Winsock基础编程

Winsock基础编程

Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD
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。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样，像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间，每个插座有一个编号，有的插座提供220伏交流电，
有的提供110伏交流电，有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座，就可以得到不同的服务。

1 基于TCP

它是面向连接的，稳定的网络通信。它的通信流程如下所示：

<1>TCP 连接建立

TCP连接的建立需要经过三次握手，所谓的三次握手如下所示：

  • 客户端向服务器发送一个SYN J
  • 服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
  • 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1

通俗的讲就是：

A：B，我想连接你

B：A，我看到了，你连接吧

A：那我连了

B：等待接受。。。

<2>TCP连接终止

TCP连接的终止需要下面四次挥手。

  • 某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
  • 另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
  • 一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
  • 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。

通俗的讲就是：

A：我要关了啊

B：你要关吗？

B：这么长时间没反应，那我要关了。

A：看到你要关了

B：关闭

<3>TCP稳定性的保证

它采用的是确认重传机制，没发送一个消息它都会启动一个定时器，观察一定时间内有没有收到对方的确认信息，如果收到就算了，没收到它就以为消息没发过去然后就会重新发送。正是由于这种确认重传机制导致了TCP通信的效率没UDP高。

2 基于UDP

它是提供面向无连接的，不可靠的通信协议。它的通信过程如下图所示：

3 相关函数介绍

<1>WSAStartup函数

intPASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

wVersionRequested：用来指定加载Winsock库的版本，低位字节代表主版本号，高位字节代表副版本号。通常用MAKEWORD(x,y)表示版本号，其中x表示高位自己，y表示低位字节。

lpWSAData：返回的指向WSADATA结构体的指针，这个结构体里面包含着主要关于版本号的信息。

返回值：

成功：返回0。

失败：

WSASYSNOTREADY：表示网络设备没有准备好。

WSAVERNOTSUPPORTTED：Winsock的版本信息号不支持。

WSAEINPROGRESS：一个阻塞式的Winsock1.1存在于进程中。

WSAEPROCLIM：已经达到Winsock的使用量的上限。

WSAEFAULT：lpWSAData不是一个有效的指针。

注意：

这个函数winsock的初始化函数，如果它失败那么后面的所有相关Winsock的都不会被执行。

<2>socket函数

SOCKETsocket(int af,  int type,  int proctocol);

这个socket有点类似句柄，或者文件指针。

af：address family（地址族），一般都填AF_INIT，表示是在Internet上的Socket；

type：Socket的类型，当采用流连接方式时用SOCK_STREAM,用数据报文方式时用

SOCK_DGRAM。

proctocol：一般都为0，表示对2种类型的Socket分别采用缺省的TCP和UDP传输协议。

<3>bind函数

int bind(SOCKET s,  const sockaddr* name,  intnamelen);

这个函数的作用是把socket绑定到指定的IP地址以及端口。

s：要绑定的socket

name：指向sockaddr*的结构体指针。结构体如下所示：

struct sockaddr
{
 u_shortsa_family;
char sa_data[14];
};

但是通常在Winsock中用sockaddr_in结构体代替这个结构体，它如下所示：

struct sockaddr_in
{
short         sin_family;
unsigned short        sin_port;
struct  in_addr      sin_addr;
char         sin_zero[8];
};

其中in_addr是这样一个结构体

struct in_addr {
        union {
                struct{ UCHAR s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
                struct{ USHORT s_w1,s_w2; } S_un_w;
                ULONG S_addr;
        } S_un;
}

