vc 网络编程（socket）TCP/UDP 介绍

在网上找了很多的资料，现将这些资料整合起来，详细介绍一下VC下的socket编程，并提供一个服务器客户端具体的实例。希望对您有所帮助

一、原理部分

   在网络编程中最常用的方案便是Client/Server (客户机/服务器)模型。在这种方案中客户应用程序向服务器程序请求服务。一个服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求，也就是说，服务进程一 直处于休眠状态，直到一个客户向这个服务的地址提出了连接请求。在这个时刻，服务程序被"惊醒"并且为客户提供服务－对客户的请求作出适当的反应。

　 　为了方便这种Client/Server模型的网络编程，90年代初，由Microsoft联合了其他几家公司共同制定了一套WINDOWS下的网络编 程接口，即Windows Sockets规范，它不是一种网络协议,而是一套开放的、支持多种协议的Windows下的网络编程接口。现在的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 Visual C++定义了Winsock类如CAsyncSocket类和派生于CAsyncSocket 的CSocket类，它们简单易用，读者朋友当然可以使用这些类来实现自己的网络程序，但是为了更好的了解Winsock API编程技术，我们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的三个文件，否则会出现编译错误。

　　1．WINSOCK.H: 这是WINSOCK API的头文件，需要包含在项目中。

　　2．WSOCK32.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。 

　　3．WINSOCK.DLL: WINSOCK的动态连接库，位于WINDOWS的安装目录下。

　　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：WSAStartup((WORD)((1<<8|1)， （LPWSADATA）&WSAData)，其中(1<<8|1)表示我们用的是WinSocket1.1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_SOCKET(调用WSAGetLastError()可得知原因，所有WinSocket 的API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 (SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM)；

　　　　　protocol：通讯协定(如果使用者不指定则设为0)；

　　如果要建立的是遵从TCP/IP协议的socket，第二个参数type应为SOCK_STREAM，如为UDP（数据报）的socket，应为SOCK_DGRAM。

　　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)。此后可以调用getsockname()函数来获知其被设定的值。

　　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(目前最大值限制为 5, 最小值为1)。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；

　 　服务器端的Socket调用完listen（）后，如果此时客户端调用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。

　　int PASCAL FAR WSAAsyncSelect( 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、FD_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;
　…
}


　　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

　　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WSAStartup()憨数相对应，程式结束前，需要调用 WSACleanup() 来通知Winsock Dll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

TCP与UDP在socket编程中的区别

一、TCP与UDP的区别基于连接与无连接

对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）
UDP程序结构较简单
流模式与数据报模式
TCP保证数据正确性，UDP可能丢包
TCP保证数据顺序，UDP不保证
部分满足以下几点要求时，应该采用UDP 面向数据报方式网络数据大多为短消息
拥有大量Client
对数据安全性无特殊要求
网络负担非常重，但对响应速度要求高
具体编程时的区别 socket()的参数不同
UDP Server不需要调用listen和accept
UDP收发数据用sendto/recvfrom函数
TCP：地址信息在connect/accept时确定
UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均需指定地址信息
UDP：shutdown函数无效
二、man----socket
  通过查看socket的man手册可以看到socket函数的第一个参数的值可以为下面这些值：  
  Name Purpose  
  PF_UNIX, PF_LOCAL Local communication  
  PF_INET IPv4 Internet protocols  
  PF_INET6 IPv6 Internet protocols  
  PF_IPX IPX - Novell protocols  
  PF_NETLINK Kernel user interface device  
  PF_X25 ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol  
  PF_AX25 Amateur radio AX.25 protocol    
  PF_ATMPVC Access to raw ATM PVCs  
  PF_APPLETALK Appletalk  
  PF_PACKET Low level packet interface  
三、编程区别

通常我们在说到网络编程时默认是指TCP编程，即用前面提到的socket函数创建一个socket用于TCP通讯，函数参数我们通常填为SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)，这表示建立一个socket用于流式网络通讯。 SOCK_STREAM这种的特点是面向连接的，即每次收发数据之前必须通过connect建

立连接，也是双向的，即任何一方都可以收发数据，协议本身提供了一些保障机制保证它是可靠的、有序的，即每个包按照发送的顺序到达接收方。

而SOCK_DGRAM这种是User Datagram Protocol协议的网络通讯，它是无连接的，不可靠的，因为通讯双方发送数据后不知道对方是否已经收到数据，是否正常收到数据。任何一方建立一个socket以后就可以用sendto发送数据，也可以用recvfrom接收数据。根本不关心对方是否存在，是否发送了数据。它的特点是通讯速度比较快。大家都知道TCP是要经过三次握手的，而UDP没有。

