windows环境下用c++实现socket编程
来源:互联网 发布:c 与java socket 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 13:47
一、什么是Socket
socket即套接字,用于描述地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通过socket向网络发出请求或者回应。
sockets(套接字)编程有三种,流式套接字(SOCK_STREAM),数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW);前两种较常用。基于TCP的socket编程是采用的流式套接字。
(1)SOCK_STREAM表示面向连接的数据传输方式。数据可以准确无误地到达另一台计算机,如果损坏或丢失,可以重新发送,但效率相对较慢。常用的HTTP协议就使用SOCK_STREAM传输数据,因为要确保数据的正确性,否则网页不能正常解析。
(2)SOCK_DGRAM表示无连接的数据传输方式。计算机只管传输数据,不作数据校验,如果数据在传输中损坏,或者没有到达另一台计算机,是没有办法补救的。也就是说,数据错了就错了,无法重传。因为SOCK_DGRAM所做的校验工作少,所以效率比SOCK_STREAM高。
QQ视频聊天和语音聊天就使用SOCK_DGRAM传输数据,因为首先要保证通信的效率,尽量减小延迟,而数据的正确性是次要的,即使丢失很小的一部分数据,视频和音频也可以正常解析,最多出现噪点或杂音,不会对通信质量有实质的影响。
注意:SOCK_DGRAM没有想象中的糟糕,不会频繁的丢失数据,数据错读只是小概率事件。
有可能多种协议使用同一种数据传输方式,所以在socket编程中,需要同时指明数据传输方式和协议。
二、客户端/服务端模式:
在TCP/IP网络应用中,通信的两个进程相互作用的主要模式是客户/服务器模式,即客户端向服务器发出请求,服务器接收请求后,提供相应的服务。客户/服务器模式的建立基于以下两点:
(1)建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等,需要共享,从而就让拥有众多资源的主机提供服务,资源较少的客户请求服务这一非对等作用。
(2)网间进程通信完全是异步的,相互通信的进程间既不存在父子关系,又不共享内存缓冲区。
因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系,为二者的数据交换提供同步,这就是基于客户/服务端模式的TCP/IP。
服务端:建立socket,声明自身的端口号和地址并绑定到socket,使用listen打开监听,然后不断用accept去查看是否有连接,如果有,捕获socket,并通过recv获取消息的内容,通信完成后调用closeSocket关闭这个对应accept到的socket,如果不再需要等待任何客户端连接,那么用closeSocket关闭掉自身的socket。
客户端:建立socket,通过端口号和地址确定目标服务器,使用Connect连接到服务器,send发送消息,等待处理,通信完成后调用closeSocket关闭socket。
三、编程步骤
(1)服务端
1、加载套接字库,创建套接字(WSAStartup()/socket());
2、绑定套接字到一个IP地址和一个端口上(bind());
3、将套接字设置为监听模式等待连接请求(listen());
4、请求到来后,接受连接请求,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,等待另一个连接请求;
7、关闭套接字,关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup());
(2)客户端
1、加载套接字库,创建套接字(WSAStartup()/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,关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup());
四、windows下实现socket简单实例
使用软件:devc++
(一)TCP协议
(1)代码
服务端:server.cpp
#include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { //初始化WSA WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA wsaData; if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData)!=0) { return 0; } //创建套接字 SOCKET slisten = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(slisten == INVALID_SOCKET) { printf("socket error !"); return 0; } //绑定IP和端口 sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(8888); sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if(bind(slisten, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR) { printf("bind error !"); } //开始监听 if(listen(slisten, 5) == SOCKET_ERROR) { printf("listen error !"); return 0; } //循环接收数据 SOCKET sClient; sockaddr_in remoteAddr; int nAddrlen = sizeof(remoteAddr); char revData[255]; while (true) { printf("等待连接...\n"); sClient = accept(slisten, (SOCKADDR *)&remoteAddr, &nAddrlen); if(sClient == INVALID_SOCKET) { printf("accept error !"); continue; } printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); //接收数据 int ret = recv(sClient, revData, 255, 0); if(ret > 0) { revData[ret] = 0x00; printf(revData); } //发送数据 const char * sendData = "你好,TCP客户端!\n"; send(sClient, sendData, strlen(sendData), 0); closesocket(sClient); } closesocket(slisten); WSACleanup(); return 0; }
#include<WINSOCK2.H>#include<STDIO.H>#include<iostream>#include<cstring>using namespace std;#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")int main(){WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);WSADATA data;if(WSAStartup(sockVersion, &data)!=0){return 0;}while(true){SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);if(sclient == INVALID_SOCKET){printf("invalid socket!");return 0;}sockaddr_in serAddr;serAddr.sin_family = AF_INET;serAddr.sin_port = htons(8888);serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");if(connect(sclient, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR){ //连接失败 printf("connect error !");closesocket(sclient);return 0;}string data;cin>>data;const char * sendData;sendData = data.c_str(); //string转const char* //char * sendData = "你好,TCP服务端,我是客户端\n";send(sclient, sendData, strlen(sendData), 0);//send()用来将数据由指定的socket传给对方主机//int send(int s, const void * msg, int len, unsigned int flags)//s为已建立好连接的socket,msg指向数据内容,len则为数据长度,参数flags一般设0//成功则返回实际传送出去的字符数,失败返回-1,错误原因存于error char recData[255];int ret = recv(sclient, recData, 255, 0);if(ret>0){recData[ret] = 0x00;printf(recData);} closesocket(sclient);}WSACleanup();return 0;}
