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利用java实现TFTP协议.doc

发布时间：2022-06-17 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.48M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    计算机网络课程设计 利用 JAVA 实现 TFTP 协议 学 号： 姓 名： 提交日期： 成 绩： 教师签字： 东北大学秦皇岛分校电子信息系
    计算机网络课程设计——利用 JAVA 实现 TFTP 协议 利用 Java 编程实现 TFTP 协议 一、 设计目的与要求： TFTP（Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议）是 TCP/IP 协议族中的一 个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输 服务。TFTP 承载在 UDP 上，提供不可靠的数据流传输服务，不提供存取授权与认证机制，使 用超时重传方式来保证数据的到达。与 FTP 相比，TFTP 的大小要小的多。现在最普遍使用的 是第二版 TFTP（TFTP Version 2,RFC 1350）。 本次设计要求利用 JAVA 实现 TFTP 协议的基本功能 。 二、 设计过程： 1、TFTP 协议的原理： 简单文件传输协议是一种用来传输文件的简单协议，运行在 UDP （用户数据报协议）上。 TFTP 被设计为小而简单容易的运行，因此，它缺乏标准 FTP 协议的许多特征。TFTP 只能从 远程服务器上读、写文件（邮件）或者读、写文件传送给远程服务器。它不能列出目录并且 当前不提供用户认证。 当前 TFTP 有 3 种传输模式： netASCII 模式即 8 位 网络 ASCII 码 ；octet，即八位 组模式（替代了以前版本的二进制模式），如原始八位字节；邮件模式，这种模式现在已经 废止不用了。主机双方也可以自己定义其它模式。 在 TFTP 协议中，任何一个传输进程都以请求读或写文件开始，同时建立一个连接。如 果服务器同意请求，则连接成功，文件就以固定的 512 字节块的长度进行传送。每个数据包 都包含一个数据块，在发送下一个包之前，数据块必须得到确认响应包的确认。如果一个数 据包的大小小于 512 字节，则表明传输结束。如果包在网络中丢失，接收端就会超时并重新 发送其最后的包（可能是数据也可能是确认响应），这就导致丢失包的发送者重新发送丢失 包。通信的双方都是数据的发出者与接收者，一方传输数据接收应答，另一方发出应答接收 数据。发送者需要保留一个包在手头用于重新发送，由 LOCK 确认响应保证所有过去的包都 已经收到。大部分的错误会导致连接中断，错误由一个错误的数据包引起。这个包不会被确 认，也不会被重新发送，因此另一方无法接收到。如果错误包丢失，则使用超时机制。错误 主要是由下面三种情况引起的：不能满足请求，收到的数据包内容错误，而这种错误不能由 东北大学秦皇岛分校电子信息系 第 1页
    计算机网络课程设计——利用 JAVA 实现 TFTP 协议 延时或重发解释，对需要资源的访问丢失（如硬盘满）。TFTP 只在一种情况下不中断连接， 这种情况是源端口不正确，在这种情况下，指示错误的包会被发送到源机。这个协议限制很 多，这是都是为了实现起来比较方便而进行的。 2、协议结构： 因为 TFTP 使用 UDP，而 UDP 使用 IP，IP 还可以使用其它本地通信方法。因此一个 TFTP 包中会有以下几段：本地媒介头，IP 头，数据报头，TFTP 头，剩下的就是 TFTP 数据了。TFTP 在 IP 头中不指定任何数据，但是它使用 UDP 中的源和目标端口以及包长度域。由 TFTP 使用 的包标记（TID）在这里被用做端口，因此 TID 必须介于 0 到 65,535 之间。 基本 TFTP 数据报结构： 每个数据包都有一个 opcode(2 个字节)，表示包的类型。包的类型有以下 5 种： Opcode Command Description 1 2 3 4 5 Read Request (RRQ) Request to read a file Write Request (WRQ) Request to write to a file File Data (DAT) Transfer of file data Data (ACK) Acknowledge Acknowledgement of file data Error (ERR) Error indication 由上表可知，TFTP 协议有五种数据包，以下为它们的结构： 1.RRQ/WRQ 包： -------------------------------------------------------------- | Opcode | Filename | 0 | Mode | 0 | --------------------------------------------------------------- 2 bytes string 1 byte string 1 byte RRQ 和 WRQ 包（代码分别为 1 和 2）的格式如上所示。文件名是 NETASCII 码字符，以 0 结束。 而 MODE 域包括了字符串"netascii"或"octet"，名称不分大小写。接收到 NETASCII 格式数据的主机必须将数据转换为本地格式。OCTET 模式用于传输文件，这种文件在源机上 以 8 位格式存储。 东北大学秦皇岛分校电子信息系 第 2页
