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用WINSOCK实现聊天室的VC++程序设计

2013年12月05日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4119字 ⁄ 字号 评论关闭

一:SOCKET简介

80年代初,美国政府的高级研究工程机构(ARPA)给加利福尼亚大学Berkeley分校
提供了资金,让他们在UNIX操作系统下实现TCP/IP协议。在这个项目中,研究人员
为TCP/IP网络通信开发了一个API(应用程序接口)。这个API称为Socket接口(套接字)。
今天,SOCKET接口是TCP/IP网络最为通用的API,也是在INTERNET上进行应用开发
最为通用的API。

90年代初,由Microsoft联合了其他几家公司共同制定了一套WINDOWS下的网络编程
接口,即WindowsSockets规范。它是BerkeleySockets的重要扩充,主要是增加了一
些异步函数,并增加了符合Windows消息驱动特性的网络事件异步选择机制。
WINDOWSSOCKETS规范是一套开放的、支持多种协议的Windows下的网络编程接口。
从1991年的1.0版到1995年的2.0.8版,经过不断完善并在Intel、Microsoft、Sun、
SGI、Informix、Novell等公司的全力支持下,已成为Windows网络编程的事实上的
标准。目前,在实际应用中的WINDOWSSOKCETS规范主要有1.1版和2.0版。两者的最
重要区别是1.1版只支持TCP/IP协议,而2.0版可以支持多协议。2.0版有良好的向后
兼容性,任何使用1.1版的源代码,二进制文件,应用程序都可以不加修改地在2.0
规范下使用。

SOCKET实际在计算机中提供了一个通信端口,可以通过这个端口与任何一个具有SOCKET
接口的计算机通信。应用程序在网络上传输,接收的信息都通过这个SOCKET接口来实
现。在应用开发中就像使用文件句柄一样,可以对SOCKET句柄进行读,写操作。

二:基于WINDOWS SOCKET的应用开发介绍。

在WINDOWS95/98,WINDOWSNT进行WINSOCK开发使用的编程语言有很多,VC++,JAVA,
DELPHI,VB等。其中VC时使用最普遍,和WINSOCK结合最紧密的。并且VC++对原来的
WindowsSockets库函数进行了一系列封装,继而产生了CAsynSocket、CSocket、
CSocketFile等类,它们封装着有关Socket的各种功能,是编程变得更加简单。
但如果你是一个WINSOCK编程的初学者,那么建议你在一开始还是学习WINSOCK最基
本的API函数进行编程,这样可以大大加深对WINSOCK的了解,对将来很有好处。

在VC中进行WINSOCK的API编程开发,需要使用到下面三个文件:

1 WINSOCK.H: 这是WINSOCK API的头文件。

2 WSOCK32.LIB: WINSOCK API连接库文件。在使用中,一点要把它作为项目的非
缺省的连接库包含到项目文件中去。

3 WINSOCK.DLL: WINSOCK的动态连接库,位于WINDOWS的安装目录下。

WINSOCK接口在WINDOWS编程环境中的位置如下图所示:

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可以看到,WINSOCK。DLL位于TCP/IP协议栈和应用程序之间。也就是说,WINSOCK管理
与TCP/IP协议的接口。在一开始WINSOCK的应有开发时,你不必对TCP/IP协议有很深刻
的了解。但是,如果想成为一个为网络编程的高手,就一定要对下层了解得十分清楚。

在网络编程中最常用的方案便是客户机/服务器模型。在这种方案中客户应用程序向服
务器程序请求服务。一个服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求,也
就是说,服务进程一直处于休眠状态,直到一个客户对这个服务的地址提出了连接请
求。在这个时刻,服务程序被“惊醒”并且为客户提供服务-对客户的请求作出适当的
反应。虽然基于连接协议(流套接字)的服务是设计客户机/服务器应用程序时的标准,
但有些服务也是可以通过无连接协议(数据报套接字)提供的。其编程模型分别如下:

面向连接协议的SOCKET编程模型================================

无连接协议的SOCKET编程模型================================ 一般在使用中,
面向连接协议的SOCKET编程模型应用最为广泛,因为面向连接协议提供了一系列的数
据纠错功能,可以保证在网络上传输的数据及时、无误地到达对方。 总的来说,使用
SOCKET接口(面向连接或无连接)进行网络通信时,必须按下面简单的四步进行处理:
1、程序必须建立一个 SOCKET。2、程序必须按要求配置此SOCKET。也就是说,程序要
么将此SOCKET连接到远方的主机上,要么给此SOCKET指定一个本地协议端口。

3、程序必须按要求通过此SOCKET发送和接收数据。

4、程序必须关闭此SOCKET。

三:WINSOCK API主要函数简介

作者利用WINSOCK API 编写了一个具有聊天室功能的应用程序,可用作学习 WINSOCK
程序设计的参照。WINSOCK API 包括很多函数,但其中最常用,包括在文章所附源程序中的有:

