H2003031217_龔瑞_機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

分類號(hào) 分類號(hào) TP308TP308 U U D D C C D10621 408 2007 5805 0D10621 408 2007 5805 0 密密 級(jí) 公級(jí) 公 開開 編編 號(hào) 號(hào) 20030312172003031217 成成 都都 信信 息息 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院 學(xué)學(xué) 位位 論論 文文 機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 論文作者姓名 論文作者姓名 龔瑞龔瑞 申請(qǐng)學(xué)位專業(yè) 申請(qǐng)學(xué)位專業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 申請(qǐng)學(xué)位類別 申請(qǐng)學(xué)位類別 工學(xué)學(xué)士工學(xué)學(xué)士 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師姓姓名名 職職稱稱 羅代升 教授 羅代升 教授 論文提交日期 論文提交日期 20072007 年年 0606 月月 1010 日日 機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘摘 要要 為提高機(jī)房使用效率 凈化上機(jī)環(huán)境 杜絕個(gè)別用戶使用機(jī)房?jī)?nèi)電腦做違 規(guī)的事情 為機(jī)房管理員提供一個(gè)好的機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)是必要的 作者在對(duì)機(jī)房 微機(jī)管理過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查后 參考了一些網(wǎng)吧的微機(jī)管理系統(tǒng) 獲得了機(jī) 房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 機(jī)房管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能使管理員極其方便的獲取某臺(tái)微 機(jī)的屏幕視圖 鎖定某臺(tái)電腦的鍵盤和鼠標(biāo)輸入 并能發(fā)送消息給指定的電腦 用戶 本論文從理論上分析了實(shí)現(xiàn)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)所需要的基礎(chǔ)技術(shù)的原理 并以 VC 6 0 作為開發(fā)工具 在 Win32 平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)了一個(gè)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng) 論文第二 部分簡(jiǎn)述了 TCP IP 協(xié)議以及 Socket 編程技術(shù) 第三部分講述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目 標(biāo)和通信協(xié)議 第四章則介紹了實(shí)現(xiàn)過(guò)程中使用的核心技術(shù) 包括屏幕截圖 鎖定屏幕以及服務(wù)器端和客戶端的通信 通過(guò)本文的研究 為機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)展示了一個(gè)完整的方案 具有一定參考價(jià)值 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng) 屏幕截圖 鎖定屏幕 Socket The Design and Implementation of the Computer Room Monitor and Control System Abstract It is necessary to provide a computer room monitor and control system with good quality so that the users will obey the room rules and the room can work effectively in a steady environment After analyzing the process of the computer room management and studying some Cyber Cafe management system the concept framework of the computer room monitor and control system was gained At least the monitor system must provide abilities to snap the screen of the computer specified by the manager to disabled the input function of the keyboard and the mouse and to send messages to the computer users This article enumerated the technologies needed for the implementation of the monitor system and introduced in detail about the issue that how to build a Win32 executable system by using the VC 6 0 as the development tools In this article the 2nd chapter introduced the TCP IP protocol and the Socket programming the 3rd chapter described the design goals and the communication protocol the 4th chapter covered the technology cores of the monitor and control system which were screen snapping screen locking and communication between server and client This article advanced a complete solution for the design and implementation of the computer room monitor system and the solution will be reference for similar applying Key words computer room monitor system snap screen lock screen socket 目目 錄錄 論文總頁(yè)數(shù) 31 頁(yè) 1 引言 1 1 1 課題背景 1 1 2 內(nèi)容介紹 1 2 相關(guān)技術(shù)原理介紹 2 2 1 TCP IP 協(xié)議 2 2 1 1 TCP IP 協(xié)議簡(jiǎn)介 2 2 1 2 TCP 協(xié)議 2 2 1 3 IP 協(xié)議 3 2 1 4 TCP IP 模型 3 2 2 Socket 技術(shù) 6 2 2 1 Socket 基本概念 6 2 2 2 Socket 類型及規(guī)范 7 2 2 3 Win Socket API 8 2 3 Win32 編程技術(shù) 13 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 3 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 14 3 2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 15 4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 19 4 1 用戶界面的實(shí)現(xiàn) 19 4 2 核心算法的實(shí)現(xiàn) 20 4 2 1 客戶端和服務(wù)器端的通信 20 4 2 2 屏幕截圖 23 4 2 3 鎖屏和解屏 26 結(jié) 論 28 參考文獻(xiàn) 28 致 謝 30 聲 明 31 第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè) 1 1 引言引言 1 11 1 課題背景課題背景 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)信息種類多元化 信息量巨大化 傳播速度急速化的時(shí)代 