2017-2018-1 《信息安全系统设计基础》实验三报告

本小组成员：20155303、20155213

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• 任务一 C语言模拟wc命令
• 任务二 实现传送文本文件的服务器和客户端
• 任务三 多线程实现传送文本文件的服务器和客户端
• 任务四 使用PC机和实验箱模拟客户端服务器并测试
• 实验感想与体会
• 参考资料

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任务一 C语言模拟wc命令

使用man wc命令查看wc命令的基本用法：

可知wc命令的功能为：统计指定文件中的字节数、字数、行数等，并将统计结果显示输出。常用的参数为：

• -c：统计字节数
• -l：统计行数
• -m：统计字符数，且不能与-c参数一起使用
• -w：统计字数，一个字被定义为由空白、跳格或换行字符分割的字符串
• -L：打印最长行的长度
• ......

但是，如果我们想统计某文件中出现过某个特定单词的行数，只用wc命令是无法完成的。我们可以借助管道将wc命令与其他命令（如grep）串联起来：

grep and test.txt | wc -l

上面命令实现了查找test.txt中所有出现过“and”这个单词的行，并统计行数。

再进一步，如果想精确到个数（比如一行出现两次，算作2），可以加上参数-o选项（only），表示只选中那些匹配的地方，结果为：

基于以上分析，代码如下：

#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("请查看该指令说明文档 %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); }

运行结果如下：

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任务二 实现传送文本文件的服务器和客户端

虽然在网络安全编程基础课程上学习过网络编程的相关知识，但基于的是Windows。将其移植到Linux下时需要注意以下几个方面：

• 头文件

Windows下winsock.h或winsock2.h；

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

• 初始化

windows下需要用WSAStartup启动Ws2_32.lib；

linux下不需要。

• 关闭socket

windows下使用closesocket()；

linux下使用close()。

• 类型

windows下SOCKET；

linux下int。

• 多线程（下一个任务会用到）

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

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

• ......

以上是我在移植过程中遇到的问题，需格外注意。更多情况可参考Socket程序从windows移植到linux的注意事项等相关文章。

基于客户端与服务器的通信流程，可分别写出创建服务器和客户端，以及客户端和服务器连接的代码：

/*创建服务器：*/ int start_server(int port, int type){//建立服务器套接字int ss = socket(AF_INET, type, 0);if(ss < 0){printf("create socket error\n");return -1;}//设置服务器地址struct sockaddr_in server_addr; //服务器地址结构bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in)); //清零server_addr.sin_family = AF_INET; //协议族server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //ip地址server_addr.sin_port = htons(port); //端口//绑定地址结构到套接字描述符if(bind(ss, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0){printf("bind error\n");return -1;}//TCPif(SOCK_STREAM == type){//设置侦听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); } /*接受客户端连接：*/ socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr); struct sockaddr_in client_addr; //客户端地址结构 client_sock = accept(ss, (struct sockaddr*)&client_addr, &addrlen); if(client_sock < 0){printf("accept error\n"); }printf("accept success\n"); /*客户端：*/ 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;//设置服务器地址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);//连接服务器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); }

搭建好客户端和服务器，接下来考虑如何传输文件。

传输数据需要用到缓冲区。客户端首先输入文件名，并判断该文件是否存在。若不存在，则返回错误提示；存在，则发送至服务器。服务器接收到数据后，创建一个同样名称的文件。至此，完成了最基础的一步。

传输文件内容的思路上面类似，但需注意：文件名称一般很短，但文件内容大小并不确定。所以不要奢望一次性传输完所有的数据，而应设置循环，以固定大小传输数据，一直到传输结束。

传输数据部分的代码如下：

/*客户端：*/ 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));//向服务器发送buffer中的数据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);//发送buffer中的字符串到服务器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); /*服务器：*/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);}//从客户端接收数据到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，在服务器端调用计算单词数的函数，并返回给客户端即可。

