Win32 网络编程

1.socket

socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为4BDS UNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。socket非常类似于电话插座。以一个国家级电话网为例。电话的通话双方相当于相互通信的2个进程，区号是它的网络地址；区内一个单位的交换机相当于一台主机，主机分配给每个用户的局内号码相当于socket号。任何用户在通话之前，首先要占有一部电话机，相当于申请一个socket；同时要知道对方的号码，相当于对方有一个固定的socket。然后向对方拨号呼叫，相当于发出连接请求(假如对方不在同一区内，还要拨对方区号，相当于给出网络地址)。对方假如在场并空闲(相当于通信的另一主机开机且可以接受连接请求)，拿起电话话筒，双方就可以正式通话，相当于连接成功。双方通话的过程，是一方向电话机发出信号和对方从电话机接收信号的过程，相当于向socket发送数据和从socket接收数据。通话结束后，一方挂起电话机相当于关闭socket，撤消连接。socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前，双方首先必须各自创建一个端点，否则是没有办法建立联系并相互通信的。正如打电话之前，双方必须各自拥有一台电话机一样。在网间网内部，每一个socket用一个半相关描述: (协议，本地地址，本地端口) 一个完整的socket有一个本地唯一的socket号，由操作系统分配。套接字存在于通信区域中，通信区域也叫地址族，主要用于将通过套接字通信的进程的共有特性综合在一起，套接字通常只与同一区域的套接字交换数据。Windows Sockets只支持一个通信区域：网际域(AF_INET)，这个域被使用网际协议簇通信的进程使用。TCP/IP协议使用16位整数和32位整数的高位先存格式。

 

2.IP地址：IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址，IP地址是一个逻辑地址，因特网上的IP地址具有全球惟一性，32位，4个字节，常用点分十进制格式表示。

 

3.协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、标准或约定（语义+语法+规则）；不同层具有各自不同的协议。

 

4.ISO/OSI(Open System Interconnection)七层参考模型：物理层：提供二进制传输，确定在通信信道上如何传输比特流；数据链路层：提供介质访问，加强物理层的传输功能，建立一条无差错的传输线路；网络层：提供IP寻址和路由，因为在网络上数据可以经由多条线路到达目的地，网络层负责找出最佳的传输线路。传输层：为源端主机到目的端主机提供可靠的数据传输服务，隔离网络的上下层协议，使得网络应用与下层协议无关。会话层：在两个相互通信的应用进程之间建立、组织和协调其相互之间的通信。表示层：处理被传送数据的表示问题，即信息的语法和语义。应用层：为用户的网络应用程序提供网络通信的服务。在两个通信实体进行通信时，应用层所发出的数据经过表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层，最终到达物理层，在该层通过物理线路传输给另一个实体的物理层。然后，数据再依次向上传递，传递给另一个实体的应用层。对等层通信的实质：对等层实体之间虚拟通信，下层向上层提供服务，实际通信在最底层完成。

应用层协议：远程登录协议Telnet.文件传输协议FTP，超文本传输协议HTTP，域名服务DNS，简单邮件传输协议SMTP，邮局协议POP3；传输层协议：TCP：面向连接的可靠的传输协议，利用TCP协议进行通信时，首先要通过三步握手，以建立通信双方的连接。一旦连接建立好，就可以进行通信了。TCP提供了数据确认和数据重传的机制，保证了发送的数据一定能到达通信的对方。UDP：无连接的，不可靠的传输协议。采用UDP进行通信时，不需要建立连接，可以直接向一个IP地址发送数据，但是对方能否收到，无法保证。主要用在一些实时性要求较高的场合。网络层：网际协议IP，Internet互联网控制报文ICMP，Internet组管理协议IGMP

4.TCP/IP：应用层、传输层、网络层和网络接口层。

5.端口：是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。应用程序通过系统调用与某端口建立连接后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。端口用一个整数型标识符来表示，即端口号。端口使用一个16位的数字来表示，范围是0-65535，1024以下的端口号保留给预定义的服务。