    计算机网络课程设计——利用 JAVA 实现 TFTP 协议 2. DATA 包： ----------------------------------- | Opcode | Block # | Data | ----------------------------------- 2 bytes 2 bytes n bytes 数据在数据包中传输，其格式如上图所示。数据包的 opcode 为 3，它还包括有一个数据 块号和数据。数据块号域从 1 开始编码，每个数据块加 1，这样接收方可以确定这个包是新 数据还是已经接收过的数据。数据域从 0 字节到 512 字节。如果数据域是 512 字节则它不是 最后一个包，如果小于 512 字节则表示这个包是最后一个包。如果最后一个包正好为 512 字 节，则再发送一个 0 字节的包用于表示结束。 3.ACK 包： ----------------------- | Opcode | Block | ----------------------- 2 bytes 2 bytes ACK 包用于确认数据包已收到。ACK 包的操作码为 4，它的格式如上图所示。当接收方收到 一个数据包后，会向发送方发送一个 ACK 包；而发送方则会在收到一个 ACK 包后继续发送 下一个包。若发送发未能收到 ACK 包，则会使用超时机制，重新发送刚才的数据包。除了 ACK 和用于中断的包外，其它的包均需得到确认。发出新的数据包等于确认上次的包。WRQ 和 DATA 包由 ACK 或 ERROR 数据包确认，而 RRQ 数据包由 DATA 或 ERROR 数据包确认。 4.ERROR 包 ----------------------------------------------- | Opcode | ErrorCode | ErrMsg | 0 | ----------------------------------------------- 2 bytes 2 bytes string 1 byte 一个 ERROR 包的操作码是 5，它的格式如上所示。此包可以被其它任何类型的包确认。错误 码指定错误的类型。 东北大学秦皇岛分校电子信息系 第 3页
    计算机网络课程设计——利用 JAVA 实现 TFTP 协议 错误的值和错误的意义如下图所示。错误信息是供程序员使用的。 错误码 说明 0 1 2 3 4 5 6 7 未定义，请参阅错误信息（如果提示这种信息的 话） 文件未找到 访问非法 磁盘满或超过分配的配额 非法的 TFTP 操作 未知的传输 ID (端口号) 文件已经存在 没有此用户 3、TFTP 协议的工作流程图如下： 开始 启动 TFTP 服务器 监听 69 端口，初始化缓冲区 1 是 否 有 请 求？ y 接收请求，并分析收到的数据的操 WRQ RRQ 操作码为 RRQ 还是 WRQ？ 写文件（对客户端 来说就是上传） 读文件（对客户 端来说是下载） 东北大学秦皇岛分校电子信息系 第 4页
    计算机网络课程设计——利用 JAVA 实现 TFTP 协议 写文件： 1 y 出错信息 分析 buffer 得到客户端 要上传的文件名及 mode 判断文件是否 存在？ n 发送 0 号 ACK 等待接受 2 重发 ACK y 超时？ n 分析接收到数 据的操作码 操作码为 DAT？ 读取数据块 block 号是否是期待的 （即最近发送的 ACK 号 +1 与数据块号一致）？ y 读取数据 n 重发 ACK 东北大学秦皇岛分校电子信息系 第 5页
    计算机网络课程设计——利用 JAVA 实现 TFTP 协议 读取数据 ACK 号++ 接收到的数据块号 =1？ y y y 上传结束 跳出上传模 1 建立文件 将读取的数 据写入文件 发送 ACK 刚写入文件 的数据块长 度<512？ n 2 n 将读取的数 据写入文件 发送 ACK 刚写入文件 的数据块长 度<512？ n 2 东北大学秦皇岛分校电子信息系 第 6页
    计算机网络课程设计——利用 JAVA 实现 TFTP 协议 读文件： n 错误信息 3 接收到数据 的操作码 操作码为 ACK？ n 重发数据包 分析 buffer 得到 客户端要上传的 文件名及 mode 4 y n 判断文件是否 存在？ 读取 512byte 数据打包发 等待 ACK 计算剩余文件长 y n<512？ 读取 n byte 数 据打包发送 等待 ACK n y y 超时？ 错误信息 超时？ y 1 n 重发数据包 接收到的 ACK 是否 正确？ y n 下移 512byte n n 接收的 ACK 是否正确？ y 读文件结束 重发数据包 3 block 号+1 1 3 4 东北大学秦皇岛分校电子信息系 第 7页
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