WindowsSocket网络编程.docx
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WindowsSocket网络编程
WindowsSocket网络编程
（二）——套接字编程原理
作者:
冰点工作室小鹰
一、客户机/服务器模式
在TCP/IP网络中两个进程间的相互作用的主机模式是客户机/服务器模式（Client/Servermodel）。
该模式的建立基于以下两点：
1、非对等作用；2、通信完全是异步的。
客户机/服务器模式在操作过程中采取的是主动请示方式：
首先服务器方要先启动，并根据请示提供相应服务：
（过程如下）
1、打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一个公认地址上接收客户请求。
2、等待客户请求到达该端口。
3、接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号。
4、返回第二步，等待另一客户请求
5、关闭服务器。
客户方：
1、打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口。
2、向服务器发送服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求……
3、请求结束后关闭通信通道并终止。
二、基本套接字
为了更好说明套接字编程原理，给出几个基本的套接字，在以后的篇幅中会给出更详细的使用说明。
1、创建套接字——socket（）
功能：
使用前创建一个新的套接字
格式：
SOCKETPASCALFARsocket（intaf,inttype,intprocotol）;
参数：
af:
通信发生的区域
type:
要建立的套接字类型
procotol:
使用的特定协议
2、指定本地地址——bind（）
功能：
将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。
格式：
intPASCALFARbind（SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen）;
参数：
s:
是由socket（）调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。
其它：
没有错误，bind（）返回0，否则SOCKET_ERROR
地址结构说明：
structsockaddr_in
{
shortsin_family;//AF_INET
u_shortsin_port;//16位端口号，网络字节顺序
structin_addrsin_addr;//32位IP地址，网络字节顺序
charsin_zero[8];//保留
}
3、建立套接字连接——connect（）和accept（）
功能：
共同完成连接工作
格式：
intPASCALFARconnect（SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen）;
SOCKETPASCALFARaccept（SOCKETs,structsockaddrFAR*name,intFAR*addrlen）;
参数：
同上
4、监听连接——listen（）
功能：
用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。
格式：
intPASCALFARlisten（SOCKETs,intbacklog）;
5、数据传输——send（）与recv（）
功能：
数据的发送与接收
格式：
intPASCALFARsend（SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags）;
intPASCALFARrecv（SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags）;
参数：
buf:
指向存有传输数据的缓冲区的指针。
6、多路复用——select（）
功能：
用来检测一个或多个套接字状态。
格式：
intPASCALFARselect（intnfds,fd_setFAR*readfds,fd_setFAR*writefds,
fd_setFAR*exceptfds,conststructtimevalFAR*timeout）;
参数：
readfds:
指向要做读检测的指针
writefds:
指向要做写检测的指针
exceptfds:
指向要检测是否出错的指针
timeout:
最大等待时间
select（）*执行同步I/O多路复用。
select函数的参数（intnfds,fd_setreadfds,fd_setwritefds,fd_setexceptfds,conststructtimevaltimeout）
我记得是：
第一个是个较为次要的值，设成0就行了。
后面的几个FD_SET类型的参数才是最重要的；
第一个FD_SET型的参数readfds是表示要被检查是否可读的Sockets，把你想要接收数据的那个套接字放在这里；
第二个FD_SET参数ritefds是表示要被检查是否可写的Sockets，将你要发送数据的套接字放在这里；
还有个FD_SET参数exceptfds是表示要被检查是否有错误的Socketsselect（）
函数的第五个参数timeout，是让我们用来设定select函数要等待（block）多久。
兹述说如下：
（1）如果timeout设为「NULL」，那么select（）就会一直等到「至少」某一个socket的事件成立了才会return，这和其他的blocking函数一样。
select（...,NULL）
（2）如果timeout的值设为{0,0}（秒,微秒），那么select（）在检查后，不管有没有socket的事件成立，都会马上return，而不会停留。
timeout.tv_sec=timeout.tv_usec=0;select（...,&timeout）
（3）如果timout设为{m,n}，那么就会等到至少某一个socket的事件发生，或是时间到了（m秒n微秒），才会return。
timeout.tv_sec=m;timeout.tv_usec=n;select（...,&timeout）
返回值：
成功-符合条件的Sockets总数（若Timeout发生，则为0）失败-SOCKET_ERROR（呼叫WSAGetLastError（）可得知原因）
说明：
使用者可利用此函式来检查Sockets是否有资料可被读取，或是有空间可以写入，或是有错误发生。