6.客户机/服务器模式：在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户机/服务器模式。

7.套接字的类型：流式套接字（SOCK_STREAM)提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送，且按发送顺序接收，实际上是基于TCP协议实现的。数据报式套接字(SOCK_DGRAM)提供无连接服务，数据包以独立句形式发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复。并且接收顺序混乱。实际上是基于UDP协议实现。原始套接字（SOCK_RAW)

8.面向TCP的socket编程：服务器端：1.创建套接字，（socket)2.将套接字绑定到一个本地地址和端口上(bind)3.将套接字设为监听模式，准备接收客户请求(listen)4.等待客户请求到来，当请求到来后，接收连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字。(accept)5.用返回的套接字和客户端进行通信。(send/recv)6.返回，等待另一客户请求7.关闭套接字。

客户端：1.创建套接字(socket)2.向服务器发出连接请求(connect)3.和服务器进行通信(send/recv)4.关闭套接字

9.基于UDP的socket编程：服务器端即先启动的一端为接收端，发送数据的一端为发送端，也称客户端。接收端程序：创建套接字，将套接字绑定到一个本地址和端口上，等待接收数据（recvfrom)，关闭套接字。客户端程序：创建套接字，向服务器发送数据(sendto)，关闭套接字。

套接字相当于电话机，IP地址相当于总机，端口号相当于分机。

相关函数：1.加载套接字库 int WSAStartup ( WORD

wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData );
wVersionRequested [in] The highest version of Windows Sockets support that thecaller can use. The high order byte specifies the minor version (revision)number（副版本号）; thelow-order byte specifies the major version number（主版本号）。lpWSAData [out] A pointer to theWSADATAdata structure that is to receive details of the Windows Socketsimplementation.

typedef struct WSAData {

        WORD                    wVersion;

        WORD                    wHighVersion;

        char                    szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];

        char                   szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];

        unsigned short          iMaxSockets;

        unsigned short          iMaxUdpDg;

        char FAR *              lpVendorInfo;

} WSADATA, FAR * LPWSADATA;

An application must call one WSACleanup call for every successfulWSAStartup call to allow third-party DLLs to make use of a WS2_32.DLL on behalfof an application.

2.socket函数：The Windows Sockets socket function creates a socket that is boundto a specific service provider。

SOCKET socket ( int af, inttype, int protocol );

3.bind函数：The Windows Sockets bind function associatesa local address with a socket.

int bind ( SOCKET s, const struct sockaddr FAR* name, int namelen);
s [in] A descriptor identifying an unbound socket. name [in] The address toassign to the socket from theSOCKADDRstructure. namelen [in] The length of the name.

The SOCKADDR structure varies depending on the protocol selected.Except for the sa_family field, SOCKADDR contents are expressed in network byteorder.

struct sockaddr {

        u_short    sa_family;

        char       sa_data[14];

};  

The bind function is used on an unconnected socket before subsequentcalls to theconnectorlistenfunctions. It is used to bind to either connection-oriented (stream) orconnectionless (datagram) sockets. When a socket is created with a call to thesocketfunction, it exists in a name space (address family), but it has no nameassigned to it. Use bind to establish the local association of the socket byassigning a local name to an unnamed socket. sa_data仅仅表示要求一块内存分配区，起到占位的作用，该区域中指定与协议相关的具体地址信息。由于实际要求的只是内存区，所以对不同的协议家族，用不同的结构来替换sockaddr.。在基于TCP/IP的socket编辑过程中，可以用sockaddr_in结构替换sockaddr。

struct sockaddr_in{

     short            sin_family;

     unsigned short      sin_port;

     struct    in_addr     sin_addr;

     char               sin_zero[8];

};

