Socket通信-文檔資料

1、1Socket通信2Socket通信（一）Socket相關(guān)理論（二）TCP的工作流程（三）Socket相關(guān)代碼3（一）Socket相關(guān)理論 提到網(wǎng)絡(luò)編程就必須說Socket。因?qū)懢W(wǎng)絡(luò)程序就必須要用Socket。 對于網(wǎng)絡(luò)編程，我們也言必稱TCP/IP，似乎其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已經(jīng)不存在了。對于TCP/IP，我們還知道TCP和UDP，TCP面向連接，UDP面向無連接，前者可以保證數(shù)據(jù)的正確和可靠性，后者則允許數(shù)據(jù)丟失。 最后，我們還知道，在建立連接前，必須知道對方的IP地址和端口號。4（一）Socket相關(guān)理論我們還知道如下幾個事實：1。一個指定的端口號不能被多個程序共用。 比如，如果鼠標(biāo)占用了80端口

2、，那么U盤就不能用80端口了。2。很多防火墻只允許特定目標(biāo)端口的數(shù)據(jù)包通過。3。服務(wù)程序在listen某個端口并accept某個連接請求后，會生成一個新的socket來對該請求進(jìn)行處理。5（一）Socket相關(guān)理論 如果一個socket創(chuàng)建后并與80端口綁定后，是否就意味著該socket占用了80端口呢？如果是這樣的，那么當(dāng)其accept一個請求后，生成的新的socket到底使用的是什么端口呢？如果是系統(tǒng)會默認(rèn)給其分配一個空閑的端口號，那一定不是80端口了，于是以后的TCP數(shù)據(jù)包的目標(biāo)端口就不是80了-防火墻一定會阻止其通過的！6（一）Socket相關(guān)理論 實際上，我們可以看到，防火墻并沒有阻

3、止這樣的連接，而且這是最常見的連接請求和處理方式。為什么防火墻沒有阻止這樣的連接？它是如何判定那條連接是因為connet80端口而生成的？是不是TCP數(shù)據(jù)包里有什么特別的標(biāo)志？或者防火墻記住了什么東西？7（一）Socket相關(guān)理論類型流式套接字(SOCK_STREAM)-TCP提供了一個面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無差錯、無重復(fù)的發(fā)送且按發(fā)送順序接收。內(nèi)設(shè)置流量控制，避免數(shù)據(jù)流淹沒慢的接收方。數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流，無長度限制。數(shù)據(jù)報套接字(SOCK_DGRAM)-UDP提供無連接服務(wù)。數(shù)據(jù)包以獨(dú)立數(shù)據(jù)包的形式被發(fā)送，不提供無差錯保證，數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，順序發(fā)送，可能亂序接收。8 Sock

4、et 的 位置傳輸層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層9（一）Socket相關(guān)理論在TCP和UDP同屬于傳輸層，共同架設(shè)在IP層（網(wǎng)絡(luò)層）之上。而IP層主要負(fù)責(zé)的是在節(jié)點之間（End to End）的數(shù)據(jù)包傳送，這里的節(jié)點是一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如計算機(jī)。因為IP層只負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)送到節(jié)點，而不能區(qū)分上面的不同應(yīng)用，所以TCP和UDP協(xié)議在其基礎(chǔ)上加入了端口的信息，端口于是標(biāo)識的是一個節(jié)點上的一個應(yīng)用。除了增加端口信息，UPD協(xié)議基本就沒有對IP層的數(shù)據(jù)進(jìn)行任何的處理了。而TCP協(xié)議還加入了更加復(fù)雜的傳輸控制，比如滑動的數(shù)據(jù)發(fā)送窗口（Slice Window），以及接收確認(rèn)和重發(fā)機(jī)制，以達(dá)到數(shù)據(jù)的可靠傳送。不管應(yīng)

