Qt网络TCP

TCP即Transmission Control Protocol，传输控制协议。与UDP不同，它是面向连接和数据流的可靠传输协议。也就是说，它能使一台计算机上的数据无差错的发往网络上的其他计算机，所以当要传输大量数据时，我们选用TCP协议。

TCP协议的程序使用的是客户端/服务器模式，在Qt中提供了QTcpSocket类来编写客户端程序，使用QTcpServer类编写服务器端程序。我们在服务器端进行端口的监听，一旦发现客户端的连接请求，就会发出newConnection()信号，我们可以关联这个信号到我们自己的槽函数，进行数据的发送。而在客户端，一旦有数据到来就会发出readyRead()信号，我们可以关联此信号，进行数据的接收。其实，在程序中最难理解的地方就是程序的发送和接收了，为了让大家更好的理解，我们在这一节只是讲述一个传输简单的字符串的例子，在下一节再进行扩展，实现任意文件的传输。

tcpClient

[cpp] view plaincopy

1. private:  
2.     QTcpSocket *tcpSocket;  
3.     QString message;  //存放从服务器接收到的字符串  
4.     quint16 blockSize;  //存放文件的大小信息  
5.  QString str;  
6. private slots:  
7.     void newConnect(); //连接服务器  
8.     void readMessage();  //接收数  
9.  void displayError(QAbstractSocket::SocketError);  //显示错误  

[cpp] view plaincopy

1. Widget::Widget(QWidget *parent) :  
2.     QWidget(parent),  
3.     ui(new Ui::Widget)  
4. {  
5.     ui->setupUi(this);  
6.     tcpSocket = new QTcpSocket(this);  
7.     connect(tcpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMessage()));  
8.     connect(tcpSocket,SIGNAL(error(QAbstractSocket::SocketError)),this,SLOT(displayError(QAbstractSocket::SocketError)));  
9.     //ui->hostLineEdit->setText("localhost");  
10.     ui->hostLineEdit->setText("192.168.1.100");  
11.     ui->portLineEdit->setText("6666");  
12. }  

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1. void Widget::newConnect()  
2. {  
3.     blockSize = 0; //初始化其为0  
4.     tcpSocket->abort(); //取消已有的连  
5.     //tcpSocket->connectToHost(ui->hostLineEdit->text(),ui->portLineEdit->text().toInt());  
6.     //tcpSocket->connectToHost(QHostAddress("192.168.1.100"),ui->portLineEdit->text().toInt());  
7.     //tcpSocket->connectToHost(QHostAddress::LocalHost,ui->portLineEdit->text().toInt());  
8.     tcpSocket->connectToHost(QHostAddress(ui->hostLineEdit->text()),ui->portLineEdit->text().toInt());  
9.     //连接到主机，这里从界面获取主机地址和端口号  
10. }  
11.   
12. void Widget::on_pushButton_clicked() //连接按钮  
13. {  
14.    newConnect(); //请求连接  
15. }  

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1. void Widget::readMessage()  
2. {  
3.     QDataStream in(tcpSocket);  
4.     in.setVersion(QDataStream::Qt_4_6);  
5.     //设置数据流版本，这里要和服务器端相同  
6.     if(blockSize==0) //如果是刚开始接收数据  
7.     {  
8.         //判断接收的数据是否有两字节，也就是文件的大小信息  
9.         //如果有则保存到blockSize变量中，没有则返回，继续接收数据  
10.         if(tcpSocket->bytesAvailable() < (int)sizeof(quint16)) return;  
11.         in >> blockSize;  
12.     }  
13.     if(tcpSocket->bytesAvailable() < blockSize) return;  
14.     //如果没有得到全部的数据，则返回，继续接收数据  
15.     in >> message;  
16.     //将接收到的数据存放到变量中  
17.     ui->messageLabel->setText(message);  
18.     //显示接收到的数据  
19. }  

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1. void Widget::displayError(QAbstractSocket::SocketError)  
2. {  
3.     qDebug() << tcpSocket->errorString(); //输出错误信息  
4. }  