关于对FD_SET类型的操作，有几个比较重要的宏：
FD_ZERO（*set）--将set的值清乾净FD_SET（s,*set）--将s加到set中FD_CLR（s,*set）--将s从set中删除FD_ISSET（s,*set）--检查s是否存在於set中参数readfds、writefds、及exceptfds都是「calledbyvalue-result」；而「calledbyvalue-result」的意思就是说，我们在将参数传给系统时，要先设启始值，并将这些参数的位址（address）告诉系统；而系统则会利用到这些值来做些运算或其他用途，最后并将结果再写回这些参数的位址中。
因此这些参数的值在传入前和函数返回后，可能会不同；所以每次调用select（）前，对这些参数一定要重新设定它们的值。
假设我们要检查socket1和2目前是否可以用来传送资料，以及socket3是否有资料可读；我们不打算检查sockets是否有错误发生，所以exceptfds设为NULL。
步骤大致如下：
FD_ZERO（&writefds）;FD_ZERO（&readfds）;FD_SET（1,&writefds）;FD_SET（2,&writefds）;FD_SET（3,&readfds）;select（...,&readfds,&writefds,NULL,...）if（FD_ISSET（1,&writefds））send（1,data）;if（FD_ISSET（2,&writefds））send（2,data）;if（FD_ISSET（3,&readfds））recv（3,data）;
7、关闭套接字——closesocket（）
功能：
关闭套接字s
格式：
BOOLPASCALFARclosesocket（SOCKETs）;
三、典型过程图
2.1面向连接的套接字的系统调用时序图
2.2无连接协议的套接字调用时序图
2.3面向连接的应用程序流程图
FD_ZERO，FD_ISSET这些都是套节字结合操作宏
看看MSDN上的select函数,
这是在selectio模型中的核心,用来管理套节字IO的,避免出现无辜锁定.
intselect（intnfds,fd_setFAR*readfds,fd_setFAR*writefds,
fd_setFAR*exceptfds,
conststructtimevalFAR*timeout
）;
第一个参数不管,是兼容目的,最后的是超时标准,select是阻塞操作
当然要设置超时事件.
接着的三个类型为fd_set的参数分别是用于检查套节字的可读性,可写性,和列外数据性质.
我举个例子
比如recv（）,在没有数据到来调用它的时候,你的线程将被阻塞
如果数据一直不来,你的线程就要阻塞很久.这样显然不好.
所以采用select来查看套节字是否可读（也就是是否有数据读了）
步骤如下
sockets;
.....
fd_setset;
while
（1）
{
FD_ZERO（&set）;//将你的套节字集合清空
FD_SET（s,&set）;//加入你感兴趣的套节字到集合,这里是一个读数据的套节字s
select（0,&set,NULL,NULL,NULL）;//检查套节字是否可读,
//很多情况下就是是否有数据（注意,只是说很多情况）
//这里select是否出错没有写
if（FD_ISSET（s,&set）//检查s是否在这个集合里面,
{//select将更新这个集合,把其中不可读的套节字去掉
//只保留符合条件的套节字在这个集合里面
recv（s,...）;
}
//dosomethinghere
}
不知道你现在明白没有.另,由于这段时间没忙这,有错误不负责任.呵呵.
1、Socket服务器端：
Socket服务器端流程如下：
加载套接字->创建监听的套接字->绑定套接字->监听套接字->处理客户端相关请求。
下面是孙鑫VC详解里面的服务器端的例子：
C++代码
#include
#include
voidmain（）
{
//加载套接字
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;
err=WSAStartup（wVersionRequested,&wsaData）;
if（err!
=0）
{
return;
}
if（LOBYTE（wsaData.wVersion）!
=1||
HIBYTE（wsaData.wVersion）!
=1）
{
WSACleanup（）;
return;
}
//创建监听的套接字
SOCKETsockSrv=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
SOCKADDR_INaddrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl（INADDR_ANY）;//把U_LONG的主机字节顺序转换为TCP/IP网络字节顺序
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons（6000）;
//绑定套接字
bind（sockSrv,（SOCKADDR*）&addrSrv,sizeof（SOCKADDR））;
//将套接字设置为监听模式，准备接受用户请求
listen（sockSrv,5）;
SOCKADDR_INaddrClient;
intlen=sizeof（SOCKADDR）;
printf（"%s\n","welcome,theserveisstarted..."）;
while
（1）
{
//等待用户请求到来
SOCKETsockConn=accept（sockSrv,（SOCKADDR*）&addrClient,&len）;
charsendBuf[100];
sprintf（sendBuf,"welcome%sto",inet_ntoa（addrClient.sin_addr））;
//发送数据
send（sockConn,sendBuf,100,0）;
charrevBuf[100];
//接收数据
recv（sockConn,revBuf,100,0）;
//打印接受数据
printf（"%s\n",revBuf）;
//关闭套接字
closesocket（sockConn）;
}
}
#include
#include
voidmain（）
{
//加载套接字
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;
err=WSAStartup（wVersionRequested,&wsaData）;
if（err!
