网络实验socket编程报告孙斌网工2.docx

1、网络实验socket编程报告孙斌网工2题目：基于socket编程实验通信功能学 院 计算机科学与技术 学科门类 工学 专 业 计算机网络工程 学 号 2012* 姓 名 孙斌 指导教师 蔡老师 20014年12月4日目 录一、实验目的2二、实验原理2三、实验要求2四、Socket编程基础知识2五、基于C#面向连接的socket编程模型2六、实验步骤结果及分析2七、实验总结2一、实验目的通过本实验熟悉和掌握socket编程的基本理论和方法。掌握给予TCP的工作原理以及socket编程的一般方法，能够编写简单的点对点网络聊天应用程序。二、实验原理在Visual Studio2005的运行环境下，用

2、c#语言编写，socket套接字可实现网络的连接和数据在两台电脑间的相互传输。运用相应的包可实现字体和颜色的改变。利用线程对程序进行控制。并行多线程阻塞自己进行监听收到连接请求未接受图1：原理图 C TO C直接连接 . . . .三、实验要求可进行点对点的聊天，可通过使用socket套接字进行两台电脑的连接与数据传输。四、Sockets编程基础知识1网络编程就是通过计算机网络与其他程序进行通信的程序，Socket编程是网络编程的主流工具。Socket API是实现进程间通信的一种编程设施，也是一种为进程间提供底层抽象的机制。尽管应用开发人员很少需要在该层编写代码，但是理解socket API

3、还是非常重要的。主要有两点原因：第一，高层设施是构建于socket API之上的，它们是利用socket API提供的操作来实现。第二，对于响应时间要求较高或运行于有限资源平台上的应用，甚至socket API是唯一可用的进程间通信设施。socket API出现于20世纪80年代早期，作为Berkeley Unix（BSD 4.2）操作系统程序库来通过进程间通信功能。现在主流操作系统都提供socket API。在基于Unix系统中，如BSD、Linux系统，socket API是操作系统内核的一部分；在MS-DOS、Windows OS、OS/2等操作系统中，socket API是以程序库形式

4、提供的，如在Windows系统中，socket API被称为Winsock。Socket接口规范可以适用多种通讯协议，主要是TCP/IP。TCP/IP是计算机互联最常适用的网络通讯协议，TCP/IP的核心部分由网络操作系统的内核实现，应用程序通过编程接口来访问TCP/IP，应用程序通讯的方式有图1-1所示。TCP/IP使用一个网络地址和一个服务端口号来惟一地标识设备。网络地址标识网络上的特定设备；端口号标识要连接到的该设备上的特定服务。网络通讯的基本模式如下：每一台通讯的主机都有一个本网络环境中惟一的IP地址，一台主机上往往有多个通讯程序存在，每个这样的程序都要占用一个通讯端口。因此，一个IP

5、地址，一个通讯端口，就能确定一个通讯程序的位置。图2应用程序通信方式五、基于C#面向连接的Socket编程模型2TCP协议是面向连接协议，它提供了一系列的数据纠错功能，可以保证在网络上传输的数据及时、无误的传给接收方。因此面向连接协议的Socket编程模型应用最为广泛，基于连接协议的服务是设计客户端/服务器应用程序时的标准。编程模型如图3-4所示。模型中，服务器端的处理：（1）使用socket系统调用，生成一个TCP协议模块与应用程序之间进行通信的套接字；使用bind系统调用指定端口号；（2）使用bind系统调用指定端口号；（3）使用listen系统调用，指定连接接收队列的长度，并等待来自客户

6、端的连接请求。前三步完成了启动服务器程序的工作。一旦listen监听到有客户端的连接，就调用accept接收连接。希望与服务器通信的进程称为客户，客户所运行的计算机环境称为客户端，有时两个概念混用。客户端的处理：（1）使用socket系统调用，打开TCP协议模块与应用程序之间的通信线路；（2）使用connect系统调用，指定IP地址和端口号，和服务器相应的服务应用程序建立TCP协议的连接请求；客户端和服务器程序在建立连接后，使用send和recv调用完成数据的发送和接收工作。等待数据传送结束后，各自调用close关闭套接字。使用TCP协议的Socket通信程序包括服务程序和客户程序。图3：基于

