网络通信【 二】关于服务器和客户端编程

///**第四节 关于服务器和客户端编程




       在网络编程中,最常用和最基础的就是WINSOCK. 现在我们讨论WINDOWS下的SOCKET编程.
    
       大凡在WIN32平台上的WINSOCK编程都要经过下列步骤:
     定义变量->获得WINDOCK版本->加载WINSOCK库->初始化->创建套接字->设置套接字选项->关闭套接字->卸载WINSOCK库->释放资源


    下面介绍WINSOCK C/S的建立过程:


    服务器                        客户端
________________________________________________
1  初始化WSA                     1  初始化WSA
____________________________________________________
2  建立一个SOCKET                2  建立一个SOCKET
_____________________________________________________
3  绑定SOCKET                    3  连接到服务器
_____________________________________________________
4  在指定的端口监听              4  发送和接受数据
_____________________________________________________
5  接受一个连接                  5   断开连接
______________________________________________________-
6  发送和接受数据
___________________________________________________
7  断开连接
__________________________________________________
  
   大家注意,在VC中进行WINSOCK编程时,需要引入如下两个库文件:WINSOCK.H(这个是WINSOCK API的头文件,WIN2K以上支持WINSOCK2,所以
可以用WINSOCK2.H);Ws2_32.lib(WINSOCK API连接库文件).
使用方式如下:
              #include <winsock.h>
     #pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
  
  下面我们通过具体的代码演示服务器和客户端的工作流程:


 首先,建立一个WSADATA结构,通常用wsaData
 WSADATA wsaData;


 然后,调用WSAStartup函数,这个函数是连接应用程序与winsock.dll的第一个调用.其中,第一个参数是WINSOCK 版本号,第二个参数是指向
 WSADATA的指针.该函数返回一个INT型值,通过检查这个值来确定初始化是否成功.调用格式如下:WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData),其中
MAKEWORD(2,2)表示使用WINSOCK2版本.wsaData用来存储系统传回的关于WINSOCK的资料.


if(iResuit=WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)!=0)
{
printf("WSAStartup failed:%d",GetLastError());  //返回值不等与0,说明初始化失败
        ExitProcess();                                  //退出程序
}


应用程序在完成对请求的SOCKET库使用后,要调用WSACleanup函数来接触SOCKET库的绑定,并且释放资源.


注意WSAStartup初始化后,必须建立一个SOCKET结构来保存SOCKET句柄.


下面我们建立一个SOCKET.


首先我们建立一个m_socket的SOCKET句柄,接着调用socket()函数,函数返回值保存在m_socket中.我们使用AF_INFE,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP
三个参数.第一个表示地址族,AF_INFE表示TCP/IP族,第二个表示服务类型,在WINSOCK2中,SOCKET支持以下三种类型;


SOCK_STREAM 流式套接字
SOCK_DGRAM  数据报套接字
SOCK_RAW    原始套接字


第三个参数表示协议:


IPPROTO_UDP  UDP协议 用于无连接数据报套接字
IPPROTO_TCP  TCP协议 用于流式套接字
IPPROTO_ICMP ICMP协议用于原始套接字


m_socket=socket(AF_INFE,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);    //创建TCP协议


以下代码用于检查返回值是否有错误:


if(m_scoket==INVALID_SOCKET)
{
prinrf("Error at socket():%d\n",GetLastError());
WSACleanup();                                   //释放资源
return;                                   
}
说明,如果socket()调用失败,他将返回INVALID_SOCKET.




    为了服务器能接受一个连接,他必须绑定一个网络地址,下面的代码展示如何绑定一个已经初始化的IP和端口的Socket.客户端程序用这个
IP地址和端口来连接服务器.


sockaddr_in service;
service.sin_family=AF_INET;                       //INTERNET地址族
service.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");   //将要绑定的本地IP地址
service.sin_port=htons(27015);                     //27015将要绑定的端口




下面我们调用BIND函数,把SOCKET和SOCKADDR以参数的形式传入,并检查错误.


if(bind(m_socket,(SOCKADDR*)&SERVICE,sizeof(service))==SOCKET_ERROR)
{
printf("bind() failed.\n");
closesocket(m_socket);
return;
}


   当绑定完成后,服务器必须建立一个监听队列,以接受客户端的请求.listen()使服务器进入监听状态,该函数调用成功返回0,否则返回
SOCKET_ERROR.代码如下:


if(listen(m_socket,1)==SOCKET-ERROR)
{
printf("error listening on socket.\n");
}


服务器端调用完LISTEN()后,如果此时客户端调用CONNECT()函数,服务器端必须在调用ACCEPT().这样服务器和客户端才算正式完成通信程序的
连接动作.


