基于TCP的文件传输实验报告

综合课程设计报告基于TCP协议的文件传输系统学生姓名：指导教师：所在系：所学专业：年级：20１１年６月1目录摘要………………………………………………………………………………………21、实验的相关知识.......................................................31.1、通信的模式..........................................................31.1.1、传输的可靠性......................................................31．2.1、TCP/IP的网络体系结构..............................................31.2.2、TCP/IP网络协议...................................................41.2．3、TCP——传输控制协议...............................................42、winsock控件.........................................................52.1.1、winsock的重要属性、方法和事件.....................................52.1.2、winsock控件通信的工作原理.........................................73、程序设计与实现.........................................................83.1、程序设计.............................................................83.1.1、总体设计...........................................................83.1.2、模块设计...........................................................93.2、程序实现.............................................................103.2.1、工作原理...........................................................103.2.2、服务器端主程序.....................................................113.2.3、客户端主程序.......................................................144、实验总结...............................................................17参考文献...............................................................17.成绩评定................................................................182基于ＴＣＰ协议的文件传输系统摘要随着网络的普及，网络编程显得尤其重要。本实验使用Winsock控件实现两台计算机间的文件传输，描述了Winsock控件的使用方法及有关文件传输的算法。随着计算机网络的迅速发展，人们的生活越来越离不开网络，如今网络编程已成为计算机发展的热点，而在众多的网络通信中，又以TCP/IP协议最为流行。本文讨论的Winsock控件，提供了访问TCP/IP网络的捷径，使用它可以不必了解TCP/IP的细节和调用WinsockAPI，只要设置好相应的属性和触发事件后的处理，就可以实现计算机之间的数据通信，进行文件传输了。同时为了便于传输文件过程中的中断现象，在实验时应该充分考虑断点续传问题，即中断文件传输后已经传输的文件不丢失，等到再传时，能继续接着传送。关键词：TCP/IP协议，Winsock控件，网络编程，文件传输，断点续传。3１、实验的相关知识1.1通信的模式由于是实现点对点的文件传输，因此在程序中我们使用的是C/S的模式来实现通信。对于C/S的模式，即分为客户端和服务端。服务端用来接收客户端的连接，实现两端之间互相传输文件。采用C/S的模式可以更好的体现程序的功能设计思想，充分调用在LAN中的server和client两方面的处理能力，极大的减少网络上的信息流通量。C/S体系结构有可能提供一种开放式的、易伸缩扩展的分布式计算机环境，并保护硬件等投资。1.1.1传输的可靠性要想实现文件的可靠性传输，可以使用流式套接字。因为流式套接字提供面向连接的、无差错的、发送顺序一致的、包长度不限和非重复的网络信息的传输，能提供更好的可靠性。而对于数据报套接字提供的是无连接的服务，以独立的数据报进行传输，不保证顺序性、可靠性和无重复性，相比之下用流式套接字能提供更好的的可靠性传输。1、2、1TCP/IP的网络体系结构TCP/IP协议采用层次体系结构，如图1所示，从图中可以看出，每一层在逻辑上都与通信端的对应层相连接。图中所示的服务器程序持续监听通信客户端；客户端仅周期性地与服务器相连接以交换数据，其中TCP协议层提供相当于OSI参考模型中传输层的服务，为收、发端应用程序提供通信；IP协议层负责提供统一的数据报；链路层主要功能是收、发IP层的IP数据报；TCP/IP之上是该协议提供的各种服务，而底层网络可以是不同的物理网络，如Ethernet、TokenRing、X.25公共分组交换网等。4图1TCP/IP协议层模型（LAN）1、2、2TCP/IP网络协议协议是对等的网络实体之间通信的规则，可以简单地理解为网络上各计算机彼此交流的一种“语言”。