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

单个服务器与多个客户主机通信时减少分组流通

以下协议用到广播

地址解析协议（ARP）
动态主机配置协议（DHCP）
网络时间协议（NTP）

UDP广播的特点

处在同一子网的所有主机都必须处理数据
UDP数据包会沿协议栈上一直到UPD层
运行音视频等高速率工作的应用，会带来大负
局限于局域网内使用

UDP广播地址

{网络ID，主机ID}

网络ID 表示由子网掩码中 1 覆盖的连续位

主机ID 表示由子网掩码中 0 覆盖的连续位

定向广播地址：主机ID全 1

192.168.220.0/24，其定向广播地址为 192.168.220.255
通常路由器不转发该广播

受限广播地址：255.255.255.255

路由器从不转发该广播

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IP
    struct 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IP

setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq));

CpuCode

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