windows網(wǎng)絡(luò)編程第1章

Windows網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)用教程授課教師：職務(wù)：Windows網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)湘南學(xué)院彭雅莉一.學(xué)習(xí)目的

掌握網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)技術(shù)

二.總學(xué)時(shí)：64

課時(shí)安排：理論48，上機(jī)16三.理論學(xué)習(xí)內(nèi)容

1windows網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)

2VC++6.03基于winsock的網(wǎng)絡(luò)編程

4單機(jī)資源共享的應(yīng)用編程

5高級網(wǎng)絡(luò)編程（MFC）四.上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(共包括8個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)2個(gè)學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)一windAPI接口函數(shù)的應(yīng)用試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二套基本套接字函數(shù)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)三數(shù)據(jù)報(bào)套接字編程實(shí)驗(yàn)四流式套接字編程1實(shí)驗(yàn)五流式套接字編程2實(shí)驗(yàn)六套接字選項(xiàng)應(yīng)用1實(shí)驗(yàn)七套接字選項(xiàng)應(yīng)用2實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)考核參考書《windows網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)》胡鳴，科學(xué)技術(shù)出版社.2008.6《精通windowssockets》孫海民，人民郵電出版社.2008.7《windows網(wǎng)絡(luò)編程》第二版，瓊斯,楊合慶譯，清華大學(xué)出版社。考核方式作業(yè)考勤實(shí)驗(yàn)期末考核第1章Internet與網(wǎng)絡(luò)通信模型概述課程描述

隨著Internet技術(shù)的應(yīng)用和普及，人類社會已經(jīng)進(jìn)入了信息化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。TCP/IP是Internet的通信協(xié)議，它的發(fā)展與Internet技術(shù)的普及是密不可分的。它采用信息打包的方法簡化各種不同類似計(jì)算機(jī)之間的信息輸入，所有接入Internet的計(jì)算機(jī)都必須支持TCP/IP協(xié)議。當(dāng)然，Internet技術(shù)并不是一開始就這樣成熟的，它經(jīng)過了一個(gè)從無到有、從簡單到完善的過程。本章介紹Internet的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，以及TCP/IP協(xié)議的概況和體系結(jié)構(gòu)。本章知識點(diǎn)1.1Internet概述1.2網(wǎng)絡(luò)通信模型和協(xié)議簇1.1Internet概述1.1.1Internet的發(fā)展歷史1.1.2Internet的管理機(jī)構(gòu)1.1.3國內(nèi)Internet網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀1.1.1Internet的發(fā)展歷史1957年，當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)發(fā)射了斯普特尼克號人造地球衛(wèi)星，這也是人類第一顆人造地球衛(wèi)星。作為回應(yīng)，美國國防部成立了高級研究計(jì)劃署（ARPA），研究如何將科學(xué)技術(shù)更好地應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。1962年，美國空軍委托蘭德公司的PaulBaran來研究如何在遭受核打擊后保持對導(dǎo)彈和轟炸機(jī)的控制和指揮，建立一個(gè)在核打擊下逃生的軍事研究網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須是分散的，這樣才能保證在任何一個(gè)地點(diǎn)被攻擊后，軍方都可以組織有效力量進(jìn)行反擊。1968年，ARPA和BBN公司簽訂了研發(fā)阿帕網(wǎng)（ARPANET）的合同。1969年，BBN公司構(gòu)建了一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，把加州大學(xué)洛杉磯分校和斯坦福大學(xué)等地的4臺高級計(jì)算機(jī)連結(jié)起來，這也是最早的Internet的雛形了。當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)帶寬僅為50Kbit/s。

Internet的發(fā)展歷史

1968年，ARPA和BBN公司簽訂了研發(fā)阿帕網(wǎng)（ARPANET）的合同。1969年，BBN公司構(gòu)建了一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，把加州大學(xué)洛杉磯分校和斯坦福大學(xué)等地的4臺高級計(jì)算機(jī)連結(jié)起來，這也是最早的Internet的雛形了。當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)帶寬僅為50Kbit/s。1972年，BBN公司的RayTomlinson開發(fā)了第1個(gè)電子郵件程序。同年，高級研究計(jì)劃署（ARPA）更名為美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）。此時(shí)，阿帕網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）來傳輸數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)在同一網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的主機(jī)間的通信。1973年，DARPA開始研發(fā)TCP/IP協(xié)議集。這個(gè)新的協(xié)議允許不同類型的計(jì)算機(jī)可以在網(wǎng)絡(luò)中互連，并且互相通信。1974年，Internet的名詞首次在傳輸控制協(xié)議的文檔中使用。1976年，RobertM.Metcalfe博士發(fā)明了使用同軸電纜高速傳輸數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)。Internet的發(fā)展歷史1979年，北卡羅萊納州大學(xué)的一名研究生和其他程序員一起開發(fā)了新聞組（USENET），它通常應(yīng)用于電子郵件和討論組。1981年，美國國家基金會為無法訪問ARPANET的機(jī)構(gòu)創(chuàng)建了一個(gè)56Kbit/s的骨干網(wǎng)絡(luò)，叫做CSNET，并計(jì)劃在CSNET和ARPANET之間建立連接。1983年，因特網(wǎng)活動委員會（IAB）成立。從1983年1月1日起，每臺連接到ARPANET的計(jì)算機(jī)都必須支持TCP/IP。NCP被徹底取代，TCP/IP成為核心的Internet協(xié)議。1984年，阿帕網(wǎng)被拆分成兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，即阿帕網(wǎng)和軍用網(wǎng)絡(luò)（MILNET），美國國防部繼續(xù)對這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供支持。阿帕網(wǎng)用于支持高級科研工作，而軍用網(wǎng)絡(luò)則為軍方需求提供服務(wù)。1985年，美國國家科學(xué)基金會開始部署新的T1線路，并于1988年完成。1986年成立了互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF），這是松散的、自律的、志愿的民間學(xué)術(shù)組織，其主要任務(wù)是負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的研發(fā)和制定。1988年，在美國國家科學(xué)基金會網(wǎng)絡(luò)完成T1線路改造后，網(wǎng)絡(luò)流量迅速增長，因此他們決定再次對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級。Internet的發(fā)展歷史1991年，由56Kbit/s線路組成的CSNET被停止使用。美國國家科學(xué)基金會建立了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，叫做國家研究和教育網(wǎng)絡(luò)（NREN）。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的目的是進(jìn)行高速網(wǎng)絡(luò)的研究，它并不用于商業(yè)用途，也不被用來傳輸大量的數(shù)據(jù)。1992年，互聯(lián)網(wǎng)學(xué)會成立。歐洲核子研究中心（CERN）發(fā)布了萬維網(wǎng)（World-WideWeb）的概念，并研發(fā)了早期的瀏覽器。1993年，美國國家科學(xué)基金會創(chuàng)建了國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（InterNIC），為Internet提供服務(wù)，包括目錄和數(shù)據(jù)庫服務(wù)、注冊服務(wù)和信息服務(wù)。Internet在國內(nèi)上的發(fā)展和應(yīng)用1992年12月，清華大學(xué)校園網(wǎng)（TUNET）建成并投入使用，是中國第一個(gè)采用TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的校園網(wǎng)。1993年3月，中國科學(xué)院高能物理研究所接入美國斯坦福線性加速器中心（SLAC）的64Kbit/s專線正式開通。這條專線是中國部分接入Internet的第一根專線。1993年11月NCFC主干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)開通并投入運(yùn)行，并于1994年4月與美國的Internet互聯(lián)成功，成為我國最早的國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。1995年1月，郵電部電信總局分別在北京、上海開通64Kbit/s專線，開始向社會提供Internet接入服務(wù)，中國互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入商用化階段。在接下來的10幾年間，Internet的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷的發(fā)展壯大，數(shù)以億計(jì)的計(jì)算機(jī)連接到Internet中。1.1.2Internet的管理機(jī)構(gòu)1．Internet協(xié)會2．Internet體系結(jié)構(gòu)委員會3．Internet工程指導(dǎo)小組4．Internet數(shù)字分配機(jī)構(gòu)5．Internet網(wǎng)絡(luò)信息中心6．中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心1.1.3國內(nèi)Internet網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）的測算，截止2015年12月，我國網(wǎng)民數(shù)量已達(dá)到6.88億人，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)50.3%。而10年前，中國網(wǎng)民數(shù)量僅為890萬人。短短10年間，中國上網(wǎng)人數(shù)已經(jīng)翻了幾十倍。而作為Internet應(yīng)用和普及的另一項(xiàng)重要指標(biāo)，截至2015年12月底，我國域名達(dá)到3102萬個(gè)。其中.cn域名1639萬個(gè)，分布在北京、廣東、上海、浙江和山東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省市，其中僅廣東就占用.cn域名的16%。中國網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的使用率排名情況統(tǒng)計(jì)排名應(yīng)用普及率分類1網(wǎng)絡(luò)音樂85.5%網(wǎng)絡(luò)娛樂類2網(wǎng)絡(luò)新聞78.7%信息獲取類3即時(shí)通信72.2%交流溝通類4搜索引擎69.4%信息獲取類5網(wǎng)絡(luò)視頻65.8%網(wǎng)絡(luò)娛樂類6網(wǎng)絡(luò)游戲64.2%網(wǎng)絡(luò)娛樂類7電子郵件55.4%交流溝通類8博客應(yīng)用53.8%交流溝通類9論壇/BBS30.4%交流溝通類10網(wǎng)絡(luò)購物26.0%商務(wù)交易類11網(wǎng)上支付22.4%商務(wù)交易類12網(wǎng)絡(luò)炒股10.4%商務(wù)交易類13旅行預(yù)訂4.1%商務(wù)交易類1.2網(wǎng)絡(luò)通信模型和協(xié)議簇1.2.1OSI參考模型1.2.2TCP/IP協(xié)議簇體系結(jié)構(gòu)1.2.1OSI參考模型OSI參考模型通信的過程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部協(xié)議數(shù)據(jù)單元在OSI參考模型中，對等層協(xié)議之間交換的信息單元統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU，ProtocolDataUnit）。而在傳輸層及其下面各層中，PDU還有各自特定的名稱。OSI參考模型中的層次PDU的特定名稱傳輸層數(shù)據(jù)段（Segment）網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包（Packet）數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀（Frame）物理層比特（Bit）1．物理層顧名思義，物理層就是用于定義網(wǎng)絡(luò)通信中通信設(shè)備的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程等特性的層次，用于建立、維護(hù)和拆除物理鏈路的連接。物理層可以為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的物理通路。物理通路可以是一個(gè)物理媒體，也可以由多個(gè)物理媒體連接而成。一次完整的物理層數(shù)據(jù)傳輸過程如下：2．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層位于OSI參考模型的第2層，它負(fù)責(zé)物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間的通信。在數(shù)據(jù)鏈路層中，將從網(wǎng)絡(luò)層接收到的數(shù)據(jù)分割成特定的可被物理層傳輸?shù)膸?。幀是用來傳送?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包，它不僅包括原始數(shù)據(jù)（即要傳送的數(shù)據(jù)），還包括發(fā)送方和接收方的網(wǎng)絡(luò)地址以及糾錯和控制信息。其中地址標(biāo)明幀將發(fā)送到的主機(jī)，而糾錯和控制信息則可以保證幀能夠準(zhǔn)確無誤地被傳送到目的主機(jī)。幀的簡要結(jié)構(gòu)如下：幀的簡要結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼，內(nèi)容是16進(jìn)制數(shù)0xAA，作用是使接收節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步并做好接收數(shù)據(jù)幀的準(zhǔn)備。幀首定界符，是10101011的二進(jìn)制序列，標(biāo)識幀的開始，以使接收器對實(shí)際幀的第一位定位。源地址和目的地址，即發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的兩端主機(jī)的MAC地址。目的地址可以是單地址、組播地址和廣播地址。數(shù)據(jù)字段的長度，指定要傳送數(shù)據(jù)的長度，以便接收方對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。要傳送的數(shù)據(jù)，顧名思義，就是從源地址發(fā)送到目的地址的原始數(shù)據(jù)。填充字段，有效幀從目的地址到校驗(yàn)和字段的最短長度為64字節(jié)，其中固定字段的長度為18個(gè)字節(jié)。如果數(shù)據(jù)字段長度小于46個(gè)字節(jié)時(shí)，就使用本字段來填充。校驗(yàn)和，使用32位CRC校驗(yàn)，用于對傳送數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能（1）通信鏈路的建立、拆除和分離。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信時(shí)，發(fā)送方必須確知接收方是否已處在準(zhǔn)備接受的狀態(tài)。為此通信雙方必須先要交換一些必要的信息，以建立一條基本的數(shù)據(jù)鏈路。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)要維持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路，而在通信完畢時(shí)要釋放數(shù)據(jù)鏈路。（2）對要傳送的幀進(jìn)行定界和同步，并對幀的收發(fā)順序進(jìn)行控制。（3）尋址。即在數(shù)據(jù)鏈路層根據(jù)目的地址找到對應(yīng)主機(jī)的方法，同時(shí)接收方也必須知道數(shù)據(jù)的發(fā)送方主機(jī)。（4）對信道上的數(shù)據(jù)差錯進(jìn)行檢測和恢復(fù)。（5）流量控制。數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收必須遵循一定的傳送速率規(guī)則，可以使得接收方能及時(shí)地接收發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)。并且當(dāng)接收方來不及接收時(shí)，就必須及時(shí)控制發(fā)送方數(shù)據(jù)的發(fā)送速率，使兩方面的速率基本匹配。Ipconfig/all3．網(wǎng)絡(luò)層（1）為傳輸層提供服務(wù)（2）組包和拆包（3）路由選擇（4）流量控制4．傳輸層傳輸層是OSI協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的核心，是唯一負(fù)責(zé)總體數(shù)據(jù)傳輸和控制的一層。在OSI七層模型中傳輸層是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的最高層，它下面的三層協(xié)議是面向網(wǎng)絡(luò)通信的，而它上面的三層協(xié)議是面向信息處理的，因此傳輸層可以說是OSI模型中的中間層。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)層不一定保證服務(wù)的可靠，而用戶也不能直接對通信子網(wǎng)加以控制，所以在網(wǎng)絡(luò)層之上，加一層即傳輸層以改善傳輸質(zhì)量。傳輸層的主要功能如下：為對話或連接提供可靠的傳輸服務(wù)。在通向網(wǎng)絡(luò)的單一物理連接上實(shí)現(xiàn)該連接的復(fù)用。在單一連接上提供端到端的序號與流量控制、差錯控制及恢復(fù)等服務(wù)。