我们可以看到这个结构体里面就有一个union，字节长度是4个字节。可以利用这个结构方便的将点分十进制格式的IP地址转换成u_long类型，并且将结果赋予S_addr。

namelen: name所指向的结构体的长度

注意：

端口号的范围是0-65536，但是1024一下的端口都被预占，所以在指定端口号的要在其上面。

另外，in_addr和sockaddr结构体的字节长度相等。

<4>listen函数

int listen(SOCKET s,  int backlog);

s: 启动监听的socket

backlog：等待连接队伍的最大长度，一般设置为1-5

<5>accept函数

SOCKET accept(SOCKET s,  sockaddr* addr,  int* addrlen);

s：监听状态的套接字

addr：保存客户端的信息，ip，端口号等

addrlen:地址信息的长度，这也是个返回值

注意：

当调用accept函数的时候，程序就会等待客户端调用connect函数发生连接。

<6>connect函数

Int connect(SOCKET s,const sockaddr*name,int namelen);

s：连接的套接字

addr：欲要连接的地址

addrlen:地址信息的长度

<7>send/recv函数

int send(SOCKET s,const char* buf,int len,int flags);

int recv(SOCKET s,const char* buf,int len,int flags);

s:发送信息的socket

buf：发送/接受 数据的缓冲区

len：发送/接受 信息的长度

flags：影响函数行为的值，一般设置为0

注意：

发送的长度一般要根据具体的字节长度来指定，接受的长度则是整个缓冲区的长度。

<8>sendto/recvfrom 函数

int recvfrom(SOCKET s, char* buf, int len,int flags, struct sockaddr* from, int* fromlen);

int sento(SOCKET s, char* buf, int len ,int flags , struct sockaddr* to , int tolen);

s：己方的socket

buf：缓冲区

len：缓冲区长度

flags：一般设置为0，是个影响函数行为的参数

from/to：返回值，表示对方的地址信息 / 输入的对方地址信息

fromlen/tolen：返回值，表示对方地址信息的长度 / 输入的对方地址信息长度

<9> closesocket函数

int closesocket(socket s);

关闭一个socket。

UDP的示例程序：

//server
#include <WinSock2.h>
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

void main()
{
         WORD wVersionRequested;
         WSADATA wsaData;
         interr;
         wVersionRequested = MAKEWORD(1,1);
         err =WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);
         if(err!= 0)
         {
                   return;
         }

         if(LOBYTE(wsaData.wVersion)!= 1 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 1 )
         {
                   WSACleanup();
                   return;
         }

         SOCKET sockSrv = 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) );
         charrecvBuf[100];
         charsendBuf[100];
         chartempBuf[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("chat end");
                   }
                   sprintf(tempBuf,"%s say : %s",inet_ntoa(addrClient.sin_addr),recvBuf);
                   printf("%s\n",tempBuf);

                   printf("please input data:\n");
                   gets(sendBuf);
                   sendto(sockSrv,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrClient,len);
         }
         closesocket(sockSrv);
         WSACleanup();
}
//client
#include <WinSock2.h>
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

void main()
{
         WORD wVersionRequested;
         WSADATA wsaData;
         interr;

         wVersionRequested = MAKEWORD(1,1);
         err =WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);
         if(err!= 0)
         {
                   printf("WSAStartup failed\n");
                   return;
         }
         if(LOBYTE(wsaData.wVersion)!= 1 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 1)
         {
                   WSACleanup();
                   return;
         }

         SOCKET sockClient =socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

         SOCKADDR_IN addrServer;
         addrServer.sin_addr.S_un.S_addr =inet_addr("127.0.0.1");
         addrServer.sin_family = AF_INET;
         addrServer.sin_port = htons(6000);

         charrecvBuf[100];
         charsendBuf[100];
         chartempBuf[200];
         int len= sizeof(SOCKADDR);

         while(1)
         {
                   printf("please input data\n");
                   gets(sendBuf);
                   sendto(sockClient,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrServer,len);
                   recvfrom(sockClient,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrServer,&len);
                   if('q' == recvBuf[0])
                   {
                            sendto(sockClient,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR*)&addrServer,len);
                            printf("chat end\n");
                            break;
                   }
                   sprintf(tempBuf,"%s say :%s",inet_ntoa(addrServer.sin_addr),recvBuf);
                   printf("%s\n",tempBuf);

         }
         closesocket(sockClient);
         WSACleanup();
}
时间： 2024-10-10 00:25:41

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