计算机网络课程设计

计算机网络课程设计题目：基于IPV6的文件传输程序设计系别：计算机科学与工程学院专业：信息安全姓名：学号：1200360209指导教师：王虎寅2015年 4 月10 日目录1、设计任务 (3)2、系统分析 (3)3、总体设计 (11)4、详细设计 (12)4.1 服务器端源代码 (12)4.2 客户端源代码 (23)5、程序运行 (33)6、设计总结 (35)7、参考教材 (36)1、设计任务基于IPV6的文件传输程序设计：程序分文件发送端、文件接收端两部分。

功能是发送端能向接收端传输文件。

通信双方采用ipv6地址，在传输层上采用TCP协议传数据。

文件传输是各种计算机的网络的基本功能，文件传送协议是一种最基本的应用层协议。

它是按照客户或服务器模式进行的工作，提供交式的访问。

是INTERNRT使用最广泛的协议之一。

以及深入了解计算机网络是建立在TCP/IP网络体系结构上。

用socket 编程接口编写俩个程序，分别为客户程序和服务器程序1．掌握TCP/IP 网络应用程序基本的设计方法；2．用socket 编程接口编写两个程序，分别为文件传输客户程序和文件传输服务器程序；2、系统分析选择开发环境开发环境: Visual C++ 6.0设计前的准备：IPv6：IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。

IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。

目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。

定义： IPv6是IETF(Internet Engineering Task Force 译：互联网工程任务组)设计的用于替代现行版本IP协议-IPv4-的下一代IP协议，它由128位二进制数码表示。

全球因特网所采用的协议组是TCP/IP协议组。

IP是TCP/IP 协议中网络层的协议，是TCP/IP协议组的核心协议。

特点：（1）IPV6地址长度为128位，地址空间增加了2^128-2^32个。

（2）灵活的IP报文头部格式。

使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。

IPV6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度；（3）IPV6简化了报文头部格式，字段只有8个，加快报文转发，提高了吞吐量；（4）提高安全性。

身份认证和隐私权是IPV6的关键特性；（5）支持更多的服务类型；（6）允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展；TCP：传输层：传输控制协议TCP/用户数据报协议UDP。

传输层提供进程（应用程序）通信的能力。

区别：TCP（面向连接的可靠的传输协议），UDP（是无连接的，不可靠的传输协议）。

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。

在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据报协议（UDP）是同一层内[1] 另一个重要的传输协议。

在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。

不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。

[1]应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（[1] MTU）的限制）。

之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体[1] 的TCP层。

TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。

然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。

TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。

连接建立TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。

当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答TCPSYN+ACK[1]，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。

这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

[1]TCP三次握手的过程如下：.客户端发送SYN（SEQ=x）报文给服务器端，进入SYN_SEND 状态。

..服务器端收到SYN报文，回应一个SYN （SEQ=y）ACK(ACK=x+1）报文，进入SYN_RECV状态。

..客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK(ACK=y+1）报文，进入Established状态。

.三次握手完成，TCP客户端和服务器端成功地建立连接，可以开始传输数据了。

连接终止建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。

具体过程如下图所示。

TCP(1) 某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”（active close）。

该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。

(2) 接收到这个FIN的对端执行“被动关闭”（passive close），这个FIN由TCP确认。

注意：FIN的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，因为，FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。

(3) 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。

这导致它的TCP也发送一个FIN。

(4) 接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。

既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。

注意：(1) “通常”是指，某些情况下，步骤1的FIN随数据一起发送，另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭那一端，有可能被合并成一个分节。

(2) 在步骤2与步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的，这称为“半关闭”（half-close）。

(3) 当一个Unix进程无论自愿地（调用exit或从main函数返回）还是非自愿地（收到一个终止本进程的信号）终止时，所有打开的描述符都被关闭，这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。

无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。

通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0却由服务器执行主动关闭。

套接字（Socket）网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。

Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。

Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。

在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

Socket通讯的过程Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求，Client端向Server 端发出Connect(连接)请求，Server端向Client 端发回Accept（接受）消息。

