TCP UDP.docx
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TCPUDP
基于TCP和UDP的Socket编程
在OSI的各层所使用的协议：
1.应用层：
telnet,FTP,HTTP,DNS,SMTP,POP32.传输层：
TCP,UDPTCP:
面向连接的可靠的传输协议，通信前建立三次握手，握手成功后才能通信，对数据准确性要求较高的场合使用，如从网上载的安装文件，不能缺少任何信息UDP:
是无连接的
在OSI的各层所使用的协议：
1.应用层：
telnet,FTP,HTTP,DNS,SMTP,POP3
2.传输层：
TCP,UDP
TCP:
面向连接的可靠的传输协议，通信前建立三次握手，握手成功后才能通信，对数据准确性要求较高的场合使用，如从网上载的安装文件，不能缺少任何信息
UDP:
是无连接的，不可靠的传输协议，不需要建立连接，也没有重传和确认的机制，在实时性要求较高，但对数据准确度要求不是很高的场合使用，如视频会议，在线观看电影，当中丢失个别数据包并不影响整体的效果。
3.网络层：
IP
因为OSI七层结构较为复杂，所以使用较多的是TCP/IP模型，现在TCP/IP已经成为Internet上通用的工业标准
TCP/IP模型包括4个层次：
应用层，传输层，网络层，网络接口
端口：
1.为了标识通信实体中进行通信的进程（应用程序），TCP/IP协议提出了协议端口的概念
2.端口是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。
应用程序通过系统调用和某端口建立连接（binding）后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出
3.端口用一个整数型标识符来表示，即端口号。
端口号跟协议相关，TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全独立的的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立
4.端口使用一个16位的数字来表示，它的范围是0~65535，1024以下的端口号保留给预定义的服务，例如，http使用80端口
套接字（Socket）
1.Socket的出现，使得程序员可以很方便的访问TCP/IP，从而开发各种网络应用的程序
2.套接字存在于通信区域中，通信区域也叫地址族，他是一个抽象的概念，主要用于通过套接字通信的进程的共有特性综合在一起。
套接字通常只与同一个区域的套接字交换数据。
套接字的类型
1.流式套接字（SOCK_STREAM）
提供面向连接的，可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送，且按发送的顺序接收，基于TCP协议
2.数据保式套接字（SOCK_DGRAM）
提供无连接的服务，数据包以独立包形式发送，不提供无错误的保证，数据可能丢失或重复，且接收顺序混乱，基于UDP协议
基于TCP（面向连接）的Socket编程
服务器端顺序：
1.加载套接字库
2.创建套接字（socket）
3.将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）
4.将套接字设为监听模式，准备接收客户请求（listen）
5.等待客户请求的到来；当请求带来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字（accept）
6.用返回的套接字和客户端进行通信（send/recv）
7.返回，等待另一个客户请求
8.关闭套接字（closesocket）
客户端程序：
1.加载套接字库
2.创建套接字（socket）
3.向服务器发送连接请求（connect）
4.和服务器端进行通信（send/receive）
5.关闭套接字（closesocket）
基于UDP（面向无连接）的socket编程
服务器端（接收端）程序：
1.加载套接字库
2.创建套接字（socket）
3.将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）
4.等待接收数据（recvfrom）
5.关闭套接字（closesocket）
客户端（发送端）程序
1.加载套接字库
2.创建套接字（socket）
3.向服务器发送数据（sendto）
4.关闭套接字（closesocket）
创建基于TCP协议的CS程序的Server端所涉及的相关函数说明（按使用的先后顺序排列）：
1.intWSAStartup（WORDwVersionRequested,LPWSADATAlpWSAData）:
作用是加载套接字库和进行套接字库的版本协商
a.参数wVersionRequested：