要積極面臨這種現(xiàn)狀 就要能快速的處理各種信息 從而引申出人們對(duì)信息處 理工具的高度關(guān)注 而各種電子設(shè)備 尤其是電腦等硬件設(shè)備的出現(xiàn) 給人們 的日常生活帶來(lái)極大的變化 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn) 更使得人們的信息處理 方式發(fā)生了革命性的改變 毫無(wú)疑問(wèn) 計(jì)算機(jī)以及由計(jì)算機(jī)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 已經(jīng)成為當(dāng)今時(shí)代最佳的信息處理工具 掌握這個(gè)工具對(duì)于科研和學(xué)習(xí)有著重 要意義 鑒于這種情況 現(xiàn)在許多學(xué)校都提供了微機(jī)室 讓在校學(xué)生可以很好的學(xué) 習(xí)計(jì)算機(jī)操作 并使用計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí) 對(duì)于同學(xué)們來(lái)說(shuō) 這本來(lái)是個(gè)很好的 機(jī)會(huì) 但有個(gè)別同學(xué)未能珍惜這個(gè)機(jī)會(huì) 他們沒(méi)有好好利用這些微機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí) 和研究 而是在機(jī)房?jī)?nèi)打游戲或者閑聊等 甚至有人利用電腦進(jìn)行違反法規(guī)的 活動(dòng) 這些同學(xué)不但浪費(fèi)了自身的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì) 同時(shí)也浪費(fèi)了學(xué)校的寶貴資源 而且給周圍的同學(xué)造成了很不好的影響 因此 如何對(duì)機(jī)房進(jìn)行有效的管理成 為了一個(gè)不容忽視的問(wèn)題 對(duì)于機(jī)房管理 一方面應(yīng)該設(shè)立專門的管理員 擬定詳細(xì)的機(jī)房使用規(guī)則 另一方面 也應(yīng)該配備強(qiáng)大的管理軟件 輔助管理員進(jìn)行管理 因此 如何設(shè) 計(jì)和實(shí)現(xiàn)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)成為了本次課題的研究問(wèn)題 1 21 2 內(nèi)容介紹內(nèi)容介紹 文章在第二章介紹了一些基本的技術(shù)原理 涉及到 TCP IP 協(xié)議 Socket 技術(shù) Win32 編程等概念 這些都是實(shí)現(xiàn)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù) 在第三章 首先討論了機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備哪些功能 接著設(shè)計(jì)出了服務(wù)器端和客戶端 器的通信協(xié)議 在第四章 首先講述了用戶界面的實(shí)現(xiàn) 接著著重介紹了幾個(gè) 核心技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 包括如何對(duì)某個(gè)特定客戶端進(jìn)行屏幕截圖 如何鎖定指定客 戶端的屏幕以及如何在服務(wù)器端和客戶端的進(jìn)行通信 2 2 相關(guān)技術(shù)原理介紹相關(guān)技術(shù)原理介紹 2 12 1 TCP IPTCP IP 協(xié)議協(xié)議 2 1 12 1 1 TCP IPTCP IP 協(xié)議簡(jiǎn)介協(xié)議簡(jiǎn)介 所謂協(xié)議是一套用技術(shù)術(shù)語(yǔ)描述某些事物應(yīng)該如何做的規(guī)則 如果執(zhí)行不 同的協(xié)議 一方知道某事的概念 但另一方卻不知道 那么他們會(huì)因各自的協(xié) 議無(wú)法溝通而完不成有用的工作 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中 為了完成一項(xiàng)任務(wù) 所涉及的兩個(gè) 或多個(gè) 通信實(shí)體必須運(yùn)行同樣的協(xié)議 Internet 是 由眾多的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交錯(cuò)連接形成的網(wǎng)際網(wǎng) 作為 Internet 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) 成員的各種網(wǎng)絡(luò)在通訊中分別執(zhí)行自己的協(xié)議 所謂 Internet 協(xié)議是指在 Internet 的網(wǎng)絡(luò)之間以及各成員網(wǎng)內(nèi)部交換信息時(shí)要求遵循的協(xié)議 在 Internet 中 到處運(yùn)行著協(xié)議 凡是涉及兩個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)體的通信活動(dòng)均由 協(xié)議來(lái)支配 協(xié)議定義了兩個(gè)或多個(gè)通信實(shí)體間所交換消息的格式與順序 以 及在發(fā)出和 或收到一個(gè)消息或者發(fā)生其他事件所采取的行動(dòng) TCP IP 是 Internet 網(wǎng)絡(luò)上使用的通用協(xié)議 Internet 依靠上千個(gè)網(wǎng)絡(luò)和百萬(wàn)計(jì)的計(jì)算機(jī) 而 TCP IP 是把它們合在一起的粘結(jié)劑 TCP IP 的目標(biāo)是提供高速網(wǎng)絡(luò)通信鏈路 TCP IP 的實(shí)際名字來(lái)源于兩個(gè)最 重要的協(xié)議 TCP 協(xié)議與 IP 協(xié)議 其中傳輸控制協(xié)議 TCP 對(duì)應(yīng)于開放系統(tǒng)互聯(lián) 0SI 參考模型的傳輸層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議 IP 則對(duì)應(yīng)于 OSI 參考模型的網(wǎng)絡(luò)層 協(xié)議 所以 TCP IP 分別是 Internet 在傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層執(zhí)行的協(xié)議 2 1 22 1 2 TCPTCP 協(xié)議協(xié)議 TCP 協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)傳輸層協(xié)議 TCP 服務(wù)模型包括面向連接的服務(wù)和可靠的 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 調(diào)用 TCP 作為其傳輸協(xié)議的應(yīng)用同時(shí)取得這兩種服務(wù) 總體來(lái) 說(shuō) TCP 保證遞送全部數(shù)據(jù) 但對(duì)遞送速率和所經(jīng)歷的延遲不加保證 電子郵 件 遠(yuǎn)程終端訪問(wèn) Web 和文件傳送都使用 TCP 這些應(yīng)用選擇 TCP 的主要原因 在于 TCP 提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 能夠保證所有數(shù)據(jù)最終到達(dá)其目的地 TCP 的傳輸實(shí)體一般為軟件實(shí)現(xiàn) 一部分是用戶進(jìn)程 一部分是操作系統(tǒng)的 部分核心 管理 TCP 字節(jié)流 實(shí)現(xiàn)與 IP 層的接口 TCP 的傳輸服務(wù)是通過(guò)在 收發(fā)雙方創(chuàng)建套接字 Socket 來(lái)實(shí)現(xiàn)的 Socket 的地址是通過(guò) IP 地址與端口號(hào) 來(lái)標(biāo)識(shí)的 每條 TCP 的傳輸連接用發(fā)送端套接字 接收端套接字來(lái)表示 是點(diǎn) 到點(diǎn)的全雙工通道 全雙工 支持同時(shí)的雙向傳輸 運(yùn)行與 TCP 上的應(yīng)用程 序包括 FTP HTTP SMTP 和 TELNET 在 Internet 內(nèi)部 從主機(jī)傳送到主機(jī)的信息不是一個(gè)恒定的流 而是把數(shù) 據(jù)分解成小包 即數(shù)據(jù)包 例如你要發(fā)一分很長(zhǎng)的電子郵件 E mail 給一位朋 友 TCP 就將該信息分成很多個(gè)數(shù)據(jù)包 每一個(gè)數(shù)據(jù)包用一序號(hào)和接收地址來(lái) 標(biāo)記 此外 TCP 還插入一些糾錯(cuò)信息 接著數(shù)據(jù)包被傳過(guò)網(wǎng)絡(luò) 即把它們傳送 給遠(yuǎn)程的主機(jī)這就是 IP 的工作 在另一端 TCP 