基于UDP的文件传输.doc

1、 报告编号：11综合课程设计报告基于UDP协议的文件传输系统的设计与实现学生姓名： 指导教师： 所 在 系： 电 子 系 所学专业： 电子信息工程 年 级： 08级电子（2）班 2011 年 6 月 目 录摘 要31 实验的相关知识41.1通信的模式41.2 UDP协议41.3 Winsock控件51.3.1 Winsock控件重要属性、方法和事件51.3.2 Winsock控件通信的工作原理72 实验原理73 实验步骤83.1总体规划83.2模块设计83.3创建窗体93.4程序设计103.5系统运行124实验结论13参考文献14基于UDP的文件传输的系统的设计与实现摘 要 该实验的任务是实现

2、文件的传输，并且是基于UDP协议的。所有文件在该协议下可以实现发送并正确接收。此时需要了解的是UDP的数据包一次最多只能发送8K，所以我们想到通过拆包和创建窗体的方法来实现文件的传输。拆包主要是规定每个数据包的大小，然后计算具体的文件所需要的包数，创建窗体的目的是编写程序来进行分包发送和接收。通过系统运行窗体我们可以知道UDP不仅可以传送和接收小文件，还可以传输和接收较大的文件。通过实验可知UDP是不可靠的无连接传输，所以在传输过程中会发生丢包的情况，但大部分情况下传输还是比较好的。 关键词：UDP协议 发送文件 接收文件 拆包 Winsock控件 1 实验的相关知识1.1通信的模式由于是实现

3、点对点的文件传输，因此在程序中我们使用的是C/S的模式来实现通信。对于C/S的模式，即分为客户端和服务端。服务端用来接收客户端的连接，实现两端之间互相传输文件。采用C/S的模式可以更好的体现程序的功能设计思想，充分调用在LAN中的server和client两方面的处理能力，极大的减少网络上的信息流通量。C/S体系结构有可能提供一种开放式的、易伸缩扩展的分布式计算机环境，并保护硬件等投资。1.2 UDP协议该实验文件传输是在UDP协议下进行的，UDP提供无连接不可靠的用户数据包传输。其中每一个数据段只有8Byte相对于TCP传输开销较少，且无须对发送速率进行管理。UDP发送数据的速率仅仅受限于程

4、序产生数据的速率，信源主机的性能及internet上可以利用的宽带。并且与TCP不同的是UDP不需要连接，可直接发送，传输数据较快，但同时其稳定性不好，易丢包。1.3 Winsock控件Winsock即Windows Sockets规范的简称，是目前最流行的网络通信应用程序接口之一。所谓Socket，通常也称作套接字，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。Socket是网络上运行的两个程序间双向通讯的一端，它既可以接受请求，也可以发送请求，利用它可以较为方便的编写网络上数据的传递。Winsock控件工作在传输层上，在这一层上，目前

5、主要流行的协议包括TCP和UDP两种：TCP协议适用于那些对于数据的可靠性要求比较高的情况，目前大多数的网络应用层协议都是基于TCP协议的（例如常用的HTTP、FTP、SMTP、POP3等协议）；UDP协议适用于对数据可靠性要求不高而对速度要求较高的情况，这里主要包括一些需要大流量的（例如Real公司的RTSP协议，腾讯公司的QQ协议等）。1.3.1 Winsock控件重要属性、方法和事件(1) 属性Protocol：通过Protocol属性可以设置WinSock控件连接远程计算机使用的协议。可选的协议是TCP和UDP，对应的VB中常量分别是sckTCPProtocol和sckUDPProto

6、col，Winsock控件默认协议是UDP。RemoteHostIP：返回远程计算机的IP地址。本实验使用的是UDP协议，那么当DataArrival事件后，发送UDP报文的计算机的IP才赋给了这个属性。如果是TCP协议，在客户端，当使用了控件的Connect方法后，远程计算机的IP地址就赋给了RemoteHostIP属性，而在服务器端，当ConnectRequest事件后，远程计算机（客户端）的IP地址就赋给了这个属性。ByteReceived：返回当前接收缓冲区中的字节数。State：用于返回当前WinSock控件的状态。如表2-1所示。表1-1 返回WinSock控件当前的状态常数值描述

