c语言小项目：用Socket编程实现FTP
题目：用Socket编程实现FTP
用Socket编程实现FTP
一、目的和意义（功能描述）
学习了TCP/IP这门课，接触最多的是用Windows Sockets编程来实现一些功能。因此在熟悉了Windows Sockets的编程思想后，我觉的会很容易实现一个FTP的客户应用程序。它能够登录FTP服务器，并从服务器端下载数据。
数据同步传输系统既适合于服务器端的目录遍历，又适合客户端对服务端的上传文件和下载文件。运用Socket(套接字)接口和使用 FTP（文件传输协议）来实现客户端和服务器端之间信息的交互。该数据传输平台分为两个模块：服务器端模块和客户端模块。客户服务器程序通过对编程语言 Visual C++6.0中的调用来实现利用TCP/IP协议中的 FTP协议和封装在NMFTP 内的Socket 接口进行客户端与服务器连接，并完成数据同步工作，例如：上传、下载、浏览、查询、对服务器目录与文件的管理以及执行远程命令等。
服务器端程序则持续的监听网络。当接受到客户端的Socket ，服务器程序提供相应的服务。网络通信模块使用POP3 控件来实现客户端与服务器的信息交流。
函数功能和流程如下：（1）首先创建一个CFtpclient的类的实例。
（2）用LogOnToServer()函数登录到指定的FTP服务器，允许非匿名用户和匿名两种登录方式，默认的端口为21.
（3）使用MoveFile()函数来上传下载数据文件，其中第一个参数是本地地址，第二个参数是远程地址，文件传输选用二进制模式。注意，文件传输使用同步模式。
（4）可以使用Ftpcommand()函数来执行FTP指令，包括常用的“CWD/home/mydir”来改变远程服务器上的地址，并处理服务器返回的应答。当这种方式不适用的时候，还可以使用WriteStr()函数和ReadStr()函数向远程服务器发送指令，并自己解释返回的应答。
（5）当所有的文件传输完成之后，使用LogOffServer函数来断开与远程服务器的连接。
二、基本原理
它的原理也相当的简单，客户端程序实现一个命令行或图形界面，将用户命令翻译成 FTP 命令，并发送给服务器端程序。服务器端程序响应 FTP 命令，并将操作成功与否的信息以 FTP 响应形式返回给客户端程序。双方遵守 FTP 协议，完成文件传输服务。就是利用MFC提供的CSocket类和CAsyncsocket类实现一个客户/服务器模式的数据通信模式，使用CSocketFile类和CArchive类来读写数据。它很好的实现了所有的功能，提供了简洁实用的接口。
三、详细设计
Windows Sockets实现，一个Windows Sockets实现是指实现了Windows Sockets规范所描述的全部功能的一套软件。一般通过DLL文件来实现。Windows环境下进行网络程序设计的最基本方法是应用Windows Sockets来实现，通过使用MFC提供的Windows Sockets类，能够很好的完成FTP的功能。
连接管理：
数据连接有3大用途：
（1）从客户向服务器发送一个文件
（2）从服务器向客户发送一个文件
（3）从服务器向客户发送文件或目录列表。
每一个数据连接对传输一个文件或目录序列都要建立一个新的连接。
（1）客户发出命令要求建立数据连接
（2）客户在客户主机上未数据连接选择一个固定的端口号
（3）客户使用PORT命令从控制连接上把端口号发给服务器。
（4）服务器在控制连接上接收端口号，并向客户端主机上的端口发出主动打开，服务器的数据连接使用端口21。
基本套接字
为了更好说明套接字编程原理，给出几个基本的套接字，在以后的篇幅中会给出更详细的使用说明。
1、创建套接字——socket()
功能：使用前创建一个新的套接字
格式：SOCKET PASCAL FAR socket(int af,int type,int procotol);
参数：af: 通信发生的区域
type: 要建立的套接字类型
procotol: 使用的特定协议
2、指定本地地址——bind()
功能：将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。
格式：int PASCAL FAR bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);
参数：s: 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。
其它：没有错误，bind()返回0，否则SOCKET_ERROR
地址结构说明：
struct sockaddr_in
{
short sin_family;//AF_INET
u_short sin_port;//16位端口号，网络字节顺序
struct in_addr sin_addr;//32位IP地址，网络字节顺序
char sin_zero[8];//保留
}
3、建立套接字连接——connect()和accept()
功能：共同完成连接工作
格式：int PASCAL FAR connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen); SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR * name,int FAR * addrlen);
参数：同上
4、监听连接——listen()
功能：用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。
格式：int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);
5、数据传输——send()与recv()
功能：数据的发送与接收
格式：int PASCAL FAR send(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);
int PASCAL FAR recv(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);
参数：buf:指向存有传输数据的缓冲区的指针。
6、多路复用——select()
