网络编程

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---》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等。
表示层 ---》数据表示
会话层 ---》主机间通信
传输层 ---》端到端的连接---》传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP。TCP：面向连接的可靠的传输协议。 UDP：是无连接的，不可靠的传输协议。
网络层 ---》寻址和最短路径---》网际协议IP、Internet互联网控制报文协议ICMP、Internet组管理协议IGMP。
数据链路层 ---》介质访问（接入）
物理层 ---》二进制传输

OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)。

TCP/IP模型包括4个层次：
应用层----类似于会话层、表示层、应用层
传输层
网络层
网络接口----类似于数据链路层、物理层

端口
按照OSI七层模型的描述，传输层提供进程（应用程序）通信的能力。为了标识通信实体中进行通信的进程（应用程序），TCP/IP协议提出了协议端口（protocol port，简称端口）的概念

。
端口是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。应用程序通过系统调用与某端口建立连接（binding）后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传

输层的数据都通过该端口输出。
端口用一个整数型标识符来表示，即端口号。端口号跟协议相关，TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全独立的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立。
端口使用一个16位的数字来表示，它的范围是0~65535，1024以下的端口号保留给预定义的服务。例如：http使用80端口。

SOCKET的引入
为了能够方便的开发网络应用软件，由美国伯克利大学在Unix上推出了一种应用程序访问通信协议的操作系统调用socket(套接字)。socket的出现，使程序员可以很方便地访问TCP/IP，从而

开发各种网络应用的程序。
随着Unix的应用推广，套接字在编写网络软件中得到了极大的普及。后来，套接字又被引进了Windows等操作系统，成为开发网络应用程序的非常有效快捷的工具。
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，但这只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。

网络字节的顺序
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位字节(低位先存)，有的机器在起始地址存放高位字节(高位先存)。基于Intel的CPU，即我们常用的PC机采用的是低位先

存。为保证数据的正确性，在网络协议中需要指定网络字节顺序。TCP/IP协议使用16位整数和32位整数的高位先存格式。

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。
数据报式套接字（SOCK_DGRAM）
提供无连接服务。数据包以独立包形式发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。
原始套接字（SOCK_RAW）。

基于TCP的SOCKET编程

服务器端程序：
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、将套接字设为监听模式，准备接收客户请求（listen）。
4、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）。
5、用返回的套接字和客户端进行通信（send/recv）。
6、返回，等待另一客户请求。
7、关闭套接字。

客户端程序：
1、创建套接字（socket）。
2、向服务器发出连接请求（connect）。
3、和服务器端进行通信（send/recv）。
4、关闭套接字。

基于UDP的SOCKET编程

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。

int WSAStartup(
WORD wVersionRequested,----》参数用于指定准备加载的Winsock库的版本。高位字节指定所需要的Winsock库的副版本，而低位字节则是主版本。可用MAKEWORD(x,y)(其中，x是高位字节

，y是低位字节)方便地获得wVersionRequested的正确值。
LPWSADATA lpWSAData----》参数是指向WSADATA结构的指针，WSAStartup用其加载的库版本有关的信息填在这个结构中。
); ----》1.加载套接字库2.进行套接字库的版本协商即确定使用哪一个版本的套接字库

WSADATA结构定义如下：
typedef struct WSAData {
WORD wVersion;
WORD wHighVersion;
char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];
char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];
unsigned short iMaxSockets;
unsigned short iMaxUdpDg;
char FAR * lpVendorInfo;
} WSADATA, *LPWSADATA;
WSAStartup把第一个字段wVersion设成打算使用的Winsock版本。wHighVersion 参数容纳的是现有的Winsock库的最高版本。记住，这两个字段中，高位字节代表的是Winsock

副版本，而低位字节代表的则是Winsock主版本。szDescription和szSystemStatus这两个字段由特定的Winsock实施方案设定，事实上没有用。不要使用下面这两个字段：iMaxSockets和

iMaxUdpDg，它们是假定同时最多可打开多少套接字和数据报的最大长度。然而，要知道数据报的最大长度应该通过WSAEnumProtocols来查询协议信息。同时最多可打开套接字的数目不是固

定的，很大程度上和可用物理内存的多少有关。最后，lpVendorInfo字段是为Winsock实施方案有关的指定厂商信息预留的。任何一个Win32平台上都没有使用这个字段。
如果WinSock.dll或底层网络子系统没有被正确初始化或没有被找到，WSAStartup将返回WSASYSNOTREADY。此外这个函数允许你的应用程序协商使用某种版本的WinSock规范

，如果请求的版本等于或高于DLL所支持的最低版本，WSAData的wVersion成员中将包含你的应用程序应该使用的版本，它是DLL所支持的最高版本与请求版本中较小的那个。反之，如果请求