7、C#面向连接的socket编程模型基于C#的Socket编程相关函数和数据类型1socket()函数该函数用于根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个套接字的描述字及其所用的资源。Socket函数原型为：Int socket( int domain , int type , int protocol ) ;、参数domain指定地址描述，一般为AP_INET；b、参数type指定socket类型：SOCK_STREAM和SOCK_DGRAM；c、参数protocol通常为0；d、函数返回值为一个整型socket描述符，在bind函数中调用。2bind()函数该函数用于将一个本地地址与一个套接

8、字绑定在一起。 int bind( intsockfd , structsockadd* my_addr , intaddrlen) ;、sockfd：socket描述符，使用socket函数返回值，将该socket与本机上的一个端口相关联。在设计服务器端程序是需要调用bind函数，以在该端口上监听服务请求；而客户端一般不需要调用bind函数，因为只需知道服务器IP地址，并不关心客户通过哪个端口与服务器建立连接，内核会自动选择一个未被占用的端口供客户端来使用。、my_addr：指向包含本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针。、addrlen：sizeof( structsock

9、addr)的值。、bind函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码。3connect()函数与远程服务器建立一个TCP连接。int connect(intsockfd, structsockaddr* serv_addr, intaddrlen);、sockfd：目的服务器的socket描述符。、serv_addr：指向包含目的服务器的IP地址及端口号的指针。、addrlen：sizeof( structsockaddr)的值。、connect函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，进行服务器端程序设计时不需调用connect函数。4liste

10、n()函数在服务器端程序中，当socket与某一端口绑定后，需要监听该端口，及时处理到达该端口上的服务请求。int listen(intsockfd, int backlog);、sockfd：Socket系统调用返回的socket描述符。、backlog：指定在请求队列中允许的最大请求数，进入的连接请求将在队列中等待接收backlog限制了队列中等待服务的请求数目，系统缺省值为20。、listen函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码。5accept()函数当某个客户端试图与服务器监听的端口连接时，该连接请求将排队等待服务器用accept接收它并为其建立一个连接。i

11、ntaccept(intsockfd, structsockaddr*addr, int*addrlen);、sockfd：被监听的socket描述符。、addr：sockaddr类型的指针变量，用来存放提出连接请求服务的主机信息。、accept函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，如果没有错误，accept()函数返回一个新想socket描述符，供这个新连接来实用，而服务器可以继续在以前的socket上监听，同时可以在新的socket描述符上进行数据发送和数据接收（sent()和recv()操作）。6send()和recv()函数用于在面向连接（TCP）的sock

12、et上进行数据传输。Send（）原型：int send(intsockfd, const void* msg, intlen, int flags) ;、sockfd：用于传输数据的socket描述符。、msg：是一个指向要发送数据的指针。、len：以字节为单位的数据的长度。、flags：一般情况下置为0。、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，否则返回所发送数据的总数，该数字可能小于len中所规定的大小。recv（）函数原型： intrecv(intsockfd, void* buf, intlen, unsigned int flags);、sockfd：是接收

13、数据的socket描述符。、buf：是存放接收数据的缓冲区。、len：以字节为单位的缓冲区的长度。、flags：一般情况下置为0。、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，无错则返回读入的字节数，如果连接被中止，返回0。7endto()和recvfrom()函数这两个函数是利用数据报方式（UDP）进行数据传输。在无连接的数据报socket方式下，由于本地socket并没有与远程机器建立连接，所以在发送数据时应指明目的地址。sendto()原型：intsendto(intsockfd, const void* msg, intlen, unsigned int flag

14、s, conststructsockaddr* to, inttolen);、sockfd：用于传输数据的socket描述符。、msg：是一个指向要发送数据的指针。、len：以字节为单位的数据的长度。、flags：一般情况下置为0。、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，否则返回所发送数据的总数，该数字可能小于len中所规定的大小。f、表示目的机器的IP地址和端口号。g、tolen：被赋值为sizeof(structsockaddr)。recvfrom函数原型：intrecv(intsockfd, void* buf, int len, unsigned int f

15、lags, structsockaddr* from, intfromlen);、sockfd：是接收数据的socket描述符。、buf：是存放接收数据的缓冲区。、len：以字节为单位的缓冲区的长度。、flags：一般情况下置为0。、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，无错则返回读入的字节数，如果连接被中止，返回0。f、from：保存源机器的IP地址和端口号。g、fromlen：常被赋值为sizeof(structsockaddr)。当对于数据报socket调用了connect()函数时，也可以用send()和recv()进行数据传输，但该socket仍然是数据报socket，并利用传输层的UDP服务