VC学习笔记之一基于Visual C++的Winsock API研究.docx

1、VC学习笔记之一基于Visual C+的Winsock API研究1 基于Visual C+的Winsock API研究1.1 概述 Winsock已经基本上实现了与协议无关，你可以使用Winsock来调用多种协议的功能，但较常使用的是TCP/IP协议。Socket实际在计算机中提供了一个通信端口，可以通过这个端口与任何一个具有Socket接口的计算机通信。应用程序在网络上传输，接收的信息都通过这个Socket接口来实现。微软为VC定义了Winsock类如CAsyncSocket类和派生于CAsyncSocket 的CSocket类，它们简单易用，当然可以使用这些类来实现自己的网络程序，但是为

2、了更好的了解Winsock API编程技术，这里探讨怎样使用底层的API函数实现简单的 Winsock 网络应用程式设计，分别说明如何在Server端和Client端操作Socket，实现基于TCP/IP的数据传送，最后给出相关的源代码。在VC中进行WINSOCK的API编程开发的时候，需要在项目中使用下面三个文件，否则会出现编译错误。1WINSOCK.H: 这是WINSOCK API的头文件，需要包含在项目中。2WSOCK32.LIB: WINSOCK API连接库文件。在使用中，一定要把它作为项目的非缺省的连接库包含到项目文件中去。 3WINSOCK.DLL: WINSOCK的动态连接库，

3、位于WINDOWS的安装目录下。1.2 操作步骤1.2.1 服务器端操作 socket（套接字）1)在初始化阶段调用WSAStartup()此函数在应用程序中初始化Windows Sockets DLL ，只有此函数调用成功后，应用程序才可以再调用其他Windows Sockets DLL中的API函数。在程式中调用该函数的形式如下： WSADATA wsaData; int nRet; if (nRet = WSAStartup(0x0202,&wsaData) != 0 ) AfxMessageBox(错误:WSAStartup failed with error %dn, nRet);

4、return; if(wsaData.wVersion != 0x0202) AfxMessageBox(错误:WSAStartup failed with error %dn, nRet); return; 其中(0x0202)表示我们用的是WinSocket版本，WSAata用来存储系统传回的关于WinSocket的资料。2)建立Socket初始化WinSock的动态连接库后，需要在服务器端建立一个监听的Socket，为此可以调用Socket()函数用来建立这个监听的Socket，并定义此Socket所使用的通信协议。此函数调用成功返回Socket对象，失败则返回INVALID_SOCKE

5、T(调用WSAGetLastError()可得知原因，所有WinSocket 的函数都可以使用这个函数来获取失败的原因)。SOCKET PASCAL FAR socket( int af, int type, int protocol )参数: af：目前只提供 PF_INET(AF_INET);type：Socket 的类型,常用到的有两种:SOCK_STREAM-TCP通信;SOCK_DGRAM-UDP通信;protocol：通讯协定(如果使用者不指定则设为0),常用到的有:IPPROTO_IP(IPPROTO_TCP)和IPPROTO_UDP; 如果要建立的是遵从TCP/IP协议的soc

6、ket，第二个参数type应为SOCK_STREAM，如为UDP（数据报）的socket，应为SOCK_DGRAM。 SOCKET s； CString Err; int nSockErr; s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP); if(s=INVALID_SOCKET) nSockErr=WSAGetLastError(); Err.Format(“Socket错误：%d”,nSockErr); AfxMessageBox(Err);3)绑定端口接下来要为服务器端定义的这个监听的Socket指定一个地址及端口(Port)，这样客户端才知道待会要连接

7、哪一个地址的哪个端口，为此我们要调用bind()函数，该函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。int PASCAL FAR bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name,int namelen );参 数： s：Socket对象名； name：Socket的地址值，这个地址必须是执行这个程式所在机器的IP地址； namelen：name的长度；如果使用者不在意地址或端口的值，那么可以设定地址为INADDR_ANY，及Port为0，Windows Sockets 会自动将其设定适当之地址及Port (1024 到 5000之间的值

8、)。此后可以调用getsockname()函数来获知其被设定的值。注：因为TCP数据包的TCP头结构中，使用了16位的域来表示一个端口号。因此，有65536个可能的端口号。不过，0-1023是周知口（众所周知的端口，比如80是超文本传输协议http的端口，25是简单邮件传输协议smtp的端口，20和21是文件传输协议ftp的端口等），比1023大的端口号通常被称为高端口号。应用程序一般使用高端口号提供自己的通信服务，其中，端口10244999可以被任意的客户端端口所使用，客户端套接字通常使用这个范围段的端口；端口500065535为用户定义的服务器端口所使用，如果客户端需要事先知道服务器的端口

