[Python] socket实现TFTP上传和下载
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。
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
> 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
# -*- coding:utf-8 -*- """
实现 TFTP 上传与下载功能
需要配合tftpd 软件测试
""" from socket import *
import struct
import sys class DownloadClient:
"""
下载基本流程：
--------------------------------------
客户端(Client) 服务端(Server)
--------------------------------------
读写请求 --->
<--- 数据包[0]
ACK[0] --->
<--- 数据包[1]
ACK[1] --->
....
-------------------------------------- 操作码 功能
--------------------------------------
1 读请求，即下载
2 写请求，即上传
3 表示数据包，即Data
4 确认码，即ACK
5 错误
--------------------------------------
"""
def __init__(self):
# 读取参数
if len(sys.argv) != 4:
print("-" * 30)
print("Tips:")
print("python xxx.py 1 127.0.0.1 test.png")
print("-" * 30)
exit()
else:
self.mid = sys.argv[1] # 执行的方法，1下载或2上传
self.remoteIp = sys.argv[2] # 服务器IP
self.filename = sys.argv[3] # 下载文件名 # 创建socket实例
self.socketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
self.socketClient.bind(('', 7788)) def start(self):
"""启动执行"""
if self.mid == "":
self.download()
elif self.mid == "":
self.upload()
else:
print(self.mid)
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")
exit() def download(self):
""" TFTP 下载"""
print("下载启动...") # 构建下载请求数据
# 第一个参数 !H7sb5sb = "!H"+str(len(filename))+"sb5sb"
filenameLen = str(len(self.filename))
cmdBuf = struct.pack(("!H%ssb5sb" % filenameLen).encode("utf-8"), 1, self.filename.encode("utf-8"), 0, b"octet", 0) # 发送下载文件请求数据到指定服务器
self.socketClient.sendto(cmdBuf, (self.remoteIp, 69)) # self.show() locPackNum = 0 # 请求包号
saveFile = '' # 保存文件句柄
while True:
recvData, recvAddr = self.socketClient.recvfrom(1024)
recvDataLen = len(recvData) # 解包
cmdTuple = struct.unpack(b"!HH", recvData[:4])
cmd = cmdTuple[0] # 指令
curPackNum = cmdTuple[1] # 当前包号 if cmd == 3: # 是否为数据包
if curPackNum == 1:
# 以追加的方式打开文件
saveFile = open(self.filename, "ab") # 包编号是否和上次相等
if locPackNum + 1 == curPackNum:
saveFile.write(recvData[4:]) # 写入数据
locPackNum += 1 # 发送ACK应答
ackBuf = struct.pack(b"!HH", 4, locPackNum)
self.socketClient.sendto(ackBuf, recvAddr) print("(%d)次接收到数据" % locPackNum) # 确认为最后一个包
if recvDataLen < 516:
saveFile.close()
print("已经下载完成")
break elif cmd == 5: # 是否为错误应答
print("error num:%d" % curPackNum)
break def upload(self):
"""TFTP 上传"""
print("上传启动...") # 1、发送读请求
filenameLen = str(len(self.filename))
cmdBuf = struct.pack(("!H%ssb5sb" % filenameLen).encode("utf-8"), 2, self.filename.encode("utf-8"), 0, b"octet", 0) self.socketClient.sendto(cmdBuf, (self.remoteIp, 69)) localPackNum = 1 # 本地包号
sendFile = '' # 文件句柄
while True:
# 2、接收回复
recvData, recvAddr = self.socketClient.recvfrom(1024) # 3、解包
cmdTuple = struct.unpack(b"!HH", recvData[:4])
cmd = cmdTuple[0] # 指令
curPackNum = cmdTuple[1] # 当前包号 # print(recvData) if cmd == 4:
# 打开并读取文件
if curPackNum == 0:
sendFile = open(self.filename, "rb") # ACK应答的包号是否与本地的一样
if localPackNum - 1 == curPackNum:
# 4、读取 512 byte数据
sendData = sendFile.read(512) # 判断文件是否读取完成
if len(sendData) <= 0:
sendFile.close()
print("上传完成")
break # 5、打包发送数据
sendDataBuf = struct.pack(b"!HH512s", 3, localPackNum, sendData)
self.socketClient.sendto(sendDataBuf, recvAddr) # 打印过程
print("(%d)次已发送,数据长度:%d" % (localPackNum, len(sendData)))
localPackNum += 1 elif cmd == 5:
# sendFile.close()
print("error num:%d" % curPackNum)
break def show(self):
"""测试打印数据"""
recvData = self.socketClient.recvfrom(1024)
print(recvData)
exit() if __name__ == "__main__":
demo = DownloadClient()
demo.start()
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