流程：
1创建tcpSocket ，tcpSocket = new QTcpSocket(this);
2.关联信号readyRead和槽函数readMessage，connect(tcpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMessage()));其中信号readyRead在有新的数据到达时发射
3.连接到某个ip的某个端口， tcpSocket->connectToHost(QHostAddress(ui->hostLineEdit->text()),ui->portLineEdit->text().toInt());
4.实现槽函数readMessage，读取数据
 QDataStream in(tcpSocket);
 in >> message;

tcpServer

[cpp] view plaincopy

1. private:  
2.     QTcpServer *tcpServer;  
3. private slots:  
4.     void sendMessage();  

[cpp] view plaincopy

1. Widget::Widget(QWidget *parent) :  
2.     QWidget(parent),  
3.     ui(new Ui::Widget)  
4. {  
5.     ui->setupUi(this);  
6.     tcpServer = new QTcpServer(this);  
7.         //if(!tcpServer->listen(QHostAddress::LocalHost,6666))  
8.         if(!tcpServer->listen(QHostAddress("192.168.1.100"),6666))  
9.         {  //监听本地主机的6666端口，如果出错就输出错误信息，并关闭  
10.   
11.             qDebug() << tcpServer->errorString();  
12.             close();  
13.         }  
14.      connect(tcpServer,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(sendMessage()));  
15. }  

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1. void Widget::sendMessage()  
2. {  
3.     QByteArray block; //用于暂存我们要发送的数据  
4.     QDataStream out(&block,QIODevice::WriteOnly);  
5.     //使用数据流写入数据  
6.     out.setVersion(QDataStream::Qt_4_6);  
7.     //设置数据流的版本，客户端和服务器端使用的版本要相同  
8.     out<<(quint16) 0;  
9.     //要发送的数据放到out  
10.     out<<tr("hello Tcp!!!");  
11.     //要发送的数据放到out  
12.     out.device()->seek(0);  
13.     out<<(quint16)(block.size()-sizeof(quint16));  
14.     //要发送的数据放到out  
15.   
16.     QTcpSocket *clientConnection = tcpServer->nextPendingConnection();  
17.     //我们获取已经建立的连接的子套接字  
18.     connect(clientConnection,SIGNAL(disconnected()),clientConnection,SLOT(deleteLater()));  
19.     clientConnection->write(block);  
20.   
21.     clientConnection->disconnectFromHost();  
22.     ui->statusLabel->setText("send message successful!!!");  
23.     //发送数据成功后，显示提示  
24. }  

流程
1.创建tcpServer ，tcpServer = new QTcpServer(this);使之监听本机的某个端口，tcpServer->listen(QHostAddress("192.168.1.100"),6666)
2,关联信号newConnection和槽函数sendMessage， connect(tcpServer,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(sendMessage()));其中信号newConnection在有客户端的连接请求（即客户端执行tcpSocket->connectToHost）时发射
3.实现槽函数sendMessage，在里面从tcpServer取得已经建立但挂起的QTcpSocket连接
QTcpSocket *clientConnection = tcpServer->nextPendingConnection();
用clientConnection 传输数据给客户
 QByteArray block;
 clientConnection->write(block);


用wireshark监听xp 192.168.1.100和虚拟机fedora 192.168.1.103之间的tcp数据包，如下
                                      
xp 192.168.1.100作为客户端发送连接请求，fedora 192.168.1.103 作为服务器端发送回数据 ，即上面代码所述
out<<(quint16)(block.size()-sizeof(quint16));
out<<tr("hello Tcp!!!");
可以看到用tcp发送一次数据，会有多个tcp Frame产生，下面显示是8个。而第4个Frame中才真正包含要传输的数据。这点和udp传输不一样，udp每次传输数据时仅有一个udp Frame产生。这是由于tcp传输是面向连接的，每次传输后对方要有一个ack信号返回。现还不清楚这个ack发送是否在tcp协议代码里实现的？


而每个tcp Frame和udp Frame类似，都是层层包装。
第1层EtherNet II包，记录源MAC和目的MAC等
第2层是IPv4包，记录源ip和目的ip等
第3层是tcp包，记录端口等
第4层才是真正的数据，"xxhello Tcp!!!"

