面向连接的通信和无连接的通信

来源：互联网发布：医疗器械软件注册流程编辑：程序博客网时间：2024/05/21 00:00

1.面向连接的通信

在IP中，面向连接的通信时通过TCP/IP协议来实现的。应用程序在使用TCP通信时，需要建立一个虚拟连接。其模型如下：

服务器端

一旦为协议创建了套接字，就要将套接字绑定到一个已知地址上，用bind函数来实现。其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int bind(  
   SOCKET      s,  
   const struct sockaddr FAR *name,  
   int namelen  
);  

s：为要连接的套接字。
name：其为类型为struct sockaddr。对于TCP协议要用结构体SOCKADDR_IN，要将该结构体转换为该类型。
namelen：表示要传递的、由协议决定的地址结构的长度，即第二个参数的长度。

当将套接字绑定后，就是将套接字置于监听状态，函数为listen。其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int listen(  
   SOCKET s,  
   int    backlog  
);  

s：其为绑定的套接字。
backlog：表示等待连接队列的最大长度。当服务器接受了一个连接，就将该连接请求从该队列中删除；当连接请求超过队列长度，就会发回WSAECONNREFUSED错误。

为了接受连接请求，要使用函数accept、WSAAccept或AcceptEx来实现。其中accept函数定义如下：

[cpp] view plaincopy
SOCKET accept(  
     SOCKET   s,  
     struct sockaddr FAR* addr,  
     int FAR* addrlen  
);  

s：为绑定的套接字。
addr：为TCP应该是一个有效的SOCKADDR_IN的地址，如果是其他协议就应该是相应的SOCKADDR结构。
addr：为SOCKADDR_IN结构体的长度。
返回值：其返回一个新的套接字描述符，其后与客服端的所有操作都应该使用该新的套接字。

通过accept函数，可以讲等待连接队列的第一个请求提供服务。accept返回后，addr会被相应的对方的IP4信息填充。
客户端

客户端创建需要下面3个步骤：

1）创建一个套接字。
2）建立一个SOCKADDR地址结构。其为服务器的IP地址和端口号。
3）用connect或WSAConnect函数来与服务器建立连接。

连接套接字通过函数conenct、WSAConnect或ConnectEx来完成。其中connect函数的定义如下：

[cpp] view plaincopy
int connect(  
    SOCKET s,  
    const struct sockaddr FAR* name,  
    int namelen  
);  

s：为创建的套接字。
name：是TCP的套接字地址结构SOCKADDR_IN，其为要连接的服务器。
namelen：为name的长度。

数据传输

要在已建立的套接字上发送数据，可以使用两个函数：send和WSASend。其中send函数的定义如下：

[cpp] view plaincopy
int send(  
    SOCKET s,  
    const char FAR* buf,  
    int len,  
    int flags  
);  

s：为已建立的、用于发送数据的套接字。
buf：其为指向字符的缓冲区，其为要发送的数据。
len：指向发送的缓冲区的字符数，即要发送的数据长度。
flags：可为0、MSG_DONTROUTE、MSG_OOB（紧急数据）。支持“或”运算。
返回值：执行成功返回发送的字节数，执行错误返回SOCKET_ERROR。

Send API的Winsock 2版本的函数为WSASend，其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int WSASend(  
    SOCKET s.  
    LPWSABUF lpBuffers,  
    DWORD dwBufferCount,  
    LPDWORD lpNumberOfByteSent,  
    DWORD dwFlags,  
    LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,  
    LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine  
);  

s：为准备发送数据的套接字。
lpBuffers：指向一个或多个WSABUF结构的指针。既可以是一个独立的结构，也可以是一个结构数组。
ldwBufferCount：传递的WSABUF结构的数量。
lpNumberOfByteSent：其为已经发送了的字节数。
dwFlags：其可为为MSG_PEEK、MSG_OOB和MSG_PARTIAL，支持“或”运算。
lpOverlapped和lpCompletionRoutine：用于重叠I/O。
返回值：执行成功返回0；失败返回SOCK_ERROR。

一个特殊的传输函数，该函数起初将套接字置于关闭状态，并发送断开的数据。只适用于从容关机和断开数据的传输协议。该函数的行为与利用SD_SEND参数调用shutdown函数差不多，但它还要发送参数boundDisconnectData中的数据。之后发送禁止在该套接字上进行。发送失败发挥SOCKET_ERROR。该函数为WSASendDisconnect。其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int WSASendDisconnect(  
   SOCKET s,  
   LPWSABUF  lpOutboundDisconnectData  
);  

在已经连接的套接字上接收数据，有三个函数recv、WSARecv和WSARecvDisconnect。其中recv函数的定义如下：

[cpp] view plaincopy
int recv(  
   SOCKET s,  
   char FAR *buf,  
   int len,  
   int flags  
);  

s：为准备接收数据的套接字。
buf：用于接收数据的缓冲区。
len：准备接收的字节数或buf缓冲区的长度。
flags：与send函数相同：0、MSG_PEEK、MSG_OOB。其中0表示什么行为；MSG_PEEK表示将可用数据复制到用户缓冲区中，但不从系统的缓冲区中删除。
返回值：返回获取的数据字节数。