网络通信协议设计的基本原则是层次化，层和协议的集合被称为网络体系结构。相邻层之间的接口定义了下层向上层提供的基本操作和服务，下层向上层提供的服务分两种形式：面向连接的服务和无连接的服务。计算机网络中已经形成的网络体系结构主要有两个：OSI参考模型和TCP/IP参考模型。TCP/IP参考模型是因特网（Internet）的基础。和OSI的7层协议相比，TCP/IP协议只有4个层次。通常说的TCP/IP是一组协议的总称，TCP/IP实际上是一个协议族，包括100多个相互关联的协议，其中IP(InternetProtocol,网际协议)是网络层最主要的协议；TCP(TransmissionControlProtocol,传输控制协议)和UDP(UserDatagramProtocol,用户数据报协议是传输层中最主要的协议)，一般认为IP、TCP、UDP是最根本的三种协议，是其他协议的基础。1.2.3TCP——传输控制协议面向连接的通信可以使用可靠通信，在这时候，第四层协议发送数据接收方的确认，如果未收到数据或者数据被损坏，则请求重新传输。TCP协议就使用这种可靠通信。使用TCP协议的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP和Telnet等。TCP要求在发送数据之前必须打开连接。服务器应用程序必须执行一个称作被动打开5（passiveopen）的操作，以利用一个已知的端口号创建一个链接，这是，服务器并不是对网络进行呼叫，而是侦听并等待引入的请求。客户应用程序必须执行一个主动打开（activeopen），为此，它向服务器应用程序发送一个同步序列号（SYN）以标识连接。客户应用程序可以将动态端口号作为本地端口使用。服务器必须向客户发送一个确认（ACK）以及服务器的序列号（SYN）。随后，客户回复一个ACK，这样就建立了链接。现在可以发送和接收消息了。接收消息后，总是返回ACK消息。如果在收到ACK之前发送方已经超时，则消息将被放到重发队列中以再次发送。由于它的握手机制，所以TCP协议比较复杂并且费时，但此协议在处理数据时对数据包的传送有保障，从而使得在应用程序协议中不需要再包括该功能。2.Winsock控件Winsock即WindowsSockets规范的简称，是目前最流行的网络通信应用程序接口之一。所谓Socket，通常也称作套接字，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。Socket是网络上运行的两个程序间双向通讯的一端，它既可以接受请求，也可以发送请求，利用它可以较为方便的编写网络上数据的传递。Winsock控件工作在传输层上，在这一层上，目前主要流行的协议包括TCP和UDP两种：TCP协议适用于那些对于数据的可靠性要求比较高的情况，目前大多数的网络应用层协议都是基于TCP协议的（例如常用的HTTP、FTP、SMTP、POP3等协议）；UDP协议适用于对数据可靠性要求不高而对速度要求较高的情况，这里主要包括一些需要大流量的（例如Real公司的RTSP协议，腾讯公司的QQ协议等）。2.1.1Winsock控件重要属性、方法和事件(1)属性Protocol：通过Protocol属性可以设置WinSock控件连接远程计算机使用的协议。可选的协议是TCP和UDP，对应的VB中常量分别是sckTCPProtocol和sckUDPProtocol，Winsock控件默认协议是TCP。注意：虽然可以在运行时设置协议，但必须在连接未建立或断开连接后。SocketHandle：SocketHandle返回当前socket连接的句柄，这是只读属性。RemoteHostIP：6返回远程计算机的IP地址。在客户端，当使用了控件的Connect方法后，远程计算机的IP地址就赋给了RemoteHostIP属性，而在服务器端，当ConnectRequest事件后，远程计算机（客户端）的IP地址就赋给了这个属性。如果使用的是UDP协议那么当DataArrival事件后，发送UDP报文的计算机的IP才赋给了这个属性。ByteReceived：返回当前接收缓冲区中的字节数。State：用于返回当前WinSock控件的状态。如表2-1所示。表1-1返回WinSock控件当前的状态常数值描述sckClosed0缺省值，关闭SckOpen1打开SckListening2侦听sckConnectionPending3连接挂起sckResolvingHost4识别主机sckHostResolved5已识别主机sckConnecting6正在连接sckConnected7已连接sckClosing8同级人员正在关闭连接sckError9错误(2)方法Bind：用Bind方法可以把一个端口号固定为本控件使用，使得别的应用程序能再使用这个端口。Listen：只在使用TCP协议时有用。它将应用程序置于监听检测状态。Connect：当本地计算机希望和远程计算机建立连接时，就可以调用Connect方法。Accept：当服务器接收到客户端的连接请求后，服务器有权决定是否接受客户端的请求。SendData：7当连接建立后，要发送数据就可以调用SendData方法，该方法只有一个参数，就是要发送的数据。GetData：当本地计算机接收到远程计算机的数据时，数据存放在缓冲区中，要从缓冲区中取出数据，可以使用GetData方法。PeekData：和GetData方法类似，但PeekData在取得数据后并不把缓冲区清空。(3)事件ConnectRequest：当本地计算机接收到远程计算机发送的连接请求时，控件的ConnectRequest事件将会被触发。SendProgress：当一端的计算机正在向另一端的计算机发送数据时，SendProgress事件将被触发。SendProgress事件记录了当前状态下已发送的字节数和剩余字节数。S