的版本低于DLL所支持的最低版本，WSAStartup将返回WSAVERNOTSUPPORTED。关于WSAStartup更详细的信息，请查阅MSDN中的相关部分。
对于每一个WSAStartup的成功调用(成功加载WinSock DLL后)，在最后都对应一个WSACleanUp调用，以便释放为该应用程序分配的资源。

SOCKET socket( int af, int type, int protocol );
该函数接收三个参数。
第一个参数af指定地址族，对于TCP/IP协议的套接字，它只能是AF_INET(也可写成PF_INET)。
第二个参数指定Socket类型，对于1.1版本的Socket，它只支持两种类型的套接字，SOCK_STREAM指定产生流式套接字，SOCK_DGRAM产生数据报套接字。
第三个参数是与特定的地址家族相关的协议，如果指定为0，那么它就会根据地址格式和套接字类别，自动为你选择一个合适的协议。这是推荐使用的一种选择协议的方法。
如果这个函数调用成功，它将返回一个新的SOCKET数据类型的套接字描述符。如果调用失败，这个函数就会返回一个INVALID_SOCKET，错误信息可以通过WSAGetLastError函数返回。

int bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name, int namelen );
这个函数接收三个参数。
第一个参数s指定要绑定的套接字，
第二个参数指定了该套接字的本地地址信息，是指向sockaddr结构的指针变量，由于该地址结构是为所有的地址家族准备的，这个结构可能（通常会）随所使用的网络协议不同而不同，所以

，要用第三个参数指定该地址结构的长度。 sockaddr结构定义如下：
    struct sockaddr {
      u_short sa_family;
      char sa_data[14];
    };
sockaddr的第一个字段sa_family指定该地址家族，在这里必须设为AF_INET。
sa_data仅仅是表示要求一块内存分配区，起到占位的作用，该区域中指定与协议相关的具体地址信息。由于实际要求的只是内存区，所以对于不同的协议家族，用不同的结构来替换

sockaddr。除了sa_family外，sockaddr是按网络字节顺序表示的。在TCP/IP中，我们可以用sockaddr_in结构替换sockaddr，以方便我们填写地址信息。

sockaddr_in的定义如下：
struct sockaddr_in{
short sin_family;
unsigned short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
sin_family表示地址族，对于IP地址，sin_family成员将一直是AF_INET。
成员sin_port指定的是将要分配给套接字的端口。
成员sin_addr给出的是套接字的主机IP地址。
成员sin_zero只是一个填充数，以使sockaddr_in结构和sockaddr结构的长度一样。如果这个函数调用成功，它将返回0。如果调用失败，这个函数就会返回一个SOCKET_ERROR，错误信息可以

通过WSAGetLastError函数返回。

将IP地址指定为INADDR_ANY，允许套接字向任何分配给本地机器的IP地址发送或接收数据。多数情况下，每个机器只有一个IP地址，但有的机器可能会有多个网卡，每个网卡

都可以有自己的IP地址，用INADDR_ANY可以简化应用程序的编写。将地址指定为INADDR_ANY，允许一个独立应用接受发自多个接口的回应。如果我们只想让套接字使用多个IP中的一个地址，

就必须指定实际地址，要做到这一点，可以用inet_addr()函数，这个函数需要一个字符串作为其参数，该字符串指定了以点分十进制格式表示的IP地址(如192.168.0.16)。而且inet_addr()

函数会返回一个适合分配给S_addr的u_long类型的数值。inet_ntoa()函数会完成相反的转换，它接受一个in_addr结构体类型的参数并返回一个以点分十进制格式表示的IP地址字符串。

u_long htonl(
u_long hostlong
);----》将一个主机字节序转换为一个TCP/IP字节序

u_short htons(
u_short hostshort
);---》和上述类似

int listen(
SOCKET s,
int backlog ---》可连接队列的最大请求数目
);

SOCKET accept(
SOCKET s,
struct sockaddr FAR *addr,
int FAR *addrlen
);

int send(
SOCKET s,
const char FAR *buf,
int len,
int flags
);

int recv(
SOCKET s,
char FAR *buf,
int len,
int flags
);

在Project Settings -》Link-》Object/library modules 添加 ws2_32.lib
TCP服务端：
#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_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));

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 http://www.sunxin.org",
   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);
}
}

TCP客户端：

int connect(
SOCKET s,
const struct sockaddr FAR *name,
int namelen
);

#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_STREAM,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);
connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

char recvBuf[100];
recv(sockClient,recvBuf,100,0);
printf("%s/n",recvBuf);
send(sockClient,"This is lisi",strlen("This is lisi")+1,0);

closesocket(sockClient);
WSACleanup();
}

基于UDP的SOCKET
服务端
int recvfrom(
SOCKET s,
char FAR* buf,
int len,
int flags,
struct sockaddr FAR *from,
int FAR *fromlen
);
#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
int sendto(
SOCKET s,
const char FAR *buf,
int len,
int flags,
const struct sockaddr FAR *to,
int tolen
);

#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();
}

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