9、，那么服务器套接字就应该使用这个范围的端口值。 SOCKADDR_IN addr; addr.sin_family=AF_INET; addr.sin_port=htons(5050);/端口号 addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); if(bind(s,(SOCKADDR*)&addr,sizeof(addr)=SOCKET_ERROR) nSockErr=WSAGetLastError(); Err.Format(Bind错误：%d); AfxMessageBox(Err); 4）监听当服务器端的Socket对象绑定完成之后,服务器端必须建立一个监听

10、的队列来接收客户端的连接请求。listen()函数使服务器端的Socket 进入监听状态，并设定可以建立的最大连接数。该函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);参 数： s：需要建立监听的Socket； backlog：最大连接个数,起最大值为SOMAXCONN； if(listen(Pserver,1)=SOCKET_ERROR) nSockErr=WSAGetLastError(); AfxMessageBox(shibai2); 服务器端的Socket调用完listen()后，如果此时

11、客户端调用connect()函数提出连接申请的话，Server 端必须再调用accept() 函数，这样服务器端和客户端才算正式完成通信程序的连接动作。为了知道什么时候客户端提出连接要求，从而服务器端的Socket在恰当的时候调用accept()函数完成连接的建立，我们就要使用WSAAsyncSelect()函数，让系统主动来通知我们有客户端提出连接请求了。该函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。WSAAsyncSelect() 要求某一 Socket 有事件 (event) 发生时通知使用者此函数用来请求Windows Sockets DLL 为窗口句柄发一条消息无论它何时检

12、测到由lEvent参数指明的网络事件。要发送的消息由wMsg参数标明.被通知的套接口由s标识。本函数自动将套接口设置为非阻塞模式。lEvent参数由下表中列出的值组成： FD_READ 欲接收读准备好的通知 FD_WRITE 欲接收写准备好的通知 FD_OOB 欲接收带边数据到达的通知 FD_ACCEPT 欲接收将要连接的通知 FD_CONNECT 欲接收已连接好的通知 FD_CLOSE 欲接收套接口关闭的通知 这个函数可以认为是 WINSOCK API 中最为重要的一个函数。要想使用好这个函数，你必须对 WINDOWS 编程的事件驱动和消息传递有很清楚的了解。int PASCAL FAR W

13、SAAsyncSelect( SOCKET s, HWND hWnd,unsigned int wMsg, long lEvent );参数：s：Socket 对象；hWnd ：接收消息的窗口句柄；wMsg：传给窗口的消息；lEvent：被注册的网络事件，也即是应用程序向窗口发送消息的网路事件，该值为下列值FD_READ、FD_WRITE、FD_OOB、FD_ACCEPT、D_CONNECT、FD_CLOSE的组合，各个值的具体含意为FD_READ：希望在套接字S收到数据时收到消息；FD_WRITE：希望在套接字S上可以发送数据时收到消息；FD_ACCEPT：希望在套接字S上收到连接请求时收到

14、消息；FD_CONNECT：希望在套接字S上连接成功时收到消息；FD_CLOSE：希望在套接字S上连接关闭时收到消息；FD_OOB：希望在套接字S上收到带外数据时收到消息。 具体应用时，wMsg应是在应用程序中定义的消息名称，而消息结构中的lParam则为以上各种网络事件名称。所以，可以在窗口处理自定义消息函数中使用以下结构来响应Socket的不同事件：switch(lParam) case FD_READ: break;case FD_WRITE、 break; 附注：Winsock异步模型之(事件通知模型 WSAAsyncSelect) WSAAsyncSelect 使用此模型，应用程序可

15、在一个套接字上进行以windows消息为基础的网络事件通知，此模型提供了读写数据能力的异步通知，但不提供异步数据传送。异步数据传送有“重叠及完成端口模型提供”。int WSAAsyncSelect ( SOCKET s, /要进行操作的SOCKET HWND hWnd, /要绑写的窗口句柄(当事件发生后要接收消息的窗口) unsigned int wMsg, /网络事件发生时的的消息响应 long lEvent /感兴趣的网络事件，请查阅MSDN );使用方法可分为：(1) 初始化套接字相关信息：(2) 开始启动一个事件通知。WSAAsyncSelect(Sock, hWnd, 自定义消息,