一个连接就建立起来了。

Server 端和Client 端都可以通过Send，Write等方法与对方通信。

本实验所用的是基于TCP的流式套接字基于TCP（面向连接）的socket编程服务器程序：1，创建套接字（socket）2，将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）3，将套接字设为监听模式，准备接受客户请求(listen) 4,等待客户请求到来，当请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应此链接的套接字（accept)5,用返回的套接字和客户端进行通信（send/recv）6，返回，等待另一用户请求。

7，关闭套接字。

客户端程序：1，创建套接字（socket)2，向服务器发出连接请求（connent）3,和服务器端进行通信（send/recv）4，关闭套接字。

3、总体设计服务器端客户端ServerSocket对象，在某端口提供监听服务客户端端创建Socket对象，向服务器端Socket建立连接的监听端口请求Socket中读写数据来通过向新的中读写数与客户端端通信据来与服务器端通信关闭Socket，结束与服务器端的通信关闭Socket，结束与当前客户端的通信，等待其他请求关闭ServerSocket对象，结束监听服务4、详细设计1、服务器端源代码：#include <Winsock2.h>#include <stdio.h>#include <iostream>using namespace std;#pragma comment(lib, "wsock32.lib")#define PORT 4523char buf_send[1024];char buf_rec[1024];SOCKET sockSrv;//socket初始化DWORD CreateSocket(){WSADATA WSAData;//WSADATA结构被用来保存函数WSAStartup 返回的Windows Sockets初始化信息if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&WSAData)!=0)//WSAStartup完成winsock的初始化{printf("socket initialize failed!\n");return (-1);}sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//定义为面向连接的,返回值送给sockSrvif(sockSrv==SOCKET_ERROR){printf("socket create failed ! \n");WSACleanup();//中止Windows Sockets DLL的使用return(-1);}SOCKADDR_IN addrSrv;//TCP/IP使用SOCKADDR_IN 定义地址addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);//计算机IP地址addrSrv.sin_port=htons(PORT);//协议端口号addrSrv.sin_family=AF_INET;//地址所属协议簇//绑定端口if(bind(sockSrv,(struct sockaddr FAR *)&addrSrv,sizeof(addrSrv))==SOCKET_ERROR){printf("Bind Error");return(-1);}return (1);}int SendFileRecord(SOCKET datatcps,WIN32_FIND_DATA *pfd)//用于回复给客户端{char filerecord[MAX_PATH+32];FILETIME ft;FileTimeToLocalFileTime(&pfd->ftLastWriteTime,&ft);//将一个FILETIME结构转换成本地时间SYSTEMTIME lastwtime;//系统时间FileTimeToSystemTime(&ft,&lastwtime);//根据一个FILETIME 结构的内容，装载一个SYSTEMTIME结构char *dir=pfd->dwFileAttributes&FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY?"<DIR>":" ";sprintf(filerecord,"%04d-%02d-%02d %02d:%02d %5s %10d %-20s\n",lastwtime.wYear,lastwtime.wMonth,lastwtime.wDay,lastwtime.wHour,lastwtime.wMinute,dir,pfd->nFileSizeLow,pfd->cFileName);if(send(datatcps,filerecord,strlen(filerecord),0)==SOCKET_ERROR)//发送回复失败{printf("Error occurs when sending file list!\n");return 0;}return 1;}//发送主机文件目录int SendFileList(SOCKET datatcps){HANDLE hff;WIN32_FIND_DATA fd; //获取和更改文件属性hff=FindFirstFile("*",&fd);//搜索文件if(hff==INVALID_HANDLE_VALUE)//搜索无效返回值{const char *errstr="can't list files!\n";cout<<"list file error!"<<endl;if(send(datatcps,errstr,strlen(errstr),0)==SOCKET_ERROR) {cout<<"error occurs when sending file list!"<<endl;}closesocket(datatcps);return 0;}BOOL fMoreFiles=TRUE;//BOOL型，返回值为大于0的整数时为TRUE，返回值为0时候，为FALSE，返回值为-1时为ERROR。