功能：用来检测一个或多个套接字状态。
格式：int PASCAL FAR select(int nfds,fd_set FAR * readfds,fd_set FAR * writefds,
fd_set FAR * exceptfds,const struct timeval FAR * timeout);
参数：readfds:指向要做读检测的指针
writefds:指向要做写检测的指针
exceptfds:指向要检测是否出错的指针
timeout:最大等待时间
7、关闭套接字——closesocket()
功能：关闭套接字s
格式：BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);
FTP 下载文件流程
FTP 服务端和客户端之间存在两中连接：一中用于传输 FTP 命令（命令必须由客户端主动发起），连接始终存在；另一中用于向客户端传输数据，每当要传输文件或目录文件列表信息时则建立一个数据连接，数据传输完毕立即断开。数据连接有两种建立方式：客户端监听某端口，服务器主动发起数据连接。服务器监听某端口，客户端主动发起数据连接。下载文件之前首先需要登陆，登陆的状态图如图 2 所示。如果前面发送的命令均得到成功响应，则表示服务器数据准备完毕。下面需要做的是与服务建立数据连接，开始接受数据，并将接收到的数据保存在本地文件中，直到接收完毕后断开数据连接，下载完毕。通过访问全局变量获得 FTP 服务器 IP 地址和端口号，以及登陆的用户名和密码，登陆服务器。为了实现FTP 下载文件能成功，我觉得用代码和图片解释比较好，但文字描述不清楚，所以用代码的比较多，虽然觉得不好，但我只能这样。
流程图
流程图1
(一)FTP客户端的主要代码
1.头文件
#include "stdafx.h"
#include "ListItem.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
#endif
2.创建ParseLine()函数
BOOL CListItem::ParseLine(CString strLine)
{
if(strLine.IsEmpty())
return FALSE;
char ch = strLine.GetAt(0);
if(ch == 'd' || ch == 'D'){
m_bDirectory = TRUE;
}
else
if(ch == '-')
m_bDirectory = FALSE;
else{
if(strLine.Find("
else
m_bDirectory = FALSE;
if(strLine.GetLength() < 40)
return FALSE;
m_strName = strLine.Mid(39);
m_strDate = strLine.Left(18);
m_strName.TrimLeft();
m_strName.TrimRight();
return TRUE;
}
m_bSec = 0;
for(int i = 0; i < 9; i++){
ch = strLine.GetAt(i);
if(ch == '-')
m_bSec |= 0x01;
m_bSec <<= 1;
}
m_strSec = strLine.Mid(1, 9);
int ndx = strLine.Find(':');
if(ndx == -1){
if(strLine.GetLength() > 56)
ndx = 51;
else
return FALSE;
}
m_index = ndx;
m_strName = strLine.Mid(ndx + 3);
m_strName.TrimLeft();
m_strName.TrimRight();
m_strDate = strLine.Mid(ndx - 9, 12);
return TRUE;
}
（二）客户端运行后的界面
图2
上面的图是运行后在修改了用户名和密码，查出所需要的文件的I盘和文件名。客户端运行后看到的的服务器端地址是所用电脑的
（三）FTP服务器端代码
1.Socket编程中的Server()函数
UINT ServerThread(LPVOID lpParameter)
{
SOCKET sListen, sAccept;
SOCKADDR_IN inetAddr;
DWORD dwFlags;
DWORD dwRecvBytes;
CServer * server =(CServer*)lpParameter;
2.创建第一个手动重置对象
if ((g_events[0] = WSACreateEvent()) == WSA_INVALID_EVENT)
{
printf("错误：WSACreateEvent failed with error %d\n", WSAGetLastError());
return 0;
}
3. 创建一个线程处理请求
AfxBeginThread(ProcessTreadIO,(LPVOID)server);
if (CreateThread(NULL, 0, ProcessTreadIO,(void*)server, 0, &dwThreadId) == NULL)
{
printf("错误：CreateThread failed with error %d\n", GetLastError());
return 0;
}
g_dwEventTotal = 1;
while(!server->m_bStop)
{
//处理入站连接
if ((sAccept = accept(sListen, NULL, NULL)) == INVALID_SOCKET)
{
printf("错误：accept failed with error %d\n", WSAGetLastError());
return 0;
}
//回传欢迎消息
if( !server->WelcomeInfo( sAccept ) ) break;
//设置ftp根目录
if( !SetCurrentDirectory( server->m_Directory) ) break;
4.创建一个新的SOCKET_INF结构处理接受的数据socket.