5、用層看到的是怎樣一個穩(wěn)定的TCP數(shù)據(jù)流，下面?zhèn)魉偷亩际且粋€個的IP數(shù)據(jù)包，需要由TCP協(xié)議來進(jìn)行數(shù)據(jù)重組。所謂的端口，是為了區(qū)分不同的應(yīng)用的，以在不同的IP包來到的時候能夠正確轉(zhuǎn)發(fā)。10（一）Socket相關(guān)理論 可得出信息： 防火墻除了獲取IP地址和端口號之外，并沒有足夠的信息判斷TCP數(shù)據(jù)包的更多信息。 所謂的端口，是為了區(qū)分不同的應(yīng)用的，以在不同的IP包來到的時候能夠正確轉(zhuǎn)發(fā)。11 TCP/IP只是一個協(xié)議棧，就像操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制一樣，必須要具體實現(xiàn)，同時還要提供對外的操作接口，就像操作系統(tǒng)會提供標(biāo)準(zhǔn)的編程接口。 TCP/IP引入了新型的“I/O”操作-Socket編程接口 socke

6、t的出現(xiàn)只是可以更方便的使用TCP/IP協(xié)議棧而已，其對TCP/IP進(jìn)行了抽象，形成了幾個最基本的函數(shù)接口。比如create，listen，accept，connect，read和write等等。（一）Socket相關(guān)理論12如果一個程序創(chuàng)建了一個socket，并讓其監(jiān)聽80端口，其實是向TCP/IP協(xié)議棧聲明了其對80端口的占有。以后，所有目標(biāo)是80端口的TCP數(shù)據(jù)包都會轉(zhuǎn)發(fā)給該程序（這里的程序，因為使用的是Socket編程接口，所以首先由Socket層來處理）。accept函數(shù)返回的新socket其實指代的是本次創(chuàng)建的連接，而一個連接是包括兩部分信息的，一個是源IP和源端口，另一個是宿IP

7、和宿端口。(所謂accept函數(shù)，其實抽象的是TCP的連接建立過程。)（一）Socket相關(guān)理論13所以，accept可以產(chǎn)生多個不同的socket，而這些socket里包含的宿IP和宿端口是不變的，變化的只是源IP和源端口。這樣的話，這些socket宿端口就可以都是80，而Socket層還是能根據(jù)源/宿對來準(zhǔn)確地分辨出IP包和socket的歸屬關(guān)系，從而完成對TCP/IP協(xié)議的操作封裝！而同時，放火墻的對IP包的處理規(guī)則也是清晰明了，不存在前面設(shè)想的種種復(fù)雜的情形。 （一）Socket相關(guān)理論14（二）TCP的工作流程2.1 服務(wù)器端工作流程使用WSAStartup()函數(shù)檢查系統(tǒng)協(xié)議棧安裝

8、情況使用socket()函數(shù)創(chuàng)建服務(wù)器端通信套接口使用bind()函數(shù)將創(chuàng)建的套接口與服務(wù)器地址綁定使用listen()函數(shù)使服務(wù)器套接口做好接收連接請求準(zhǔn)備使用accept()接收來自客戶端由connect()函數(shù)發(fā)出的連接請求根據(jù)連接請求建立連接后，使用send()函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)，或者使用recv()函數(shù)接收數(shù)據(jù)使用closesocket()函數(shù)關(guān)閉套接口（可以先用shutdown()函數(shù)先關(guān)閉讀寫通道）最后調(diào)用WSACleanup()函數(shù)結(jié)束Winsock Sockets API15（二）TCP的工作流程2.2 客戶端程序工作流程使用WSAStartup()函數(shù)檢查系統(tǒng)協(xié)議棧安裝情況使用s

9、ocket()函數(shù)創(chuàng)建客戶端套接口使用connect()函數(shù)發(fā)出也服務(wù)器建立連接的請求（調(diào)用前可以不用bind()端口號，由系統(tǒng)自動完成）連接建立后使用send()函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)，或使用recv()函數(shù)接收數(shù)據(jù)使用closesocet()函數(shù)關(guān)閉套接口最后調(diào)用WSACleanup()函數(shù)，結(jié)束Winsock Sockets API162.3 服務(wù)器與客戶端五元組的建立172.4 TCP的程序工作流程圖18客戶端的建立 相比于服務(wù)器，客戶端就簡單多了，因為它只需要一個SOCKET。 添加一個基于CSocket的子類Client，點擊完成。這個類我們用于和客戶端的連接和收發(fā)數(shù)據(jù)。 然后，在主對話框的

