一、说明
本文主要基于socket实现TFTP文件上传与下载。
测试环境：Win10/Python3.5/tftpd64。
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tftpd下载：根据自己的环境选择下载，地址 ：http://tftpd32.jounin.net/tftpd32_download.html
主要内容：TFTP协议介绍、程序运行图示和分析fmt、源代码。
二、TFTP协议介绍（参考网络，详情可搜索）
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端与服务端（C/S架构）之间进行文件传输的协议。
1、特点：
> 简单、占用资源少
> 适合小文件传输
> 适合在局域网中进行传输
> 端口号为 69
> 基于UDP实现
2、TFTP下载过程分析：
当打开一个tftpd作为服务端，会默认监听69端口，所以客户端发送数据到服务端都是经过69端口。
下载的数据流过程如上图所示，客户端首次发送需要下载的文件名到服务端，（文件存在）服务端收到后会返回该文件的第一个包，客户端收到后本地保存然后再发送ACK应答包给服务端，如此往来多次，一发一答，即实现了文件的下载。
3、TFTP操作码与数据格式：
4、差错码以及对应的提示：
5、TFTP上传过程分析（此处做简单文件说明，可参考下面源码或自行搜索）：
上传的基本流程：客户端发送写请求（操作码为2）到服务端，如果可以进行上传，服务端会返回ACK应答包，客户端收到后即可进行第一个数据包发送，进而服务端收到后会返回ACK应打包，如此多次，当客户端文件读取完成，即可退出上传，此时上传完成。
三、程序运行图示和分析fmt
1、运行起来的tftpd服务端如下所示：
选择作为下载的路径和配置IP
2、下载过程：
运行脚本传入两个参数：服务端IP和文件名
3、上传过程：
4、关于struct.pack() 和 struct.unpack()的参数说明：
参考：https://blog.csdn.net/DaxiaLeeSuper/article/details/82018070
struct.pack(b"!H7sb5sb", b"test.png", 0, b"octet", 0 )
主要分析第一个参数 fmt：如 “!H7sb5sb" => [ 1, b"test.png", 0, b"octet", 0 ]
fmt对后面几个参数说明，其中H代表1,7s表示长度为7的字符串等
1、fmt首个字符：
2、fmt其他字符：
四、源码
1 # -*- coding:utf-8 -*-
2
3 """
4 实现 TFTP 上传与下载功能
5 需要配合tftpd 软件测试
6 """
7
8 from socket import *
9 import struct
10 import sys
11
12
13 class DownloadClient:
14 """
15 下载基本流程：
16 --------------------------------------
17 客户端(Client) 服务端(Server)
18 --------------------------------------
19 读写请求 --->
20 <--- 数据包[0]
21 ACK[0] --->
22 <--- 数据包[1]
23 ACK[1] --->
24 ....
25 --------------------------------------
26
27 操作码 功能
28 --------------------------------------
29 1 读请求，即下载
30 2 写请求，即上传
31 3 表示数据包，即Data
32 4 确认码，即ACK
33 5 错误
34 --------------------------------------
35 """
36 def __init__(self):
37 # 读取参数
38 if len(sys.argv) != 4:
39 print("-" * 30)
40 print("Tips:")
41 print("python xxx.py 1 127.0.0.1 test.png")
42 print("-" * 30)
43 exit()
44 else:
45 self.mid = sys.argv[1] # 执行的方法，1下载或2上传
46 self.remoteIp = sys.argv[2] # 服务器IP
47 self.filename = sys.argv[3] # 下载文件名
48
49 # 创建socket实例
50 self.socketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
51 self.socketClient.bind(('', 7788))
52
53 def start(self):
54 """启动执行"""
55 if self.mid == "1":
56 self.download()
57 elif self.mid == "2":
58 self.upload()
59 else:
60 print(self.mid)
61 print("参数输入错误 [python 脚本名 方法id(1下载，2上传) 服务器IP 文件名]：python xxx.py 1 127.0.0.1 test.png")
62 exit()
63
64 def download(self):
65 """ TFTP 下载"""
66 print("下载启动...")
