• Socket编程学习之道:揭开Socket编程的面纱


    TCP/IPUDPSocket编程这些词你不会非常陌生吧?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/IPUDP
    2.         Socket在哪里呢?
    3.         Socket是什么呢?
    4.         你会使用它们吗?

    什么是TCP/IPUDP

             TCP/IPTransmission 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。
             UDPUser Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相相应的协议。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。

                                                                                    

                                                                            图1

           TCP/IP协议族包含运输层、网络层、链路层。如今你知道TCP/IPUDP的关系了吧。
    Socket在哪里呢?
           
    在图1中,我们没有看到Socket的影子,那么它究竟在哪里呢?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事实上就是一个门面模式,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所有,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很多,但毕竟还是有挺多工作要做的。曾经听到Socket编程。认为它是比較高深的编程知识。可是仅仅要弄清Socket编程的工作原理。神奇的面纱也就揭开了。
           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,就能够讲话了。

    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,或许TCP/IP协议族就是诞生于生活中,这也不一定。

          

    3

           先从server端说起。server端先初始化Socket,然后与port绑定(bind),对port进行监听(listen)。调用accept堵塞,等待client连接。在这时假设有个client初始化一个Socket。然后连接server(connect)。假设连接成功,这时client与server端的连接就建立了。client发送数据请求,server端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给client。client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样例,我们走的是TCP协议这条路(见图2)。样例用MFC编写,执行的界面例如以下:



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    5

           在client输入server端的IP地址和发送的数据,然后按发送button。server端接收到数据,然后回应client。client读取回应的数据,显示在界面上。
           以下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;

    }

    server端:

           在server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port为DEFAULT_PORT

           local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);

           //IP地址设置成INADDR_ANY,让系统自己主动获取本机的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;

           //開始监听是否有client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);

                  //堵塞直到有client连接。不然多浪费CPU资源。

                  ConnectSocket = accept(Listening,(sockaddr*)&ClientAddr,&nLen);

                  //都到client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client发送回应数据

                  pDlg->Send(ConnectSocket,szBuf,100);

           }

           return 0;

    }

           server端一直在监听是否有client连接。如有连接,处理client的请求,给出回应,然后继续监听。

    client:

           client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结构须要的形式。

           dwIP = inet_addr(szText);

           m_RequestEdit.GetWindowText(szText,MAX_PATH);

     

           sockaddr_in local;

           SOCKET socketTmp;

           //必须是AF_INET,表示该socketInternet域中进行通信

           local.sin_family=AF_INET;

           //port号

           local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);

           //server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server

           if(connect(socketTmp,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) < 0)

           {

                  closesocket(socketTmp);

                  MessageBox("连接server失败。");

                  return ;

           }

           //发送请求,为简单仅仅发100字节。在server端也规定100字节。

           Send(socketTmp,szText,100);

           //读取server端返回的数据。

           memset(szText,0,MAX_PATH);

           //接收server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);

    }

           client就一个函数完毕了一次通信。

    在这里IP地址为何用127.0.0.1呢?使用这个IP地址。server端和client就能执行在同一台机器上。这样调试方便多了。当然你能够在你朋友的机器上执行Server程序(本人在局域网中測试过)。在自己的机器上执行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。如今Socket编程不神奇了吧?希望对你有些帮助。                    

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