【注：完成代码已上传至码云】

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任务三 多线程实现传送文本文件的服务器和客户端

通过man -k命令查看与创建进程相关的函数：

我们可以找到“pthread_create()”函数，使用man 3 pthread_create命令可以得知其用法：

说明：

• thread：线程标识符；
• attr：线程属性设置；
• start_routine：线程函数的起始地址；
• arg：传递给start_routine的参数；
• 返回值：成功，返回0；出错，返回-1。
• 注意：pthread库不是Linux系统默认的库，连接时需要使用静态库libpthread.a，所以在线程函数在编译时，需要使用“-lpthread”链接库函数。

因此，服务器需要循环检测是否有新的连接。如果有，则调用pthread_create()函数创建新的进程，并执行相关代码。这部分的代码如下：

while(1){//接受客户端连接socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);struct sockaddr_in client_addr; //客户端地址结构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");}}

创建了新的线程，接下来就可以传送文件了。过程与任务二类似。

【注：完成代码已上传至码云】

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任务四 使用PC机和实验箱模拟客户端服务器并测试（未完成）

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实验感想与体会

• 此次实验首先在Linux下实现了客户端与服务器传送文本文件，并模拟wc命令统计文本文件中的单词数。但一次只能为一个客户端提供服务的迭代网络是不现实的，因此，在任务二中创建了一个并发服务器，它为每一个客户端创建一个单独的逻辑流。这就允许服务器同时为多个客户端服务，提高了其使用价值。
• 在完成任务三的过程中遇到了重重困难。本打算在自己笔记本上完成，也方便后续学习，但参考指导书《实验开发环境使用说明-12.04》中“解决上网与本地网络调试冲突”的相关讲解完成配置后，实验箱与主机仍然无法ping通。想到之前实验一在实验室的PC机上完成得比较顺利，于是改用实验室的PC机，但找不到正确的端口，更换了PC机和实验箱后仍然解决不了，只能作罢。
• 近期学习效率低下，每周一章的任务常常不能按时完成，总需要后期抽时间补充。回想上学期学习Java时，虽然也是一周学习一章，但并没有觉得如此吃力，花十几个小时就能完成当周的任务。尤其这次实验结束，花费大量时间也没有解决问题，心情失落的同时，不禁怀疑自己的自学能力。且不说与老师的要求相差甚远，这种学习效率与状态连自己都不能接受。课本内容较上学期更难更深是一方面，但更多的是自身的问题。比如没有合理分配时间，做到门门课程兼顾；比如将精力浪费在一些无关紧要的事情上，等等。
• 课下了解到，不少同学也遇到了类似的问题。能及时赶上老师的进度还好，一旦某一阵略有松懈没跟上节奏，就容易产生恶性循环，落下越来越多的内容。老师一直以来采取的都是自学为主，教学为辅的方式，这一点无可厚非，我认为自学能力可以让人终生受益。不怕自学的过程中遇到困难，怕就怕在总是遇到无法解决的困难而逐渐放弃。
• 前几天不慎扭伤了脚，不能在寝室、主楼和图书馆之间随意跑的日子还真不适应，只能躺着休息，因此对好多任务都心有余而力不足...多亏朋友们悉心的照顾还有及时涂药，脚在一天天康复，落下的事情也要一点点补回来。那么，就先从努力按时完成本周学习任务开始吧：）

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参考资料

• Linux C TCP Socket实现客户与服务器简单通信
• Linux C TCPSocket 传输文件简单实例-多线程实现
• wc：统计一个文件里出现某个单词出现的次数
• Socket程序从Windows移植到Linux下的一些注意事项
• Linux下getopt()函数的简单使用
• linux网络编程：用C语言实现的聊天程序（同步通信）
• Linux下C编写基本的多线程socket服务器

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转载于:https://www.cnblogs.com/Vivian517/p/7832469.html

总结

以上是生活随笔为你收集整理的2017-2018-1 《信息安全系统设计基础》实验三报告的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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