接收數(shù)據(jù)并檢查錯(cuò)誤 如果有錯(cuò) 誤發(fā)生 TCP 就可以要求重發(fā)信息 換句話說(shuō) IP 的工作是把原始數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)包 從 一端傳送到另一端 TCP 的工作就是管理這種流動(dòng)并確保其數(shù)據(jù)是正確的 把數(shù) 據(jù)分解成數(shù)據(jù)包有很多的好處 首先 它允許 Internet 讓很多不同的用戶在同 一時(shí)間用同一通訊線路 因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)包不必一起輸送 所以通訊線路可以載 著所有類型的數(shù)據(jù)包按它們自己的路徑從一地到另一地 就如同一條高速公路 上 各類汽車 即使它們開向不同的地方 都在公共道路上行駛 當(dāng)數(shù)據(jù)包傳 第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè) 輸時(shí) 它們沿規(guī)定的路由從主機(jī)到主機(jī) 一直到它們到達(dá)最終目的地 這意味 著 Internet 很具靈活性 如果一個(gè)特定的連接中斷了 控制數(shù)據(jù)流動(dòng)的計(jì)算機(jī) 通常可以找到另一條路由 事實(shí)上 在單一數(shù)據(jù)傳輸中 多個(gè)數(shù)據(jù)包完全可能 沿不同的路由傳輸 當(dāng)條件改變時(shí) 網(wǎng)絡(luò)可獲得當(dāng)時(shí)最好的連接 如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的 某一部分過(guò)載 數(shù)據(jù)包可以改變路線去走那些比較空閑的線路 用數(shù)據(jù)包傳輸 的另一個(gè)好處是 當(dāng)某處出錯(cuò) 只須重新傳送單個(gè)數(shù)據(jù)包 而不是整個(gè)信息 這樣會(huì)大大加快 Internet 的傳輸總速度 這種靈活性產(chǎn)生很高的可靠性 Internet 運(yùn)行非常好 雖然所有數(shù)據(jù)包都必須通過(guò)很多計(jì)算機(jī) 但它可以用幾 秒鐘就把一個(gè)文件從一主機(jī)傳輸?shù)搅硪恢鳈C(jī) 盡管它們相距很遠(yuǎn) 2 1 32 1 3 IPIP 協(xié)議協(xié)議 網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 IP 用于數(shù)據(jù)報(bào)交換網(wǎng)絡(luò)互連系統(tǒng)種 是 TCP IP 協(xié)議堆棧所 采用的傳輸協(xié)議 IP 協(xié)議的基本數(shù)據(jù)形態(tài)是數(shù)據(jù)元 datagram 一般都成為 數(shù)據(jù)報(bào) 此協(xié)議提供了從來(lái)源主機(jī)到目的主機(jī)之間數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸機(jī)制 IP 數(shù)據(jù) 報(bào)中攜帶這來(lái)源地址和目的地址 利用這些地址數(shù)據(jù) 可將數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)侥康?主機(jī) IP 協(xié)議具有數(shù)據(jù)報(bào)分割以及重組機(jī)制 需要的時(shí)候可以將數(shù)據(jù)報(bào)作適當(dāng) 的分割以及重組 以便能夠在網(wǎng)絡(luò)中傳輸 IP 協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 它是一種不可靠的 無(wú)連接導(dǎo)向的協(xié)議 無(wú)論是端 對(duì)端或者路由器對(duì)路由器 都不提供可靠的傳輸 也不會(huì)提供確認(rèn)信息 除了 報(bào)頭校驗(yàn)和外 IP 協(xié)議本身沒(méi)有數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤控制機(jī)制 一旦數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤或者 未能完整的接收 都不能重傳 甚至即使是只有一個(gè)字節(jié)發(fā)生錯(cuò)誤或者沒(méi)有收 到 也必須將整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都丟棄 雖然 IP 協(xié)議提供了數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸機(jī)制 但 是并沒(méi)有提供傳輸?shù)目煽啃?流量控制 順序性服務(wù)機(jī)制 它所提供的只是最 佳化的傳輸服務(wù) 2 1 42 1 4 TCP IPTCP IP 模型模型 習(xí)慣上 人們把 Internet 的通訊協(xié)議籠統(tǒng)地稱為 TCP IP 協(xié)議 也有人把 Internet 稱為 TCP IP 網(wǎng)或 TCP IP Internet 網(wǎng) 在這種意義下 Internet 的 TCP IP 協(xié)議可以說(shuō)就是基于四種模型的協(xié)議 即應(yīng)用層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng) 絡(luò)訪問(wèn)層 其中網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層又分為網(wǎng)絡(luò)接口層 鏈路層 和最基礎(chǔ)的物理層 所 以也可以說(shuō) Internet 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是基于五層模型的協(xié)議 根據(jù) TCP IP 協(xié)議 互聯(lián)網(wǎng)分為 4 層 加上最底層的硬件層一共是 5 層 第 4 頁(yè) 共 30 頁(yè) 應(yīng)用層 第五層 傳輸層 第四層 網(wǎng)絡(luò)層 第三層 鏈路層 第二層 物理層 第一層 圖 2 1 TCP IP 協(xié)議分層 1 物理層 物理層的任務(wù)是把幀中的各位從一個(gè)節(jié)點(diǎn)移往下一個(gè)節(jié)點(diǎn) 這一層的協(xié)議 也取決于鏈路 而進(jìn)一步取決于鏈路真正的傳輸介質(zhì) 物理層提供了一個(gè)基本機(jī)制 對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù) 比特 進(jìn)行編碼 發(fā)送到物 理介質(zhì) 和解碼 從物理介質(zhì)接收 例如 10Mbit s bit s 指比特每秒 以太 網(wǎng)的曼徹斯特編碼 光纖分布式數(shù)據(jù)接口 Fiber Distributed data Interface 簡(jiǎn)稱 FDDI 的 4B 5B 編碼 物理層也負(fù)責(zé)通知第二層 鏈路層 何時(shí)訪問(wèn)介質(zhì) 物理層以比特流的方式傳送來(lái)自鏈路層的數(shù)據(jù) 而不理會(huì)數(shù)據(jù) 的含義或格式 同樣 它接收數(shù)據(jù)以后 不加分析直接傳給鏈路層 物理層也定義與介質(zhì)的物理連接機(jī)制 但不是介質(zhì)本身 按照參考模型的 原理 實(shí)際的物理介質(zhì)在物理層之下 2 鏈路層 鏈路層的任務(wù)是把完整的幀從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)組建移往某個(gè)緊鄰的組件 負(fù)責(zé)管 理數(shù)據(jù)格式 它定義了將數(shù)據(jù)組成正確幀的規(guī)程和在網(wǎng)絡(luò)中傳輸幀的規(guī)程 幀 是指一串?dāng)?shù)據(jù) 它是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膯挝?