基于上述不同，UDP和TCP编程步骤也有些不同，如下：

TCP编程的服务器端一般步骤是：
  1、创建一个socket，用函数socket()；  
  2、设置socket属性，用函数setsockopt(); * 可选  
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();  
  4、开启监听，用函数listen()；  
  5、接收客户端上来的连接，用函数accept()； 
  6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();  
  7、关闭网络连接；  
  8、关闭监听；  
TCP编程的客户端一般步骤是：
  1、创建一个socket，用函数socket()；    2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选  
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选  
  4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；  
  5、连接服务器，用函数connect()；  
  6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();  
  7、关闭网络连接；  
与之对应的UDP编程步骤要简单许多，分别如下：

UDP编程的服务器端一般步骤是：
  1、创建一个socket，用函数socket()；  
  2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选  
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();  
  4、循环接收数据，用函数recvfrom();  
  5、关闭网络连接；  
UDP编程的客户端一般步骤是：
  1、创建一个socket，用函数socket()；  
  2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选  
  3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选  
  4、设置对方的IP地址和端口等属性;  
  5、发送数据，用函数sendto();  
  6、关闭网络连接；  

TCP服务器端：

#include <stdio.h>
#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
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_STREAM,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));// 绑定端口

 	listen(sockSrv,5);

 	SOCKADDR_IN addrClient;// 连接上的客户端ip地址
 	int len=sizeof(SOCKADDR);
 	while(1)
 	{
  		SOCKET sockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);// 接受客户端连接,获取客户端的ip地址
  		char sendBuf[50];
  		sprintf(sendBuf,"Welcome %s to here!",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));// 组合消息发送出去
  		send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);// 发送消息到客户端
  		char recvBuf[50];
  		recv(sockConn,recvBuf,50,0);// 接受客户端消息
  		printf("%s\n",recvBuf);
  		//closesocket(sockConn);//断开连接
 	}

}

TCP客户端代码

#include <stdio.h>
#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
void main()
{
    WORD wVersionRequested;
    WSADATA wsaData;//WSAata用来存储系统传回的关于WinSocket的资料。
    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);// AF_INET ..tcp连接
    //初始化连接与端口号
    SOCKADDR_IN addrSrv;
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");//本机地址，服务器在本机开启
    addrSrv.sin_family=AF_INET;
    addrSrv.sin_port=htons(6000);// 设置端口号
    connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//连接服务器
    char recvBuf[50];
    recv(sockClient,recvBuf,50,0);//接受数据
    printf("%s\n",recvBuf);
    send(sockClient,"hello",strlen("hello")+1,0);//发送数据
    closesocket(sockClient);//关闭连接
    WSACleanup();
}

UDP的服务器端:

#include <stdio.h>
#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
void main()
{
	//初始化socket库
	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(4000) ;
	bind( sockSrv , (SOCKADDR*)&addrSrv , sizeof(SOCKADDR) ) ;

	char sendBuf[100] ;
	char recvBuf[100] ;
	char tempBuf[200] ;
	SOCKADDR_IN addrClient ;
	int len = sizeof(SOCKADDR) ;
	while (1)
	{
	   recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len) ;
	   if ( 'q' == recvBuf[0] )
	   {
		    sendto(sockSrv,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR*)&addrClient,len) ;
		    printf("chat end!\n") ;
		    break ;
	   }
	   sprintf(tempBuf,"%s say : %s",inet_ntoa(addrClient.sin_addr),recvBuf) ;
	   printf( "%s\n" , tempBuf ) ;
	   printf( "Please input data:\n" ) ;
	   gets( sendBuf ) ;
	   sendto(sockSrv,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrClient,len) ;
	}
	closesocket( sockSrv ) ;
	WSACleanup() ;
}

UDP的客户端:

#include <stdio.h>
#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
void main()
{
	//初始化socket库
	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(4000) ;
	char sendBuf[100] ;
	char recvBuf[100] ;
	char tempBuf[200] ;
	int len = sizeof(SOCKADDR) ;
	while (1)
	{ 
		printf("Please input data:\n"); 
		gets( sendBuf ) ; 
		sendto( sockClient , sendBuf , strlen(sendBuf) , 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!") ;
			break ; 
		} 
		sprintf( tempBuf , "%s say: %s\n" , inet_ntoa(addrSrv.sin_addr) , recvBuf ) ;
 		printf( tempBuf ) ;
	}
	closesocket(sockClient) ;
	WSACleanup() ;
}

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