TCP即Transmission Control Protocol，传输控制协议。与UDP不同，它是面向连接和数据流的可靠传输协议。也就是说，它能使一台计算机上的数据无差错的发往网络上的其他计算机，所以当要传输大量数据时，我们选用TCP协议。

TCP协议的程序使用的是客户端/服务器模式，在Qt中提供了QTcpSocket类来编写客户端程序，使用QTcpServer类编写服务器端程序。我们在服务器端进行端口的监听，一旦发现客户端的连接请求，就会发出newConnection()信号，我们可以关联这个信号到我们自己的槽函数，进行数据的发送。而在客户端，一旦有数据到来就会发出readyRead()信号，我们可以关联此信号，进行数据的接收。其实，在程序中最难理解的地方就是程序的发送和接收了，为了让大家更好的理解，我们在这一节只是讲述一个传输简单的字符串的例子，在下一节再进行扩展，实现任意文件的传输。

tcpClient

[cpp] view plaincopy

1. private:  
2.     QTcpSocket *tcpSocket;  
3.     QString message;  //存放从服务器接收到的字符串  
4.     quint16 blockSize;  //存放文件的大小信息  
5.  QString str;  
6. private slots:  
7.     void newConnect(); //连接服务器  
8.     void readMessage();  //接收数  
9.  void displayError(QAbstractSocket::SocketError);  //显示错误  

[cpp] view plaincopy

1. Widget::Widget(QWidget *parent) :  
2.     QWidget(parent),  
3.     ui(new Ui::Widget)  
4. {  
5.     ui->setupUi(this);  
6.     tcpSocket = new QTcpSocket(this);  
7.     connect(tcpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMessage()));  
8.     connect(tcpSocket,SIGNAL(error(QAbstractSocket::SocketError)),this,SLOT(displayError(QAbstractSocket::SocketError)));  
9.     //ui->hostLineEdit->setText("localhost");  
10.     ui->hostLineEdit->setText("192.168.1.100");  
11.     ui->portLineEdit->setText("6666");  
12. }  

[cpp] view plaincopy

1. void Widget::newConnect()  
2. {  
3.     blockSize = 0; //初始化其为0  
4.     tcpSocket->abort(); //取消已有的连  
5.     //tcpSocket->connectToHost(ui->hostLineEdit->text(),ui->portLineEdit->text().toInt());  
6.     //tcpSocket->connectToHost(QHostAddress("192.168.1.100"),ui->portLineEdit->text().toInt());  
7.     //tcpSocket->connectToHost(QHostAddress::LocalHost,ui->portLineEdit->text().toInt());  
8.     tcpSocket->connectToHost(QHostAddress(ui->hostLineEdit->text()),ui->portLineEdit->text().toInt());  
9.     //连接到主机，这里从界面获取主机地址和端口号  
10. }  
11.   
12. void Widget::on_pushButton_clicked() //连接按钮  
13. {  
14.    newConnect(); //请求连接  
15. }  

[cpp] view plaincopy

1. void Widget::readMessage()  
2. {  
3.     QDataStream in(tcpSocket);  
4.     in.setVersion(QDataStream::Qt_4_6);  
5.     //设置数据流版本，这里要和服务器端相同  
6.     if(blockSize==0) //如果是刚开始接收数据  
7.     {  
8.         //判断接收的数据是否有两字节，也就是文件的大小信息  
9.         //如果有则保存到blockSize变量中，没有则返回，继续接收数据  
10.         if(tcpSocket->bytesAvailable() < (int)sizeof(quint16)) return;  
11.         in >> blockSize;  
12.     }  
13.     if(tcpSocket->bytesAvailable() < blockSize) return;  
14.     //如果没有得到全部的数据，则返回，继续接收数据  
15.     in >> message;  
16.     //将接收到的数据存放到变量中  
17.     ui->messageLabel->setText(message);  
18.     //显示接收到的数据  
19. }  

[cpp] view plaincopy

1. void Widget::displayError(QAbstractSocket::SocketError)  
2. {  
3.     qDebug() << tcpSocket->errorString(); //输出错误信息  
4. }  