網(wǎng)絡(luò)層在源端和目的端之間經(jīng) 由一系列分組交換機(jī) 路由器 路由分組 為了將一個(gè)分組從一個(gè)節(jié)點(diǎn) 主機(jī) 或分組交換機(jī) 移往其路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)層必須依賴由鏈路層提供的 服務(wù) 鏈路層提供了對(duì)鏈路的管理 鏈路層提供的服務(wù)取決于應(yīng)用在鏈路上的 特定鏈路層協(xié)議 分組從源端到目的端一般需要經(jīng)過(guò)多個(gè)鏈路 每個(gè)分組沿其 路徑到達(dá)不同鏈路是 可能有不同的鏈路層協(xié)議來(lái)處理 既是說(shuō) IP 從不同的 鏈路層協(xié)議獲取的服務(wù)會(huì)不一樣 鏈路層負(fù)責(zé)監(jiān)督相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息流動(dòng) 它使用檢錯(cuò)或糾錯(cuò)技術(shù)來(lái)確保 正確的傳輸 當(dāng)鏈路檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí) 它請(qǐng)求重發(fā) 或是根據(jù)情況糾正 此外 鏈路層還要解決流量控制的問(wèn)題 3 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層提供越過(guò)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的選路功能 為端點(diǎn)提供無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)訪問(wèn) 并定義端到端通過(guò)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的尋址功能 網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)尋址 打包以及從 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)路由器到最終目標(biāo)的包轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 網(wǎng)絡(luò)層的核心協(xié) 議有 IP ARP RARP ICMP 和 IGMP IP 協(xié)議 Internet protocol 簡(jiǎn)稱 IP 是 TCP IP 模型的核心 它是一個(gè)路由協(xié)議 負(fù)責(zé) IP 尋址 路由選擇 分段及 包重組 4 傳輸層 傳輸層給應(yīng)用提供在其客戶端和服務(wù)器之間傳輸應(yīng)用層消息的服務(wù) 即傳 輸層負(fù)責(zé)為兩個(gè)用戶進(jìn)程之間建立 管理和拆除可靠而又有效的端到端連接 傳輸層的核心協(xié)議是傳輸控制協(xié)議 TCP Transmission Control Protocol 和 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP User Datagram Protocol TCP 給其應(yīng)用提供面向連接 的服務(wù) 該服務(wù)包括應(yīng)用層消息往目的地有保證的遞送以及流量控制 既發(fā)送 端和接收端之間速度的匹配 TCP 還把長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊分割成較小的段 并提供擁塞 控制機(jī)制 這樣當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于擁塞狀態(tài)時(shí) 源端會(huì)抑制其發(fā)送速率 UDP 協(xié)議給 其應(yīng)用提供無(wú)連接的服務(wù) 是一個(gè)幾乎沒(méi)有任何修飾的服務(wù) 5 應(yīng)用層 應(yīng)用層負(fù)責(zé)支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 直接與用戶或應(yīng)用程序通信 它給應(yīng)用程序提 供訪問(wèn)其他層服務(wù)的能力并定義應(yīng)用程序用于交換數(shù)據(jù)的協(xié)議 應(yīng)用層包括許 多協(xié)議 例如支持 Web 的 HTTP 支持文件傳送的 FTP 支持電子郵件的 SMTP 協(xié)議都建立在這一層 TCP IP 應(yīng)用程序使用的應(yīng)用層接口有 Windows 套接字 Winsock NetBIOS 等 Windows 套接字提供 Windows 下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用編程接口 NetBIOS 是 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口 用于訪問(wèn)協(xié)議服務(wù) 如會(huì)話 數(shù)據(jù)報(bào)和名字解析等 Internet 的核心層是網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層 相應(yīng)的核心協(xié)議是 IP 協(xié)議和 TCP 協(xié)議 IP 協(xié)議的主要功能包括無(wú)連結(jié)數(shù)據(jù)報(bào)傳送 數(shù)據(jù)報(bào)尋徑以及差錯(cuò)處理三 部分 IP 協(xié)議的特點(diǎn)是點(diǎn)到點(diǎn)的 IP 對(duì)等實(shí)體間的通信不經(jīng)過(guò)中間機(jī)器 對(duì)等 實(shí)體所在的機(jī)器位于同一物理網(wǎng)絡(luò) 對(duì)等機(jī)器之間有直接的物理連接 IP 層的 主要功能是屏蔽下面物理層的差別 向上一層提供一致的數(shù)據(jù)格式 所有要傳 輸?shù)臄?shù)據(jù) 被按照一定的格式分組封裝層 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 數(shù)據(jù)報(bào)單元通過(guò)尋徑等機(jī) 制進(jìn)行傳輸 在接收方數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行重組 得到最初要傳送的數(shù)據(jù) 由于 IP 協(xié)議 是不可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 由于網(wǎng)絡(luò)的擁塞而發(fā)生的數(shù)據(jù)丟失等情況是不可避 免的 因此 Internet 還必須有一定的控制重傳機(jī)制 這就是差錯(cuò)與控制報(bào)文 協(xié)議 ICMP 盡管計(jì)算機(jī)通過(guò)安裝 IP 軟件 從而保證了計(jì)算機(jī)之間可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù) 但 IP 協(xié)議還不能解決數(shù)據(jù)分組在傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題 因此 若要解決 可能出現(xiàn)的問(wèn)題 還需要 TCP 協(xié)議來(lái)提供可靠的并且無(wú)差錯(cuò)的通信服務(wù) TCP 第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè) 協(xié)議被稱作一種端對(duì)端協(xié)議 這是因?yàn)樗鼮閮膳_(tái)計(jì)算機(jī)之間的連接起了重要作 用 當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要與另一臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接時(shí) TCP 協(xié)議會(huì)讓它們建立一 個(gè)連接 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)以及終止連接 傳輸控制協(xié)議 TCP 協(xié)議利用重發(fā)技術(shù) 和擁塞控制機(jī)制 向應(yīng)用程序提供可靠的通信連接 使它能夠自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)上的 各種變化 即使在 Internet 暫時(shí)出現(xiàn)堵塞的情況下 TCP 也能夠保證通信的 可靠 互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)龐大的國(guó)際性網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)路上的擁擠和空閑時(shí)間總是交替不 定的 加上傳送的距離也遠(yuǎn)近不同 所以傳輸數(shù)據(jù)所用時(shí)間也會(huì)變化不定 TCP 協(xié)議具有自動(dòng)調(diào)整 超時(shí)值 的功能 能很好地適應(yīng) Internet 上各種各樣的變 化 確保傳輸數(shù)值的正確 IP 協(xié)議只保證計(jì)算機(jī)能發(fā)送和接收分組數(shù)據(jù) 而 TCP 協(xié)議則可提供一個(gè)可 靠的 可流控的 全雙工的信息流傳輸服務(wù) 雖然 IP 和 TCP 這兩個(gè)協(xié)議的功能 不盡相同 也可以分開單獨(dú)使用 但它們是在同一時(shí)期作為一個(gè)協(xié)議來(lái)設(shè)計(jì)的 并且在功能上也是互補(bǔ)的 只有兩者的結(jié)合 才能保證 Internet 在復(fù)雜的環(huán) 境下正常運(yùn)行 凡是要連接到 Internet 的計(jì)算機(jī) 都必須同時(shí)安裝和使用這 兩個(gè)協(xié)議 