第三章 WINDOWS SOCKETS 1.docx
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第三章WINDOWSSOCKETS1
第三章WindowsSockets1.1应用实例
在本章中，作者的实际工作为背景，给出了一个使用WindowsSockets1.1编程的具体例子。
并对这个例子作了详细的分析。
这个例子在Windows3.1、WindowsSockets1.1和BSDOSforPC2.0（BSDUNIX微机版）环境下调试通过。
3.1套接口网络编程原理
套接口有三种类型:
流式套接口,数据报套接口及原始套接口.
流式套接口定义了一种可靠的面向连接的服务,实现了无差错无重复的顺序数据传输.数据报套接口定义了一种无连接的服务,数据通过相互独立的报文进行传输,是无序的,并且不保证可靠,无差错.原始套接口允许对低层协议如IP或ICMP直接访问,主要用于新的网络协议实现的测试等.
无连接服务器一般都是面向事务处理的，一个请求一个应答就完成了客户程序与服务程序之间的相互作用。
若使用无连接的套接口编程，程序的流程可以用图3-1表示。
面向连接服务器处理的请求往往比较复杂，不是一来一去的请求应答所能解决的，而且往往是并发服务器。
使用面向连接的套接口编程,可以通过图3-1来表示:
其时序。
套接口工作过程如下:
服务器首先启动,通过调用socket（）建立一个套接口,然后调用bind（）将该套接口和本地网络地址联系在一起,再调用listen（）使套接口做好侦听的准备,并规定它的请求队列的长度,之后就调用accept（）来接收连接.客户在建立套接口后就可调用connect（）和服务器建立连接.连接一旦建立,客户机和服务器之间就可以通过调用read（）和write（）来发送和接收数据.最后,待数据传送结束后,双方调用close（）关闭套接口.
3.2WindowsSockets编程原理
由于Windows的基于消息的特点,WINSOCK和BSD套接口相比,有如下一些新的扩充:
1.异步选择机制
异步选择函数WSAAsyncSelect（）允许应用程序提名一个或多个感兴趣的网络事件,如FD_READ,FD_WRITE,FD_CONNECT,FD_ACCEPT等等代表的网络事件.当被提名的网络事件发生时,Windows应用程序的窗口函数将收到一个消息.这样就可以实现事件驱动了.
2.异步请求函数
异步请求函数允许应用程序用异步方式获得请求的信息,如WSAAsyncGetXByY（）类函数.这些函数是对BSD标准函数的扩充.函数WSACancelAsyncRequest（）允许用户中止一个正在执行的异步请求.
3.阻塞处理方法
WINSOCK提供了"钩子函数"负责处理Windows消息,使Windows的消息循环能够继续.WINSOCK提供了两个函数（WSASetBlockingHook（）和WSAUnhookBlockingHook（））让应用程序设置或取消自己的"钩子函数".函数WSAIsBlocking（）可以检测是否阻塞,函数WSACancelBlockingCall（）可以取消一个阻塞的调用.
4.错误处理
WINSOCK提供了两个WSAGetLastError（）和WSASetLastError（）来获取和设置最近错误号.
5.启动和终止
由于WindowsSockets的服务是以动态连接库WINSOCK.DLL形式实现的,所以必须要先调用WSAStartup（）函数对WindowsSocketsDLL进行初始化,协商WINSOCK的版本支持,并分配必要的资源.在应用程序关闭套接口后,还应调用WSACleanup（）终止对WindowsSocketsDLL的使用,并释放资源,以备下一次使用.
在这些函数中,实现Windows网络实时通信的关键是异步选择函数WSAAsyncSelect（）的使用.用法及详细说明参见第5.3.7.
3.3WindowsSockets与UNIX套接口编程实例
下面是一个简单的基于连接的点对点实时通信程序.它由两部分组成,服务器在主机UNIX下直接运行,客户机在Windows下运行.
3.3.1SERVER介绍
由于SERVER是在UNIX下运行的,它对套接口的使用都是BSD的标准函数,程序也比较简单,只有一段程序,下面简要解释一下.