流程：
1创建tcpSocket ，tcpSocket = new QTcpSocket(this);
2.关联信号readyRead和槽函数readMessage，connect(tcpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMessage()));其中信号readyRead在有新的数据到达时发射
3.连接到某个ip的某个端口， tcpSocket->connectToHost(QHostAddress(ui->hostLineEdit->text()),ui->portLineEdit->text().toInt());
4.实现槽函数readMessage，读取数据
 QDataStream in(tcpSocket);
 in >> message;

tcpServer

[cpp] view plaincopy

1. private:  
2.     QTcpServer *tcpServer;  
3. private slots:  
4.     void sendMessage();  

[cpp] view plaincopy

1. Widget::Widget(QWidget *parent) :  
2.     QWidget(parent),  
3.     ui(new Ui::Widget)  
4. {  
5.     ui->setupUi(this);  
6.     tcpServer = new QTcpServer(this);  
7.         //if(!tcpServer->listen(QHostAddress::LocalHost,6666))  
8.         if(!tcpServer->listen(QHostAddress("192.168.1.100"),6666))  
9.         {  //监听本地主机的6666端口，如果出错就输出错误信息，并关闭  
10.   
11.             qDebug() << tcpServer->errorString();  
12.             close();  
13.         }  
14.      connect(tcpServer,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(sendMessage()));  
15. }  

[cpp] view plaincopy

1. void Widget::sendMessage()  
2. {  
3.     QByteArray block; //用于暂存我们要发送的数据  
4.     QDataStream out(&block,QIODevice::WriteOnly);  
5.     //使用数据流写入数据  
6.     out.setVersion(QDataStream::Qt_4_6);  
7.     //设置数据流的版本，客户端和服务器端使用的版本要相同  
8.     out<<(quint16) 0;  
9.     //要发送的数据放到out  
10.     out<<tr("hello Tcp!!!");  
11.     //要发送的数据放到out  
12.     out.device()->seek(0);  
13.     out<<(quint16)(block.size()-sizeof(quint16));  
14.     //要发送的数据放到out  
15.   
16.     QTcpSocket *clientConnection = tcpServer->nextPendingConnection();  
17.     //我们获取已经建立的连接的子套接字  
18.     connect(clientConnection,SIGNAL(disconnected()),clientConnection,SLOT(deleteLater()));  
19.     clientConnection->write(block);  
20.   
21.     clientConnection->disconnectFromHost();  
22.     ui->statusLabel->setText("send message successful!!!");  
23.     //发送数据成功后，显示提示  
24. }  

流程
1.创建tcpServer ，tcpServer = new QTcpServer(this);使之监听本机的某个端口，tcpServer->listen(QHostAddress("192.168.1.100"),6666)
2,关联信号newConnection和槽函数sendMessage， connect(tcpServer,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(sendMessage()));其中信号newConnection在有客户端的连接请求（即客户端执行tcpSocket->connectToHost）时发射
3.实现槽函数sendMessage，在里面从tcpServer取得已经建立但挂起的QTcpSocket连接
QTcpSocket *clientConnection = tcpServer->nextPendingConnection();
用clientConnection 传输数据给客户
 QByteArray block;
 clientConnection->write(block);


用wireshark监听xp 192.168.1.100和虚拟机fedora 192.168.1.103之间的tcp数据包，如下
                                      
xp 192.168.1.100作为客户端发送连接请求，fedora 192.168.1.103 作为服务器端发送回数据 ，即上面代码所述
out<<(quint16)(block.size()-sizeof(quint16));
out<<tr("hello Tcp!!!");
可以看到用tcp发送一次数据，会有多个tcp Frame产生，下面显示是8个。而第4个Frame中才真正包含要传输的数据。这点和udp传输不一样，udp每次传输数据时仅有一个udp Frame产生。这是由于tcp传输是面向连接的，每次传输后对方要有一个ack信号返回。现还不清楚这个ack发送是否在tcp协议代码里实现的？


而每个tcp Frame和udp Frame类似，都是层层包装。
第1层EtherNet II包，记录源MAC和目的MAC等
第2层是IPv4包，记录源ip和目的ip等
第3层是tcp包，记录端口等
第4层才是真正的数据，"xxhello Tcp!!!"