7、sckClosed0缺省值，关闭SckOpen1打开SckListening2侦听（TCP）sckConnectionPending3连接挂起（TCP）sckResolvingHost4识别主机sckHostResolved5已识别主机sckConnecting6正在连接（TCP）sckConnected7已连接（TCP）sckClosing8同级人员正在关闭连接（TCP）sckError9错误(2) 方法Bind：用Bind方法可以把一个端口号固定为本控件使用，使得别的应用程序能再使用这个端口。Listen：只在使用TCP协议时有用。它将应用程序置于监听检测状态。Connect：当本地计算机

8、希望和远程计算机建立连接时，就可以调用Connect方法。Accept：当服务器接收到客户端的连接请求后，服务器有权决定是否接受客户端的请求。SendData：当连接建立后，要发送数据就可以调用SendData方法，该方法只有一个参数，就是要发送的数据。GetData：当本地计算机接收到远程计算机的数据时，数据存放在缓冲区中，要从缓冲区中取出数据，可以使用GetData方法。PeekData：和GetData方法类似，但PeekData在取得数据后并不把缓冲区清空。(3) 事件ConnectRequest：（TCP）当本地计算机接收到远程计算机发送的连接请求时，控件的ConnectReques

9、t事件将会被触发。SendProgress：当一端的计算机正在向另一端的计算机发送数据时，SendProgress事件将被触发。SendProgress事件记录了当前状态下已发送的字节数和剩余字节数。SendComplete：当所有数据发送完成时，被触发。DataArrival：当建立连接后，接受到了新数据就会触发这个事件。注意：如果在接受到新数据前，缓冲区中非空，就不会触发这个事件。Error：当在工作中发生任何错误都会触发这个事件。1.3.2 Winsock控件通信的工作原理 Winsock控件是基于Socket规范创建的，所以其通信的实质是对Socket接口进行数据的读写操作。如果两个应

10、用程序需要通信，它们可以通过使用Socket类来建立套接字连接，可以将这个过程想象为一次电话呼叫过程：呼叫者通过拨号与被呼叫者连接，当电话接通时，双方都可以自由通话了，只不过这里的呼叫者被称为“客户”，被呼叫者则称为“服务器”，而号码则为“IP地址+端口”，但在建立连接之前，必须由“客户”发出呼叫，且此时的“服务器”正在监听。注意端口号被规定在065535范围内的某一个整数，其中01023被预先定义的服务器通信所占用（如telnet占用23，忽略此处占用端口80），所以最好使用102465535这些端口中的某一个，以免发生端口冲突。2 实验原理实验设计过程中主要是通过Winsock控件进行UD

11、P文件传输。分别在发送端和接收端建立控件Winsock，经过对Winsock控件程序的写入，然后通过端口号和IP地址的绑定来建立联系，而无需像TCP一样建立连接，直接可以传送文件，而且能较准确的发送和接收。下图是UDP数据报的封装：3 实验步骤3.1总体规划根据该实验的要求在UDP协议下实现文件的传输。本程序的文件传输系统的实现应包含服务端模块、客户端模块等几个部分，整个程序采用VB完成。程序使用流式套接字，基于C/S模型。在设计时设计客户端和服务端两个界面中，服务器用于发送文件，客户端用于接收文件。服务器和客户机的基本流程如图2所示。在通信的时候主要可以分为两个部分，一个部分是控制信息的传输