=0）
{
return;
}
if（LOBYTE（wsaData.wVersion）!
=1||
HIBYTE（wsaData.wVersion）!
=1）
{
WSACleanup（）;
return;
}
//创建监听的套接字
SOCKETsockSrv=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
SOCKADDR_INaddrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl（INADDR_ANY）;//把U_LONG的主机字节顺序转换为TCP/IP网络字节顺序
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons（6000）;
//绑定套接字
bind（sockSrv,（SOCKADDR*）&addrSrv,sizeof（SOCKADDR））;
//将套接字设置为监听模式，准备接受用户请求
listen（sockSrv,5）;
SOCKADDR_INaddrClient;
intlen=sizeof（SOCKADDR）;
printf（"%s\n","welcome,theserveisstarted..."）;
while
（1）
{
//等待用户请求到来
SOCKETsockConn=accept（sockSrv,（SOCKADDR*）&addrClient,&len）;
charsendBuf[100];
sprintf（sendBuf,"welcome%sto",inet_ntoa（addrClient.sin_addr））;
//发送数据
send（sockConn,sendBuf,100,0）;
charrevBuf[100];
//接收数据
recv（sockConn,revBuf,100,0）;
//打印接受数据
printf（"%s\n",revBuf）;
//关闭套接字
closesocket（sockConn）;
}
}
注意：
需要包含头文件，并且在工程设置的link里面加上ws32_2.dll
如果在VC中还有一个简单的加载套接字的方法：
C++代码
if（!
AfxSocketInit（））
{
AfxMessageBox（"套接字加载失败！
"）;
returnfalse;
}
if（!
AfxSocketInit（））
{
AfxMessageBox（"套接字加载失败！
"）;
returnfalse;
}
这个不需要包含上面注里面的头文件和ws2_32.lib库就可以实现加载套接字。
2、Socket客户端：
Socket客户端同样需要先加载套接字，然后创建套接字，不过之后不用绑定和监听了，而是直接连接服务器，发送相关请求。
同样贴出孙鑫VC详解里面的客户端的例子：
（不是我偷懒，是人家实在写的太好，无法超越）
C++代码
#include
#include
voidmain（）
{
//加载套接字
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;
err=WSAStartup（wVersionRequested,&wsaData）;
if（err!
=0）
{
return;
}
if（LOBYTE（wsaData.wVersion）!
=1||
HIBYTE（wsaData.wVersion）!
=1）
{
WSACleanup（）;
return;
}
//创建套接字
SOCKETsockClient=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
SOCKADDR_INaddrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"127.0.0.1"）;//把U_LONG的主机字节顺序转换为TCP/IP网络字节顺序
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons（6000）;
//向服务器发送请求
connect（sockClient,（SOCKADDR*）&addrSrv,sizeof（SOCKADDR））;
//接受数据
charrecBuf[100];
recv（sockClient,recBuf,100,0）;
printf（"%s\n",recBuf）;
//发送数据
send（sockClient,"thisis马亚南1",strlen（"thisis马亚南"）+1,0）;
//关闭套接字
closesocket（sockClient）;
WSACleanup（）;
}
#include
#include
voidmain（）
{
//加载套接字
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;
err=WSAStartup（wVersionRequested,&wsaData）;
if（err!
=0）
{
return;
}
if（LOBYTE（wsaData.wVersion）!
=1||
HIBYTE（wsaData.wVersion）!
=1）
{
WSACleanup（）;
return;
}
//创建套接字
SOCKETsockClient=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
SOCKADDR_INaddrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"127.0.0.1"）;//把U_LONG的主机字节顺序转换为TCP/IP网络字节顺序
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons（6000）;
//向服务器发送请求
connect（sockClient,（SOCKADDR*）&addrSrv,sizeof（SOCKADDR））;
//接受数据
charrecBuf[100];
recv（sockClient,recBuf,100,0）;
printf（"%s\n",recBuf）;
//发送数据
send（sockClient,"thisis扈修非",strlen（"thisis扈修非"）+1,0）;
//关闭套接字
closesocket（sockClient）;
WSACleanup（）;
}
需要加载的头文件和库同上
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