14网络编程
2015-01-15 14:34
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第14课 网络编程
1.TCP流式套接字的编程步骤
在使用之前须链接库函数：工程->设置->Link->输入ws2_32.lib，OK！
服务器端程序：
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、将套接字设为监听模式，准备接收客户请求（listen）。
5、等待客户请求到来；当请求到来后，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，等待另一客户请求。
8、关闭套接字。
客户端程序：
1、加载套接字库
2、创建套接字（socket）。
3、向服务器发出连接请求（connect）。
4、和服务器端进行通信（send/recv）。
5、关闭套接字。
注：要在工程中的设置的链接中加上Ws2_32.lib。
涉及的结构体
服务器端代码如下：
＃include <Winsock2.h>//加裁头文件
＃include <stdio.h>//加载标准输入输出头文件
void main()
{
WORD wVersionRequested;//版本号
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );//1.1版本的套接字
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );//The Windows Sockets WSAStartup function initiates use of Ws2_32.dll by a process.
if ( err != 0 ) {
return;
}//加载套接字库，加裁失败则返回
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}//如果不是1.1的则退出
SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建套接字（socket）。
SOCKADDR_IN addrSrv;//定义地址族
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);//转换Unsigned short为网络字节序的格式
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(6000);
bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）
listen(sockSrv,5);//将套接字设为监听模式，准备接收客户请求（listen）。
SOCKADDR_IN addrClient;//定义地址族
int len=sizeof(SOCKADDR);//初始化这个参数，这个参数必须被初始化
while(1)
{
SOCKET sockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);//accept的第三个参数一定要有初始值。
//等待客户请求到来；当请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字（accept）。
//此时程序在此发生阻塞
char sendBuf[100];
sprintf(sendBuf,"Welcome %s to http://www.sunxin.org",inet_ntoa(addrClient.sin_addr)); //用返回的套接字和客户端进行通信（send/recv）。
send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);
char recvBuf[100];
recv(sockConn,recvBuf,100,0);
printf("%s\n",recvBuf);
closesocket(sockConn);//关闭套接字。等待另一个用户请求
}
}
客户端代码如下：
＃include <Winsock2.h>
＃include <stdio.h>
void main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );加载套接字库
if ( err != 0 ) {
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}
SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建套接字（socket）。
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(6000);
connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//向服务器发出连接请求（connect）。
char recvBuf[100];//和服务器端进行通信（send/recv）。
recv(sockClient,recvBuf,100,0);
printf("%s\n",recvBuf);
send(sockClient,"This is lisi",strlen("This is lisi")+1,0);
closesocket(sockClient);关闭套接字。
WSACleanup();//必须调用这个函数清除参数
}
///-------------------------------------------------------------
2.UDP型套接字。
服务器端（接收端）程序：
1、创建套接字（socket）。
2、将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）。
3、等待接收数据（recvfrom）。
4、关闭套接字。
客户端（发送端）程序：
1、创建套接字（socket）。
2、向服务器发送数据（sendto）。
3、关闭套接字。
服务器端代码：
＃include <Winsock2.h>
＃include <stdio.h>
void main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 ) {
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}
SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(6000);
bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));
SOCKADDR_IN addrClient;
int len=sizeof(SOCKADDR);
char recvBuf[100];
recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
printf("%s\n",recvBuf);
closesocket(sockSrv);
WSACleanup();
}
客户端代码：
＃include <Winsock2.h>
＃include <stdio.h>
void main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 ) {
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}
SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(6000);
sendto(sockClient,"Hello",strlen("Hello")+1,0,
(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));
closesocket(sockClient);
WSACleanup();
}
UDP的不再加注释了。因为它比TCP的简单多了。
3.基于字符界面的聊天程序，用的是UDP式套接字。代码略。
4.如何添加新的工程？
首先选择中Build工具栏，然后在工程管理器上点击右键，选择增加新的工程即可。
ISO/OSI七层参考模型
OSI（Open System Interconnection）参考模型将网络的不同功能划分为7层。
应用层--->处理网络应用
表示层--->数据表示
会话层--->主机间通信
传输层--->端到端的连接
网络层--->寻址和最短路径
数据链路层--->介质访问（接入）
物理层--->二进制传输
各层使用协议：
应用层：远程登录协议Telnet，文件传输协议FTP，超文本传输协议HTTP，域名服务DNS，简单邮件传输协议SMTP，邮局协议POP3
传输层：传输控制协议TCP：面向连接的可靠的传输协议，用户数据报协议UDP：是无连接的，不可靠的传输协议。
网络层：网际协议IP，Internet互联网控制报文协议ICMP、Internet组管理协议IGMP。
TCP/IP模型
应用层
传输层
网络层
网络接口
套接字（socket）
套接字存在于通信区域中。通信区域也叫地址族，它是一个抽象的概念，主要用于将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区域的套接字交换数据（也有可能跨区域通信，但这支在执行了某种转换进程后才能实现）。Windows Sockets只支持一个通信区域：网际域（AF_INET），这个域被使用网际协议簇通信的进程使用。
网络字节顺序
不同的计算机存放多 字节值的顺序不同，有的机器在起始地址存放低字节（低位先存），有的机器在起始地址存放高字节（高位先存）。基于Intel的CPU，即我们通常使用的 PC机采用的是低位先存。为保证数据的正确性，在网络协议中需要制定网络字节顺序。TCP/IP协议使用16位整数和32位整数的高位先存格式
网间进程通信完全是异步的，相互通信的进程间既不存在父子关系，又不共享内存缓冲区，因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系，为二者的数据交换提供同步，这就是基于客户机/服务器模式的TCP/IP。
套接字的类型
流式套接字（SOCK_STREAM）
提供面向连接，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
数据报套接字（SOCK_DGRAM）
提供无连接服务。数据报以独立包形式发送，不提供错误保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。基于UDP
原始套接字（SOCK_RAW）。
基于TCP的socket编程服务器和客户端进行通信都使用send/recv
基于UDP的socket编程服务器端为接收端，客户端为发送端。发送数据为sendto,接收数据为recvfrom
int WSAStartup (
WORD wVersionRequested,
LPWSADATA lpWSAData
);
wVersionRequested用来指定准备加载Winsock库的版本，高位字节指定副版本，低位字节指定主版本，可用MAKEWORD(x,y)(其中x是高位字节，y是低位字节)方便的获得wVersionRequested的正确值
lpWSAData是指向WSADATA结构的指针，WSAStartup把其加载的苦版本的有关信息添在这个结构中
对于每一个WSAStartup的成功调用，最后都应该调用WSACleanUp以便释放资源