12、部分，而另一个部分就是文件的传输部分。传送的控制信息可以包含发送文件的请求，文件的名称、大小等，由于这方面的数据量比较小，因此采用了VB所提供的WINSocket类的串行化技术来实现。对于文件的传输，由于数据量相对来说比较大，所以用两个线程来实现文件的传输，一个线程用于发送，一个线程用于接收。3.2模块设计（1）服务端模块服务端要与客户端进行通信，首先，必须知道客户端的域名或IP地址（RemoteHost属性），就像要和某人打电话前，必须知道对方的电话号码；其次，还必须和客户端进行端口绑定，也就是端口号要匹配，这样传送的文件才能到达客户端。而且每个文件都有自己文件的长度和大小等。且能传送任意磁

13、盘中任意文件夹中的文件。（2）客户端模块同样地，客户端也需要有服务端的端口号和IP地址，而且还能把接收到的文件放到自己想要的磁盘中。3.3创建窗体发送和接收窗口能要有远程IP端口地址、发送端口号、接收端口号、发送和接收文件所处位置、发送按键、Winsock等，发送端窗体如图（1）和接收端口窗体如图（2）。 图1 图23.4程序设计在窗口建好的情况下相应的编写程序，在程序中关键是发送和接收，而数据传输过程关键方法是拆包，用VB可以写出拆包发送和接收程序段。1）发送端发送程序段如下： Private Sub sendfile_Click()StatusBar1.SimpleText = 向客户端发

14、送数据 计算需要传输文件的包数pack = (filelength - send) PACKSIZEIf (filelength - send) Mod PACKSIZE) 0 Then pack = pack + 1 If pack = 0 Then pack = pack + 1 传输文件 Open filepath For Binary As #1 For i = 1 To pack 如果只有一包 If pack = 1 Then ReDim data(filelength - send) 读取数据 For j = send + 1 To filelength Get #1, j, da

15、ta(j - send) Next 更新已传输文件的数据 send = filelength 发送文件数据 Winsock1.SendData data 如果是最后一包 ElseIf i = pack Then 读取最后一包的数据 ReDim data(filelength - send) For j = 1 To filelength - send Get #1, send + j, data(j) Next 发送文件数据 Winsock1.SendData data 更新已传输文件的数据 send = filelength Exit ForElse 将文件数据放到数据缓冲区 ReDim d

16、ata(PACKSIZE) For j = 1 To PACKSIZE Get #1, send + j, data(j) Next 发送文件数据 Winsock1.SendData data 更新已传输文件的数据 send = send + PACKSIZEEnd IfProgressBar1.Value = Int(send / filelength) * 100)NextProgressBar1.Value = Int(send / filelength) * 100)If ProgressBar1.Value = 100 ThenStatusBar1.Panels(1).Text =

17、数据传输完毕！Close #1End IfEnd Sub2）接收端接收程序如下：Private Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)StatusBar1.SimpleText = 正在接收服务器的数据.If flag = True Then分别接收传输文件的文件名、文件长度Winsock1.GetData FileName, vbString, bytesTotal - 4Winsock1.GetData filelength, vbLong为传输文件设置临时文件tempfile = FileName + .td返回已接收的数据O

18、pen Dir1 + FileName For Binary As #1Open tempfile For Binary As #2If LOF(2) 0 ThenInput #2, receivedWinsock1.SendData receivedEnd IfClose #2flag = FalseElseOpen tempfile For Output As #2ReDim data(bytesTotal) 建立数据缓冲区Winsock1.GetData data, vbArray + vbByte 接收服务器端传输的数据For j = received + 1 To received

19、+ bytesTotal 将接收的数据写入文件Put #1, j, data(j - received - 1)Nextreceived = received + bytesTotal 更新已接收的数据Write #2, received 更新临时文件ProgressBar1.Value = Int(received / filelength) * 100) 传输完毕If ProgressBar1.Value = 100 ThenStatusBar1.SimpleText = 数据传输完毕！3.5系统运行不断将程序完善直到可以进行运行，系统运行结果如图（3）（4）。图（3）是数据发送完毕情况图