因此在實(shí)際中常把這兩個(gè)協(xié)議統(tǒng)稱作 TCP IP 協(xié)議 2 22 2 Socket 技術(shù)技術(shù) 2 2 12 2 1 SocketSocket 基本概念基本概念 20 世紀(jì) 80 年代初 美國(guó)政府的高級(jí)研究機(jī)構(gòu) ARPA 給加利福尼亞大學(xué) Berkeley 分校提供資金 讓他們?cè)?UNIX 操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn) TCP IP 協(xié)議 在這個(gè) 項(xiàng)目中 研究人員為 TCP IP 網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)了 API 應(yīng)用程序接口 這個(gè) API 稱為 Socket 接口 如今 Socket 接口是 TCP IP 網(wǎng)絡(luò)最為通用的 API 也是在 Internet 上進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)最為通用的 API Internet 是有不同種類的網(wǎng)絡(luò)互連而成 實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)之間交互 操作的關(guān)鍵問(wèn)題是由 TCP IP 協(xié)議來(lái)解決的 TCP IP 協(xié)議的核心是傳輸層協(xié)議 TCP 和 UDP 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 IP 和網(wǎng)絡(luò)接口層 前兩層在操作系統(tǒng)內(nèi)核中實(shí) 現(xiàn) 操作系統(tǒng)內(nèi)核是不能直接為一般用戶所感受到的 一般用戶感受到的只有 應(yīng)用程序 包括系統(tǒng)應(yīng)用程序 即各種應(yīng)用程序構(gòu)成了操作系統(tǒng)的用戶視圖 兩者之間的接口是網(wǎng)絡(luò)編程界面 程序員界面 因此 TCP IP 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的 應(yīng)用程序也不是直接與 TCP IP 核心打交道 而是與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口 套接字 socket 打交道 編程接口構(gòu)成了核心協(xié)議的用戶視圖 實(shí)際上 Socket 在計(jì)算機(jī)中提供了一個(gè)通信端口 可以通過(guò)這個(gè)端口與任 何一個(gè)具有 Socket 接口的計(jì)算機(jī)通信 應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸 接收的信息都 通過(guò)這個(gè) Socket 接口來(lái)實(shí)現(xiàn) 在應(yīng)用開發(fā)中 就像使用文件句柄一樣 可以對(duì) Socket 句柄進(jìn)行讀 寫操作 可以把 Socket 看成是一根連接線 當(dāng)在兩臺(tái)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 30 頁(yè) 算機(jī)之間建立了一個(gè) Socket 之后 兩臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以通過(guò)這根連接線來(lái)完成信 息交互 所做的僅僅是向這根連接線里寫入數(shù)據(jù) 再?gòu)钠渲凶x出數(shù)據(jù) 而不必 擔(dān)心會(huì)不會(huì)由信息丟失 Socket 會(huì)負(fù)責(zé)照看好數(shù)據(jù) Socket 用于表達(dá)兩臺(tái)機(jī)器之間的連接 終端 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用涉及兩臺(tái) 或兩臺(tái)以上 不同主機(jī)中跨網(wǎng)絡(luò)彼此通信的兩個(gè)進(jìn)程 這兩個(gè)進(jìn)程通過(guò)經(jīng)由 各自的套接字 Socket 發(fā)送和接收消息彼此通信 對(duì)于一個(gè)給定的連接 每 臺(tái)機(jī)器上都有一個(gè)套接字 有點(diǎn)像我們打電話 用電纜把電話連接起來(lái) 中間 的物理結(jié)構(gòu)和具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程我們不必了解 只要我們能進(jìn)行通話即可 套接字 是單臺(tái)主機(jī)內(nèi)應(yīng)用層和傳輸層之間的接口 套接字也用于指代應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò) 之間的應(yīng)用程序接口 application program interface 簡(jiǎn)稱 API 因?yàn)樗?又是用于構(gòu)造互聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的編程接口 當(dāng)我們進(jìn)行編程時(shí) 需要 用到 Socket 接口 Socket 接口定義了許多函數(shù)或例程 我們可以直接調(diào)用它 們實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接 通信等功能 Socket 接口為我們建立通信信道 我們可以通 過(guò)這條通道來(lái)與一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接 套接字屏蔽了底層通信軟件和具體操作系統(tǒng)的差異 使得任何兩臺(tái)安裝了 TCP 協(xié)議軟件和實(shí)現(xiàn)了套接字規(guī)范的計(jì)算機(jī)之間的通信成為可能 對(duì)于應(yīng)用程 序來(lái)說(shuō) 它就像一個(gè)服務(wù)協(xié)議插座一樣 各種不同的協(xié)議 對(duì)應(yīng)不同的端口 我們可以把套接字看作相應(yīng)進(jìn)程上的 門 進(jìn)程把消息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)或從 網(wǎng)絡(luò)接收消息都得經(jīng)過(guò)自身得套接字 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程想給另一臺(tái)主機(jī)中的另一個(gè) 進(jìn)程發(fā)送消息是 它就把該消息推出自家的門 該進(jìn)程認(rèn)定在這扇門的另一側(cè) 有一個(gè)傳輸設(shè)施會(huì)把這個(gè)消息傳輸?shù)侥康倪M(jìn)程的門口 在服務(wù)器進(jìn)程處于運(yùn)行 狀態(tài)的情況下 客戶進(jìn)程就能夠初始化一個(gè)到服務(wù)器的 TCP 連接了 這是通過(guò) 在客戶程序中創(chuàng)建一個(gè)套接字對(duì)象來(lái)完成的 當(dāng)客戶創(chuàng)建了它的套接字對(duì)象的 時(shí)候 它詳細(xì)說(shuō)明了服務(wù)器進(jìn)程的地址 也就是 服務(wù)器的 IP 地址和進(jìn)程的端 口號(hào) 一旦創(chuàng)建了套接字對(duì)象 客戶端的 TCP 就發(fā)起一個(gè)三次握手 并建立一 個(gè)和服務(wù)器的 TCP 連接 三次握手對(duì)客戶和服務(wù)器程序來(lái)說(shuō)是完全透明的 2 2 22 2 2 SocketSocket 類型及規(guī)范類型及規(guī)范 可以提供給用戶使用的套接字有兩種 它們分別是數(shù)據(jù)報(bào)套接字和流式套 接字 1 流式套接字 SOCKET STREAM 提供了面向連接 雙向可靠的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù) 數(shù)據(jù)無(wú)出錯(cuò) 無(wú)重復(fù)地發(fā) 送且按發(fā)送順序接收 內(nèi)設(shè)流量控制 避免數(shù)據(jù)流超限 數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流 無(wú)長(zhǎng)度限制 流式套接字使用傳輸控制協(xié)議 TCP 它提供了一種可靠的 面向連接的 第 8 頁(yè) 共 30 頁(yè) 數(shù)據(jù)傳輸方式 通?