用于指定准备加载的Winsock库的版本，高位字节指定所需要的Winsock库的副版本，低位字节则是主版本，可用MAKEWORD（X,Y）（其中，x为高位字节，y为低位字节）方便获得wVersionRequested的正确值。
b.参数lpWSAData：
指向WSADATA结构的指针，WSAStartup用其加载的库版本有关的信息填在这个结构中
2.SOCKETsocket（intaf,inttype,intprotocol）:
a.参数af指定地址族，对于TCP/IP协议的套接字，它只能是AF_INET（也可写成PF_INET）。
b.参数type指定Socket类型，对于1.1版本的Socket，它只支持两种类型的套接字，SOCK_STREAM指定产生流式套接字，y产生数据报套接字。
c.参数protocol与特定的地址家族相关的协议，如果指定为0，那么他就会根据地址格式和套接字类别，自动为你选择一个合适的协议。
这是推荐使用的一种选择协议的方式。
3.intbind（SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen）:
a.第一个参数指定要绑定的套接字，第二个参数指定该套接字的本地地址信息，是指向sockaddr结构的指针变量，由于该地址结构是为了所有的地址家族准备使用的，这个结构可能（通常会）随使用的网络协议不同而不同，所以，要用第三个参数指定该地址结构的长度。
sockaddr机构定义如下：
structsockaddr
{
u_shortsa_family;
charsa_data[14];
}
b.上述结构第一个字段指定该地址家族，在这里必须设为AF_INET。
sa_data仅仅是表示要求一块内存分配区，起到占位的作用，该区域中指定与协议相关的具体地址信息。
由于实际要求的只是内存区，所以对于不同的协议家族，用不同的结构来替换sockaddr。
在TCP/IP中，我们可以用SOCKADDR_IN结构来代替sockaddr，以方便我们填写地址信息。
c.structSOCKADDR_IN{
shortsin_family;
unsignedshortsin_port;
structin_addrsin_addr;
charsin_zero[8];
};
sin_family表示地址族，对于IP地址，sin_family成员将一直是AF_INET；成员sin_port指定的将要分配给套接字的端口；成员sin_addr给出的是套接字的主机IP地址；sin_zero只是一个填充数，以使sockaddr_in结构和sockaddr结构的长度一样，一般不用设置。
除了sin_family外，SOCKADDR_IN其他成员是按网络字节顺序表示的。
所以需要进行转换：
htonl（INADDR_ANY），htons（6000），其中6000是端口号。
另外结构体的名称大写和小写指的是同一个。
将IP地址指定为INADDR_ANY，允许套接字向任何分配给本机器的IP地址发送或接收数据。
一般一台机器一个网卡，但对于多网卡的机器，INADDR_ANY将简化应用程序的编写。
将地址指定为INADDR_ANY，允许一个独立的应用接受发自多个接口的回应。
如果我们只想让套接字使用多个IP中的一个地址，必须指定实际地址，要做到这一点，可以用inet_addr（）函数，这个函数需要一个IP地址（如192.168.80.88），返回一个适合分配给S_addr的u_long类型的数值。
Inet_ntoa（）函数完成相反的转换，它接受一个in_addr结构体类型的参数并返回一个以点分十进制的IP地址字符串。
htonl把一个u_long类型从主机字节序转换为网络字节序。
htons把一个u_short类型从主机字节序转换为网络字节序。
4.intlisten（SOCKETs,intbacklog）:
将套接字设置为监听模式，其中第二个参数设置等待请求连接的最大的值，即如果设置为n，则前n个请求会放置在系统的请求连接队列中，应用程序会依次对这些请求进行服务，但第n+1个连接请求则会被拒绝。
5.SOCKETaccept（SOCKETs,conststructsockaddrFAR*addr,intFAR*addrlen）:
从客户端接收请求，并创建连接，如果连接成功，则会返回一个当前成功建立连接的套接字，该套接字不是上面创建的监听套接字，而是仅仅适用于当前的一个请求连接，如果建立连接失败，则返回值是INVALID_SOCKET，并且可以适用WSAGetLastError（）函数得到相关的失败信息，具体的errorcode具体意义见MSDN中accept函数的最后部分的介绍
6.send函数：
向客户端发送指定信息
7.recv函数：
得到从客户端传递过来的信息
8.closesocket（SOCKETs）:
将指定的套接字关闭，从而释放资源
9.WSACleanup（）：
终止对winsocket库的使用
10.hello
服务器端的实现过程（Win32控制台程序）：
说明：