20、（4）是数据接收完毕情况图3 图44实验结论 刚开始拿到题目时根本无从下手，后来通过老师的讲解，知道我们这个实验可以通过Winsock控件来实现，大致了解了整个框架。但我们对控件的运用不是很清楚，于是去图书馆查阅相关资料、上网搜索相关知识，对Winsock控件有了一个基本的了解。于是慢慢去构思，一步一步去实现基于UDP的文件传输，并基本成功了。实验中我们了解到UDP传输文件的大小是有界限的，而这一问题可以通过数据拆包的方法来解决。通过这一实验，我们了解到团队精神的重要性，同时强化了自己的动手能力和编程能力。对Winsock控件有了更进一步的了解，并基本学会了该控件的运用。也知道了文件传输的工作

21、原理，同时也了解到数据库和计算机网络结合的重要性，对以后的从事这方面工作有着实际的意义。最后我们也慢慢体会到解决一个难题是要有足够的耐心和毅力的，同时要具有足够的理论知识和实际操作的能力，慢慢去积累这方面的经验是很有必要的。参考文献1 崔彦锋，许小荣.VB网络与远程控制编程实例教程M.北京：北京希望电子出版社，1996.34652 卞志强.Visual Basic网络程序设计M.北京：人民邮电出版社，1993.48933 肖斌，董磊.Visual Basic 6 网络编程实例教程M北京：北京希望电子出版社, 1998.471394 Loren Eidahl.Visual Basic控件设计与开

22、发M.浙江：浙江科学技术出版社，1998.26895魏江江.Visual Basic API编程百例通M.北京：科学出版社，2001.45786高春艳，刘彬彬. Visual Basic空件大全M.北京：人民邮电出版社，1991.1531附录 A 发送窗口Option Base 0Const PACKSIZE As Long = 8191Dim filepath As String, filename As String, filelength As Long 存储文件信息Dim data() As Byte, pack As Long, send As Long 数据缓冲区,文件包数,已传输

23、的数据Private Sub Command1_Click()EndEnd SubPrivate Sub Dir1_Change()File1.Path = Dir1.PathLabel6.Caption = Dir1.PathLabel5.Caption = File1.List(0)End SubPrivate Sub Drive1_Change()Dir1.Path = Drive1.DriveFile1.Path = Dir1.PathLabel6.Caption = File1.List(0)Label5.Caption = File1.List(0)End SubPrivate S

24、ub File1_Click()Dim i As IntegerDim RemoteIP As String, RemotePort As LongRemoteIP = Me.Text2.TextRemotePort = Val(Me.Text3.Text)Me.Winsock1.RemoteHost = RemoteIPMe.Winsock1.RemotePort = RemotePorti = File1.ListIndexLabel5.Caption = File1.List(i)filename = File1.filenamefilepath = File1.Path + + Fil

25、e1.filenamefilelength = FileLen(filepath)Winsock1.SendData filenameWinsock1.SendData filelengthEnd SubPrivate Sub Form_Load()Dim LocalPort As LongLocalPort = Val(Me.Text1.Text)Me.Winsock1.Protocol = sckUDPProtocolMe.Winsock1.Bind LocalPortEnd SubPrivate Sub sendfile_Click()StatusBar1.SimpleText = 向客

26、户端发送数据 计算需要传输文件的包数pack = (filelength - send) PACKSIZEIf (filelength - send) Mod PACKSIZE) 0 Then pack = pack + 1 If pack = 0 Then pack = pack + 1 传输文件 Open filepath For Binary As #1 For i = 1 To pack 如果只有一包 If pack = 1 Then ReDim data(filelength - send) 读取数据 For j = send + 1 To filelength Get #1, j,

27、 data(j - send) Next 更新已传输文件的数据 send = filelength 发送文件数据 Winsock1.SendData data 如果是最后一包 ElseIf i = pack Then 读取最后一包的数据 ReDim data(filelength - send) For j = 1 To filelength - send Get #1, send + j, data(j) Next 发送文件数据 Winsock1.SendData data 更新已传输文件的数据 send = filelength Exit ForElse 将文件数据放到数据缓冲区 ReDi

