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揭开Socket编程的面纱

2017年12月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5336字 ⁄ 字号 评论关闭


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。

                                                                         
       

                                                                       


1

       TCP/IP

协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道
TCP/IP


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。



2

      

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。

      


3

      

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:





4





5

      

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;

}

      

服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


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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