TFTP簡(jiǎn)單文件服務(wù) 工作原理及測(cè)試 :-)

ID:91350 · 發(fā)表于 2015-10-30 11:44

這幾年一直以來(lái)從未做過(guò)什么TCP UDP更上一層的應(yīng)用，HTTP早在N年前碰過(guò)之后再也不想碰了。前幾天搞定了嵌入式文件系統(tǒng)之后，就開(kāi)始了TFTP的文件傳輸。誠(chéng)然我還是“拿來(lái)主義”get了一個(gè)tftp文件，然后加入工程中把文件系統(tǒng)的接口弄好，就開(kāi)始閱讀源代碼和測(cè)試。

我不否認(rèn)自己寫(xiě)，更不否認(rèn)拿來(lái)主義，只要是可以用穩(wěn)定都可吧。拿來(lái)主義就是一點(diǎn)不好，有些實(shí)現(xiàn)看不懂看不到。自己寫(xiě)的好處在于每個(gè)環(huán)節(jié)盡在自己掌握了。不過(guò)拿來(lái)主義可以提高對(duì)代碼的閱讀能力和效率。一旦看透了作者的意圖基本就變成了自己的東西了。難分伯仲。

一、TFTP的工作原理：
1、建立一個(gè)UDP使他在69端口監(jiān)聽(tīng)。（我一度認(rèn)為T(mén)FTP就是在69上傳輸?shù)模鋵?shí)并不是）
2、建立一個(gè)對(duì)69端口數(shù)據(jù)的解析函數(shù)。process_tftp_request
3、解析69端口的數(shù)據(jù)，取出文件名和是什么請(qǐng)求（讀/寫(xiě)文件）
4、建立一個(gè)用于傳輸文件的UDP端口（測(cè)試時(shí)最好綁定到指定端口，以觀察控制塊的狀態(tài)）
5、分別處理讀文件和寫(xiě)文件。（以讀文件為例子）
6、利用文件系統(tǒng)打開(kāi)總目錄。然后搜索這個(gè)文件，文件有則打開(kāi)。
7、建立一個(gè)TFTP控制塊，主要控制文件塊的大小。并從文件中讀取512字節(jié)，發(fā)送第一塊512字節(jié)的數(shù)據(jù)到客戶端。
8、等待客戶端的ACK確認(rèn)和序號(hào)匹配。然則繼續(xù)發(fā)送下一塊512字節(jié)的數(shù)據(jù)。
9、重復(fù)8，直到讀出的塊的大小小于512字節(jié)，此時(shí)文件已經(jīng)讀取完畢了，因?yàn)樾∮?12字節(jié)了/發(fā)送出去LAST
10、等待LAST的ACK之后確認(rèn)LAST就好。
11、殺掉文件傳輸控制塊，釋放TFTP控制塊。
12、結(jié)束

顯然TFTP并不是在69上傳文件，而是使用別的隨機(jī)的端口傳輸，69只是負(fù)責(zé)取出請(qǐng)求類(lèi)型和文件名。

二、問(wèn)題和解決
1、測(cè)試中主要發(fā)現(xiàn)在4-8M壓力測(cè)試時(shí)TFTP不能正常相應(yīng)。壓力撤出后TFTP無(wú)法使用。
2、69端口并發(fā)資源消耗。是其他的需要內(nèi)存的得不到內(nèi)存。
針對(duì)兩種問(wèn)題，進(jìn)行分別的限制，
第一種問(wèn)題最后證實(shí)是TFTP沒(méi)有加超時(shí)機(jī)制，
1）、造成問(wèn)題的原因是控制塊在進(jìn)行收發(fā)時(shí)沒(méi)有對(duì)ACK進(jìn)行檢測(cè)，我在程序ACK的回復(fù)上加上了時(shí)隙采樣，
添加250MS的trm函數(shù)對(duì)ACK進(jìn)行檢測(cè)。如果正常則超時(shí)事件發(fā)生，如果客戶端和服務(wù)器之間的通信收到某種
原因的打斷則報(bào)告超時(shí)事件。
2）、超時(shí)事件的處理上糾結(jié)了一些時(shí)間，最后的解決辦法是第一步向客戶端發(fā)送一幀timeoutTFT錯(cuò)誤幀，然后
關(guān)閉文件流UDP端口，再釋放控制塊。最后注冊(cè)回調(diào)函數(shù)到69端口。
第二種問(wèn)題要限制連接服務(wù)器的客戶端數(shù)量。
1）、69端口是否有數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)則注銷(xiāo)69端口的回調(diào)函數(shù)為NULL，
2）、進(jìn)行正常的TFTP操作和處理。
3）、TFTP傳輸完畢后重新注冊(cè)69的回調(diào)函數(shù)，
這樣就可以避免當(dāng)一臺(tái)主機(jī)在傳輸文件，又來(lái)了一個(gè)連接造成的資源損耗，保證TFTP是獨(dú)享的。

三、測(cè)試
1、硬件連接：CPU外接2G TF卡+100/10M 以太網(wǎng)+2*DS18B20
1）、2只1820負(fù)載采集溫度數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件中
2）、UDP打印出來(lái)\TCP作為命令解析和控制使用TFTP下載TF卡上的溫度表文件。
2、CMD命令

tftp -i IP[addr] GET/PUT filename
3、連接建立

4、第一塊文件數(shù)據(jù)流開(kāi)始下載

5、客戶端對(duì)第一塊數(shù)據(jù)的ACK

6、最后一塊數(shù)據(jù)接收

7、最后一塊數(shù)據(jù)ACK接收確認(rèn)

8、PC下載文件結(jié)束

9、確認(rèn)異常（最后一條就是加入TIMEOUT后的報(bào)告）

10、下載速度（和CPU主頻、文件系統(tǒng)的IO、驅(qū)動(dòng)程序IO、還有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境諸多因素有關(guān)，其中網(wǎng)絡(luò)因素是主變量了，最高到過(guò)200K看來(lái)已經(jīng)極限，局域網(wǎng)傳點(diǎn)小型文件夠用了。）
路由器小局域網(wǎng)

公司局域網(wǎng)

四、后續(xù)接口和pull request
1）、完善一下和文件系統(tǒng)的接口，獨(dú)立出來(lái)方便接入不同的文件系統(tǒng)。
2）、文件說(shuō)明和函數(shù)搞一下，（我是野路子）
3）、提交共享代碼。讓更多人一起測(cè)試一起找BUG/微笑

謹(jǐn)以此文送給最近郁悶的老王!!! /微笑

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