16、网络事件)(3) 响应窗口的自定义消息处理函数，其中lparam的高位字包含了可能出现的错误代码，低字节表示发生的网络事件。wParam表示发生网络事件的套接字。WSAGETSELECTERROR(lParam); /查看是否出现错误，获取低字节位WSAGETSELECTEVENT(lParam); /查看发生了什么事件，获取高字节位 事件种类请查看MSDN，可用WSAGetLastError()来获取错误信息。注意：多个事件务必在套接字上一次完成注册。 一旦在某个套接字上启用了事件通知，注册过的事件将一直有效，除非明确调用closesocket命令，或针对这个套接字再调用WSAAsyncSe

17、lect更改注册过的网络事件。优点：可在系统开销不大的情况下同时处理许多连接。缺点：即使用不需要窗口（如服务器，控制台）它也不得不额外使用一个窗口。同时如果处理成千上万套接字的所有事件，性能可想而知。MFC的CSocket所使用的正是这种事件通知模型如自定的消息响应函数为；响应的事件为FD_ACCEPTOnSockAccept(WPARAM wParam, LPARAM lParam) If (WSAGETSELECTERROR(lParam) ) /有错误发生，可用WSAGetLastError获取错误 SOCKET Accept;Accept = accept ( (SOCKET)wPar

18、am, NULL, NULL);/接下来可再注册相应的事件通知WSAAsyncSelect( Accept, 窗口句柄, 自定义的消息响应, 网络事件FD_READ|FD_CLOSE或其它); 如果有服务器端，则在创建并绑定套接字之后，监听开始之前就须开始事件通知。5）服务器端接受客户端的连接请求当Client提出连接请求时，Server 端hwnd视窗会收到Winsock Stack送来我们自定义的一个消息，这时，我们可以分析lParam，然后调用相关的函数来处理此事件。为了使服务器端接受客户端的连接请求，就要使用accept() 函数，该函数新建一Socket与客户端的Socket相通，原

19、先监听之Socket继续进入监听状态，等待他人的连接要求。该函数调用成功返回一个新产生的Socket对象，否则返回INVALID_SOCKET。SOCKET PASCAL FAR accept( SCOKET s, struct sockaddr FAR *addr,int FAR *addrlen );参数：s：Socket的识别码；addr：存放来连接的客户端的地址；addrlen：addr的长度 pconn=accept(Pserver,&connaddr,&len); if(pconn=INVALID_SOCKET) nSockErr=WSAGetLastError(); AfxMes

20、sageBox(shibai3); else char buff1024; if(recv(pconn,buff,sizeof(buff),0)=SOCKET_ERROR) nSockErr=WSAGetLastError(); CString xx; xx.Format(Error:%d,nSockErr); AfxMessageBox(xx); 6）结束 socket 连接结束服务器和客户端的通信连接是很简单的，这一过程可以由服务器或客户机的任一端启动，只要调用closesocket()就可以了，而要关闭Server端监听状态的socket，同样也是利用此函数。另外，与程序启动时调用WSA

21、Startup()憨数相对应，程式结束前，需要调用 WSACleanup() 来通知Winsock Stack释放Socket所占用的资源。这两个函数都是调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。int PASCAL FAR closesocket( SOCKET s );参 数：s：Socket 的识别码；int PASCAL FAR WSACleanup( void );参 数： 无 一旦完成任务，就必须关掉连接，释放关联到那个套接字句柄的所有资源。要真正地释放与一个开着的套接字句柄关联的资源，执行closesocket调用即可，但要明白，closesocket可能会带来负面影响，

22、即可能会导致数据的丢失。鉴于此，应该在调用 closesocket函数之前，利用shutdown函数中断连接。 shutdown的定义如下：int shutdown( SOCKET s; int how) 参数how可以是SD_RECEIVE、SD_SEND、或SD_BOTH中的任何一个值。发送 禁用此 Socket 上的发送。 接收 禁用此 Socket 上的接收。 两者 同时禁用此 Socket 上的发送和接收。将 how 设置为 Send 可指定不允许后面的 Send 调用。如果当前使用的是无连接的 Socket，则指定 Send 将不会产生任何效果。将 how 设置为 Receive