一旦服务器开始监听,我们就要指定一个句柄来表示利用ACCEPT()函数接受的连接,这个句柄是用来发送和接受数据的表示.建立一个SOCKET句柄
Socket AcceptSocket 然后利用无限循环来检测是否有连接传入.一但有连接请求,ACCEPT()函数就会被调用,并且返回这次连接的句柄.


printf("waitong for a client to connect...\n");
while(1)
{
AcceptSocket=SOCKET_ERROR;
while(AcceptSocket==SOCKET_ERROR)
{
AcceptSocket=accept(m_socket,NULL,NULL);
}
}




下面看客户端端代码:

sockaddr_in clientService;
clientService.sin_family=AF_INET;                       //INTERNET地址族
clientService.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");   //将要绑定的本地IP地址
clientService.sin_port=htons(27015);                     //27015将要绑定的端口


下面调用CONNECT()函数:


if ( connect( m_socket, (SOCKADDR*) &clientService, sizeof(clientService) ) == SOCKET_ERROR) 
{
        printf( "Failed to connect.\n" );
        WSACleanup();
        return;
}                                                                     //如果调用失败清理退出
                                                                      //调用成功继续读写数据


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到这里,服务器和客户端的基本流程介绍完毕,下面我们介绍数据交换.




send():
int send
{
SOCKET s,                    //指定发送端套接字
const char FAR?*buf,         //指明一个存放应用程序要发送的数据的缓冲区
int len,                     //实际要发送的数据字节数
int flags                    //一般设置为0
};
 C/S都用SEND函数向TCP连接的另一端发送数据.


recv():
int recv
{
SOCKET s,                    //指定发送端套接字
char FAR?*buf,              //指明一个缓冲区 存放RECC受到的数据
int len,                     //指明BUF的长度
int flags                    //一般设置为0


};
C/S都使用RECV函数从TCP连接的另一端接受数据


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下面将完整的程序代码提供如下,大家可直接编译运行




首先看客户端的代码:


#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
void main() {


                                                                         // 初始化 Winsock.
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup( MAKEWORD(2,2), &wsaData );
    if ( iResult != NO_ERROR )
        printf("Error at WSAStartup()\n");


                                                                            // 建立socket socket.
    SOCKET client;
    client = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP );


    if ( client == INVALID_SOCKET ) {
        printf( "Error at socket(): %ld\n", WSAGetLastError() );
        WSACleanup();
        return;
    }


                                                                             // 连接到服务器.
    sockaddr_in clientService;


    clientService.sin_family = AF_INET;
    clientService.sin_addr.s_addr = inet_addr( "127.0.0.1" );
    clientService.sin_port = htons( 27015 );


    if ( connect( client, (SOCKADDR*) &clientService, sizeof(clientService) ) == SOCKET_ERROR) {
        printf( "Failed to connect.\n" );
        WSACleanup();
        return;
    }


                                                                                 // 发送并接收数据.
    int bytesSent;
    int bytesRecv = SOCKET_ERROR;
    char sendbuf[32] = "Client: Sending data.";
    char recvbuf[32] = "";


    bytesSent = send( client, sendbuf, strlen(sendbuf), 0 );
    printf( "Bytes Sent: %ld\n", bytesSent );


    while( bytesRecv == SOCKET_ERROR ) {
        bytesRecv = recv( client, recvbuf, 32, 0 );
        if ( bytesRecv == 0 || bytesRecv == WSAECONNRESET ) {
            printf( "Connection Closed.\n");
            break;
        }
        if (bytesRecv < 0)
            return;
        printf( "Bytes Recv: %ld\n", bytesRecv );
    }


    return;
}




下面是服务器端代码:


#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
void main() {


                                                                              // 初始化
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup( MAKEWORD(2,2), &wsaData );
    if ( iResult != NO_ERROR )
        printf("Error at WSAStartup()\n");


                                                                                // 建立socket
    SOCKET server;
    server = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP );


    if ( server == INVALID_SOCKET ) {
        printf( "Error at socket(): %ld\n", WSAGetLastError() );
        WSACleanup();
        return;
    }


                                                                                         // 绑定socket
    sockaddr_in service;


    service.sin_family = AF_INET;
    service.sin_addr.s_addr = inet_addr( "127.0.0.1" );
    service.sin_port = htons( 27015 );


    if ( bind( server, (SOCKADDR*) &service, sizeof(service) ) == SOCKET_ERROR ) {
        printf( "bind() failed.\n" );
        closesocket(server);
        return;
    }
    
                                                                              // 监听 socket
    if ( listen( server, 1 ) == SOCKET_ERROR )
        printf( "Error listening on socket.\n");


                                                                                // 接受连接
    SOCKET AcceptSocket;


    printf( "Waiting for a client to connect...\n" );
    while (1) {
        AcceptSocket = SOCKET_ERROR;
        while ( AcceptSocket == SOCKET_ERROR ) {
            AcceptSocket = accept( server, NULL, NULL );
        }
        printf( "Client Connected.\n");
        server = AcceptSocket; 
        break;
    }
    
                                                                                     // 发送接受数据
    int bytesSent;
    int bytesRecv = SOCKET_ERROR;
    char sendbuf[32] = "Server: Sending Data.";
    char recvbuf[32] = "";
    
    bytesRecv = recv( server, recvbuf, 32, 0 );
    printf( "Bytes Recv: %ld\n", bytesRecv );
    
    bytesSent = send( server, sendbuf, strlen(sendbuf), 0 );
    printf( "Bytes Sent: %ld\n", bytesSent );


    return;
}
本程序仅仅描述了同步的情况!