首先,建立自己的套接口.在互连网的进程通信中,全局标识一个进程需要一个被称为"半相关"的三元组（协议,本地主机地址,本地端口号）来描述,而一个完整的进程通信实例则需要一个被称为"相关"的五元组（协议,本地主机地址,本地端口号,远端主机地址,远端端口号）来描述.
s=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）
该函数建立指定地址格式,数据类型和协议下的套接口,地址格式为AF_INET（唯一支持的格式）,数据类型SOCK_STREAM表示建立流式套接口,参数三为0,即协议缺省.
bind（s,（structsockaddr*）&server,sizeof（server））
该函数将建立服务器本地的半相关,其中,server是sockaddr_in结构,其成员描述了本地端口号和本地主机地址,经过bind（）将服务器进程在网上标识出来.
然后,建立连接.先是调用listen（）函数表示开始侦听.再通过accept（）调用等待接收连接.
listen（s,1）表示连接请求队列长度为1,即只允许有一个请求,若有多个请求,则出现错误,给出错误代码WSAECONNREFUSED.
ns=accept（s,（structsockaddr*）&client,&namelen））
accept（）阻塞（缺省）等待请求队列中的请求,一旦有连接请求来,该函数就建立一个和s有相同属性的新的套接口.client也是一个sockaddr_in结构,连接建立时填入请求连接的套接口的半相关信息.
接下来,就可以接收和发送数据了.
recv（ns,buf,1024,0）
send（ns,buf,pktlen,0）
上面两个函数分别负责接收和发送数据,recv从ns（建立连接的套接口）接收数据放入buf中,send则将buf中数据发送给ns.至于第四个参数,表示该函数调用方式,可选择MSG_DONTROUTE和MSG_OOB,0表示缺省.
最后,关闭套接口.
close（ns）;
close（s）;
3.3.2CLIENT介绍
客户端是在Windows上运行的,使用了一些WindowsSockets的扩展函数,稍微复杂一些.包括了.RC和.C两个文件,其中的主窗口函数ClientProc（）是程序的主要部分,下面简单解释一下.
首先,是在WinMain（）中建立好窗口后,即向主窗口函数发一条自定义的WM_USER消息,做相关的准备工作.在主窗口函数中,一接收到WM_USER消息,首先调用WSAStartup（）函数初始化WindowsSocketsDLL,并检查版本号.如下:
Status=WSAStartup（VersionReqd,lpmyWSAData）;
其中,VersionReqd描述了WINSOCK的版本（这里为1.1版）,lpmyWSAData指向一个WSADATA结构,该结构描述了WindowsSockets的实现细节.
WSAStartup（）之后,进程通过主机名（运行时命令行参数传入）获取主机地址,如下:
hostaddr=gethostbyname（server_address）;
hostaddr指向hostent结构,内容参见5.2.1.
然后,进程就不断地消息循环,等待用户通过菜单选择"启动".这时,通过调用Client（）来启动套接口.在Client（）中,首先也是调用socket（）来建立套接口.如下:
if（（s=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==INVALID_SOCKET）
{
AlertUser（hWnd,"SocketFailed"）;
return（FALSE）;
}
紧接着,调用WSAAsyncSelect（）函数提名FD_CONNECT网络事件,如下:
if（!
SetSelect（hWnd,FD_CONNECT））
return（FALSE）;
SetSelect（）主要就是调用WSAASyncSelect（）,让WindowsSocketsDLL在侦测到连接建立时,就发送一条UM_SOCK的自定义消息,使消息循环继续下去.如下:
BOOLSetSelect（HWNDhWnd,longlEvent）
{
if（WSAAsyncSelect（s,hWnd,UM_SOCK,lEvent）==SOCKET_ERROR）
{
AlertUser（hWnd,"WSAAsyncSelectFailure."）;
return（FALSE）;
}
return（TRUE）;
}
为建立连接,必须马上调用connect（）如下,由于先调用了WSAASyncSelect（）,connect（）便是非阻塞调用.进程发出连接请求后就不管了,当连接建立好后,WINSOCKDLL自动发一条消息给主窗口函数,以使程序运行下去.
