简单的服务器客户端程序实验报告.docx
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简单的服务器客户端程序实验报告
简单的客户/服务器程序设计与实现
实验目的及要求：
1、熟悉MicrosoftVisualStudio2008编程环境。
2、了解TCP与UDP协议，以及它们之间的区别。
3、了解客户/服务器模型原理。
4、熟悉Socket编程原理，掌握简单的套接字编程。
实验设备：
硬件：
PC机（两台以上）、网卡、已经设定好的以太网环境
软件：
MicrosoftVisualStudio2008
实验内容及步骤：
1、编写用TCP协议实现的Client端和Server端程序并调试通过。
程序分两部分：
客户程序和服务器程序。
工作过程是：
服务器首先启动，它创建套接字之后等待客户的连接；客户启动后创建套接字，然后和服务器建立连接；建立连接后，客户接收键盘输入，然后将数据发送到服务器，服务器收到到数据后，将接收到的字符在屏幕上显示出来。
或者服务器接收键盘输入，然后将数据发送到客户机，客户机收到数据后，将接收到的字符在屏幕上显示出来。
服务器方
程序流程如下：
2、编写用UDP协议实现的Client端和Server端程序并调试通过（做完第一个实验的基础上做该实验）。
3、编写用TCP协议实现Client端与Server端的一段对话程序。
Server端根据用户的输入来提示Client端下一步将要进行操作。
所用函数及结构体参考：
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：
代表网络地址族，目前只有一种取值是有效的，即AF_INET，代表internet地址族；
Type：
代表网络协议类型，SOCK_DGRAM代表UDP协议，SOCK_STREAM代表TCP协议；
Protocol：
指定网络地址族的特殊协议，目前无用，赋值0即可。
返回值为SOCKET，若返回INVALID_SOCKET则失败。
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：
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）。
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
7、关闭套接字——closesocket（）
功能：
关闭套接字s
格式：
BOOLPASCALFARclosesocket（SOCKETs）;
8、WSADATA类型和LPWSADATA类型
WSADATA类型是一个结构，描述了Socket库的一些相关信息，其结构定义如下：
typedefstructWSAData{
WORD wVersion;
WORD wHighVersion;
char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];
char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];
unsignedshort iMaxSockets;
unsignedshort iMaxUdpDg;
charFAR* lpVendorInfo;
}WSADATA;
typedefWSADATAFAR*LPWSADATA;
值得注意的就是wVersion字段，存储了Socket的版本类型。
LPWSADATA是WSADATA的指针类型。
它们不用程序员手动填写，而是通过Socket的初始化函数WSAStartup读取出来。
9、sockaddr_in、in_addr类型
sockaddr_in定义了socket发送和接收数据包的地址。
定义：
structsockaddr_in{
short sin_family;
u_shortsin_port;
struct in_addrsin_addr;
char sin_zero[8];
};
其中in_addr的定义如下：
structin_addr{
union{
struct{u_chars_b1,s_b2,s_b3,s_b4;}S_un_b;
struct{u_shorts_w1,s_w2;}S_un_w;
u_longS_addr;
}S_un;
首先阐述in_addr的含义，很显然它是一个存储ip地址的联合体，有三种表达方式：
（1）用四个字节来表示IP地址的四个数字；
（2）用两个双字节来表示IP地址；
（3）用一个长整型来表示IP地址。
给in_addr赋值的一种最简单方法是使用inet_addr函数，它可以把一个代表IP地址的字符串赋值转换为in_addr类型，如
addrto.sin_addr.s_addr=inet_addr（"192.168.0.2"）;
本例子中由于是广播地址，所以没有使用这个函数。
其反函数是inet_ntoa，可以把一个in_addr类型转换为一个字符串。
sockaddr_in的含义比in_addr的含义要广泛，其各个字段的含义和取值如下：
第一个字段short sin_family，代表网络地址族，如前所述，只能取值AF_INET；
第二个字段u_shortsin_port，代表IP地址端口，由程序员指定；
第三个字段struct in_addrsin_addr，代表IP地址；
第四个字段char sin_zero[8]，是为了保证sockaddr_in与SOCKADDR类型的长度相等而填充进来的字段。
Sever端代码：
//server.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
#include
#include
#include
#include
#pragmacomment（lib,"WS2_32"）
SOCKETsock1,sock2;
intsin_size;
structsockaddr_inmy_addr,their_addr;
charname[20];
//初始化函数Tcp
voidInit（）
{
printf（"\n\n\nServer:
TCP\n\n\n"）;
//建立套接字
constWORDwMinver=0x0101;
WSADATAwsadata;
if（0!
=:
:
WSAStartup（wMinver,&wsadata））
perror（"Startsocketerror!
"）;
if（INVALID_SOCKET==（sock1=:
:
socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）））
perror（"Createsocketerror!
