信息安全系统设计基础第三次实验
实验一
任务要求
1）学习使用Linux命令wc(1)
2）基于Linux Socket程序设计实现wc（1）服务器(端口号是你学号的后6位)和客户端
3）客户端传一个文本文件给服务器
4）服务器返加文本文件中的单词数
实验步骤
首先要在Linux中查看wc命令
从中我们可以得知wc的命令是输出文章中的单词或者字符个数
然后wc中有很多命令参数，它们各自的作用如下
-c 统计字节数。
-l 统计行数。
-m 统计字符数。这个标志不能与 -c 标志一起使用。
-w 统计字数。一个字被定义为由空白、跳格或换行字符分隔的字符串。
-L 打印最长行的长度。
-help 显示帮助信息
--version 显示版本信息
-
实现-c功能，利用stat函数实现
-
实现-m功能，就是利用while(fgets(fp,buf,N)){i++}的方式实现
-
实现-l功能，就是利用读文件，当读到\'\\n\'的时候，就加1
-
实现-w功能，也是读文件，但是在读到\'\\t\' \'\\n\'的时候加1
运行代码
客户端
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/stat.h>
#include<stdlib.h>
#include<netinet/in.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT 155339
#define BUFFER_SIZE 1024
#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512
int mywc(char file_name[],int choose);
int main(int argc, char **argv)
{
FILE *fp;
if (argc < 2)
{
printf("Usage: ./%s ServerIPAddress\\n", argv[0]);
exit(1);
}
// 设置一个socket地址结构client_addr, 代表客户机的internet地址和端口
struct sockaddr_in client_addr;
bzero(&client_addr, sizeof(client_addr));
client_addr.sin_family = AF_INET; // internet协议族
client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY); // INADDR_ANY表示自动获取本机地址
client_addr.sin_port = htons(0); // auto allocated, 让系统自动分配一个空闲端口
// 创建用于internet的流协议(TCP)类型socket，用client_socket代表客户端socket
int client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (client_socket < 0)
{
printf("Create Socket Failed!\\n");
exit(1);
}
// 把客户端的socket和客户端的socket地址结构绑定
if (bind(client_socket, (struct sockaddr*)&client_addr, sizeof(client_addr)))
{
printf("Client Bind Port Failed!\\n");
exit(1);
}
// 设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器的internet地址和端口
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
// 服务器的IP地址来自程序的参数
if (inet_aton(argv[1], &server_addr.sin_addr) == 0)
{
printf("Server IP Address Error!\\n");
exit(1);
}
server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);
socklen_t server_addr_length = sizeof(server_addr);
// 向服务器发起连接请求，连接成功后client_socket代表客户端和服务器端的一个socket连接
if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, server_addr_length) < 0)
{
printf("Can Not Connect To %s!\\n", argv[1]);
exit(1);
}
//bzero(argv[2], sizeof(argv[2]));
if((fp = fopen(argv[2],"r"))==NULL)
{
printf("Failure to open %s\\n",argv[2]);
exit(0);
}
char buffer[BUFFER_SIZE];
bzero(buffer, sizeof(buffer));
char ch;
int i=0;
while((ch=fgetc(fp))!=EOF)
{
buffer[i++]=ch;
if(i>=BUFFER_SIZE)
{
if((send(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0))==-1)
{
printf("发送文件失败\\n");
}
bzero(buffer, sizeof(buffer));
i=0;
}
}
if(i<BUFFER_SIZE)
{
if((send(client_socket, buffer, i, 0))==-1)
{
printf("发送文件失败\\n");
}
}
printf("发送%s完毕\\n",argv[2]);
// 向服务器发送buffer中的数据，此时buffer中存放的是客户端需要接收的文件
//以下接收服务器发来的单词个数
bzero(buffer, sizeof(buffer));
int length ;
length = recv(client_socket, buffer, sizeof(buffer), 0);
buffer[0]=atoi(buffer[0]);
buffer[1]=atoi(buffer[1]);
buffer[2]=atoi(buffer[2]);
if (length < 0)
{
printf("Recieve Data From Server %s Failed!\\n", argv[1]);
}
else
{
printf("%d %d %d %S\\n",buffer[0],buffer[1],buffer[2],argv[2]);
}
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
// 传输完毕，关闭socket
fclose(fp);
close(client_socket);
return 0;
}
#### 服务器
#include<netinet/in.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/stat.h>
#include<stdlib.h>
#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT 155339
#define LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE 20
#define BUFFER_SIZE 1024
#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512
struct message{
int lines;
int words;
int max_line_length;
int size;
int chars;
}info;
void error_print(char str[]){
printf("Error:%s",str);
}
void init(char filename[]){
struct stat get_message = {};
FILE *fp;
int ret_stat = stat(filename,&get_message);/*用stat函数读取filenmae文件的信息，并将结果写到get_message结构体中*/
if(ret_stat == -1){//stat函数不出错则进行信息输出
error_print(filename);
return ;
}
mode_t mode = get_message.st_mode; //接收文件信息，用于下面判断是不是目录