23、可指定不允许后面对 Receive 的调用。这对于较低的协议层没有影响。如果当前使用的是面向连接的协议，且调用 Shutdown 后出现以下任何一种情况，则连接将终止： 数据位于传入网络缓冲区中等待接收，又传来了一些数据。如果当前使用的是无连接的协议，则将接受数据报并将其放入队列中。但是，如果没有可用的缓冲区空间来存储传入的更多数据报，则会放弃这些数据报，而且不会给发送方返回任何错误。建议不要在无连接 Socket 上使用 Shutdown。如果将 how 设置为 Both，则将按上述方式同时禁用发送和接收。异常：SocketException：试图访问套接字时发生错误。有关更多信息，请参见备

24、注部分。 ObjectDisposedException：Socket 已关闭。注意：如果在调用 Shutdown 方法时接收到 SocketException，则可以使用SocketException.ErrorCode 获取具体的错误代码。aSocket-Shutdown(SocketShutdown:Both);aSocket-Close();if (aSocket-Connected) Console:WriteLine(SWinsock error: 0, Convert:ToString(System:Runtime:InteropServices:Marshal:GetLastW

25、in32Error() );1.2.2 客户端Socket的操作1）建立客户端的Socket客户端应用程序首先也是调用WSAStartup() 函数来与Winsock的动态连接库建立关系，然后同样调用socket() 来建立一个TCP或UDP socket（相同协定的 sockets 才能相通，TCP 对 TCP，UDP 对 UDP）。与服务器端的socket 不同的是，客户端的socket 可以调用 bind() 函数，由自己来指定IP地址及port号码；但是也可以不调用 bind()，而由 Winsock来自动设定IP地址及port号码。2）提出连接申请客户端的Socket使用connec

26、t()函数来提出与服务器端的Socket建立连接的申请，函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。int PASCAL FAR connect( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name, int namelen );参 数：s：Socket 的识别码；name：Socket想要连接的对方地址；namelen：name的长度 SOCKET Pclient; sockaddr_in addr; SOCKADDR_IN serveraddr; int nSockErr; WSADATA wsaData; int nRet; if (nRet =

27、 WSAStartup(0x0202,&wsaData) != 0 ) AfxMessageBox(WSAStartup failed with error %dn, nRet); return; if(wsaData.wVersion != 0x0202) AfxMessageBox(WSAStartup failed with error %dn, nRet); return; WSAStartup(0x0202,&wsaData); char szServer128, szMessage1024; Pclient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP

28、); if(Pclient=INVALID_SOCKET) AfxMessageBox(sdflsdlkf); addr.sin_family=AF_INET; addr.sin_port=htons(4001); addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); serveraddr.sin_family=AF_INET; serveraddr.sin_port=htons(5050); serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(192.168.0.13);/-1 if(connect(Pclient,(struct sockad

29、dr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr)=SOCKET_ERROR) nSockErr=WSAGetLastError(); m_nihao=nSockErr; UpdateData(FALSE); AfxMessageBox(!); else strcpy(szMessage,sdkfkjsfk); send(Pclient,szMessage,sizeof(szMessage),0); 1.2.3 数据的传送虽然基于TCP/IP连接协议（流套接字）的服务是设计客户机/服务器应用程序时的主流标准，但有些服务也是可以通过无连接协议（数据报套接字）提供的。先介绍一下

30、TCP socket 与UDP socket 在传送数据时的特性：Stream (TCP) Socket 提供双向、可靠、有次序、不重复的资料传送。Datagram (UDP) Socket 虽然提供双向的通信，但没有可靠、有次序、不重复的保证，所以UDP传送数据可能会收到无次序、重复的资料，甚至资料在传输过程中出现遗漏。由于UDP Socket 在传送资料时，并不保证资料能完整地送达对方，所以绝大多数应用程序都是采用TCP处理Socket，以保证资料的正确性。一般情况下TCP Socket 的数据发送和接收是调用send() 及recv() 这两个函数来达成，而 UDP Socket则是用sendto() 及recvfrom() 这两个函数，这两个函数调用成功发挥发送或接收的资料的长度，否则返回SOCKET_ERROR。int PASCAL FAR send( SOCKET s, const char FAR *buf,int len, int flags );参数：s：Socket 的识别码buf：存放要传送的资料的暂存区len buf：的长度flags：此函数被调用的方式