(2)可能遇到的问题:
(1)undefined reference to '_imp_WSAStartup'
解决方案:
工具->编译选项->在连接器命令行加入如下命令里面添加-lwsock32 即可
然后重启devc++运行程序问题解决。
(2)deprecated conversion from string constant to 'char *'[-Wwrite-strings]
解决方法:将char * 改为const char *
(3)结果运行
先运行服务端,运行service.cpp,服务端显示如下:
然后运行客户端,运行client.cpp,在客户端输入数据,即可传送到服务器端显示如下:
(4)部分代码说明
第一步:加载/释放Winsock库:
加载方法:
WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2);WSADATA wsaData;
//初始化socket资源if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData)!=0){ return 0; //代表失败}
释放方法:
WSACleanup();
1. 服务端:构造监听SOCKET,流式SOCKET
//创建套接字 SOCKET slisten = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(slisten == INVALID_SOCKET) { printf("socket error !"); return 0; }
2. 客户端:构造通讯SOCKET,流式SOCKET
//创建套接字 SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(sclient == INVALID_SOCKET) { printf("invalid socket !"); return 0; }
第三步:配置监听地址和端口,服务端绑定IP地址和端口,客户端连接目的IP地址和端口:
1. 服务端:
//绑定IP和端口 sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(8888); //本地监听端口:8888 sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if(bind(slisten, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) ==SOCKET_ERROR) //尝试绑定 { printf("bind error !"); }//绑定成功后就开始监听 if(listen(slisten, 5) == SOCKET_ERROR) { printf("listen error !"); return 0; }
2. 客户端:
//配置要连接的地址和端口 sockaddr_in serAddr; serAddr.sin_family = AF_INET; serAddr.sin_port = htons(8888); serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); if (connect(sclient, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) ==SOCKET_ERROR) //尝试连接 { printf("connect error !"); closesocket(sclient); return 0; }
第四步:服务端/客户端连接
1. 服务端:等待客户端接入
SOCKET Command_Sock = accept(Listen_Sock,...)
2. 客户端:请求与服务端连接
int ret = connect(Client_Sock, ...)
第五步:收/发数据
1. 服务端:等待客户接入 charbuf[1024].
接收数据:recv(Command_Sock, buf, ...)
或
发送数据:send(Command_Sock, buf, ...)
2. 客户端:请求与服务端连接char buf[1024].
发送数据:send(Client_Sock, buf, ...)
或
接收数据:recv(Client_Sock, buf, ...)
第六步:关闭SOCKET
1. 服务端关闭SOCKET
closesocket(Listen_Sock)
closesocket(Command_Sock)
2. 客户端关闭SOCKET
closesocket(Client_Sock)
(二)UDP协议
服务端代码:
#include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WSADATA wsaData; WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0) { return 0; } SOCKET serSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); if(serSocket == INVALID_SOCKET) { printf("socket error !"); return 0; } sockaddr_in serAddr; serAddr.sin_family = AF_INET; serAddr.sin_port = htons(8888); serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if(bind(serSocket, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) ==SOCKET_ERROR) { printf("bind error !"); closesocket(serSocket); return 0; } sockaddr_in remoteAddr; int nAddrLen = sizeof(remoteAddr); while (true) { char recvData[255]; int ret = recvfrom(serSocket, recvData, 255, 0, (sockaddr*)&remoteAddr, &nAddrLen); if (ret > 0) { recvData[ret] = 0x00; printf("接受到一个连接:%s \r\n",inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); printf(recvData); } const char * sendData = "一个来自服务端的UDP数据包\n"; sendto(serSocket, sendData,strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&remoteAddr, nAddrLen); } closesocket(serSocket); WSACleanup(); return 0; }
客户端代码:
#include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WORD socketVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA wsaData; if(WSAStartup(socketVersion, &wsaData) != 0) { return 0; } SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(8888); sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); int len = sizeof(sin); const char * sendData = "来自客户端的数据包.\n"; sendto(sclient, sendData, strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&sin,len); char recvData[255]; int ret = recvfrom(sclient, recvData, 255, 0, (sockaddr *)&sin,&len); if(ret > 0) { recvData[ret] = 0x00; printf(recvData); } closesocket(sclient); WSACleanup(); return 0; }
结果显示如下:
服务端:
客户端:
五、Windows下的socket程序和Linux思路相同,细节处区别如下:
(1)Windows下的socket程序依赖Winsock.dll或ws2_32.dll,必须提前加载。DLL有两种加载方式。
(2)Linux使用“文件描述符”的概念,而Windows使用“文件句柄”的概念;Linux不区分socket文件和普通文件,而Windows区分;Linux下socket()函数的返回值为int类型,而Windows下为SOCKET类型,也就是句柄。
(3)Linux下使用read()/write()函数读写,而Windows下使用recv()/send()函数发送和接收
(4)关闭socket时,Linux使用close()函数,而Windows使用closesocket()函数。
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