int length = 0;
if(S_ISDIR(mode)) //如果是目录，输出错误
printf("Error %s is dir\\n0\\t0\\t0\\t%s",filename,filename);
else{
info.size = get_message.st_size; //文件字节大小 wc -c
fp = fopen(filename,"r"); //以只读方式打开指定文件
char ch;
int flag = 0;
while((ch = fgetc(fp))!=EOF){ //一直读到文件尾
info.chars++; //字符数加1 wc -m
if(ch != \'\\n\'){
length++; //记录当前行的长度 wc -L
}
if(ch == \'\\n\'){
info.lines ++; //行数加1 wc -l
if(length>info.max_line_length)
info.max_line_length = length; //更新最大长度
length = 0;
}
if(ch == \'\\t\' || ch == \' \' || ch == \'\\n\'){
flag = 0; //计算单词数 wc -w
continue;
}
else{
if(flag == 0){
info.words++; //计算单词数 wc -w
flag = 1;
}
}
}
fclose(fp);
}
}
int mywc(int argc,char *argv[]){
if(argc == 2){
if(argv[1][0] != \'-\'){
init(argv[1]);
//printf("%d %d %d %s\\n",info.lines,info.words,info.size,argv[1]);
return 0;
}
}
else if(argc == 3){
init(argv[2]);
}
int num;
while((num = getopt(argc,argv,"lwmcL"))!=-1){
switch(num){
case \'l\':
printf("%d\\n",info.lines);
break;
case \'w\':
printf("%d\\n",info.words);
break;
case \'m\':
printf("%d\\n",info.chars);
break;
case \'c\':
printf("%d\\n",info.size);
break;
case \'L\':
printf("%d\\n",info.max_line_length);
break;
}
}
if(argc != 2 && argv[1][0] != \'-\') //一定要判断，否则会越界
printf("%s\\n",argv[2]);
return 0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
// set socket\'s address information
// 设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器internet的地址和端口
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);
// create a stream socket
// 创建用于internet的流协议(TCP)socket，用server_socket代表服务器向客户端提供服务的接口
int server_socket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (server_socket < 0)
{
printf("Create Socket Failed!\\n");
exit(1);
}
// 把socket和socket地址结构绑定
if (bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)))
{
printf("Server Bind Port: %d Failed!\\n", HELLO_WORLD_SERVER_PORT);
exit(1);
}
// server_socket用于监听
if (listen(server_socket, LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE))
{
printf("Server Listen Failed!\\n");
exit(1);
}
// 服务器端一直运行用以持续为客户端提供服务
// 定义客户端的socket地址结构client_addr，当收到来自客户端的请求后，调用accept
// 接受此请求，同时将client端的地址和端口等信息写入client_addr中
struct sockaddr_in client_addr;
int length = sizeof(client_addr);
int new_server_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_addr, &length);
printf("连接到客户端\\n");
if (new_server_socket < 0)
{
printf("Server Accept Failed!\\n");
}
FILE *fp;
if((fp = fopen("1.txt","w"))==NULL)
{
printf("Failure to open recvfile\\n");
exit(0);
}
//接受来自客户端的文件
char buffer[BUFFER_SIZE];
bzero(buffer, sizeof(buffer));
length=0;
while( length = recv(new_server_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0) )
{
if(length<0)
{
printf("接受文件出错\\n");
exit(0);
}
if(fwrite(buffer,sizeof(char),length,fp)<length)
{
printf("写文件失败\\n");
}
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
}
fclose(fp);
printf("成功接受文件\\n");
char a[1]="1.txt";
mywc(2,a);
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
sprintf(buffer[0],%d,info.lines);
sprintf(buffer[1],%d,info.words);
sprintf(buffer[2],%d,info.size);
// 发送buffer中的字符串到new_server_socket,实际上就是发送给客户端
if (send(new_server_socket, buffer, sizeof(buffer), 0) < 0)
{
printf("Send number Failed!\\n");
}
printf("完成wc功能，并已返回给客户端\\n");
bzero(buffer, sizeof(buffer));
fclose(fp);
close(new_server_socket);
close(server_socket);
return 0;
}
运行结果：
客户端发给服务器一个文章，服务器调用mywc.c计算各种内容，然后把内容返回给客户端，即可实现实验一
运行结果：
实验二
任务要求
1.使用多线程实现wc服务器并使用同步互斥机制保证计数正确
2.上方提交代码
3.下方提交测试
4.对比单线程版本的性能，并分析原因
实现步骤
实验二是关于多线程的，这需要在实验一的基础上利用pthread_create()函数把实验一改成多线程，首先用man命令查看多线程函数
利用此函数将第一次的代码改写
link
运行代码
#### 服务器
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#define BUFLEN 1024
#define PORT 6666
#define LISTNUM 20
int main()
{
int sockfd, newfd;
struct sockaddr_in s_addr, c_addr;
char buf[BUFLEN];
socklen_t len;
unsigned int port, listnum;
fd_set rfds;
struct timeval tv;
int retval,maxfd;
/*建立socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