；谶B接的流式套接字是設(shè)計(jì)客戶機(jī) 服務(wù)器應(yīng)用程序時(shí)的 標(biāo)準(zhǔn) 流式套接字主要用于大批量數(shù)據(jù)或者讓數(shù)據(jù)按順序無(wú)重復(fù)的到達(dá)目的地 而使用 2 數(shù)據(jù)報(bào)式套接字 SOCKET DGRAM 提供了無(wú)連接服務(wù) 數(shù)據(jù)包以獨(dú)立形式被發(fā)送 不提供無(wú)錯(cuò)保證 數(shù)據(jù)可 能丟失或者重復(fù) 并且接收順序無(wú)序 數(shù)據(jù)報(bào)套接字使用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP 實(shí)際使用中 同一個(gè)分組數(shù)據(jù)報(bào)可能不止一次的被發(fā)送 一般要等到 接收方發(fā)回確認(rèn)收到的消息才會(huì)停止發(fā)送 一般有兩種套接字規(guī)范 一種是針對(duì) UNIX 系統(tǒng)的 Berkely Socket 規(guī)范 一種是占主流地位的 Windows sockets 簡(jiǎn)稱 WinSock 規(guī)范 它是 Microsoft 以 Berkely Socket 規(guī)范為范例開發(fā)的 windows 下的網(wǎng)絡(luò)編程接口 Windows socket 規(guī)范定義并記錄了如何使用 API 與 Internet 協(xié)議相連接 且所有的 Windows socket 實(shí)現(xiàn)都支持流式套接字和數(shù)據(jù)報(bào)套接字 應(yīng)用程序調(diào) 用 Windows socket 的 API 實(shí)現(xiàn)相互之間的通信 Windows socket 又利用下層 的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議功能和操作系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)實(shí)際的通信工作 2 2 32 2 3 WinWin SocketSocket APIAPI 本文在軟件實(shí)現(xiàn)上使用的 Socket 函數(shù)正是 Windows Socket API 下面介 紹幾個(gè)重要的 API 一 WSAStartup 函數(shù) int WSAStartup WORD wVersionRequested LPWSADATA lpWSAData 使用 Socket 的程序在使用 Socket 之前必須調(diào)用 WSAStartup 函數(shù) 該 函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指明程序請(qǐng)求使用的 Socket 版本 其中高位字節(jié)指明副 版本 低位字節(jié)指明主版本 操作系統(tǒng)利用第二個(gè)參數(shù)返回請(qǐng)求的 Socket 的版本信息 當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序調(diào)用 WSAStartup 函數(shù)時(shí) 操作系統(tǒng)根據(jù)請(qǐng)求 的 Socket 版本來(lái)搜索相應(yīng)的 Socket 庫(kù) 然后綁定找到的 Socket 庫(kù)到該應(yīng) 用程序中 以后應(yīng)用程序就可以調(diào)用所請(qǐng)求的 Socket 庫(kù)中的其它 Socket 函 數(shù)了 該函數(shù)執(zhí)行成功后返回 0 例 假如一個(gè)程序要使用 2 1 版本的 Socket 那么程序代碼如下 wVersionRequested MAKEWORD 2 1 err WSAStartup wVersionRequested 第 9 頁(yè) 共 30 頁(yè) 二 WSACleanup 函數(shù) int WSACleanup void 應(yīng)用程序在完成對(duì)請(qǐng)求的 Socket 庫(kù)的使用后 要調(diào)用 WSACleanup 函數(shù) 來(lái)解除與 Socket 庫(kù)的綁定并且釋放 Socket 庫(kù)所占用的系統(tǒng)資源 三 socket 函數(shù) SOCKET socket int af int type int protocol 應(yīng)用程序調(diào)用 socket 函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的套接字 第 一個(gè)參數(shù)指定應(yīng)用程序使用的通信協(xié)議的協(xié)議族 對(duì)于 TCP IP 協(xié)議族 該 參數(shù)置 PF INET 第二個(gè)參數(shù)指定要?jiǎng)?chuàng)建的套接字類型 流套接字類型為 SOCK STREAM 數(shù)據(jù)報(bào)套接字類型為 SOCK DGRAM 第三個(gè)參數(shù)指定應(yīng)用程序 所使用的通信協(xié)議 該函數(shù)如果調(diào)用成功就返回新創(chuàng)建的套接字的描述符 如果失敗就返回 INVALID SOCKET 套接字描述符是一個(gè)整數(shù)類型的值 每 個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程空間里都有一個(gè)套接字描述符表 該表中存放著套接字描述符 和套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 該表中有一個(gè)字段存放新創(chuàng)建的套接字的描 述符 另一個(gè)字段存放套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址 因此根據(jù)套接字描述符就可 以找到其對(duì)應(yīng)的套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 每個(gè)進(jìn)程在自己的進(jìn)程空間里都有一個(gè)套 接字描述符表但是套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是在操作系統(tǒng)的內(nèi)核緩沖里 下面是一 個(gè)創(chuàng)建流套接字的例子 struct protoent ppe ppe getprotobyname tcp SOCKET ListenSocket socket PF INET SOCK STREAM ppe p proto 四 closesocket 函數(shù) int closesocket SOCKET s closesocket 函數(shù)用來(lái)關(guān)閉一個(gè)描述符為 s 套接字 由于每個(gè)進(jìn)程中都 有一個(gè)套接字描述符表 表中的每個(gè)套接字描述符都對(duì)應(yīng)了一個(gè)位于操作系 統(tǒng)緩沖區(qū)中的套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 因此有可能有幾個(gè)套接字描述符指向同一個(gè) 套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中專門有一個(gè)字段存放該結(jié)構(gòu)的被引用次 數(shù) 即有多少個(gè)套接字描述符指向該結(jié)構(gòu) 當(dāng)調(diào)用 closesocket 函數(shù)時(shí) 操 作系統(tǒng)先檢查套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的該字段的值 如果為 1 就表明只有一個(gè) 套接字描述符指向它 因此操作系統(tǒng)就先把 s 在套接字描述符表中對(duì)應(yīng)的那 條表項(xiàng)清除 并且釋放 s 對(duì)應(yīng)的套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 如果該字段大于 1 那么 操作系統(tǒng)僅僅清除 s 在套接字描述符表中的對(duì)應(yīng)表項(xiàng) 并且把 s 對(duì)應(yīng)的套接 字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的引用次數(shù)減 1 closesocket 函數(shù)如果執(zhí)行成功就返回 0 否則返回 SOCKET ERROR 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè) 五 send 函數(shù) int send SOCKET s const char FAR buf int len int flags 不論是客戶還是服務(wù)器應(yīng)用程序都用 send 函數(shù)來(lái)向 TCP 連接的另一端 發(fā)送數(shù)據(jù) 客戶程序一般用 send 函數(shù)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求 而服務(wù)器則通常 用 send 函數(shù)來(lái)向客戶程序發(fā)送應(yīng)答 該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指定發(fā)送端套接 字描述符 