2017-2018-1 《信息安全系統設計基礎》實驗三報告

本小組成員：20155303、20155213

————————CONTENTS————————

• 任務一 C語言模擬wc命令
• 任務二 實現傳送文本文件的服務器和客戶端
• 任務三 多線程實現傳送文本文件的服務器和客戶端
• 任務四 使用PC機和實驗箱模擬客戶端服務器并測試
• 實驗感想與體會
• 參考資料

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任務一 C語言模擬wc命令

使用man wc命令查看wc命令的基本用法：

可知wc命令的功能為：統計指定文件中的字節數、字數、行數等，并將統計結果顯示輸出。常用的參數為：

• -c：統計字節數
• -l：統計行數
• -m：統計字符數，且不能與-c參數一起使用
• -w：統計字數，一個字被定義為由空白、跳格或換行字符分割的字符串
• -L：打印最長行的長度
• ......

但是，如果我們想統計某文件中出現過某個特定單詞的行數，只用wc命令是無法完成的。我們可以借助管道將wc命令與其他命令（如grep）串聯起來：

grep and test.txt | wc -l

上面命令實現了查找test.txt中所有出現過“and”這個單詞的行，并統計行數。

再進一步，如果想精確到個數（比如一行出現兩次，算作2），可以加上參數-o選項（only），表示只選中那些匹配的地方，結果為：

基于以上分析，代碼如下：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> void wc_func(char *file,int ism,int isw,int isl); int main(int argc ,char *argv[]){int ism,isw,isl,opt;ism = isw = isl = 0;int count = 0;while((opt=getopt(argc,argv,"mwl"))!=-1){count++;switch(opt){case 'm':ism=1;break;case 'w':isw=1;break;case 'l':isl=1;break;case '?':printf("請查看該指令說明文檔 %c\n",optopt);exit(0);}} if(count==0){ism=isw=isl=1;}if(optind==argc){printf("wc error: have no file!\n");}for(;optind<argc;optind++){wc_func(argv[optind],ism,isw,isl);} } void wc_func(char *file,int ism,int isw,int isl) {int t,m,w,l;int state = 0;FILE *in;if((in = fopen(file,"r"))==NULL){printf("wc %s:no this file or dir\n",file);return;}w=m=l=0;while((t=fgetc(in))!=EOF){/*if(t=='\t'||t==' '){ w++;}else if(t=='\n'){l++;}*/if(t == '\n') {l++;state = 0;continue;} else if(t == ' ') {state = 0;continue;} else if(t == '\r') {state = 0;continue;} else {if(state == 0) {state = 1;w++;}continue;}m++; }if(isl)printf("%-5d",l);if(isw)printf("%-5d",w);if(ism)printf("%-5d",m);printf("%-10s\n",file); }

運行結果如下：

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任務二 實現傳送文本文件的服務器和客戶端

雖然在網絡安全編程基礎課程上學習過網絡編程的相關知識，但基于的是Windows。將其移植到Linux下時需要注意以下幾個方面：

• 頭文件

Windows下winsock.h或winsock2.h；

Linux下netinet/in.h（包括大部分），unistd.h（包括close函數），sys/socket.h。

• 初始化

windows下需要用WSAStartup啟動Ws2_32.lib；

linux下不需要。

• 關閉socket

windows下使用closesocket()；

linux下使用close()。

• 類型

windows下SOCKET；

linux下int。

• 多線程（下一個任務會用到）

windows下包含process.h，使用_beginthread和_endthread；

linux下包含pthread.h，使用pthread_create和pthread_exit。

• ......