perror("socket");
exit(errno);
}else
printf("socket create success!\\n");
memset(&s_addr,0,sizeof(s_addr));
s_addr.sin_family = AF_INET;
s_addr.sin_port = htons(PORT);
s_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
/*把地址和端口帮定到套接字上*/
if((bind(sockfd, (struct sockaddr*) &s_addr,sizeof(struct sockaddr))) == -1){
perror("bind");
exit(errno);
}else
printf("bind success!\\n");
/*侦听本地端口*/
if(listen(sockfd,listnum) == -1){
perror("listen");
exit(errno);
}else
printf("the server is listening!\\n");
while(1){
printf("*****************聊天开始***************\\n");
len = sizeof(struct sockaddr);
if((newfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*) &c_addr, &len)) == -1){
perror("accept");
exit(errno);
}else
printf("正在与您聊天的客户端是：%s: %d\\n",inet_ntoa(c_addr.sin_addr),ntohs(c_addr.sin_port));
while(1){
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(0, &rfds);
maxfd = 0;
FD_SET(newfd, &rfds);
/*找出文件描述符集合中最大的文件描述符*/
if(maxfd < newfd)
maxfd = newfd;
/*设置超时时间*/
tv.tv_sec = 6;
tv.tv_usec = 0;
/*等待聊天*/
retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
if(retval == -1){
printf("select出错，与该客户端连接的程序将退出\\n");
break;
}else if(retval == 0){
printf("waiting...\\n");
continue;
}else{
/*用户输入信息了*/
if(FD_ISSET(0, &rfds)){
/******发送消息*******/
memset(buf,0,sizeof(buf));
/*fgets函数：从流中读取BUFLEN-1个字符*/
fgets(buf,BUFLEN,stdin);
/*打印发送的消息*/
//fputs(buf,stdout);
if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){
printf("server 请求终止聊天!\\n");
break;
}
len = send(newfd,buf,strlen(buf),0);
if(len > 0)
printf("\\t消息发送成功：%s\\n",buf);
else{
printf("消息发送失败!\\n");
break;
}
}
/*客户端发来了消息*/
if(FD_ISSET(newfd, &rfds)){
/******接收消息*******/
memset(buf,0,sizeof(buf));
/*fgets函数：从流中读取BUFLEN-1个字符*/
len = recv(newfd,buf,BUFLEN,0);
if(len > 0)
printf("客户端发来的信息是：%s\\n",buf);
else{
if(len < 0 )
printf("接受消息失败！\\n");
else
printf("客户端退出了，聊天终止！\\n");
break;
}
}
}
}
/*关闭聊天的套接字*/
close(newfd);
/*是否退出服务器*/
printf("服务器是否退出程序：y->是；n->否? ");
bzero(buf, BUFLEN);
fgets(buf,BUFLEN, stdin);
if(!strncasecmp(buf,"y",1)){
printf("server 退出!\\n");
break;
}
}
/*关闭服务器的套接字*/
close(sockfd);
return 0;
}
客户端
include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#define BUFLEN 1024
#define PORT 6666
int main(int argc, char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in s_addr;
socklen_t len;
unsigned int port;
char buf[BUFLEN];
fd_set rfds;
struct timeval tv;
int retval, maxfd;
/*建立socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
perror("socket");
exit(errno);
}else
printf("socket create success!\\n");
/*设置服务器ip*/
memset(&s_addr,0,sizeof(s_addr));
s_addr.sin_family = AF_INET;
s_addr.sin_port = htons(PORT);
if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *)&s_addr.sin_addr.s_addr) == 0) {
perror(argv[1]);
exit(errno);
}
/*开始连接服务器*/
if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&s_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1){
perror("connect");
exit(errno);
}else
printf("conncet success!\\n");
while(1){
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(0, &rfds);
maxfd = 0;
FD_SET(sockfd, &rfds);
if(maxfd < sockfd)
maxfd = sockfd;
tv.tv_sec = 6;
tv.tv_usec = 0;
retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
if(retval == -1){
printf("select出错，客户端程序退出\\n");
break;
}else if(retval == 0){
printf("waiting...\\n");
continue;
}else{
/*服务器发来了消息*/
if(FD_ISSET(sockfd,&rfds)){
/******接收消息*******/
bzero(buf,BUFLEN);
len = recv(sockfd,buf,BUFLEN,0);
if(len > 0)
printf("服务器发来的消息是：%s\\n",buf);
else{
if(len < 0 )
printf("接受消息失败！\\n");
else
printf("服务器退出了，聊天终止！\\n");
break;
}
}
/*用户输入信息了,开始处理信息并发送*/
if(FD_ISSET(0, &rfds)){
/******发送消息*******/
bzero(buf,BUFLEN);
fgets(buf,BUFLEN,stdin);
if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){
printf("client 请求终止聊天!\\n");
break;
}
len = send(sockfd,buf,strlen(buf),0);
if(len > 0)
printf("\\t消息发送成功：%s\\n",buf);
else{
printf("消息发送失败!\\n");
break;
}
}
}
}
/*关闭连接*/
close(sockfd);
return 0;
}
运行截图