connect（s,（structsockaddrFAR*）&dst_addr,sizeof（dst_addr））;
窗口函数在收到UM_SOCK消息后,判断是由哪个网络事件引起的,第一次,必然是由连接事件引起的,这样,就会执行相应的程序段,同样调用SetSelect（）来提名FD_WRITE事件.希望在套接口可发送数据时接到消息.在收到FD_WRITE消息时,先调用send（）发送数据,再调用SetSelect（）来提名FD_READ事件,希望在套接口可接收数据是接到消息.在收到FD_READ消息时,先调用recv（）来接收数据再提名FD_WRITE事件,如此循环下去.直到发生连接关闭的事件FD_CLOSE,这时就调用WSAAsyncSelect（s,hWnd,0,0）来停止异步选择.在窗口函数接到WM_DESTROY消息时（即关闭窗口之前）,先调用closesocket（）（作用同UNIX中的close（））来关闭套接口,再调用WSACleanup（）终止WindowsSocketsDLL,并释放资源.
3.3.3源程序清单
程序1:
CLIENT.RC
ClientMenuMENU
BEGIN
POPUP"&Server"
BEGIN
MENUITEM"&Start...",101
MENUITEM"&Exit",102
END
END
程序2:
CLIENT.C
#defineUSERPORT10001
#defineIDM_START101
#defineIDM_EXIT102
#defineUM_SOCKWM_USER+0X100
#include
#include
#include
#include
#defineMAJOR_VERSION1
#defineMINOR_VERSION2
#defineWSA_MAKEWORD（x,y）（（y）*256+（x））
HANDLEhInst;
charserver_address[256]={0};
charbuffer[1024];
charFAR*lpBuffer=&buffer[0];
SOCKETs=0;
structsockaddr_indst_addr;
structhostentfar*hostaddr;
structhostenthostnm;
structserventfar*sp;
intcount=0;
BOOLInitApplication（HINSTANCEhInstance）;
longFARPASCALClientProc（HWNDhWnd,unsignedmessage,UINTwParam,LONGlParam）;
voidAlertUser（HWNDhWnd,char*message）;
BOOLClient（HWNDhWnd）;
BOOLReceivePacket（HWNDhWnd）;
BOOLSetSelect（HWNDhWnd,longlEvent）;
BOOLSendPacket（HWNDhWnd,intlen）;
intPASCALWinMain（HANDLEhInstance,HANDLEhPrevInstance,LPSTRlpCmdLine,intnCmdShow）
{
HWNDhWnd;
MSGmsg;
lstrcpy（（LPSTR）server_address,lpCmdLine）;
if（!
hPrevInstance）
if（!
InitApplication（hInstance））
return（FALSE）;
hInst=hInstance;
hWnd=CreateWindow（"ClientClass","WindowsECHOClient",WS_OVERLAPPEDWINDOW,\
CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,NULL,NULL,\
hInstance,NULL）;
if（!
hWnd）
return（FALSE）;
ShowWindow（hWnd,nCmdShow）;
UpdateWindow（hWnd）;
PostMessage（hWnd,WM_USER,（WPARAM）0,（LPARAM）0）;
while（GetMessage（&msg,NULL,NULL,NULL））
{
TranslateMessage（&msg）;
DispatchMessage（&msg）;
}
return（msg.wParam）;
}
BOOLInitApplication（HINSTANCEhInstance）
{
WNDCLASSWndClass;
char*szAppName="ClientClass";
//fillinwindowclassinformation
WndClass.lpszClassName=（LPSTR）szAppName;
WndClass.hInstance=hInstance;
WndClass.lpfnWndProc=ClientProc;
WndClass.hCursor=LoadCursor（NULL,IDC_ARROW）;
WndClass.hIcon=LoadIcon（hInstance,NULL）;
WndClass.lpszMenuName="ClientMenu";
WndClass.hbrBackground=GetStockObject（WHITE_BRUSH）;
WndClass.style=CS_HREDRAW|CS_VREDRAW;
WndClass.cbClsExtra=0;
WndClass.cbWndExtra=0;
//registertheclass
if（!