1.对于winsock库的类的使用，必须包含winsock2.h头文件
2.在setting中的link下的object/librarymodules中添加“ws2_32.lib”，注意和前面的字段之间用空格分隔
3.本服务器程序先于服务器端启动
#include"winsock2.h"
#include"stdio.h"
voidmain（）
{
//加载套接字（winsock）库，加载这段代码拷贝于MSDN中WSAStartup的介绍
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;//版本号为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
SOCKETsockServer=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;//SOCK_STREAM参数设置为TCP连接
SOCKADDR_INaddrServer;//设置服务器端套接字的相关属性
addrServer.sin_addr.S_un.S_addr=htonl（INADDR_ANY）;//设置IP
addrServer.sin_family=AF_INET;
addrServer.sin_port=htons（1234）;//设置端口号
//将套接字绑定到本地地址和指定端口上
bind（sockServer,（SOCKADDR*）&addrServer,sizeof（SOCKADDR））;
//将套接字设置为监听模式，并将最大请求连接数设置成5，超过此数的请求全部作废
listen（sockServer,5）;
SOCKADDR_INaddrClient;//用来接收客户端的设置，包括IP和端口
intlen=sizeof（SOCKADDR）;
while
（1）//不断监听
{
//得到创建连接后的一个新的套接字，用来和客户端进行沟通，原套接字继续监听客户的连接请求
SOCKETsockConn=accept（sockServer,（SOCKADDR*）&addrClient,&len）;
if（sockConn!
=INVALID_SOCKET）//创建成功
{
charsendInfo[100];
//inet_ntoa将结构转换为十进制的IP地址字符串
sprintf（sendInfo,"welcome%stothistest!
",inet_ntoa（addClient.sin_addr））;
//成功建立连接后向客户端发送数据，结果将显示在客户端上
send（sockConn,sendInfo,strlen（sendInfo）+1,0）;
//从客户端接收数据，结果显示在服务器上
charrecvInfo[100];
recv（sockConn,recvInfo,100,0）;
printf（"%s\n",recvInfo）;
//将本次建立连接中得到套接字关闭
closesocket（sockConn）;
}
else
{
interrCode=WSAGetLastError（）;
printf（"theerrcodeis:
%d\n",errCode）;
}
}
//如果本程序不是死循环，那么在此处还应添加以下代码：
closesocket（sockServer）;//对一直处于监听状态的套接字进行关闭
WSACleanup（）;//终止对winsocket库的使用
}
创建基于TCP协议的CS程序的Client端所涉及的相关函数说明（按使用的先后顺序排列）：
1.intWSAStartup（WORDwVersionRequested,LPWSADATAlpWSAData）：
说明同上
2.SOCKETsocket（intaf,inttype,intprotocol）:
说明同上
3.connect函数：
同服务器建立连接
4.send/recv:
发送与接收，同上
5.closesocket：
关闭套接字，同上
客户端的实现过程（win32console程序）：
说明：
1.对于winsock库的类的使用，必须包含winsock2.h头文件
2.在setting中的link下的object/librarymodules中添加“ws2_32.lib”，注意和前面的字段之间用空格分隔
3.启动客户端程序之前必须先启动服务器端的程序
#include"winsock2.h"
#include"stdio.h"
voidmain（）
{
//加载套接字库
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;//版本好为1.1
err=WSAStartup（wVersionRequested,&wsaData）;
if（err!
=0）{
return;
}
if（LOBYTE（wsaData.wVersion）!
=1||HIBYTE（wsaData.wVersion）!
