Socket编程的面纱

对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧？随着网络技术的发展，这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问： 1.         什么是TCP/IP、UDP？ 2.         Socket在哪里呢？ 3.         Socket是什么呢？ 4.         你会使用它们吗？ 什么是TCP/IP、UDP？          TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。         
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。         这里有一张图，表明了这些协议的关系。  TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。 Socket在哪里呢？        在图1中，我们没有看到Socket的影子，那么它到底在哪里呢？还是用图来说话，一目了然。  原来Socket在这里。 Socket是什么呢？        Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。 你会使用它们吗？       
前人已经给我们做了好多的事了，网络间的通信也就简单了许多，但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程，觉得它是比较高深的编程知识，但是只要弄清Socket编程的工作原理，神秘的面纱也就揭开了。        一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。    生活中的场景就解释了这工作原理，也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。  先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。       
在这里我就举个简单的例子，我们走的是TCP协议这条路（见图2）。例子用MFC编写，运行的界面如下：   在客户端输入服务器端的IP地址和发送的数据，然后按发送按钮，服务器端接收到数据，然后回应客户端。客户端读取回应的数据，显示在界面上。        下面是接收数据和发送数据的函数： 

int    Receive(SOCKET fd,char *szText,int len)  
  
{  
       int
 cnt;  

       int
 rc;  

       cnt=len;  
  
       while
(cnt>0)  

       {  
              rc=recv(fd,szText,cnt,0
);  

              if
(rc==SOCKET_ERROR)  

              {  
                     return
 -1;  

             }  
  
             if
(rc==0)  

  
                     return
 len-cnt;  

  
              szText+=rc;  
  
              cnt-=rc;  
  
       }  
  
       return
 len;  

  
}  
  
int
 Send(SOCKET fd,char *szText,int len)  

{  
  
       int
 cnt;  

  
       int
 rc;  

  
       cnt=len;  
  
       while
(cnt>0)  

  
       {  
  
              rc=send(fd,szText,cnt,0
);  

  
              if
(rc==SOCKET_ERROR)  

  
              {  
  
                     return
 -1;  

  
              }  
  
              if
(rc==0)  

  
                     return
 len-cnt;  

  
              szText+=rc;  
  
              cnt-=rc;  
  
       }  
  
       return
 len;  

  
}  
服务器端： 

       在服务器端，主要是启动Socket和监听线程 

#define DEFAULT_PORT      2000 

void CServerDlg::OnStart() 

{ 

       sockaddr_in local; 

       DWORD dwThreadID = 0; 

      

       local.sin_family=AF_INET; 

       //设置的端口为DEFAULT_PORT。 

       local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT); 

       //IP地址设置成INADDR_ANY,让系统自动获取本机的IP地址。 

       local.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY; 

       //初始化Socket 

       m_Listening = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 

       if(m_Listening == INVALID_SOCKET) 

       { 

              return ; 

       } 

       //将本地地址绑定到所创建的套接字上 

       if(bind(m_Listening,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) == SOCKET_ERROR ) 

       { 

              closesocket(m_Listening); 

              return ; 

       } 

       //创建监听线程，这样也能响应界面上操作。 

       m_hListenThread = ::CreateThread(NULL,0,ListenThread,this,0,&dwThreadID); 

       m_StartBtn.EnableWindow(FALSE); 

       m_StopBtn.EnableWindow(TRUE); 

} 

监听线程函数： 

DWORD WINAPI CServerDlg::ListenThread(LPVOID lpparam)  
{  
  
       CServerDlg* pDlg = (CServerDlg*)lpparam;  
  
       if
(pDlg == NULL)  

  
              return
 0;  

  
   
  
       SOCKET  Listening = pDlg->m_Listening;  
  
       //开始监听是否有客户端连接。
  

  
       if
(listen(Listening,40) == SOCKET_ERROR)  

  
       {  
  
              return
 0;  

  
       }  
  
       char
 szBuf[MAX_PATH];  

  
       //初始化
  

  
       memset(szBuf,0
,MAX_PATH);  

  
       while
(1)  

  
       {  
  
              SOCKET ConnectSocket;  
  
              sockaddr_in    ClientAddr;  
  
              int
                  nLen = sizeof(sockaddr);  

  
              //阻塞直到有客户端连接，不然多浪费CPU资源。
  

  
              ConnectSocket = accept(Listening,(sockaddr*)&ClientAddr,&nLen);  
  
              //都到客户端的IP地址。
  

  
 
4000
             char
 *pAddrname = inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr);  

  
              pDlg->Receive(ConnectSocket,szBuf,100
);  

  
              //界面上显示请求数据。
  

  
              pDlg->SetRequestText(szBuf);  
  
              strcat(szBuf," :我是老猫，收到（"
);  

  
              strcat(szBuf,pAddrname);  
  
              strcat(szBuf,"）"
);  

  
              //向客户端发送回应数据
  

  
              pDlg->Send(ConnectSocket,szBuf,100
);  

  
       }  
  
       return
 0;  

  
}  
务器端一直在监听是否有客户端连接，如有连接，处理客户端的请求，给出回应，然后继续监听。 

客户端： 

       客户端的发送函数： 

#define DEFAULT_PORT      2000
  

  
void
 CClientDlg::OnSend()  

  
{  
  
       DWORD dwIP = 0
;        

  
       TCHAR szText[MAX_PATH];  
  
       memset(szText,0
,MAX_PATH);  

  
       m_IP.GetWindowText(szText,MAX_PATH);  
  
       //把字符串形式的IP地址转成IN_ADDR结构需要的形式。
  

  
       dwIP = inet_addr(szText);  
  
       m_RequestEdit.GetWindowText(szText,MAX_PATH);  
  
   
  
       sockaddr_in local;  
  
       SOCKET socketTmp;  
  
       //必须是AF_INET,表示该socket在Internet域中进行通信
  

  
       local.sin_family=AF_INET;  
  
       //端口号
  

  
       local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);  
  
       //服务器的IP地址。
  

  
       local.sin_addr.S_un.S_addr=dwIP;  
  
        
  
       ////初始化Socket
  

  
       socketTmp=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0
);  

  
       //连接服务器
  

  
       if
(connect(socketTmp,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) < 0)  

  
       {  
  
              closesocket(socketTmp);  
  
              MessageBox("连接服务器失败。"
);  

  
              return
 ;  

  
       }  
  
       //发送请求，为简单只发100字节，在服务器端也规定100字节。
  

  
       Send(socketTmp,szText,100
);  

  
       //读取服务器端返回的数据。
  

  
       memset(szText,0
,MAX_PATH);  

  
       //接收服务器端的回应。
  

  
       Receive(socketTmp,szText,100
);  

  
   
  
       TCHAR szMessage[MAX_PATH];  
  
       memset(szMessage,0
,MAX_PATH);  

  
       strcat(szMessage,szText);  
  
       //界面上显示回应数据。
  

  
       m_ReplyBtn.SetWindowText(szMessage);  
  
       closesocket(socketTmp);  
  
}  
客户端就一个函数完成了一次通信。在这里IP地址为何用127.0.0.1呢？使用这个IP地址，服务器端和客户端就能运行在同一台机器上，这样调试方便多了。当然你可以在你朋友的机器上运行Server程序(本人在局域网中测试过)，在自己的机器上运行Client程序，当然输入的IP地址就该是你朋友机器的IP地址了。 

       简单的理论和实践都说了，现在Socket编程不神秘了吧？希望对你有些帮助。  ​

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