简单理解SOCKET

对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧？随着网络技术的发展，这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问：

1. 什么是TCP/IP、UDP？
2. Socket在哪里呢？
3. Socket是什么呢？
4. 你会使用它们吗？

什么是TCP/IP、UDP？
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。
这里有一张图，表明了这些协议的关系。

                                                                    图1   TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。

Socket在哪里呢？
在图1中，我们没有看到Socket的影子，那么它到底在哪里呢？还是用图来说话，一目了然。

图2

   原来Socket在这里。

Socket是什么呢？
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
你会使用它们吗？
前人已经给我们做了好多的事了，网络间的通信也就简单了许多，但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程，觉得它是比较高深的编程知识，但是只要弄清Socket编程的工作原理，神秘的面纱也就揭开了。
一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理，也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。

图3

   先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。   在这里我就举个简单的例子，我们走的是TCP协议这条路（见图2）。例子用MFC编写，运行的界面如下：

图4

图5

   在客户端输入服务器端的IP地址和发送的数据，然后按发送按钮，服务器端接收到数据，然后回应客户端。客户端读取回应的数据，显示在界面上。   下面是接收数据和发送数据的函数：

int Receive(SOCKET fd,char *szText,int len)

{
int cnt;
int rc;
cnt=len;

   while(cnt>0)   {          rc=recv(fd,szText,cnt,0);          if(rc==SOCKET_ERROR)          {                 return -1;         }         if(rc==0)                 return len-cnt;          szText+=rc;          cnt-=rc;   }   return len;

}

int Send(SOCKET fd,char *szText,int len)
{

   int cnt;   int rc;   cnt=len;   while(cnt>0)   {          rc=send(fd,szText,cnt,0);          if(rc==SOCKET_ERROR)          {                 return -1;          }          if(rc==0)                 return len-cnt;          szText+=rc;          cnt-=rc;   }   return len;

}

服务器端：

   在服务器端，主要是启动Socket和监听线程。

define DEFAULT_PORT 2000

void CServerDlg::OnStart()

{

   sockaddr_in local;   DWORD dwThreadID = 0;   local.sin_family=AF_INET;   //设置的端口为DEFAULT_PORT。   local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);   //IP地址设置成INADDR_ANY,让系统自动获取本机的IP地址。   local.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;   //初始化Socket   m_Listening = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   if(m_Listening == INVALID_SOCKET)   {          return ;   }   //将本地地址绑定到所创建的套接字上   if(bind(m_Listening,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) == SOCKET_ERROR )   {          closesocket(m_Listening);          return ;   }   //创建监听线程，这样也能响应界面上操作。   m_hListenThread = ::CreateThread(NULL,0,ListenThread,this,0,&dwThreadID);   m_StartBtn.EnableWindow(FALSE);   m_StopBtn.EnableWindow(TRUE);

}

监听线程函数：
DWORD WINAPI CServerDlg::ListenThread(LPVOID lpparam)
{

   CServerDlg* pDlg = (CServerDlg*)lpparam;   if(pDlg == NULL)          return 0;   SOCKET  Listening = pDlg->m_Listening;   //开始监听是否有客户端连接。   if(listen(Listening,40) == SOCKET_ERROR)   {          return 0;   }   char szBuf[MAX_PATH];   //初始化   memset(szBuf,0,MAX_PATH);   while(1)   {          SOCKET ConnectSocket;          sockaddr_in    ClientAddr;          int                  nLen = sizeof(sockaddr);          //阻塞直到有客户端连接，不然多浪费CPU资源。          ConnectSocket = accept(Listening,(sockaddr*)&ClientAddr,&nLen);          //都到客户端的IP地址。          char *pAddrname = inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr);          pDlg->Receive(ConnectSocket,szBuf,100);          //界面上显示请求数据。          pDlg->SetRequestText(szBuf);          strcat(szBuf," :我是老猫，收到（");          strcat(szBuf,pAddrname);          strcat(szBuf,"）");          //向客户端发送回应数据          pDlg->Send(ConnectSocket,szBuf,100);   }   return 0;

}

   服务器端一直在监听是否有客户端连接，如有连接，处理客户端的请求，给出回应，然后继续监听。

客户端：

   客户端的发送函数：

define DEFAULT_PORT 2000

void CClientDlg::OnSend()

{

   DWORD dwIP = 0;         TCHAR szText[MAX_PATH];   memset(szText,0,MAX_PATH);   m_IP.GetWindowText(szText,MAX_PATH);   //把字符串形式的IP地址转成IN_ADDR结构需要的形式。   dwIP = inet_addr(szText);   m_RequestEdit.GetWindowText(szText,MAX_PATH);   sockaddr_in local;   SOCKET socketTmp;   //必须是AF_INET,表示该socket在Internet域中进行通信   local.sin_family=AF_INET;   //端口号   local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);   //服务器的IP地址。   local.sin_addr.S_un.S_addr=dwIP;   ////初始化Socket   socketTmp=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   //连接服务器   if(connect(socketTmp,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) < 0)   {          closesocket(socketTmp);          MessageBox("连接服务器失败。");          return ;   }   //发送请求，为简单只发100字节，在服务器端也规定100字节。   Send(socketTmp,szText,100);   //读取服务器端返回的数据。   memset(szText,0,MAX_PATH);   //接收服务器端的回应。   Receive(socketTmp,szText,100);   TCHAR szMessage[MAX_PATH];   memset(szMessage,0,MAX_PATH);   strcat(szMessage,szText);   //界面上显示回应数据。   m_ReplyBtn.SetWindowText(szMessage);   closesocket(socketTmp);

}

   客户端就一个函数完成了一次通信。在这里IP地址为何用127.0.0.1呢？使用这个IP地址，服务器端和客户端就能运行在同一台机器上，这样调试方便多了。当然你可以在你朋友的机器上运行Server程序(本人在局域网中测试过)，在自己的机器上运行Client程序，当然输入的IP地址就该是你朋友机器的IP地址了。   简单的理论和实践都说了，现在Socket编程不神秘了吧？希望对你有些帮助。