Socket通信.pptx

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Socket通信Socket通信

（一）Socket相关理论

（二）TCP的工作流程（三）Socket相关代码

（一）Socket相关理论提到网络编程就必须说Socket。

因写网络程序就必须要用Socket。

对于网络编程，我们也言必称TCP/IP，似乎其它网络协议已经不存在了。

对于TCP/IP，我们还知道TCP和UDP，TCP面向连接，UDP面向无连接，前者可以保证数据的正确和可靠性，后者则允许数据丢失。

最后，我们还知道，在建立连接前，必须知道对方的IP地址和端口号。

（一）Socket相关理论我们还知道如下几个事实：

1。

一个指定的端口号不能被多个程序共用。

比如，如果鼠标占用了80端口，那么U盘就不能用80端口了。

2。

很多防火墙只允许特定目标端口的数据包通过。

3。

服务程序在listen某个端口并accept某个连接请求后，会生成一个新的socket来对该请求进行处理。

（一）Socket相关理论如果一个socket创建后并与80端口绑定后，是否就意味着该socket占用了80端口呢？

如果是这样的，那么当其accept一个请求后，生成的新的socket到底使用的是什么端口呢？

如果是系统会默认给其分配一个空闲的端口号，那一定不是80端口了，于是以后的TCP数据包的目标端口就不是80了-防火墙一定会阻止其通过的！

（一）Socket相关理论实际上，我们可以看到，防火墙并没有阻止这样的连接，而且这是最常见的连接请求和处理方式。

为什么防火墙没有阻止这样的连接？

它是如何判定那条连接是因为connet80端口而生成的？

是不是TCP数据包里有什么特别的标志？

或者防火墙记住了什么东西？

（一）Socket相关理论类型流式套接字（SOCK_STREAM）-TCP提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送且按发送顺序接收。

内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。

数据被看作是字节流，无长度限制。

数据报套接字（SOCK_DGRAM）-UDP提供无连接服务。

数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收。

Socket的位置传输层传输层传输层网络层网络层

（一）Socket相关理论在TCP和UDP同属于传输层，共同架设在IP层（网络层）之上。

而IP层主要负责的是在节点之间（EndtoEnd）的数据包传送，这里的节点是一台网络设备，比如计算机。

因为IP层只负责把数据送到节点，而不能区分上面的不同应用，所以TCP和UDP协议在其基础上加入了端口的信息，端口于是标识的是一个节点上的一个应用。

除了增加端口信息，UPD协议基本就没有对IP层的数据进行任何的处理了。

而TCP协议还加入了更加复杂的传输控制，比如滑动的数据发送窗口（SliceWindow），以及接收确认和重发机制，以达到数据的可靠传送。

不管应用层看到的是怎样一个稳定的TCP数据流，下面传送的都是一个个的IP数据包，需要由TCP协议来进行数据重组。

所谓的端口，是为了区分不同的应用的，以在不同的IP包来到的时候能够正确转发。

（一）Socket相关理论可得出信息：

防火墙除了获取IP地址和端口号之外，并没有足够的信息判断TCP数据包的更多信息。

所谓的端口，是为了区分不同的应用的，以在不同的IP包来到的时候能够正确转发。

TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口，就像操作系统会提供标准的编程接口。

TCP/IP引入了新型的“I/O”操作-Socket编程接口socket的出现只是可以更方便的使用TCP/IP协议栈而已，其对TCP/IP进行了抽象，形成了几个最基本的函数接口。

比如create，listen，accept，connect，read和write等等。

（一）Socket相关理论如果一个程序创建了一个socket，并让其监听80端口，其实是向TCP/IP协议栈声明了其对80端口的占有。

以后，所有目标是80端口的TCP数据包都会转发给该程序（这里的程序，因为使用的是Socket编程接口，所以首先由Socket层来处理）。

accept函数返回的新socket其实指代的是本次创建的连接，而一个连接是包括两部分信息的，一个是源IP和源端口，另一个是宿IP和宿端口。

（所谓accept函数，其实抽象的是TCP的连接建立过程。

）

（一）Socket相关理论所以，accept可以产生多个不同的socket，而这些socket里包含的宿IP和宿端口是不变的，变化的只是源IP和源端口。

这样的话，这些socket宿端口就可以都是80，而Socket层还是能根据源/宿对来准确地分辨出IP包和socket的归属关系，从而完成对TCP/IP协议的操作封装！

而同时，放火墙的对IP包的处理规则也是清晰明了，不存在前面设想的种种复杂的情形。

（一）Socket相关理论

（二）TCP的工作流程2.1服务器端工作流程使用WSAStartup（）函数检查系统协议栈安装情况使用socket（）函数创建服务器端通信套接口使用bind（）函数将创建的套接口与服务器地址绑定使用listen（）函数使服务器套接口做好接收连接请求准备使用accept（）接收来自客户端由connect（）函数发出的连接请求根据连接请求建立连接后，使用send（）函数发送数据，或者使用recv（）函数接收数据使用closesocket（）函数关闭套接口（可以先用shutdown（）函数先关闭读写通道）最后调用WSACleanup（）函数结束WinsockSocketsAPI