以上是我在移植過程中遇到的問題，需格外注意。更多情況可參考Socket程序從windows移植到linux的注意事項等相關文章。

基于客戶端與服務器的通信流程，可分別寫出創建服務器和客戶端，以及客戶端和服務器連接的代碼：

/*創建服務器：*/ int start_server(int port, int type){//建立服務器套接字int ss = socket(AF_INET, type, 0);if(ss < 0){printf("create socket error\n");return -1;}//設置服務器地址struct sockaddr_in server_addr; //服務器地址結構bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in)); //清零server_addr.sin_family = AF_INET; //協議族server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //ip地址server_addr.sin_port = htons(port); //端口//綁定地址結構到套接字描述符if(bind(ss, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0){printf("bind error\n");return -1;}//TCPif(SOCK_STREAM == type){//設置偵聽if(listen(ss, LISTEN_SIZE) < 0){printf("listen error\n");return -1;}printf("tcp server start\n");}elseprintf("udp server start\n");return ss; }int create_tcp_server(int port){start_server(port, SOCK_STREAM); }int create_udp_server(int port){start_server(port, SOCK_DGRAM); } /*接受客戶端連接：*/ socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr); struct sockaddr_in client_addr; //客戶端地址結構 client_sock = accept(ss, (struct sockaddr*)&client_addr, &addrlen); if(client_sock < 0){printf("accept error\n"); }printf("accept success\n"); /*客戶端：*/ int connectsock(char* server_ip, int server_port, int type){int sock_fd = socket(AF_INET, type, 0);if(-1 == sock_fd){printf("create socket error\n");return -1;}struct sockaddr_in server_addr;//設置服務器地址bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);server_addr.sin_port = htons(server_port);inet_pton(AF_INET, server_ip, &server_addr.sin_addr);//連接服務器if(-1 == connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in))){printf("connect server error\n");return -1;}printf("connect server success\n");return sock_fd; } int connect_tcp(char* server_ip, int server_port){return connectsock(server_ip, server_port, SOCK_STREAM); } int connect_udp(char* server_ip, int server_port){return connectsock(server_ip, server_port, SOCK_DGRAM); }

搭建好客戶端和服務器，接下來考慮如何傳輸文件。

傳輸數據需要用到緩沖區。客戶端首先輸入文件名，并判斷該文件是否存在。若不存在，則返回錯誤提示；存在，則發送至服務器。服務器接收到數據后，創建一個同樣名稱的文件。至此，完成了最基礎的一步。

傳輸文件內容的思路上面類似，但需注意：文件名稱一般很短，但文件內容大小并不確定。所以不要奢望一次性傳輸完所有的數據，而應設置循環，以固定大小傳輸數據，一直到傳輸結束。

傳輸數據部分的代碼如下：

/*客戶端：*/ char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE+1];bzero(file_name, FILE_NAME_MAX_SIZE+1);printf("Please Input File Name On Server:\t");scanf("%s", file_name);char buffer[BUFFER_SIZE];bzero(buffer,BUFFER_SIZE);strncpy(buffer, file_name, strlen(file_name)>BUFFER_SIZE?BUFFER_SIZE:strlen(file_name));//向服務器發送buffer中的數據send(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0);FILE * fp = fopen(file_name,"r");if(NULL == fp ){printf("File:\t%s Not Found\n", file_name);exit(1);}else{bzero(buffer, BUFFER_SIZE);int file_block_length = 0;while( (file_block_length = fread(buffer,sizeof(char),BUFFER_SIZE, fp))>0){//printf("file_block_length = %d\n",file_block_length);//發送buffer中的字符串到服務器if(send(client_socket,buffer,file_block_length,0)<0){printf("Send File:\t%s Failed\n", file_name);break;}bzero(buffer, BUFFER_SIZE);}}printf("Send File:\t %s To Server[%s] Finished\n",file_name, argv[1]);printf("The File has %d words.\n", wc_func(file_name));fclose(fp); /*服務器：*/char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE+1];bzero(file_name, FILE_NAME_MAX_SIZE+1);char buffer[BUFFER_SIZE];bzero(buffer,BUFFER_SIZE);recv(new_server_socket,file_name,BUFFER_SIZE,0);FILE * fp = fopen(file_name,"w");if(NULL == fp ){printf("File:\t%s Can Not Open To Write\n", file_name);exit(1);}//從客戶端接收數據到buffer中bzero(buffer,BUFFER_SIZE);int len = 0;while( len = recv(new_server_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0)){if(len < 0){printf("Recieve Data From Client %s Failed!\n", argv[1]);break;}int write_length = fwrite(buffer,sizeof(char),len,fp);if (write_length<len){printf("File:\t%s Write Failed\n", file_name);break;}bzero(buffer,BUFFER_SIZE); }printf("File:\t%s Transfer Finished!\n",file_name);fclose(fp);