WSARecv函数在recv函数的基础上增加了一些新特性，如重叠I/O和部分数据报通知。其定义如下：

[html] view plaincopy
int WSARecv(  
    SOCKET s.  
    LPWSABUF lpBuffers,  
    DWORD dwBufferCount,  
    LPDWORD lpNumberOfByteRecvd,  
    DWORD dwFlags,  
    LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,  
    LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine  
);  

s：为准备接收数据的套接字。
lpBuffers：指向一个或多个WSABUF结构的指针。既可以是一个独立的结构，也可以是一个结构数组。
ldwBufferCount：传递的WSABUF结构的数量。
lpNumberOfByteRecvd：其为已经接收到的字节数。
dwFlags：其可为为MSG_PEEK、MSG_OOB和MSG_PARTIAL，支持“或”运算。
lpOverlapped和lpCompletionRoutine：用于重叠I/O。
返回值：执行成功返回0；失败返回SOCK_ERROR。

WSARecvDisconnect函数的定义如下：

[cpp] view plaincopy
int WSARecvDisconnect(  
   SOCKET s,  
   LPWSABUF  lpInboundDisconnectData  
);  

其中s为已建立连接的套接字，lpInboundDisconnectData为WSABUF结构的接收数据的缓冲区。其可以接收断开数据，只能接收由WSASendDisconnect函数发送的数据，不能接收普通数据。其接收完断开数据，就会取消接收远程通信方的数据，其作用和带参数的SD_RECEIVE的shutdown函数相同。

注意：在流协议上使用发送和和接收数据，无法保证接收和发送的数据量。

中断连接
一旦用完了套接字连接，需要释放套接字连接，释放所有资源。可以有两个函数来实现：closesocket和shutdown。但是closesocket函数可能导致数据丢失，而shutdown就可以从容终止。

为了保证通信方能够接收到应用程序发出的所有数据，好的应用程序，应该通知对方不要在发送数据。这个可以通过shutdown函数来实现，该函数定义如下：

[cpp] view plaincopy
int shutdown(  
   SOCKET s,  
   int      how  
);  

s：为要关闭的套接字。
how：为SD_SEND、SD_RECEIVE和SD_BOTH中一个。SD_RECEIVE表示不允许在调用接收函数，表示要重置连接。SD_SEND表示不允许在调用发送函数，对于TCP会将所有数据发送完且得到确认后，发送FIN包。SD_BOTH表示取消连接两端的收发操作。
但并非所有的协议都支持从容关闭，因此需要注意。

closesocket函数用于关闭套接字。该函数会释放套接字描述符，并且会将所有队列中的数据。其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int closesocket(SOCKET s);   

2.无连接通信

对于无连接的协议，操作过程相对比较简单。首先使用socket和WSASocket函数初始化套接字，然后使用bind函数将套接字绑定到准备接收数据的接口上，然后使用recvfrom和WSARecvFrom函数来接收数据，使用sendto和WSASendTo函数来发送数据。由于是无连接的，就没从容关闭和正常关闭的说法，如果套接字使用完了，可以调用closesocket函数来释放套接字分配的相关资源。

recvfrom函数的定义如下：

[cpp] view plaincopy
int recvfrom(  
  SOCKET s,  
  char FAR *buf,  
  int len,  
  int flags,  
  struct sockaddr FAR *from,  
  int fromlen  
);  

s、buf和len：和recv参数相同。
flags：其可为MSG_OOB、MS_PEEK。
from：其为一个SOCKADDR结构。
fromlen：为from参数的长度。

recvfrom在Winsock2中的版本为WSARecvFrom，其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int WSARecvFrom(     
    SOCKET s.  
    LPWSABUF lpBuffers,  
    DWORD dwBufferCount,  
    LPDWORD lpNumberOfByteRecvd,  
    DWORD dwFlags,  
    struct sockaddr FAR* lpfrom,  
    LPINT lpFromlen,  
    LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,  
    LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine  
);  
发送函数sendto,其定义如下：  

[cpp] view plaincopy
<pre class="cpp" name="code">int sendto(  
  SOCKET s,  
  char FAR *buf,  
  int len,  
  int flags,  
  struct sockaddr FAR *to,  
  int tolen</pre><pre class="cpp" name="code">);  
</pre>  

sendto在Winsock2中的版本为WSASendTo，其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int WSASendTo(     
    SOCKET s.  
    LPWSABUF lpBuffers,  
    DWORD dwBufferCount,  
    LPDWORD lpNumberOfByteSent,  
    DWORD dwFlags,  
    struct sockaddr FAR* lpto,  
    LPINT lptolen,  
    LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,  
    LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine  
);  
<strong>在无连接套接字上建立连接：无连接套接字一旦建立，就可以使用SOCKADDR结构体调用conenct和WSAConnect函数来建立“单向连接”,这样就可以使用recv和WSARecv函数或send和WSASend函数来进行收发数据了。</strong>  

3.一些重要的API函数

1.getpeername

该函数用于获取通信方套接字的地址信息，该信息是关于已连接的那个套接字。其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int getpeername(  
   SOCKET s,  
   sruct sockaddr FAR* name,  
   int FAR* namelen  
);  

2.getsockname

该函数获取给定套接字的本地接口的地址信息。其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int getpsockname(  
   SOCKET s,  
   sruct sockaddr FAR* name,  
   int FAR* namelen  
);  

3.WSADuplicateSocket

WSADuplicateSocket函数用于建立WSAPROTOCOL_INFO结构，该结构体可传递到另一个进程。这样另一个进程就可以打开指向同一个套接字的句柄，这样这一个进程可以对该资源进行操作。其定义如下：

[cpp] view plaincopy
int WSADuplicateSocket(  
   SOCKET s,  
   DWORD dwProcessId,  
  LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo  
);

0 0