第二個(gè)參數(shù)指明一個(gè)存放應(yīng)用程序要發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) 第三個(gè) 參數(shù)指明實(shí)際要發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù) 第四個(gè)參數(shù)一般置 0 這里只描述同 步 Socket 的 send 函數(shù)的執(zhí)行流程 當(dāng)調(diào)用該函數(shù)時(shí) send 先比較待發(fā)送 數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度 len 和套接字 s 的發(fā)送緩沖區(qū)的長(zhǎng)度 如果 len 大于 s 的發(fā)送緩 沖區(qū)的長(zhǎng)度 該函數(shù)返回 SOCKET ERROR 如果 len 小于或者等于 s 的發(fā)送 緩沖區(qū)的長(zhǎng)度 那么 send 先檢查協(xié)議是否正在發(fā)送 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù) 如果是就等待協(xié)議把數(shù)據(jù)發(fā)送完 如果協(xié)議還沒(méi)有開始發(fā)送 s 的發(fā)送緩沖中 的數(shù)據(jù)或者 s 的發(fā)送緩沖中沒(méi)有數(shù)據(jù) 那么 send 就比較 s 的發(fā)送緩沖區(qū)的 剩余空間和 len 如果 len 大于剩余空間大小 send 就一直等待協(xié)議把 s 的 發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)發(fā)送完 如果 len 小于剩余空間大小 send 就僅僅把 buf 中的數(shù)據(jù) copy 到剩余空間里 注意并不是 send 把 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)傳 到連接的另一端的 而是協(xié)議傳的 send 僅僅是把 buf 中的數(shù)據(jù) copy 到 s 的發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間里 如果 send 函數(shù) copy 數(shù)據(jù)成功 就返回實(shí)際 copy 的字節(jié)數(shù) 如果 send 在 copy 數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤 那么 send 就返回 SOCKET ERROR 如果 send 在等待協(xié)議傳送數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)斷開的話 那么 send 函數(shù)也返回 SOCKET ERROR 要注意 send 函數(shù)把 buf 中的數(shù)據(jù)成功 copy 到 s 的發(fā)送緩沖的剩余空間里后它就返回了 但是此時(shí)這些數(shù)據(jù)并不一定馬上 被傳到連接的另一端 如果協(xié)議在后續(xù)的傳送過(guò)程中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤的話 那 么下一個(gè) Socket 函數(shù)就會(huì)返回 SOCKET ERROR 每一個(gè)除 send 外的 Socket 函數(shù)在執(zhí)行的最開始總要先等待套接字的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)被協(xié)議傳送完畢 才能繼續(xù) 如果在等待時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤 那么該 Socket 函數(shù)就返回 SOCKET ERROR 注意 在 Unix 系統(tǒng)下 如果 send 在等待協(xié)議傳送數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)斷開的話 調(diào)用 send 的進(jìn)程會(huì)接收到一個(gè) SIGPIPE 信號(hào) 進(jìn)程對(duì)該信號(hào)的默認(rèn)處理是 進(jìn)程終止 六 recv 函數(shù) int recv SOCKET s char FAR buf int len int flags 不論是客戶還是服務(wù)器應(yīng)用程序都用 recv 函數(shù)從 TCP 連接的另一端接 收數(shù)據(jù) 該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指定接收端套接字描述符 第二個(gè)參數(shù)指明一 第 11 頁(yè) 共 30 頁(yè) 個(gè)緩沖區(qū) 該緩沖區(qū)用來(lái)存放 recv 函數(shù)接收到的數(shù)據(jù) 第三個(gè)參數(shù)指明 buf 的長(zhǎng)度 第四個(gè)參數(shù)一般置 0 這里只描述同步 Socket 的 recv 函數(shù)的 執(zhí)行流程 當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用 recv 函數(shù)時(shí) recv 先等待 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù) 據(jù)被協(xié)議傳送完畢 如果協(xié)議在傳送 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤 那么 recv 函數(shù)返回 SOCKET ERROR 如果 s 的發(fā)送緩沖中沒(méi)有數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù) 被協(xié)議成功發(fā)送完畢后 recv 先檢查套接字 s 的接收緩沖區(qū) 如果 s 接收 緩沖區(qū)中沒(méi)有數(shù)據(jù)或者協(xié)議正在接收數(shù)據(jù) 那么 recv 就一直等待 只到協(xié) 議把數(shù)據(jù)接收完畢 當(dāng)協(xié)議把數(shù)據(jù)接收完畢 recv 函數(shù)就把 s 的接收緩沖 中的數(shù)據(jù) copy 到 buf 中 注意協(xié)議接收到的數(shù)據(jù)可能大于 buf 的長(zhǎng)度 所 以在這種情況下要調(diào)用幾次 recv 函數(shù)才能把 s 的接收緩沖中的數(shù)據(jù) copy 完 recv 函數(shù)僅僅是 copy 數(shù)據(jù) 真正的接收數(shù)據(jù)是協(xié)議來(lái)完成的 recv 函數(shù) 返回其實(shí)際 copy 的字節(jié)數(shù) 如果 recv 在 copy 時(shí)出錯(cuò) 那么它返回 SOCKET ERROR 如果 recv 函數(shù)在等待協(xié)議接收數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中斷了 那么它 返回 0 注意 在 Unix 系統(tǒng)下 如果 recv 函數(shù)在等待協(xié)議接收數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)斷開 了 那么調(diào)用 recv 的進(jìn)程會(huì)接收到一個(gè) SIGPIPE 信號(hào) 進(jìn)程對(duì)該信號(hào)的默 認(rèn)處理是進(jìn)程終止 七 bind 函數(shù) int bind SOCKET s const struct sockaddr FAR name int namelen 當(dāng)創(chuàng)建了一個(gè) Socket 以后 套接字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有一個(gè)默認(rèn)的 IP 地址和 默認(rèn)的端口號(hào) 一個(gè)服務(wù)程序必須調(diào)用 bind 函數(shù)來(lái)給其綁定一個(gè) IP 地址和 一個(gè)特定的端口號(hào) 客戶程序一般不必調(diào)用 bind 函數(shù)來(lái)為其 Socket 綁定 IP 地址和斷口號(hào) 該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指定待綁定的 Socket 描述符 第二 個(gè)參數(shù)指定一個(gè) sockaddr 結(jié)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)是這樣定義的 struct sockaddr u short sa family char sa data 14 sa family 指定地址族 對(duì)于 TCP IP 協(xié)議族的套接字 給其置 AF INET 當(dāng)對(duì) TCP IP 