28、m data(PACKSIZE) For j = 1 To PACKSIZE Get #1, send + j, data(j) Next 发送文件数据 Winsock1.SendData data 更新已传输文件的数据 send = send + PACKSIZEEnd IfProgressBar1.Value = Int(send / filelength) * 100)NextProgressBar1.Value = Int(send / filelength) * 100)If ProgressBar1.Value = 100 ThenStatusBar1.Panels(1).Text

29、 = 数据传输完毕！Close #1End IfEnd SubPrivate Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)Winsock1.GetData send, vbLong 返回客户端已接收文件的数据End Sub附录 A 接收窗口代码Option Base 0Dim flag As BooleanDim FileName As String, filepath As String, filelength As LongDim data() As Byte, received As LongDim tempfile As Stri

30、ngPrivate Sub Command1_Click()Dim RemoteIP As String, RemotePort As LongRemoteIP = Me.Text1.TextRemotePort = Val(Me.Text3.Text)Me.Winsock1.RemoteHost = RemoteIPEndEnd SubPrivate Sub Dir1_Change()File1.Path = Dir1.PathLabel7.Caption = Dir1.PathLabel9.Caption = File1.List(0)End SubPrivate Sub Drive1_C

31、hange()Dir1.Path = Drive1.DriveFile1.Path = Dir1.PathLabel7.Caption = File1.List(0)Label9.Caption = File1.List(0)End SubPrivate Sub File1_Click()Dim i As IntegerDim RemoteIP As String, RemotePort As LongRemoteIP = Me.Text1.TextRemotePort = Val(Me.Text3.Text)Me.Winsock1.RemoteHost = RemoteIPMe.Winsoc

32、k1.RemotePort = RemotePorti = File1.ListIndexLabel9.Caption = File1.List(i)FileName = File1.FileNamefilepath = File1.Path + + File1.FileNamefilelength = FileLen(filepath)Winsock1.SendData FileNameWinsock1.SendData filelengthEnd SubPrivate Sub Form_Load()flag = TrueDim LocalPort As LongLocalPort = Va

33、l(Me.Text2.Text)Me.Winsock1.Protocol = sckUDPProtocolMe.Winsock1.Bind LocalPortEnd SubPrivate Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)StatusBar1.SimpleText = 正在接收服务器的数据.If flag = True Then分别接收传输文件的文件名、文件长度Winsock1.GetData FileName, vbString, bytesTotal - 4Winsock1.GetData filelength, vbLon

34、g为传输文件设置临时文件tempfile = FileName + .td返回已接收的数据Open Dir1 + FileName For Binary As #1Open tempfile For Binary As #2If LOF(2) 0 ThenInput #2, receivedWinsock1.SendData receivedEnd IfClose #2flag = FalseElseOpen tempfile For Output As #2建立数据缓冲区ReDim data(bytesTotal)接收服务器端传输的数据Winsock1.GetData data, vbArr

35、ay + vbByte将接收的数据写入文件For j = received + 1 To received + bytesTotalPut #1, j, data(j - received - 1)Next更新已接收的数据received = received + bytesTotal更新临时文件Write #2, receivedProgressBar1.Value = Int(received / filelength) * 100)传输完毕If ProgressBar1.Value = 100 ThenStatusBar1.SimpleText = 数据传输完毕！Close #2删除临时文件Kill (tempfile)Close #1End IfClose #2End IfEnd Sub（附录2：成评定单绩记载页格式，本括号内信息不打印）安徽师范大学皖江学院课程设计成绩评定单题目：基于UDP协议的文件传输系统的设计与实现学生姓名 指导教师 指导教师评语：指导教师评定设计成绩等级指导教师（签章）： 200 年 月 日20