（二）TCP的工作流程2.2客户端程序工作流程使用WSAStartup（）函数检查系统协议栈安装情况使用socket（）函数创建客户端套接口使用connect（）函数发出也服务器建立连接的请求（调用前可以不用bind（）端口号，由系统自动完成）连接建立后使用send（）函数发送数据，或使用recv（）函数接收数据使用closesocet（）函数关闭套接口最后调用WSACleanup（）函数，结束WinsockSocketsAPI2.3服务器与客户端五元组的建立2.4TCP的程序工作流程图客户端的建立相比于服务器，客户端就简单多了，因为它只需要一个SOCKET。

添加一个基于CSocket的子类Client，点击完成。

这个类我们用于和客户端的连接和收发数据。

然后，在主对话框的头文件中添加#includeMySocket.h，并且声明一个Cilent类m_mySocket;接着，我们得再主对话框的OnInitDialog函数中添加m_mySocket.Creat（）;/初始化SOCKET这时候，我们可以为主对话框添加一个按钮，caption设为“连接”，用于连接。

双击这个按钮，开始函数定义，在函数体中我们加入以下代码：

m_mySocket.Connect（_T（127.0.0.1）,8888）;第一个参数表示想要连接的服务器的IP，第二个参数表示端口。

现在，客户端与服务器的连接工作已经做好了，我们需要再在客户端的主对话框中添加一个按钮，caption设为“发送”，用于发送信息，在改按钮的函数中，我们添加以下代码：

m_mySocket.Send（客户端发来了信息,100）;/参数分别表示要发送的字符串和字符串的最大长度.服务端的建立：

添加一个基于CSocket的子类Socket，点击完成。

这个类我们用于监听。

接下来呢，我们在Socket类函数实现中点属性-重写-OnAccept。

点属性-重写-OnReceive。

在OnReceive函数中，我们添加以下代码：

charstr100;Receive（str,100）;CStringstrtest;strtest=str;AfxMessageBox（strtest）;在OnAccept函数中，我们添加以下代码：

SocketSocketRev=newSocket（）;Accept（SocketRev）;这段代码的作用是在当服务器监听到客户端的连接请求时，新建一个CRecv的成员，并用它来接受客户端的连接请求，也就是用它与客户端绑定。

这段代码用于接收客户端发送过来的字符串，然后以MessageBox的形式显示出来。

最后，在主对话框的头文件中添加#includeListen.h，并且声明一个CListen变量m_listen。

然后，在主对话框的OnInitDialog函数中，添加如下代码：

m_listen.Create（8888）;/8888表示的是我们要监听的端口m_listen.Listen（）;（三）Socket相关代码3.1Socket基本函数的介绍3.1.1创建套接字-Socket应用程序在使用套接口通信前，必须要拥有一个套接口，使用socket（）函数来给应用程序创建一个套接口。

SOCKETsocket（intaf,/要使用的协议地址族inttype,/描述套接口的类型intprotocol/该套接口使用的特定协议）;af参数：

说明套接字接口要使用的协议地址族，地址族与协议族含义相同。

如果想建立一个TCP或UDP，只能用常量。

AF_INET参数表示使用互联网协议（IP）地址。

Winsock还支持其他协议，但一般很少使用。

type参数：

描述套接口的类型，af是AF_INET的时候只能为SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM或SOCK_RAWProtocol参数：

说明该套接口使用的特定协议，当协议地址族af和协议类型type确定后，协议字段可以使用的值是限定的socket（）参数说明3.1.2将创建的套接口与服务器地址绑定bind（）当socket（）创建了一个套接口后，需要将该套接口与该主机上提供服务的某端口联系在一起，bind（）函数用于完成这样的绑定。

intbind（SOCKETs,/标识一个未绑定的套接口描述字conststructsockaddrFAR*name,/存储了套接口的地址信息intnamelen/地址参数（name）的长度）;S参数：

标识一个未绑定的套接口描述字，它是socket（）函数调用成功时返回的值name参数：

是一个与指定协议有关的地址结构指针，存储了套接口的地址信息，Winsock中使用sockaddr_in结构指定IP地址和端口信息structsockaddr_inshortsin_family;u_shortsin_port;structin_addrsin_addr;charsin_zero8;sin_family一般为AF_INET，表示使用IP地址族；sin_port是以网络字节序表示的16位端口号；sin_addr是网络字节序的32位IP地址；sin_zero字段一般不用，用0填充namelen参数：

表示地址参数（name）的长度IP地址参数为INADDR_ANY，则由系统内核来自动指定port为0，则由系统自动指派一个10245000之间惟一的端口号bind（）参数说明3.1.3服务器端启动监听listen（）函数在一个服务器端用socket（）调用成功创建了一个套接口，并用bind（）函数和一个指定的地址关联后，就需要指示该套接口进入监听连接请求状态，这需要通过listen（）函数来实现intlisten（SOCKETs,intbacklog）;S参数：

代表一个已绑定了地址，但还未建立连接的套接口描述字Backlog参数：

指定了正在等待连接的最大队列长度3.1.4服务器端接受连接accept（）函数在服务器端通过listen（）函数调用表示服务器进入监听客户的连接请求状态，而在服务器端调用accept（）函数时表示可以接收来自客户端由connect（）发出的连接请求，双方进入连接状态。

SOCKETaccept（SOCKETs,/s标识一个套接字structsockaddrFAR*addr,/用来存放发出连接请求的那个客户机的IP地址信息intFAR*addrlen/指出客户套接口地址结构的长度）;s参数：

标识一个套接字，该套接口处于监听状态addr参数：

是一个地址结构的指针，用来存放发