RegisterClass（&WndClass））
return（FALSE）;
return（TRUE）;
}
longFARPASCALClientProc（HWNDhWnd,unsignedmessage,UINTwParam,LONGlParam）
{
intlength,i;
WSADATAwsaData;
intStatus;
switch（message）
{
caseWM_USER:
{
WORDwMajorVersion,wMinorVersion;
LPWSADATAlpmyWSAData;
WORDVersionReqd;
intret;
wMajorVersion=MAJOR_VERSION;
wMinorVersion=MINOR_VERSION;
VersionReqd=WSA_MAKEWORD（wMajorVersion,wMinorVersion）;
lpmyWSAData=（LPWSADATA）malloc（sizeof（WSADATA））;
Status=WSAStartup（VersionReqd,lpmyWSAData）;
if（Status!
=0）
{
AlertUser（hWnd,"WSAStartup（）failed\n"）;
PostQuitMessage（0）;
}
hostaddr=gethostbyname（server_address）;
if（hostaddr==NULL）
{
AlertUser（hWnd,"gethostbynameERROR!
\n"）;
WSACleanup（）;
PostQuitMessage（0）;
}
_fmemcpy（&hostnm,hostaddr,sizeof（structhostent））;
}
break;
caseWM_COMMAND:
switch（wParam）
{
caseIDM_START:
if（!
Client（hWnd））
{
closesocket（s）;
AlertUser（hWnd,"StartFailed"）;
}
break;
caseIDM_EXIT:
//WSACleanup（）;
PostQuitMessage（0）;
break;
}
break;
caseUM_SOCK:
switch（lParam）
{
caseFD_CONNECT:
if（!
SetSelect（hWnd,FD_WRITE））
closesocket（s）;
break;
caseFD_READ:
if（!
ReceivePacket（hWnd））
{
AlertUser（hWnd,"ReceivePacketFailed.\n"）;
closesocket（s）;
break;
}
if（!
SetSelect（hWnd,FD_WRITE））
closesocket（s）;
break;
caseFD_WRITE:
for（i=0;i<1024;i++）
buffer[i]=（char）'A'+i%26;
length=1024;
if（!
SendPacket（hWnd,length））
{
AlertUser（hWnd,"PacketSendFailed!
\n"）;
closesocket（s）;
break;
}
if（!
SetSelect（hWnd,FD_READ））
closesocket（s）;
break;
caseFD_CLOSE:
if（WSAAsyncSelect（s,hWnd,0,0）==SOCKET_ERROR）
AlertUser（hWnd,"WSAAsyncSelectFailed.\n"）;
break;
default:
if（WSAGETSELECTERROR（lParam）!
=0）
{
AlertUser（hWnd,"SocketReportFailure."）;
closesocket（s）;
break;
}
break;
}
break;
caseWM_DESTROY:
closesocket（s）;
WSACleanup（）;
PostQuitMessage（0）;
break;
default:
return（DefWindowProc（hWnd,message,wParam,lParam））;
}
return（NULL）;
}
voidAlertUser（HWNDhWnd,char*message）
{
MessageBox（hWnd,（LPSTR）message,"Warning",MB_ICONEXCLAMATION）;
return;
}
BOOLClient（HWNDhWnd）
{
memset（&dst_addr,'\0',sizeof（structsockaddr_in））;
_fmemcpy（（charFAR*）&dst_addr.sin_addr,（charFAR*）hostnm.h_addr,hostnm.h_length）;
dst_addr.sin_family=hostnm.h_addrtype;
dst_addr.sin_port=htons（USERPORT）;
if（（s=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==INVALID_SOCKET）
{
AlertUser（hWnd,"SocketFailed"）;
return（FALSE）;
}
if（!
SetSelect（hWnd,FD_CONNECT））
return（FALSE）;
connect（s,（structsockaddrFAR*）&dst_addr,sizeof（dst_addr））;
return（TRUE）;
}
BOOLReceivePacket（HWNDhWnd）
{
HDChDc;
intlength;
inti1,i2,i3;
charline1[255],line2[255],line3[255];
count++;
if（（length=recv（s,
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