協(xié)議族的套接字進(jìn)行綁定時(shí) 我們通常使用另一 個(gè)地址結(jié)構(gòu) struct sockaddr in short sin family 第 12 頁(yè) 共 30 頁(yè) u short sin port struct in addr sin addr char sin zero 8 其中 sin family 置 AF INET sin port 指明端口號(hào) sin addr 結(jié)構(gòu)體 中只有一個(gè)唯一的字段 s addr 表示 IP 地址 該字段是一個(gè)整數(shù) 一般用 函數(shù) inet addr 把字符串形式的 IP 地址轉(zhuǎn)換成 unsigned long 型的整 數(shù)值后再置給 s addr 有的服務(wù)器是多宿主機(jī) 至少有兩個(gè)網(wǎng)卡 那么運(yùn) 行在這樣的服務(wù)器上的服務(wù)程序在為其 Socket 綁定 IP 地址時(shí)可以把 htonl INADDR ANY 置給 s addr 這樣做的好處是不論哪個(gè)網(wǎng)段上的客戶程 序都能與該服務(wù)程序通信 如果只給運(yùn)行在多宿主機(jī)上的服務(wù)程序的 Socket 綁定一個(gè)固定的 IP 地址 那么就只有與該 IP 地址處于同一個(gè)網(wǎng)段 上的客戶程序才能與該服務(wù)程序通信 我們用 0 來(lái)填充 sin zero 數(shù)組 目 的是讓 sockaddr in 結(jié)構(gòu)的大小與 sockaddr 結(jié)構(gòu)的大小一致 下面是一個(gè) bind 函數(shù)調(diào)用的例子 struct sockaddr in saddr saddr sin family AF INET saddr sin port htons 8888 saddr sin addr s addr htonl INADDR ANY bind ListenSocket struct sockaddr 服務(wù)程序可以調(diào)用 listen 函數(shù)使其流套接字 s 處于監(jiān)聽狀態(tài) 處于監(jiān) 聽狀態(tài)的流套接字 s 將維護(hù)一個(gè)客戶連接請(qǐng)求隊(duì)列 該隊(duì)列最多容納 backlog 個(gè)客戶連接請(qǐng)求 假如該函數(shù)執(zhí)行成功 則返回 0 如果執(zhí)行失敗 則返回 SOCKET ERROR 九 accept 函數(shù) SOCKET accept SOCKET s struct sockaddr FAR addr int FAR addrlen 服務(wù)程序調(diào)用 accept 函數(shù)從處于監(jiān)聽狀態(tài)的流套接字 s 的客戶連接請(qǐng) 求隊(duì)列中取出排在最前的一個(gè)客戶請(qǐng)求 并且創(chuàng)建一個(gè)新的套接字來(lái)與客戶 套接字創(chuàng)建連接通道 如果連接成功 就返回新創(chuàng)建的套接字的描述符 以 后與客戶套接字交換數(shù)據(jù)的是新創(chuàng)建的套接字 如果失敗就返回 INVALID SOCKET 該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指定處于監(jiān)聽狀態(tài)的流套接字 操作 第 13 頁(yè) 共 30 頁(yè) 系統(tǒng)利用第二個(gè)參數(shù)來(lái)返回新創(chuàng)建的套接字的地址結(jié)構(gòu) 操作系統(tǒng)利用第三 個(gè)參數(shù)來(lái)返回新創(chuàng)建的套接字的地址結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度 下面是一個(gè)調(diào)用 accept 的例子 struct sockaddr in ServerSocketAddr int addrlen addrlen sizeof ServerSocketAddr ServerSocket accept ListenSocket struct sockaddr 十 connect 函數(shù) int connect SOCKET s const struct sockaddr FAR name int namelen 客戶程序調(diào)用 connect 函數(shù)來(lái)使客戶 Socket s 與監(jiān)聽于 name 所指定的 計(jì)算機(jī)的特定端口上的服務(wù) Socket 進(jìn)行連接 如果連接成功 connect 返 回 0 如果失敗則返回 SOCKET ERROR 下面是一個(gè)例子 struct sockaddr in daddr memset void daddr sin family AF INET daddr sin port htons 8888 daddr sin addr s addr inet addr 133 197 22 4 connect ClientSocket struct sockaddr 2 32 3 Win32Win32 編程技術(shù)編程技術(shù) win32 是指 Window 都是 32 位的操作系統(tǒng) 例如 98 XP 2000 2003 等操 作系統(tǒng) Win32 編程就是在這些系統(tǒng)下的編程 運(yùn)用 Window 提供的 API Application Programming Interface 為 Window 編寫應(yīng)用程序 win32 編程可以用 C 來(lái)完成 主要是通過(guò) Windows 的 API 來(lái)工作 然而更方便的是使 用 MFC 微軟基礎(chǔ)類 Microsoft Foundation Classes 實(shí)際上是微軟提供的 用 于在 C 環(huán)境下編寫應(yīng)用程序的一個(gè)框架和引擎 VC 是 Windows 下開發(fā)人員使 用的專業(yè) C SDK SDK Standard Software Develop Kit 專業(yè)軟件開發(fā)平臺(tái) MFC 就是掛在它之上的一個(gè)輔助軟件開發(fā)包 MFC 作為與 VC 血肉相連的部分 可以大大方便程序員 簡(jiǎn)化程序員的工作 MFC 是 Win API 與 C 的結(jié)合 API 即微軟提供的 Windows 下應(yīng)用程序的編 程語(yǔ)言接口 是一種軟件編程的規(guī)范 但不是一種程序開發(fā)語(yǔ)言本身 可以允許用 戶使用各種各樣的第三方的編程語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行對(duì) Windows 下應(yīng)用程序的開發(fā) 使這 第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè) 些被開發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序能在 Windows 下運(yùn)行 比如 VB VC Java Delphi 編程語(yǔ)言函數(shù)本質(zhì)上全部源于 API 因此用它們開發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序都能工作在 Windows 的消息機(jī)制和繪圖里 遵守 Windows 作為一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn) 上 面說(shuō)到 MFC 是微軟對(duì) API 函數(shù)的專用 C 封裝 這種結(jié)合一方面讓用戶使用微軟 的專業(yè) C SDK 來(lái)進(jìn)行 Windows 下應(yīng)用程序的開發(fā)變得容易 因?yàn)?MFC 是對(duì) API 的封裝 微軟做了大量的工作 隱藏了好多內(nèi)節(jié)程序開發(fā)人員在 Windows 下用 C bool UnlockScreen char ip bool LockScreen char ip bool SendMsg char ip char msg CString GetNextClientIP void PreEnum bool SnapScreen char ip CxImage void AliveAll void AddClient const Client void Run CServer 第 21 頁(yè) 共 30 頁(yè) InitializeCriticalSection CServer DeleteCriticalSection closesocket srvsock WSACleanup BOOL Init int port private static DWORD WINAPI ListenThreadPrc LPVOID lpParam SOCKET srvsock SOCKADDR IN srvaddr vector clients CRITICAL SECTION cs int pos class CClient private SOCKET lo