67
68 # 构建下载请求数据
69 # 第一个参数 !H7sb5sb = "!H"+str(len(filename))+"sb5sb"
70 filenameLen = str(len(self.filename))
71 cmdBuf = struct.pack(("!H%ssb5sb" % filenameLen).encode("utf-8"), 1, self.filename.encode("utf-8"), 0, b"octet", 0)
72
73 # 发送下载文件请求数据到指定服务器
74 self.socketClient.sendto(cmdBuf, (self.remoteIp, 69))
75
76 # self.show()
77
78 locPackNum = 0 # 请求包号
79 saveFile = '' # 保存文件句柄
80 while True:
81 recvData, recvAddr = self.socketClient.recvfrom(1024)
82 recvDataLen = len(recvData)
83
84 # 解包
85 cmdTuple = struct.unpack(b"!HH", recvData[:4])
86 cmd = cmdTuple[0] # 指令
87 curPackNum = cmdTuple[1] # 当前包号
88
89 if cmd == 3: # 是否为数据包
90 if curPackNum == 1:
91 # 以追加的方式打开文件
92 saveFile = open(self.filename, "ab")
93
94 # 包编号是否和上次相等
95 if locPackNum + 1 == curPackNum:
96 saveFile.write(recvData[4:]) # 写入数据
97 locPackNum += 1
98
99 # 发送ACK应答
100 ackBuf = struct.pack(b"!HH", 4, locPackNum)
101 self.socketClient.sendto(ackBuf, recvAddr)
102
103 print("(%d)次接收到数据" % locPackNum)
104
105 # 确认为最后一个包
106 if recvDataLen < 516:
107 saveFile.close()
108 print("已经下载完成")
109 break
110
111 elif cmd == 5: # 是否为错误应答
112 print("error num:%d" % curPackNum)
113 break
114
115 def upload(self):
116 """TFTP 上传"""
117 print("上传启动...")
118
119 # 1、发送读请求
120 filenameLen = str(len(self.filename))
121 cmdBuf = struct.pack(("!H%ssb5sb" % filenameLen).encode("utf-8"), 2, self.filename.encode("utf-8"), 0, b"octet", 0)
122
123 self.socketClient.sendto(cmdBuf, (self.remoteIp, 69))
124
125 localPackNum = 1 # 本地包号
126 sendFile = '' # 文件句柄
127 while True:
128 # 2、接收回复
129 recvData, recvAddr = self.socketClient.recvfrom(1024)
130
131 # 3、解包
132 cmdTuple = struct.unpack(b"!HH", recvData[:4])
133 cmd = cmdTuple[0] # 指令
134 curPackNum = cmdTuple[1] # 当前包号
135
136 # print(recvData)
137
138 if cmd == 4:
139 # 打开并读取文件
140 if curPackNum == 0:
141 sendFile = open(self.filename, "rb")
142
143 # ACK应答的包号是否与本地的一样
144 if localPackNum - 1 == curPackNum:
145 # 4、读取 512 byte数据
146 sendData = sendFile.read(512)
147
148 # 判断文件是否读取完成
149 if len(sendData) <= 0:
150 sendFile.close()
151 print("上传完成")
152 break
153
154 # 5、打包发送数据
155 sendDataBuf = struct.pack(b"!HH512s", 3, localPackNum, sendData)
156 self.socketClient.sendto(sendDataBuf, recvAddr)
157
158 # 打印过程
159 print("(%d)次已发送,数据长度:%d" % (localPackNum, len(sendData)))
160 localPackNum += 1
161
162 elif cmd == 5:
163 # sendFile.close()
164 print("error num:%d" % curPackNum)
165 break
166
167 def show(self):
168 """测试打印数据"""
169 recvData = self.socketClient.recvfrom(1024)
170 print(recvData)
171 exit()
172
173
174 if __name__ == "__main__":
175 demo = DownloadClient()
176 demo.start()
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