如果调用成功，将返回套接字描述符。如果调用失败，将返回INVALID_SOCKET,错误信息可通过WSAGetLastError返回
SOCKET socket (
int af, //指定地址族，对于TCP/IP只能是AF_INET(PF_INET)
int type, //SOCK_STREAM，SOCK_DGRAM
int protocol //推荐为零，可自动选择协议
);
struct sockaddr_in{
short sin_family;
unsigned short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
struct in_addr {
union {
struct{
unsigned char s_b1,
s_b2,
s_b3,
s_b4;
} S_un_b;
struct {
unsigned short s_w1,
s_w2;
} S_un_w;
unsigned long S_addr;
} S_un;
};
在为我们的网络程序指定端口号时，我们要用1024以上的端口
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
SOCKET accept (
SOCKET s,
struct sockaddr FAR* addr,
int FAR* addrlen //必须在传入一个addrlen之前为它赋初始值，否则调用失败
); //int len=sizeof(SOCKADDR);
inet_addr：The Windows Sockets inet_addr function converts a string containing an (Ipv4) Internet Protocol dotted address into a proper address for the IN_ADDR structure.
unsigned long inet_addr (
const char FAR * cp
);//用来把IP地址转化为ULONG类型
inet_ntoa：The Windows Sockets inet_ntoa function converts an (Ipv4) Internet network address into a string in Internet standard dotted format.
char FAR * inet_ntoa (
struct in_addr in
);
返回一个点分十进制地址值
int bind (
SOCKET s,
const struct sockaddr FAR* name,
int namelen
);
SOCKADDR：The SOCKADDR structure varies depending on the protocol selected. Except for the sa_family field, SOCKADDR contents are expressed in network byte order.
struct sockaddr {
u_short sa_family;
char sa_data[14];
};
列出服务器程序如下：
#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>
main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1);
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 )
{
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}
SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
//第三个参数为零表示自动选择协议
SOCKADDR_IN addrSrv; //定义一个地址结构体的变量
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(6000);
//htons把一个u_short类型从主机字节序转换为网络字节序
bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));
listen(sockSrv,5);
SOCKADDR_IN addrClient;
int len=sizeof(SOCKADDR);
while(1)
{
SOCKET sockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
char sendBuf[100];
sprintf(sendBuf,"Welcome %s to here",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));
send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);
char recvBuf[100];
recv(sockConn,recvBuf,100,0);
printf("%s\n",recvBuf);
closesocket(sockConn);
}
}
要在控制台使用套接字，需要加入头文件 #include <Winsock2.h>和库函数ws2_32.lib
要链接一个动态链接库，我们要在VC++菜单栏中选择Project--->Settings--->Link,在其中的Object/Library modules中先打入一个空格，再添加库函数ws2_32.lib
客户端程序：
#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>
main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1);
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 )
{
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}
SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr="127.0.0.1";
//本地回路地址，不管本地主机上有没有网卡，都可以测试网络
//TCP和UDP编程代码大致相同，不同之处在于，TCP使用send/recv;UDP使用sendto/recvfrom;
sendto(sockClient,"Hello!",strlen("Hello!")+1,0,(SOCKADDR*)&addrSrv,
sizeof(SOCKADDR));
recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
//-----------------------------------------------------------------------
以下程序是基于UDP的聊天程序源码:
服务器版:
#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>
void main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1);
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 )
{
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}
SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(6000);
bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));
char sendBuf[100];
char recvBuf[100];
char temp[200];
SOCKADDR_IN addrClent;
int len=sizeof(SOCKADDR);
while(1)
{
recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClent,&len);
if('q'==recvBuf[0])
{
sendto(sockSrv,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR*)&addrClent,len);
printf("chat end!\n");
break;
}
sprintf(temp,"%s:%s",inet_ntoa(addrClent.sin_addr),recvBuf);
printf("%s\n",temp);
printf("please input data:\n");
gets(sendBuf);
sendto(sockSrv,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrClent,len);
}
closesocket(sockSrv);
WSACleanup();
}
客户机版:
#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>
void main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1);
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 )
{
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return;
}
SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(6000);
char sendBuf[100];
char recvBuf[100];
char temp[200];
int len=sizeof(SOCKADDR);
while(1)
{
printf("please input data\n");
gets(sendBuf);
sendto(sockClient,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrSrv,
len);
recvfrom(sockClient,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrSrv,
&len);
if('q'==recvBuf[0])
{
sendto(sockClient,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR*)&addrSrv,len);
printf("chat end!\n");
break;
}
sprintf(temp,"%s:%s",inet_ntoa(addrSrv.sin_addr),recvBuf);
printf("%s\n",temp);
}
closesocket(sockClient);
WSACleanup();
}
记着要加载库函数ws2_32.lib
启动顺序应遵循先服务器后客户机，否则容易出错。
发送字符时应该多加一个空字符作为结束字符。
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