=1）{
WSACleanup（）;
return;
}
SOCKETsockClient=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;//SOCK_STREAM参数设置为TCP连接
SOCKADDR_INaddrServer;//服务器地址结构
addrServer.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"127.0.0.1"）;//服务器地址
addrServer.sin_port=htons（1234）;//服务器端口号
addrServer.sin_family=AF_INET;
//与服务器端建立连接，进行通信
intconnReult=connect（sockClient,（SOCKADDR*）&addrServer,sizeof（SOCKADDR））;
if（connReult!
=WSAEADDRNOTAVAIL）//访问成功
{
//成功建立连接后向服务器端发送数据，结果将显示在服务器端上
send（sockClient,"thisislisi!
",strlen（"thisiszhangsan!
"）+1,0）;
//接收来自服务器端发送来的信息
charrecvInfo[100];
recv（sockClient,recvInfo,100,0）;
printf（"%s\n",recvInfo）;
}
else
{
interrCode=WSAGetLastError（）;
printf（"theerrcodeis:
%d\n",errCode）;
}
closesocket（sockClient）;
WSACleanup（）;
}
创建基于UPD的CS程序服务器端源代码：
说明:
服务器端的代码在XP下运行recvfrom函数执行不成功，返回一个10022的错误代码，参看网上资源，得知10022代表某个参数设置错误。
花了大半天的时间研究后终于发现原来是6000端口在作怪，可能本机的UDP的6000端口在防火墙中被屏蔽了，通不过，但在TCP的CS程序中6000端口是通过的，程序调试一切正常，将端口修改为其他端口即可
#include"winsock2.h"
#include"stdio.h"
voidmain（）
{
//加载套接字（winsock）库，加载这段代码拷贝于MSDN中WSAStartup的介绍
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;//版本号为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
//注意第二个参数和TCP设置不同
SOCKETsockServer=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;
SOCKADDR_INaddrServer;//设置服务器端套接字的地址结构的相关属性
addrServer.sin_addr.S_un.S_addr=htonl（INADDR_ANY）;//设置IP
addrServer.sin_family=AF_INET;
addrServer.sin_port=htons（6000）;//设置端口号
//将套接字和服务器地址结构绑定
bind（sockServer,（SOCKADDR*）&addrServer,sizeof（SOCKADDR））;
SOCKADDR_INaddrClient;
intlen=sizeof（SOCKADDR）;
charbuffer[100];
//从客户端接收数据
intresult=recvfrom（sockServer,buffer,100,0,（SOCKADDR*）&addrClient,&len）;
if（result==SOCKET_ERROR）
{
interrCode=WSAGetLastError（）;
printf（"error:
%d",errCode）;
}
else
{
printf（"thismessagefromclient:
%s\n",buffer）;
}
closesocket（sockServer）;
WSACleanup（）;
}
创建基于UDP的CS程序客户端的代码：
#include"winsock2.h"
#include"stdio.h"
voidmain（）
{
//加载套接字（winsock）库，加载这段代码拷贝于MSDN中WSAStartup的介绍
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;//版本号为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_DGRAM,0）;//注意第二个参数和TCP设置不同
SOCKADDR_INaddrServer;//服务器地址结构
addrServer.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"127.0.0.1"）;//服务器地址
addrServer.sin_family=AF_INET;
addrServer.sin_port=htons（6000）;//服务器端口号
sendto（sockClient,"thismessagefromclient",strlen（"thismessagefromclient"）+1,0,（SOCKADDR*）&addrServer,sizeof（SOCKADDR））;
closesocket（sockClient）;
WSACleanup（）;
}
基于UDP的聊天程序服务器端源程序：
说明：
1.代码基本和上述UDP服务器端的程序相类似，只是多了sendto功能，即交互的功能
2.支持退出请求响应
#include"winsock2.h"
#include"stdio.h"
voidmain（）
{
//加载套接字（winsock）库，加载这段代码拷贝于MSDN中WSAStartup的介绍
WORDwVersionRequested;
WSADATAwsaData;
interr;
wVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;//版本号为1.1
err=WSA
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