10、頭文件中添加#include MySocket.h，并且聲明一個Cilent類 m_mySocket; 接著，我們得再主對話框的OnInitDialog函數(shù)中添加m_mySocket.Creat(); /初始化SOCKET 19 這時候，我們可以為主對話框添加一個按鈕，caption設(shè)為“連接”，用于連接。雙擊這個按鈕，開始函數(shù)定義，在函數(shù)體中我們加入以下代碼：m_mySocket.Connect(_T(127.0.0.1),8888);第一個參數(shù)表示想要連接的服務(wù)器的IP，第二個參數(shù)表示端口?，F(xiàn)在，客戶端與服務(wù)器的連接工作已經(jīng)做好了，我們需要再在客戶端的主對話框中添加一個按鈕，caption

11、設(shè)為“發(fā)送”，用于發(fā)送信息，在改按鈕的函數(shù)中，我們添加以下代碼：m_mySocket.Send(客戶端發(fā)來了信息,100);/參數(shù)分別表示要發(fā)送的字符串和字符串的最大長度.20服務(wù)端的建立：添加一個基于CSocket的子類Socket，點擊完成。這個類我們用于監(jiān)聽。接下來呢，我們在Socket類函數(shù)實現(xiàn)中點屬性-重寫-OnAccept。點屬性-重寫-OnReceive。在OnReceive函數(shù)中，我們添加以下代碼：char str100;Receive(str,100);CString strtest; strtest=str; AfxMessageBox(strtest); 21在OnAcc

12、ept函數(shù)中，我們添加以下代碼：Socket SocketRev= new Socket ();Accept(SocketRev); 這段代碼的作用是在當(dāng)服務(wù)器監(jiān)聽到客戶端的連接請求時，新建一個CRecv的成員，并用它來接受客戶端的連接請求，也就是用它與客戶端綁定。 22這段代碼用于接收客戶端發(fā)送過來的字符串，然后以MessageBox的形式顯示出來。最后，在主對話框的頭文件中添加#include Listen.h ，并且聲明一個CListen變量 m_listen 。然后，在主對話框的OnInitDialog函數(shù)中，添加如下代碼：m_listen.Create(8888); /8888表示的

13、是我們要監(jiān)聽的端口 m_listen.Listen();23（三）Socket相關(guān)代碼 3.1 Socket基本函數(shù)的介紹3.1.1 創(chuàng)建套接字-Socket應(yīng)用程序在使用套接口通信前，必須要擁有一個套接口，使用socket()函數(shù)來給應(yīng)用程序創(chuàng)建一個套接口。SOCKET socket(int af, /要使用的協(xié)議地址族int type, /描述套接口的類型int protocol /該套接口使用的特定協(xié)議);24af參數(shù)：說明套接字接口要使用的協(xié)議地址族，地址族與協(xié)議族含義相同。如果想建立一個TCP或UDP，只能用常量。AF_INET參數(shù)表示使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址。Winsock還支持

14、其他協(xié)議，但一般很少使用。type參數(shù)：描述套接口的類型，af是AF_INET的時候只能為SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM或SOCK_RAWProtocol參數(shù)：說明該套接口使用的特定協(xié)議，當(dāng)協(xié)議地址族af和協(xié)議類型type確定后，協(xié)議字段可以使用的值是限定的socket()參數(shù)說明253.1.2 將創(chuàng)建的套接口與服務(wù)器地址綁定bind()當(dāng)socket()創(chuàng)建了一個套接口后，需要將該套接口與該主機(jī)上提供服務(wù)的某端口聯(lián)系在一起，bind()函數(shù)用于完成這樣的綁定。int bind(SOCKET s, /標(biāo)識一個未綁定的套接口描述字const struct sockaddr FAR

15、* name, /存儲了套接口的地址信息int namelen /地址參數(shù)(name)的長度);26S參數(shù)：標(biāo)識一個未綁定的套接口描述字，它是socket()函數(shù)調(diào)用成功時返回的值name參數(shù)：是一個與指定協(xié)議有關(guān)的地址結(jié)構(gòu)指針，存儲了套接口的地址信息，Winsock中使用sockaddr_in結(jié)構(gòu)指定IP地址和端口信息struct sockaddr_inshort sin_family;u_short sin_port;struct in_addrsin_addr;char sin_zero8; sin_family一般為AF_INET，表示使用IP地址族；sin_port是以網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序表示

