Socket編程的面紗

對TCP/IP、UDP、Socket編程這些詞你不會很陌生吧?隨着網絡技術的發展,這些詞充斥着我們的耳朵。那麼我想問: 1.         什麼是TCP/IP、UDP? 2.         Socket在哪裏呢? 3.         Socket是什麼呢? 4.         你會使用它們嗎? 什麼是TCP/IP、UDP?          TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即傳輸控制協議/網間協議,是一個工業標準的協議集,它是爲廣域網(WANs)設計的。          UDP(User Data Protocol,用戶數據報協議)是與TCP相對應的協議。它是屬於TCP/IP協議族中的一種。         這裏有一張圖,表明了這些協議的關係。  TCP/IP協議族包括運輸層、網絡層、鏈路層。現在你知道TCP/IP與UDP的關係了吧。 Socket在哪裏呢?        在圖1中,我們沒有看到Socket的影子,那麼它到底在哪裏呢?還是用圖來說話,一目瞭然。  原來Socket在這裏。 Socket是什麼呢?        Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層,它是一組接口。在設計模式中,Socket其實就是一個門面模式,它把複雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面,對用戶來說,一組簡單的接口就是全部,讓Socket去組織數據,以符合指定的協議。 你會使用它們嗎?        前人已經給我們做了好多的事了,網絡間的通信也就簡單了許多,但畢竟還是有挺多工作要做的。以前聽到Socket編程,覺得它是比較高深的編程知識,但是隻要弄清Socket編程的工作原理,神祕的面紗也就揭開了。        一個生活中的場景。你要打電話給一個朋友,先撥號,朋友聽到電話鈴聲後提起電話,這時你和你的朋友就建立起了連接,就可以講話了。等交流結束,掛斷電話結束此次交談。    生活中的場景就解釋了這工作原理,也許TCP/IP協議族就是誕生於生活中,這也不一定。  先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket,然後與端口綁定(bind),對端口進行監聽(listen),調用accept阻塞,等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket,然後連接服務器(connect),如果連接成功,這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求,服務器端接收請求並處理請求,然後把迴應數據發送給客戶端,客戶端讀取數據,最後關閉連接,一次交互結束。        在這裏我就舉個簡單的例子,我們走的是TCP協議這條路(見圖2)。例子用MFC編寫,運行的界面如下:   在客戶端輸入服務器端的IP地址和發送的數據,然後按發送按鈕,服務器端接收到數據,然後迴應客戶端。客戶端讀取回應的數據,顯示在界面上。        下面是接收數據和發送數據的函數: 

  1. 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;  

  •   

  • }  

服務器端: 

       在服務器端,主要是啓動Socket和監聽線程 

#define DEFAULT_PORT      2000 

void CServerDlg::OnStart() 

       sockaddr_in local; 

       DWORD dwThreadID = 0; 

      

       local.sin_family=AF_INET; 

       //設置的端口爲DEFAULT_PORT。 

       local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT); 

       //IP地址設置成INADDR_ANY,讓系統自動獲取本機的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 ; 

       } 

       //將本地地址綁定到所創建的套接字上 

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

       { 

              closesocket(m_Listening); 

              return ; 

       } 

       //創建監聽線程,這樣也能響應界面上操作。 

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

       m_StartBtn.EnableWindow(FALSE); 

       m_StopBtn.EnableWindow(TRUE); 

監聽線程函數: 

  1. DWORD WINAPI CServerDlg::ListenThread(LPVOID lpparam)  

  • {  

  •   

  •        CServerDlg* pDlg = (CServerDlg*)lpparam;  

  •   

  •        if

(pDlg == NULL)  

  •   

  •               return

 0;  

  •   

  •    

  •   

  •        SOCKET  Listening = pDlg->m_Listening;  

  •   

  •        //開始監聽是否有客戶端連接。

  

  •   

  •        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);  

  •   

  •               //阻塞直到有客戶端連接,不然多浪費CPU資源。

  

  •   

  •               ConnectSocket = accept(Listening,(sockaddr*)&ClientAddr,&nLen);  

  •   

  •               //都到客戶端的IP地址。

  

  •   

  •               char

 *pAddrname = inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr);  

  •   

  •               pDlg->Receive(ConnectSocket,szBuf,100

);  

  •   

  •               //界面上顯示請求數據。

  

  •   

  •               pDlg->SetRequestText(szBuf);  

  •   

  •               strcat(szBuf," :我是老貓,收到("

);  

  •   

  •               strcat(szBuf,pAddrname);  

  •   

  •               strcat(szBuf,")"

);  

  •   

  •               //向客戶端發送迴應數據

  

  •   

  •               pDlg->Send(ConnectSocket,szBuf,100

);  

  •   

  •        }  

  •   

  •        return

 0;  

  •   

  • }  

務器端一直在監聽是否有客戶端連接,如有連接,處理客戶端的請求,給出迴應,然後繼續監聽。 

客戶端: 

       客戶端的發送函數: 

  1. #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地址轉成IN_ADDR結構需要的形式。

  

  •   

  •        dwIP = inet_addr(szText);  

  •   

  •        m_RequestEdit.GetWindowText(szText,MAX_PATH);  

  •   

  •    

  •   

  •        sockaddr_in local;  

  •   

  •        SOCKET socketTmp;  

  •   

  •        //必須是AF_INET,表示該socket在Internet域中進行通信

  

  •   

  •        local.sin_family=AF_INET;  

  •   

  •        //端口號

  

  •   

  •        local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);  

  •   

  •        //服務器的IP地址。

  

  •   

  •        local.sin_addr.S_un.S_addr=dwIP;  

  •   

  •         

  •   

  •        ////初始化Socket

  

  •   

  •        socketTmp=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0

);  

  •   

  •        //連接服務器

  

  •   

  •        if

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

  •   

  •        {  

  •   

  •               closesocket(socketTmp);  

  •   

  •               MessageBox("連接服務器失敗。"

);  

  •   

  •               return

 ;  

  •   

  •        }  

  •   

  •        //發送請求,爲簡單隻發100字節,在服務器端也規定100字節。

  

  •   

  •        Send(socketTmp,szText,100

);  

  •   

  •        //讀取服務器端返回的數據。

  

  •   

  •        memset(szText,0

,MAX_PATH);  

  •   

  •        //接收服務器端的迴應。

  

  •   

  •        Receive(socketTmp,szText,100

);  

  •   

  •    

  •   

  •        TCHAR szMessage[MAX_PATH];  

  •   

  •        memset(szMessage,0

,MAX_PATH);  

  •   

  •        strcat(szMessage,szText);  

  •   

  •        //界面上顯示迴應數據。

  

  •   

  •        m_ReplyBtn.SetWindowText(szMessage);  

  •   

  •        closesocket(socketTmp);  

  •   

  • }  

客戶端就一個函數完成了一次通信。在這裏IP地址爲何用127.0.0.1呢?使用這個IP地址,服務器端和客戶端就能運行在同一臺機器上,這樣調試方便多了。當然你可以在你朋友的機器上運行Server程序(本人在局域網中測試過),在自己的機器上運行Client程序,當然輸入的IP地址就該是你朋友機器的IP地址了。 

       簡單的理論和實踐都說了,現在Socket編程不神祕了吧?希望對你有些幫助。  

原文地址http://techfoxbbs.com/blog-1-6.html


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