"）;
my_addr.sin_family=AF_INET;
my_addr.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;
my_addr.sin_port=htons（1000）;
if（SOCKET_ERROR==:
:
bind（sock1,（structsockaddr*）&my_addr,sizeof（my_addr）））
{
perror（"Bindingstreamsocket"）;
exit
（1）;
}
//开始侦听
if（SOCKET_ERROR==:
:
listen（sock1,5））
{
perror（"Listeningstreamsocket"）;
exit
（1）;
}
//接受连接
printf（"Readytoserveclient.Pleaseconnect...\n\n\n"）;
sin_size=sizeof（structsockaddr_in）;
if（（sock2=accept（sock1,（structsockaddr*）&their_addr,&sin_size））==-1）
{
perror（"Acceptingstreamsocket"）;
exit
（1）;
}
printf（"Acceptinganewconnet:
%s",inet_ntoa（their_addr.sin_addr））;
}
//选择菜单
intmenu（）
{
char*s=（char*）malloc（2*sizeof（char））;
intc;
printf（"\n\n\nServer:
Menu\n\n\n"）;
printf（"*********************************\n\n"）;
printf（"*1.SendMessage*\n"）;
printf（"*2.ReceiveMessage*\n"）;
printf（"*3.Exit*\n\n"）;
printf（"*********************************\n"）;
do
{
printf（"\nEnteryourchoice:
"）;
gets（s）;
if（s[0]=='\0'）{
gets（s）;
}
c=atoi（s）;
}while（c<0||c>3）;
free（s）;
returnc;
}
//消息发送函数
voidSend（）
{
charMsg[10240];
printf（"\nPleaseInputthemessage:
"）;
gets（Msg）;
Msg[10239]='\0';
:
:
send（sock2,Msg,strlen（Msg）,0）;
}
//消息接收函数
voidReceive（）
{
intlen;
charbuf[10240];
for（inti=0;i<10240;i++）{
buf[i]='\0';
}
if（（len=:
:
recv（sock2,buf,10240,0））==-1）
{
perror（"Recevingdataerror"）;
exit
（1）;
}
printf（"TheReceivedMessage:
%s\n",buf）;
}
//主函数
voidmain（）
{
Init（）;
for（;;）
{
switch（menu（））
{
case1:
Send（）;
break;
case2:
Receive（）;
break;
case3:
exit（0）;
}
}
//:
:
closesocket（sock2）;
:
:
closesocket（sock1）;
:
:
WSACleanup（）;
}
Server端界面：
Client端代码：
//client.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
//
#include
#include
#include
#include
#pragmacomment（lib,"WS2_32"）
SOCKETsock1,sock2;
intsin_size;
structsockaddr_inmy_addr,their_addr;
charname[20];
//初始化函数Tcp
voidInit（）
{
printf（"\n\n\nClient:
TCP\n\n\n"）;
//建立套接字
constWORDwMinver=0x0101;
WSADATAwsadata;
if（0!
=:
:
WSAStartup（wMinver,&wsadata））
perror（"Startsocketerror!
"）;
if（INVALID_SOCKET==（sock1=:
:
socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）））
perror（"Createsocketerror!
"）;
my_addr.sin_family=AF_INET;
my_addr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"192.168.93.48"）;
my_addr.sin_port=htons（1000）;
//请求连接
printf（"connecting..."）;
sin_size=sizeof（structsockaddr_in）;
if（sock2=（:
:
connect（sock1,（LPSOCKADDR）&my_addr,sin_size））==-1）
{
perror（"Acceptingstreamsocket"）;
exit
（1）;
}
}
//选择菜单
intmenu（）
{
char*s=（char*）malloc（2*sizeof（char））;
intc;
printf（"\n\n\nClient:
Menu\n\n\n"）;
printf（"*********************************\n\n"）;
printf（"*1.SendMessage*\n"）;
printf（"*2.ReceiveMessage*\n"）;
printf（"*3.Exit*\n\n"）;
printf（"*********************************\n"）;
do
{
printf（"\nEnteryourchoice:
"）;
gets（s）;
if（s[0]=='\0'）{
gets（s）;
}
c=atoi（s）;
}while（c<0||c>3）;
free（s）;
returnc;
}
//消息发送函数
voidSend（）
{
charMsg[10240];
printf（"\nPleaseInputthemessage:
"）;
gets（Msg）;
Msg[10239]='\0';
:
:
send（sock1,Msg,strlen（Msg）,0）;
}
//消息接收函数
voidReceive（）
{
intlen;
charbuf[10240];
for（inti=0;i<10240;i++）{
buf[i]='\0';
}
if（（len=:
:
recv（sock1,buf,10240,0））==-1）
{
perror（"Recevingdataerror"）;
exit
（1）;
}
printf（"TheReceivedMessage:
%s\n",buf）;
}
//主函数
voidmain（）
{
Init（）;
for（;;）
{
switch（menu（））
{
case1:
Send（）;
break;
case2:
Receive（）;
break;
case3:
exit（0）;
}
}
:
:
closesocket（sock2）;
:
:
closesocket（sock1）;
:
:
WSACleanup（）;
}
Client端界面：
实验结果及心得:
实验结果截图：
客户端向服务端发送信息：
客户端接收服务端消息：
服务端接收消息：
实验心得：
通过本次实验及课上老师讲解，了解了TCP与UDP协议和它们之间的区别，以及客户/服务器模型的原理。
通过C/S代码的编写运行，形象地看到客户/服务器端的运作方式，对于C/S模型有了很深刻的印象以及进一步理解。
通过代码的编写，再一次熟悉Socket编程原理，掌握简单的套接字编程。
第一次运行程序成功后，是在同一台电脑上进行C与S端的连接。
在课上实验，将程序放在2台台式机上进行运行，在与同学探讨中又将代码中有关部分，比如IP地址等进行了修改，最终使程序在2台电脑上运行成功。
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