Socket编程

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。 图1 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。图2 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。 图3 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：图4图5 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 2000void 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。 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;} 服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 2000void 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。