In the Internet address family, the SOCKADDR_IN structure is used byWindows Sockets to specify a local or remote endpoint address to which toconnect a socket. This is the form of the SOCKADDR structure specific to theInternet address family and can be cast to SOCKADDR. sin_port：要分配给套接字的端口；sin_addr：套接字的主机IP地址。

struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w;
u_long S_addr;
} S_un;
4.inet_addr:将IP地址指定为INADDR_ANY，允许套接字向任何分配给本地机器的IP地址发送或接受数据。若只想让套接字使用多个IP中的一个地址，就必须指定实际地址，可用inet_addr函数实现。

unsigned long inet_addr ( const char FAR * cp );The Windows Socketsinet_addr function converts a string containing an (Ipv4) Internet Protocoldotted address into a proper address for theIN_ADDRstructure.

char FAR * inet_ntoa ( struct in_addr in );The Windows Socketsinet_ntoa function converts an (Ipv4) Internet network address into a string inInternet standard dotted format.返回一个以点分十进制格式表示的IP地址字符串。

5.listen函数：int listen ( SOCKET s, int backlog ); TheWindows Sockets listen function places a socket a state where it is listeningfor an incoming connection.

6.accept函数：SOCKET accept ( SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR*addrlen );The Windows Sockets accept function accepts an incoming connectionattempt on a socket.addr：指向一个缓冲区的指针，该缓冲区用来接收连接实体的地址，就是当客户端向服务器发起连接，服务器接受这个连接时，保存发起连接的这个客户端的IP地址信息和端口信息。

7.send函数：
int send ( SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags);
The Windows Sockets send function sends data on a connected socket.

8.recv函数：int recv (SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags );
The Windows Sockets recv function receives data from a connected socket.

9.connect函数：int connect (SOCKET s,const struct sockaddrFAR* name, int namelen );
The Windows Sockets connect function establishes a connection to a specifedsocket.

10.recvfrom函数：

int recvfrom ( SOCKET s, char FAR* buf,int len，int flags, struct sockaddr FAR* from, int FAR*fromlen );
The Windows Sockets recvfrom function receives a datagram and stores the sourceaddress.

11.sendto函数：int sendto (SOCKET s, const char FAR * buf, int len,int flags,conststructsockaddr FAR * to, int tolen);
The Windows Sockets sendto function sends data to a specific destination.

12.htons htonl函数：u_short htons (u_short hostshort );The Windows Sockets htonsfunction converts a u_short from host to TCP/IP network byte order (which isbig-endian).

u_long htonl ( u_long hostlong);

The Windows Sockets htonl function converts a u_long from host toTCP/IP network byte order (which is big-endian).

服务器端程序：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

 

void main(void)

{   

      WSADATA wsaData;

      SOCKET sockSrv;    

     

      SOCKADDR_IN  addrSrv;

      SOCKADDR_IN addrClient;//用来接受客户端的地址信息

      int len=sizeof(SOCKADDR);

      WORD wVersionRequested;//保存WinSock库的版本号

      int err;  

     

      wVersionRequested =MAKEWORD(2,2);//创建一个包含了请求版本号的WORD值

     

      err =WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);//加载套接字库

      if ( err != 0 ) {//返回值不等于0，程序退出。

           return;

      }

     

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ) {//判断低字节和高字节是否都等于1

           WSACleanup( );//不是的话，调用该函数，终止对Winsock库的使用并返回

           return;

      }

 

      sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);//创建套接字

     

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

      bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//将套接字绑定到本地址和指定的端口号上。

      listen(sockSrv,5);

 

     

     

      while(1)//作为服务器端，需要不断地等待客户端的连接请求的到来，在此设置死循环。

      {

           char recvBuf[100];

           char sendBuf[100];//于当前这个新连接的一个套接字描述符，保存于sockConn变量中，利用这个套接字就可以与客户端通信。先前的套接字仍继续监听客户端的连接请求。

           //返回连接状态的套接字

           SOCKETsockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);//当客户端连接请求到来时，该函数接受该请求，建立连接，同时它将返回一个相对