注:只是有关函数的简要说明,具体规则、说明请参见VC++帮助和WINSOCK规范。

1、WSAStartup():连结应用程序与 Windows Sockets DLL 的第一个函数。

说明: 此函数是应用程序调用 Windows Sockets DLL函数中的第一个,也唯有此函数
呼叫成功後,才可以再调用其他 Windows Sockets DLL 的函数。

2、WSACleanup():结束 Windows Sockets DLL 的使用。

说明: 当应用程序不再需要使用 Windows Sockets DLL时,须调用此函数来注销使用,
以便释放其占用的资源。

3、 socket():建立Socket。

说明: 此函数用来建立一 Socket 描述字,并为此 Socket 建立其所使用的资源。

4、 closesocket():关闭某一Socket。

说明: 此一函数是用来关闭某一 Socket。

5、 bind():将一本地地址与一个SOCKET描述字连接在一起。

说明:此函数在服务程序上使用,是调用监听函数listen()必须要调用的函数。

6、 listen():设定 Socket 为监听状态,准备被连接。

说明: 此函数在服务程序上使用,来设定 Socket 进入监听状态,并设定最多可有多少
个在未真正完成连接前的客户端的连接要求。(目前最大值限制为 5, 最

小值为1)

7、 accept():接受某一Socket的连接要求,以完成面向连接的客户端 Socket 的连接请求。

说明: 服务端应用程序调用此函数来接受客户端Socket 连接请求,accept() 函数的返
回值为一新的 Socket,新 Socket 就可用来在服务端和客户端之间的信息传递接收,而
原来 Socket 仍然可以接收其他客户端的连接要求。

8、 connect():要求连接某一Socket到指定的网络上服务端。

说明: 此函数用在客户端,用来向服务端要求建立连接。当连接建立完成後,客户端
即可利用此 Socket 来与服务端进行信息传递。

9、 recv():从面向连接的 Socket 接收信息。

说明: 此函数用来从面向连接的 Socket 接收信息。

10、send():使用面向连接的 Socket 发送信息。

说明: 此函数用来从面向连接的 Socket 发送信息。

11、WSAAsyncSelect():要求某一 Socket 有事件 (event) 发生时通知使用者。

说明: 此函数用来请求Windows Sockets DLL 为窗口句柄发一条消息-无论它何时
检测到由lEvent参数指明的网络事件。要发送的消息由wMsg参数标明.被通知的套接
口由s标识。本函数自动将套接口设置为非阻塞模式。

lEvent参数由下表中列出的值组成。

值 意义

FD_READ 欲接收读准备好的通知。

FD_WRITE 欲接收写准备好的通知。

FD_OOB 欲接收带边数据到达的通知。

FD_ACCEPT 欲接收将要连接的通知。

FD_CONNECT 欲接收已连接好的通知。

FD_CLOSE 欲接收套接口关闭的通知。

这个函数可以认为是 WINSOCK API 中最为重要的一个函数。要想使用好这个函
数,你必须对 WINDOWS 编程的事件驱动和消息传递有很清楚的了解。

四:聊天室应用程序的设计说明:

软件功能:

Internet上可以提供一种叫IRC 的服务。使用者通过客户端的程序登录到IRC服务
器上,就可以与登录在同一IRC服务器上的客户进行交谈,这也就是平常所说的聊天
室。在这里,给出了一个在运行TCP/IP协议的网络上实现IRC服务的程序。

软件使用说明:

首先,在一台计算机上运行服务端程序,然后就可以在同一网络的其他计算机上运
行客户端程序,登录到服务器上,各个客户之间就可以聊天了。

软件设计要点:

1、服务端

核心代码在 CServerViwe 类中,有一个 SOCKET 变量 m_hServerSocket 和 SOCKET
数组 m_aClientSocket[MAXClient](MAXClient:所定义的接收连接客户的最大数目)
,m_hServerSocket 用来在指定的端口(>1000)进行侦听,如果有客户端请求连接,则
在 m_aClientSocket 数组中查找一个空 socket,将客户端的地址赋予此 socket。

每当一个 ClientSocket 接收到信息,都将会向窗口发一条消息。程序接收到这个消
息后,再把接收到的信息发送给每一个 ClientSocket。

2、客户端

客户端比较简单,核心代码在 CClientDlg 类中。只有一个 socket 变量 m_hSocket,
与服务端进行连接。连接建立好后,通过此 SOCKET 发送和接收信息。

为了简化设计,用户名在客户端控制,服务器端只进行简单的接收信息和“广播”此
信息,不进行名字校验,也就是说,可以有同名客户登录到服务端。这个程序设计虽
然简单,但是已经具备了聊天室的最基本的功能。

程序在VC++ 6.0 下编译通过,在使用 TCP/IP 协议的 WINDOWS 95/98 对等局域网
和使用 TCP/IP 协议的 WINDOWS NT 局域网上运行良好。

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