if ((g_sockets[g_dwEventTotal] = (LPSOCKET_INF)
GlobalAlloc(GPTR,sizeof(SOCKET_INF))) == NULL)
{
printf("错误：GlobalAlloc() failed with error %d\n", GetLastError()); return 0;
}
5.初始化新的SOCKET_INF结构
char buff[DATA_BUFSIZE]; memset( buff,0,DATA_BUFSIZE );
g_sockets[g_dwEventTotal]->wsaBuf.buf = buff;
g_sockets[g_dwEventTotal]->wsaBuf.len = DATA_BUFSIZE;
g_sockets[g_dwEventTotal]->s = sAccept;
memset(&(g_sockets[g_dwEventTotal]->o),0, sizeof(OVERLAPPED));
g_sockets[g_dwEventTotal]->dwBytesSend = 0;
g_sockets[g_dwEventTotal]->dwBytesRecv = 0;
g_sockets[g_dwEventTotal]->nStatus = WSA_RECV; // 接收
6.下载数据的有关代码
//已经有数据传递
if( pSI->nStatus == WSA_RECV )
{
……………..
{
if( !g_bLoggedIn )
{
if( server->LoginIn(pSI) == LOGGED_IN )
g_bLoggedIn = TRUE;
}
else
{
if(server->DealCommand( pSI )==FTP_QUIT)
continue;
}
// 缓冲区清除
memset( pSI->buffRecv,0,sizeof(pSI->buffRecv) );
pSI->dwBytesRecv = 0;
}
}
else
{
pSI->dwBytesSend += dwBytesTransferred;
}
// 继续接收以后到来的数据
if(server->RecvReq( pSI ) == -1 )
return -1;
}
return 0;
}
………………………….
//接受数据
int CServer::RecvReq( LPSOCKET_INF pSI )
{
static DWORD dwRecvBytes = 0;
pSI->nStatus = WSA_RECV;
…………
return 0;
}
7. 取得文件列表信息，并转换成字符串
BOOL bDetails = strstr(szCmd,"LIST")?TRUE:FALSE;
char buff[DA TA_BUFSIZE];
UINT nStrLen = FileListToString( buff,sizeof(buff),bDetails);
if( !bPasv )
………………
if( ReadFileToBuffer( szFile,buff, nFileSize ) == (DWORD)nFileSize )
{
// 处理Data FTP连接
Sleep( 10 );
if( bPasv )
{
DataSend( sAccept,buff,nFileSize );
closesocket( sAccept );
}
…………………
（四）FTP服务器端运行后的界面
图3
上面得图是在添加用户名等，为了能下载自己的文件。端口设定为21是固定的。
下面的图是添加用户后在点击HESY用户和开始服务后所得界面。
图4
四、调试结果
在点击开始服务后就转到客户端运行所得界面上，然后点击CONNECT会连接到服务器端，会登陆到用户名以及所需要下载的文件。
图5
运行环境硬件环境：CPU的主频在200MHz以上、内存在64MB以上。
软件平台：操作系统为Windows 98/Me/NT/2000/XP（推荐使用Windows 2000/XP），调试环境为Visual C++
6.0及其以上版本(如果不做说明，则默认为Visual C++ 6.0）。
五、心得体会
由于学习的也是服务器端与客户端之间的通信，并且老师讲的和做的都成功，所以觉得在用S ocket编程实现FTP中服务器端与客户端会较方便，服务器端的代码很多，我把很多有用的都省了。运行时还经常出错，我的编程较差，改了之后运行后还需要调试结果和把界面的一些信息进行修改。