
失败: 返回-1
*/
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

加入多播组示例

char group[INET_ADDRSTRLEN] = "244.0.1.1";struct ip_mreq mreq; //定义一个多播组地址mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(group); //添加一个多播组IP
mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //添加一个将要添加到多播组的IPsetsockopt(sockfd, IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq));