計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計報告-利用Winsock實現(xiàn)雙機通信

課程設(shè)計報告2014—2015學年第一學期課程名稱計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計題目利用Winsock實現(xiàn)雙機通信TOC\o"1-2"\h\u2555一、摘要 27362二、目的和要求 222665三、開發(fā)環(huán)境簡介 213203（一）、VisualC++6.0簡介 230536（二）、VisualC++6.0主要組成 228129四、TCP/IP簡介 317500（一）、TCP/IP簡介 321453（二）、TCP作用 426563五、WinSock簡介 413361（一）、什么是socket 42147（二）、WinSocket的通信原理 510253（三）、基本套接字 523101六、設(shè)計方案 77764（一）、WinSocket通信的步驟： 722411七、程序代碼 96945（一）、服務(wù)器端代碼 917309（二）、客戶端代碼 1128064八、運行結(jié)果 1319875九、課程設(shè)計的總結(jié)體會 1331275十、參考文獻 14利用socket實現(xiàn)雙機通信摘要Socket通信機制提供了兩種通信方式：有連接（TCP）和無連接方式（UDP），分別面線不同的應(yīng)用需求。使用有連接方式時，通信鏈路提供了可靠的，全雙工的字節(jié)流服務(wù)。在該方式下，通信雙方必須必須創(chuàng)建一個聯(lián)接過程并建立一條通信鏈路，以后的網(wǎng)絡(luò)通信操作完全在這一對進程之間進行，通信完畢關(guān)閉此聯(lián)接過程。使用無連接方式時其系統(tǒng)開銷比有連接方式小，但通信鏈路提供了不可靠的數(shù)據(jù)報服務(wù)，不能保證信源所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一定能夠到達信宿。在該方式下，通信雙方不必創(chuàng)建一個聯(lián)接過程和建立一條通信鏈路，網(wǎng)絡(luò)通信操作在不同的主機和進程之間轉(zhuǎn)發(fā)進行。關(guān)鍵字：Winsock、TCP、VC++、雙機通信目的和要求利用WinSock來實現(xiàn)雙機通信，理解TCP狀態(tài)機圖。要求使用WinSock編程，采用其中的TCP面向連接方式，實現(xiàn)文本數(shù)據(jù)的交換。開發(fā)環(huán)境簡介（一）、VisualC++6.0簡介VisualC++6.0，簡稱VC或者VC6.0，是微軟推出的一款C++編譯器，將“高級語言”翻譯為“機器語言（低級語言）”的程序。VisualC++是一個功能強大的可視化軟件開發(fā)工具。自1993年Microsoft公司推出VisualC++1.0后，隨著其新版本的不斷問世，VisualC++已成為專業(yè)程序員進行軟件開發(fā)的首選工具。雖然微軟公司推出了VisualC++.NET(VisualC++7.0)，但它的應(yīng)用的很大的局限性，只適用于Windows2000、WindowsXP和WindowsNT4.0。所以實際中，更多的是以VisualC++6.0為平臺。VisualC++6.0不僅是一個C++編譯器，而且是一個基于Windows操作系統(tǒng)的可視化集成開發(fā)環(huán)境（integrateddevelopmentenvironment，IDE）。VisualC++6.0由許多組件組成，包括編輯器、調(diào)試器以及程序向?qū)ppWizard、類向?qū)lassWizard等開發(fā)工具。這些組件通過一個名為DeveloperStudio的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境。（二）、VisualC++6.0主要組成DeveloperStudio，這是一個集成開發(fā)環(huán)境，我們?nèi)粘９ぷ鞯?9%都是在它上面完成的，再加上它的標題赫然寫著“MicrosoftVisualC++”，所以很多人理所當然的認為，那就是VisualC++了。其實不然，雖然DeveloperStudio提供了一個很好的編輯器和很多Wizard，但實際上它沒有任何編譯和鏈接程序的功能，真正完成這些工作的幕后英雄后面會介紹。我們也知道，DeveloperStudio并不是專門用于VC的，它也同樣用于VB，VJ，VID等VisualStudio家族的其他同胞兄弟。所以不要把DeveloperStudio當成VisualC++，它充其量只是VisualC++的一個殼子而已。這一點請切記！MFC。從理論上來講，MFC也不是專用于VisualC++，BorlandC++，C++Builder和SymantecC++同樣可以處理MFC。同時，用VisualC++編寫代碼也并不意味著一定要用MFC，只要愿意，用VisualC++來編寫SDK程序，或者使用STL，ATL，一樣沒有限制。不過，VisualC++本來就是為MFC打造的，VisualC++中的許多特征和語言擴展也是為MFC而設(shè)計的，所以用VisualC++而不用MFC就等于拋棄了VisualC++中很大的一部分功能。但是，VisualC++也不等于MFC。PlatformSDK。這才是VisualC++和整個VisualStudio的精華和靈魂，雖然我們很少能直接接觸到它。大致說來，PlatformSDK是以MicrosoftC/C++編譯器為核心（不是VisualC++，看清楚了），配合MASM，輔以其他一些工具和文檔資料。上面說到DeveloperStudio沒有編譯程序的功能，那么這項工作是由誰來完成的呢？是CL，是NMAKE，和其他許許多多命令行程序，這些我們看不到的程序才是構(gòu)成VisualStudio的基石。TCP/IP簡介（一）、TCP/IP簡介TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)的簡寫，中文譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，簡單地說，就是由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成的。TCP（TransmissionControlProtocol）中文稱為“傳輸控制協(xié)議”。TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的運輸層（Transportlayer）通信協(xié)議。在簡化的計算機網(wǎng)絡(luò)OSI模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能（UDP）是同一層內(nèi)另一個重要的傳輸協(xié)議。IP是英文InternetProtocol的縮寫，中文稱為“網(wǎng)際協(xié)議”，是為計算機網(wǎng)絡(luò)相互連接進行通信而設(shè)計的協(xié)議。在因特網(wǎng)中，它是能使連接到網(wǎng)上的所有計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則，規(guī)定了計算機在因特網(wǎng)上進行通信時應(yīng)當遵守的規(guī)則。任何廠家生產(chǎn)的計算機系統(tǒng)，只要遵守，IP協(xié)議就可以與因特網(wǎng)互連互通。、TCP作用在因特網(wǎng)協(xié)議族中，TCP層是位于IP層之上，應(yīng)用層之下的中間層。提供可靠的、像管道一樣的連接。應(yīng)用層向TCP層發(fā)送用于網(wǎng)間傳輸?shù)?、?位字節(jié)表示的數(shù)據(jù)流，然后TCP把數(shù)據(jù)流分割成適當長度的報文段，通常受該計算機連接的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層的最大傳送單元(MTU)的限制。之后TCP把結(jié)果包傳給IP層，由它來通過網(wǎng)絡(luò)將包傳送給接收端實體的TCP層。TCP為了保證不發(fā)生丟包，就給每個字節(jié)一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然后接收端實體對已成功收到的字節(jié)發(fā)回一個相應(yīng)的確認(ACK)，如果發(fā)送端實體在合理的往返時延(RTT)內(nèi)未收到確認，那么對應(yīng)的數(shù)據(jù)，假設(shè)丟失了，將會被重傳。TCP用一個校驗和函數(shù)來檢驗數(shù)據(jù)是否有錯誤，在發(fā)送和接收時都要計算校驗和。首先，TCP建立連接之后，通信雙方都同時可以進行數(shù)據(jù)的傳輸。其次，TCP通信是全雙工的，在保證可靠性上，采用超時重傳和捎帶確認機制。在流量控制上，采用滑動窗口協(xié)議，協(xié)議中規(guī)定，對于窗口內(nèi)未經(jīng)確認的分組需要重傳。在擁塞控制上，采用慢啟動算法。TCP所提供服務(wù)的主要特點有：1、面向連接的傳輸；2、端到端的通信；3、高可靠性、確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性，不出現(xiàn)丟失或亂序；4、全雙工方式傳輸；5、采用字節(jié)流方式，即以字節(jié)為單位傳輸字節(jié)序列；6、緊急數(shù)據(jù)傳送功能。五、WinSock簡介（一）、什么是socket所謂socket通常也稱作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一個通信鏈的句柄。應(yīng)用程序通常通過"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請求。Socket接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API，Socket接口定義了許多函數(shù)或例程，程序員可以用它們來開發(fā)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。要學Internet上的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)編程，必須理解Socket接口。Socket接口設(shè)計者最先是將接口放在Unix操作系統(tǒng)里面的。如果了解Unix系統(tǒng)的輸入和輸出的話，就很容易了解Socket了。網(wǎng)絡(luò)的Socket數(shù)據(jù)傳輸是一種特殊的I/O，Socket也是一種文件描述符。Socket也具有一個類似于打開文件的函數(shù)調(diào)用Socket()，該函數(shù)返回一個整型的Socket描述符，隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^該Socket實現(xiàn)的。常用的Socket類型有兩種：流式Socket（SOCK_STREAM）和數(shù)據(jù)報式Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一種面向連接的Socket，針對于面向連接的TCP服務(wù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)報式Socket是一種無連接的Socket，對應(yīng)于無連接的UDP服務(wù)應(yīng)用。最重要的是，socket是面向客戶/服務(wù)器模型而設(shè)計的，針對客戶和服務(wù)器程序提供不同的socket系統(tǒng)調(diào)用。客戶隨機申請一個socket(相當于一個想打電話的人可以在任何一臺入網(wǎng)電話上撥號呼叫)，系統(tǒng)為之分配一個socket號；服務(wù)器擁有全局公認的socket，任何客戶都可以向它發(fā)出連接請求和信息請求(相當于一個被呼叫的電話擁有一個呼叫方知道的電話號碼)。socket利用客戶/服務(wù)器模式巧妙地解決了進程之間建立通信連接的問題。服務(wù)器socket半相關(guān)為全局所公認非常重要。不妨考慮一下，兩個完全隨機的用戶進程之間如何建立通信？假如通信雙方?jīng)]有任何一方的socket固定，就好比打電話的雙方彼此不知道對方的電話號碼，要通話是不可能的。（二）、WinSocket的通信原理WinSock是一個基于Socket模型的API。WinSock在Windows98，WindowNT中使用。WinSock一般由兩部分組成：開發(fā)組件和運行組件。開發(fā)組件是供程序員在windows環(huán)境下開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序使用的，它包括應(yīng)用程序接口庫函數(shù)、頭文件和實現(xiàn)的文檔，其中最主要的是WINSOCK.H運行組件是以動態(tài)鏈接庫(DlL)來實現(xiàn)socket接口的。文件名為WINSOCK.DLL應(yīng)用程序在執(zhí)行時裝入它就能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能、基本套接字1、創(chuàng)建套接字——socket()

功能：使用前創(chuàng)建一個新的套接字

格式：SOCKETPASCALFARsocket(intaf,inttype,intprocotol);

參數(shù)：af:通信發(fā)生的區(qū)域

type:要建立的套接字類型

procotol:使用的特定協(xié)議

2、指定本地地址——bind()

功能：將套接字地址與所創(chuàng)建的套接字號聯(lián)系起來。

格式：intPASCALFARbind(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);

參數(shù)：s:是由socket()調(diào)用返回的并且未作連接的套接字描述符（套接字號）。

其它：沒有錯誤，bind()返回0，否則SOCKET_ERROR

地址結(jié)構(gòu)說明：

structsockaddr_in

{

shortsin_family;//AF_INET

u_shortsin_port;//16位端口號，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序

structin_addrsin_addr;//32位IP地址，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序

charsin_zero[8];//保留

}

3、建立套接字連接——connect()和accept()

功能：共同完成連接工作

格式：intPASCALFARconnect(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);

SOCKETPASCALFARaccept(SOCKETs,structsockaddrFAR*name,intFAR*addrlen);

參數(shù)：同上

4、監(jiān)聽連接——listen()

功能：用于面向連接服務(wù)器，表明它愿意接收連接。

格式：intPASCALFARlisten(SOCKETs,intbacklog);

5、數(shù)據(jù)傳輸——send()與recv()

功能：數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收

格式：intPASCALFARsend(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags);

intPASCALFARrecv(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags);

參數(shù)：buf:指向存有傳輸數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的指針。6、多路復(fù)用——select()

功能：用來檢測一個或多個套接字狀態(tài)。

格式：intPASCALFARselect(intnfds,fd_setFAR*readfds,fd_setFAR*writefds,fd_setFAR*exceptfds,conststructtimevalFAR*timeout);

參數(shù)：readfds:指向要做讀檢測的指針

writefds:指向要做寫檢測的指針

exceptfds:指向要檢測是否出錯的指針

timeout:最大等待時間7、關(guān)閉套接字——closesocket()

功能：關(guān)閉套接字s

格式：BOOLPASCALFARclosesocket(SOCKETs);六、設(shè)計方案（一）、WinSocket通信的步驟：1、在服務(wù)器端的應(yīng)用程序中的網(wǎng)絡(luò)通信的步驟如下：（1）建立服務(wù)器端的Socket，開始偵聽整個網(wǎng)絡(luò)中的連接請求。（2）當檢測到來自客戶端的連接請求時，向客戶端發(fā)送收到連接請求的信息，并建立與客戶端之間的連接，再繼續(xù)進入監(jiān)聽狀態(tài)。（3）在監(jiān)聽的過程中，如果有用戶發(fā)出了請求，則服務(wù)器會產(chǎn)生一個新的連接Socket來處理用戶的請求，而原來的Socket仍然會進行監(jiān)聽操作。（4）當完成通信后，服務(wù)器關(guān)閉與客戶端的Socket連接。2、在客戶端應(yīng)用程序中的網(wǎng)絡(luò)通信的步驟如下：(1)建立一個客戶端的Socket。(2)從命令行中得到服務(wù)器的名字，并進行查詢以得到服務(wù)器的IP地址；(3)從命令行中得到服務(wù)器所提供的端口號，以便進行下一步的操作；(4)發(fā)送連接請求到服務(wù)器，并等待服務(wù)器的回饋信息。(5)連接成功后，與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)的交互。(6)數(shù)據(jù)處理完畢后，關(guān)閉自身的Socket連接，釋放進行連接所分配的資源，客戶端的程序運行完畢。（二）、系統(tǒng)實現(xiàn)的過程圖七、程序代碼（一）、服務(wù)器端代碼#include<stdio.h>#include<winsock2.h>#pragmacomment(lib,"ws2_32.lib")intmain(){WSADATAwsaData; WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);//創(chuàng)建套接字SOCKETListen_sk;Listen_sk=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);if(Listen_sk==INVALID_SOCKET){printf("Failedsocket!\n");return0;}//填充sockaddr_in結(jié)構(gòu)sockaddr_insin;sin.sin_family=AF_INET;sin.sin_port=htons(4567);sin.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;//綁定這個套接字到一個本地地址if(bind(Listen_sk,(LPSOCKADDR)&sin,sizeof(sin))==SOCKET_ERROR){printf("Failedbind!\n");return0;}//進入監(jiān)聽模式if(listen(Listen_sk,2)==SOCKET_ERROR){printf("Failedlisten!\n");return0;}//循環(huán)接受客戶的連接請求sockaddr_inremoteAddr;intnAddrLen=sizeof(remoteAddr); SOCKETConnect_sk=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);while(true){//接受新連接Connect_sk=accept(Listen_sk,(sockaddr*)&remoteAddr,&nAddrLen);if(Connect_sk==INVALID_SOCKET){printf("Failedaccept!");continue;}printf("接受到一個連接：%s\r\n",inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); //接收數(shù)據(jù) charbuff[500]; intnRecv=recv(Connect_sk,buff,strlen(buff),0); if(nRecv>0) { printf("接收到數(shù)據(jù)："); for(inti=0;i<nRecv;i++) { printf("%c",buff[i]); } printf("\n"); }closesocket(Connect_sk);}//關(guān)閉監(jiān)聽套接字closesocket(Listen_sk); WSACleanup();return0;}、客戶端代碼#include<stdio.h>#include<winsock2.h>#pragmacomment(lib,"ws2_32")intmain(void){ SOCKETs; WSADATAwsaData; WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData); //創(chuàng)建套接字 s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); if(s==INVALID_SOCKET) { printf("創(chuàng)建套接字失??！\n"); return0; } //填寫遠程地址信息 sockaddr_inservAddr; servAddr.sin_family=AF_INET; servAddr.sin_port=htons(4567); servAddr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(""); if(connect(s,(sockaddr*)&servAddr,sizeof