对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧?随着网络技术的发展,这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问: 1. 什么是TCP/IP、UDP? 2. Socket在哪里呢? 3. Socket是什么呢? 4. 你会使用它们吗? 什么是TCP/IP、UDP? TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(WANs)设计的。 UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。 这里有一张图,表明了这些协议的关系。 TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。 Socket在哪里呢? 在图1中,我们没有看到Socket的影子,那么它到底在哪里呢?还是用图来说话,一目了然。 原来Socket在这里。 Socket是什么呢? Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。 你会使用它们吗? 前人已经给我们做了好多的事了,网络间的通信也就简单了许多,但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程,觉得它是比较高深的编程知识,但是只要弄清Socket编程的工作原理,神秘的面纱也就揭开了。 一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理,也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中,这也不一定。 先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。 在这里我就举个简单的例子,我们走的是TCP协议这条路(见图2)。例子用MFC编写,运行的界面如下: 在客户端输入服务器端的IP地址和发送的数据,然后按发送按钮,服务器端接收到数据,然后回应客户端。客户端读取回应的数据,显示在界面上。 下面是接收数据和发送数据的函数:
- int Receive(SOCKET fd,char *szText,int len)
- {
- int
cnt;
- int
rc;
- cnt=len;
- while
(cnt>0)
- {
- rc=recv(fd,szText,cnt,0
);
- if
(rc==SOCKET_ERROR)
- {
- return
-1;
- }
- if
(rc==0)
- return
len-cnt;
- szText+=rc;
- cnt-=rc;
- }
- return
len;
- }
- int
Send(SOCKET fd,char *szText,int len)
- {
- int
cnt;
- int
rc;
- cnt=len;
- while
(cnt>0)
- {
- rc=send(fd,szText,cnt,0
);
- if
(rc==SOCKET_ERROR)
- {
- return
-1;
- }
- if
(rc==0)
- return
len-cnt;
- szText+=rc;
- cnt-=rc;
- }
- return
len;
- }
服务器端:
在服务器端,主要是启动Socket和监听线程
#define DEFAULT_PORT 2000
void CServerDlg::OnStart()
{
sockaddr_in local;
DWORD dwThreadID = 0;
local.sin_family=AF_INET;
//设置的端口为DEFAULT_PORT。
local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);
//IP地址设置成INADDR_ANY,让系统自动获取本机的IP地址。
local.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;
//初始化Socket
m_Listening = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(m_Listening == INVALID_SOCKET)
{
return ;
}
//将本地地址绑定到所创建的套接字上
if(bind(m_Listening,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) == SOCKET_ERROR )
{
closesocket(m_Listening);
return ;
}
//创建监听线程,这样也能响应界面上操作。
m_hListenThread = ::CreateThread(NULL,0,ListenThread,this,0,&dwThreadID);
m_StartBtn.EnableWindow(FALSE);
m_StopBtn.EnableWindow(TRUE);
}
监听线程函数:
- DWORD WINAPI CServerDlg::ListenThread(LPVOID lpparam)
- {
- CServerDlg* pDlg = (CServerDlg*)lpparam;
- if
(pDlg == NULL)
- return
0;
- SOCKET Listening = pDlg->m_Listening;
- //开始监听是否有客户端连接。
- if
(listen(Listening,40) == SOCKET_ERROR)
- {
- return
0;
- }
- char
szBuf[MAX_PATH];
- //初始化
- memset(szBuf,0
,MAX_PATH);
- while
(1)
- {
- SOCKET ConnectSocket;
- sockaddr_in ClientAddr;
- int
nLen = sizeof(sockaddr);
- //阻塞直到有客户端连接,不然多浪费CPU资源。
- ConnectSocket = accept(Listening,(sockaddr*)&ClientAddr,&nLen);
- //都到客户端的IP地址。
- char
*pAddrname = inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr);
- pDlg->Receive(ConnectSocket,szBuf,100
);
- //界面上显示请求数据。
- pDlg->SetRequestText(szBuf);
- strcat(szBuf," :我是老猫,收到("
);
- strcat(szBuf,pAddrname);
- strcat(szBuf,")"
);
- //向客户端发送回应数据
- pDlg->Send(ConnectSocket,szBuf,100
);
- }
- return
0;
- }
务器端一直在监听是否有客户端连接,如有连接,处理客户端的请求,给出回应,然后继续监听。
客户端:
客户端的发送函数:
- #define DEFAULT_PORT 2000
- void
CClientDlg::OnSend()
- {
- DWORD dwIP = 0
;
- TCHAR szText[MAX_PATH];
- memset(szText,0
,MAX_PATH);
- m_IP.GetWindowText(szText,MAX_PATH);
- //把字符串形式的IP地址转成IN_ADDR结构需要的形式。
- dwIP = inet_addr(szText);
- m_RequestEdit.GetWindowText(szText,MAX_PATH);
- sockaddr_in local;
- SOCKET socketTmp;
- //必须是AF_INET,表示该socket在Internet域中进行通信
- local.sin_family=AF_INET;
- //端口号
- local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);
- //服务器的IP地址。
- local.sin_addr.S_un.S_addr=dwIP;
- ////初始化Socket
- socketTmp=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0
);
- //连接服务器
- if
(connect(socketTmp,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) < 0)
- {
- closesocket(socketTmp);
- MessageBox("连接服务器失败。"
);
- return
;
- }
- //发送请求,为简单只发100字节,在服务器端也规定100字节。
- Send(socketTmp,szText,100
);
- //读取服务器端返回的数据。
- memset(szText,0
,MAX_PATH);
- //接收服务器端的回应。
- Receive(socketTmp,szText,100
);
- TCHAR szMessage[MAX_PATH];
- memset(szMessage,0
,MAX_PATH);
- strcat(szMessage,szText);
- //界面上显示回应数据。
- m_ReplyBtn.SetWindowText(szMessage);
- closesocket(socketTmp);
- }
客户端就一个函数完成了一次通信。在这里IP地址为何用127.0.0.1呢?使用这个IP地址,服务器端和客户端就能运行在同一台机器上,这样调试方便多了。当然你可以在你朋友的机器上运行Server程序(本人在局域网中测试过),在自己的机器上运行Client程序,当然输入的IP地址就该是你朋友机器的IP地址了。
简单的理论和实践都说了,现在Socket编程不神秘了吧?希望对你有些帮助。 ?
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