16、的16位端口號；sin_addr是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位IP地址；sin_zero字段一般不用，用0填充namelen參數(shù)：表示地址參數(shù)(name)的長度 IP地址參數(shù)為INADDR_ANY，則由系統(tǒng)內(nèi)核來自動指定port為0，則由系統(tǒng)自動指派一個10245000之間惟一的端口號bind()參數(shù)說明273.1.3 服務(wù)器端啟動監(jiān)聽listen()函數(shù)在一個服務(wù)器端用socket()調(diào)用成功創(chuàng)建了一個套接口，并用bind()函數(shù)和一個指定的地址關(guān)聯(lián)后，就需要指示該套接口進(jìn)入監(jiān)聽連接請求狀態(tài)，這需要通過listen()函數(shù)來實現(xiàn) int listen( SOCKET s, int backlog);S

17、參數(shù)：代表一個已綁定了地址，但還未建立連接的套接口描述字Backlog參數(shù)：指定了正在等待連接的最大隊列長度283.1.4 服務(wù)器端接受連接accept()函數(shù)在服務(wù)器端通過listen()函數(shù)調(diào)用表示服務(wù)器進(jìn)入監(jiān)聽客戶的連接請求狀態(tài)，而在服務(wù)器端調(diào)用accept()函數(shù)時表示可以接收來自客戶端由connect()發(fā)出的連接請求，雙方進(jìn)入連接狀態(tài)。SOCKET accept(SOCKET s, / s標(biāo)識一個套接字struct sockaddr FAR * addr, /用來存放發(fā)出連接請求的那個客戶機(jī)的IP地址信息int FAR * addrlen /指出客戶套接口地址結(jié)構(gòu)的長度);29s參

18、數(shù)：標(biāo)識一個套接字，該套接口處于監(jiān)聽狀態(tài)addr參數(shù)：是一個地址結(jié)構(gòu)的指針，用來存放發(fā)出連接請求的那個客戶機(jī)的IP地址信息addrlen參數(shù)：指出客戶套接口地址結(jié)構(gòu)的長度函數(shù)說明：該函數(shù)用于面向連接的服務(wù)器端，在IP協(xié)議族中，只用于TCP服務(wù)器端accept()函數(shù)參數(shù)說明303.1.5 發(fā)送數(shù)據(jù)-send()函數(shù)在已經(jīng)建立連接的套接口上發(fā)送數(shù)據(jù)，可以使用send()函數(shù)int send(SOCKET s, /用于標(biāo)識已建立連接的套接字const char FAR * buf, /是一個字符緩沖區(qū)，內(nèi)有將要發(fā)送的數(shù)據(jù)int len, /即將發(fā)送的緩沖區(qū)中的字符數(shù) int flags /用于控制

19、數(shù)據(jù)傳輸方式);31s參數(shù)：用于標(biāo)識已建立連接的套接字buf參數(shù)：是一個字符緩沖區(qū)，內(nèi)有將要發(fā)送的數(shù)據(jù)len參數(shù)：即將發(fā)送的緩沖區(qū)中的字符數(shù)flags參數(shù)：用于控制數(shù)據(jù)傳輸方式，0表示按正常方式發(fā)送數(shù)據(jù)；宏MSG_DONTROUTE說明系統(tǒng)目標(biāo)主機(jī)就在直接連接的本地網(wǎng)絡(luò)中，無需路由選擇；MSG_OOB指出數(shù)據(jù)是按帶外數(shù)據(jù)發(fā)送的函數(shù)說明：send()函數(shù)適用于已建立連接的數(shù)據(jù)報或流式套接口發(fā)送數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)報類型套接口必須注意發(fā)送數(shù)據(jù)長度不大于通信子網(wǎng)的IP包最大長度send()函數(shù)參數(shù)說明323.1.6 接收數(shù)據(jù)recv()函數(shù)對于已建立連接的套接口來說，要從套接口上接收數(shù)據(jù)，就要使用recv()函數(shù)。int recv(SOCKET s, /已建立連接的套接口char FAR * buf, /為用于接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)int