          

           sprintf(sendBuf,"Welcome%s you",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));

           send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);//用返回的套接字和客户端进行通信。

          

           recv(sockConn,recvBuf,100,0);//从客户端接受数据

           printf("%s\n",recvBuf);

           closesocket(sockConn);//当前通信完成之后，需要调用closesocket函数关闭已建立的套接字，释放为该套接字分配的资源，

      }//然后进入下一个循环，等待另一客户请求的到来。若不是死循环的话，此处还需调用WSACleanup函数终止对套接字库的使用。

}

客户端程序：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

void main()

{

      WORD wVersionRequested;

      WSADATA wsaData;

      int err;

     

      wVersionRequested =MAKEWORD( 1, 1 );

     

      err = WSAStartup( wVersionRequested,&wsaData );

      if ( err != 0 ) {

           return;

      }

     

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 1 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 1 ) {

           WSACleanup( );

           return;

      }

      SOCKETsockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//将其第三个参数设为0，让其自动选择协议。

      SOCKADDR_IN addrSrv;//设定服务器端的IP和端口

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");//本地回路地址

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

      connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//与服务器建立连接。

      char recvBuf[100];

      recv(sockClient,recvBuf,100,0);

      printf("%s\n",recvBuf);

      send(sockClient,"Thisis zhangsan",strlen("This is Isir")+1,0);

      closesocket(sockClient);

      WSACleanup();

}

基于UDP的网络编程：

服务器端：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

/* UDP  Server */

void main()

{

      WORD wVersionRequested;

      WSADATA wsaData;

      int err;

     

      wVersionRequested =MAKEWORD(2,2);

     

      err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData );

      if ( err != 0 ) {

           return;

      }

     

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ) {

           WSACleanup( );

           return;

      }

      SOCKETsockSrv=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

      SOCKADDR_IN addrSrv;

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

 

      bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

 

      char recvBuf[100];

      char sendBuf[100];

      char tempBuf[200];

 

      SOCKADDR_IN addrClient;

      int len=sizeof(SOCKADDR);

     

      while (1)

      {

           recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);

           if ('q' ==recvBuf[0])

           {

                 sendto(sockSrv,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR *)&addrClient,len);

                 printf("chatend\n");

                 break;

           }

           sprintf(tempBuf,"%ssay:%s",inet_ntoa(addrClient.sin_addr),recvBuf);

           printf("%s\n",tempBuf);

           printf("Pleaseinput data:\n");

           gets(sendBuf);

           sendto(sockSrv,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrClient,len);

      }

      closesocket(sockSrv);

      WSACleanup();

}
}
客户端：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

void main()

{

      WORD wVersionRequested;

      WSADATA wsaData;

 

      SOCKET sockClient;

      SOCKADDR_IN addrSrv;

      char recvBuf[100];

      char sendBuf[100];

      char tempBuf[200];

     

      int len =sizeof(SOCKADDR);

 

      int err;

     

      wVersionRequested =MAKEWORD(2,2);

     

      err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData );

      if ( err != 0 ) {

           return;

      }

     

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ) {

           WSACleanup( );

           return;

      }

 

      sockClient =socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

     

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr= inet_addr("127.0.0.1");

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

 

      while (1)

      {

           printf("pleaseinput data:\n");

           gets(sendBuf);

           sendto(sockClient,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0

                 ,(SOCKADDR*)&addrSrv,len);

           recvfrom(sockClient,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrSrv,&len);

 

           if ('q' ==recvBuf[0])

           {

                 sendto(sockClient,"q",strlen("q")+1,0,

                      (SOCKADDR*)&addrSrv,len);

                 printf("chatend;\n");

                 break;

           }

            sprintf(tempBuf,"%s say :%s",inet_ntoa(addrSrv.sin_addr),recvBuf);

           printf("%s\n",tempBuf);

      }

      closesocket(sockClient);

      WSACleanup();

}

P.s.  

 

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