按照要求，在服務器端調用計算單詞數的函數，并返回給客戶端即可。

【注：完成代碼已上傳至碼云】

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任務三 多線程實現傳送文本文件的服務器和客戶端

通過man -k命令查看與創建進程相關的函數：

我們可以找到“pthread_create()”函數，使用man 3 pthread_create命令可以得知其用法：

說明：

• thread：線程標識符；
• attr：線程屬性設置；
• start_routine：線程函數的起始地址；
• arg：傳遞給start_routine的參數；
• 返回值：成功，返回0；出錯，返回-1。
• 注意：pthread庫不是Linux系統默認的庫，連接時需要使用靜態庫libpthread.a，所以在線程函數在編譯時，需要使用“-lpthread”鏈接庫函數。

因此，服務器需要循環檢測是否有新的連接。如果有，則調用pthread_create()函數創建新的進程，并執行相關代碼。這部分的代碼如下：

while(1){//接受客戶端連接socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);struct sockaddr_in client_addr; //客戶端地址結構int client_sock = accept(ss, (struct sockaddr*)&client_addr, &addrlen);if(client_sock < 0){printf("accept error\n");}printf("accept success\n");pthread_t pid;if(pthread_create(&pid, NULL, process_client, &client_sock) < 0){printf("pthread_create error\n");}}

創建了新的線程，接下來就可以傳送文件了。過程與任務二類似。

【注：完成代碼已上傳至碼云】

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任務四 使用PC機和實驗箱模擬客戶端服務器并測試（未完成）

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實驗感想與體會

• 此次實驗首先在Linux下實現了客戶端與服務器傳送文本文件，并模擬wc命令統計文本文件中的單詞數。但一次只能為一個客戶端提供服務的迭代網絡是不現實的，因此，在任務二中創建了一個并發服務器，它為每一個客戶端創建一個單獨的邏輯流。這就允許服務器同時為多個客戶端服務，提高了其使用價值。
• 在完成任務三的過程中遇到了重重困難。本打算在自己筆記本上完成，也方便后續學習，但參考指導書《實驗開發環境使用說明-12.04》中“解決上網與本地網絡調試沖突”的相關講解完成配置后，實驗箱與主機仍然無法ping通。想到之前實驗一在實驗室的PC機上完成得比較順利，于是改用實驗室的PC機，但找不到正確的端口，更換了PC機和實驗箱后仍然解決不了，只能作罷。
• 近期學習效率低下，每周一章的任務常常不能按時完成，總需要后期抽時間補充。回想上學期學習Java時，雖然也是一周學習一章，但并沒有覺得如此吃力，花十幾個小時就能完成當周的任務。尤其這次實驗結束，花費大量時間也沒有解決問題，心情失落的同時，不禁懷疑自己的自學能力。且不說與老師的要求相差甚遠，這種學習效率與狀態連自己都不能接受。課本內容較上學期更難更深是一方面，但更多的是自身的問題。比如沒有合理分配時間，做到門門課程兼顧；比如將精力浪費在一些無關緊要的事情上，等等。
• 課下了解到，不少同學也遇到了類似的問題。能及時趕上老師的進度還好，一旦某一陣略有松懈沒跟上節奏，就容易產生惡性循環，落下越來越多的內容。老師一直以來采取的都是自學為主，教學為輔的方式，這一點無可厚非，我認為自學能力可以讓人終生受益。不怕自學的過程中遇到困難，怕就怕在總是遇到無法解決的困難而逐漸放棄。
• 前幾天不慎扭傷了腳，不能在寢室、主樓和圖書館之間隨意跑的日子還真不適應，只能躺著休息，因此對好多任務都心有余而力不足...多虧朋友們悉心的照顧還有及時涂藥，腳在一天天康復，落下的事情也要一點點補回來。那么，就先從努力按時完成本周學習任務開始吧：）

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參考資料

• Linux C TCP Socket實現客戶與服務器簡單通信
• Linux C TCPSocket 傳輸文件簡單實例-多線程實現
• wc：統計一個文件里出現某個單詞出現的次數
• Socket程序從Windows移植到Linux下的一些注意事項
• Linux下getopt()函數的簡單使用
• linux網絡編程：用C語言實現的聊天程序（同步通信）
• Linux下C編寫基本的多線程socket服務器

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轉載于:https://www.cnblogs.com/Vivian517/p/7832469.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2017-2018-1 《信息安全系统设计基础》实验三报告的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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