5．會話層會話層負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立和維持通信。它提供的服務(wù)可使應(yīng)用程序建立和維持會話，并能使會話獲得同步。會話層的功能主要如下：建立通信鏈接，保持會話過程通信鏈接的暢通。同步兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的對話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時(shí)決定從何處重新發(fā)送。支持校驗(yàn)點(diǎn)功能，會話在通信失效時(shí)可以從校驗(yàn)點(diǎn)繼續(xù)恢復(fù)通信。這種能力對于傳送大的文件極為重要。6．表示層不同的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中使用的數(shù)據(jù)表示法也不同。為了使不同類型的計(jì)算機(jī)之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互通信，就需要提供一種公共的語言。表示層如同應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的翻譯官，主要解決用戶信息的語法表示問題，即提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)的壓縮、解壓、加密、解密都在該層完成。

7．應(yīng)用層應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層，它可以向應(yīng)用程序提供服務(wù)，這些服務(wù)按其向應(yīng)用程序提供的特性分成組，并稱為服務(wù)元素。應(yīng)用層并不是指運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)特定的應(yīng)用程序，它可以為應(yīng)用程序提供服務(wù)，包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件的信息處理等。應(yīng)用層中包含的典型協(xié)議包括FTP、Telnet、SMTP、HTTP、DNS等。在日常管理和使用網(wǎng)絡(luò)的過程中，經(jīng)常會使用到這些應(yīng)用層的協(xié)議。1．網(wǎng)絡(luò)接口層在TCP/IP參考模型中，網(wǎng)絡(luò)接口層位于最低層。它負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào)。網(wǎng)絡(luò)接口層包括各種物理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如局域網(wǎng)的Ethernet（以太網(wǎng)）協(xié)議、Tokenring（令牌環(huán)）協(xié)議，分組交換網(wǎng)的X.25協(xié)議等。2．網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層包括下面4個(gè)核心協(xié)議。IP（InternetProtocol，網(wǎng)際協(xié)議）：主要任務(wù)是對數(shù)據(jù)包進(jìn)行尋址和路由，把數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。ICMP（InternetControlMessageProtocol，網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議）：用于在IP主機(jī)和路由器之間傳遞控制消息。控制消息是指網(wǎng)絡(luò)是否連通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協(xié)議）：可以通過IP地址得知其物理地址（Mac地址）的協(xié)議。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，每個(gè)主機(jī)都分配了一個(gè)32位的IP地址，這種互聯(lián)網(wǎng)地址是在網(wǎng)際范圍標(biāo)識主機(jī)的一種邏輯地址。為了讓報(bào)文在物理網(wǎng)絡(luò)上傳送，必須知道對方目的主機(jī)的物理地址。這樣就存在把IP地址變換成物理地址的地址轉(zhuǎn)換問題。RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析協(xié)議）：該協(xié)議用于完成物理地址向IP地址的轉(zhuǎn)換。3．傳輸層在TCP/IP參考模型中，傳輸層位于第3層。它負(fù)責(zé)在應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)端到端的通信。傳輸層中定義了下面兩種協(xié)議。TC