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1.什么是Socket

• 独立于具体协议的网络编程接口
  TCP/IP和UNIX域
• 在ISO模型中，主要位于会话层和传输层之间
• BSD Socket（伯克利套接字）是通过标准的UNIX文件描述符和其它程序通讯的一个方法，目前已经被广泛移植到各个平台。
• 不同操作系统中的Socket
  Windows Socket (Winsock)
  Linux Socket (BSD Socket)

2.Socket类型

• 流式套接字(SOCK_STREAM)
  提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送且按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流，无长度限制。
• 数据报套接字(SOCK_DGRAM)
  提供无连接服务。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收。
• 原始套接字(SOCK_RAW)
  可以对较低层次协议，如IP、ICMP直接访问。

3.Socket的位置

4.WinSock介绍

• Winsock是一个基于Socket模型的API，在Windows系统中广泛使用
• 它在Berkeley接口函数的基础上，还增加了基于消息驱动机制的Windows扩展函数
• Winsock1.1只支持TCP/IP网络，Winsock2.2增加了对更多协议的支持

5.在工程中例用Winsock

• 包含头文件

Winsock2.h

• 导入库ws2_32.lib的方法：

（1）#pragma comment(lib,”ws2_32.lib”);（2）可以打开工程属性页，配置属性->链接器->输入->附加依赖项中加入ws2_32.lib以上两种方法任选其一

（2）

6.基本函数

• 网络连接函数

socket　创建套接字bind　绑定本机端口listen　监听端口accept　接受连接connect　建立连接recv, recvfrom　数据接收send, sendto　数据发送closesocket, shutdown　关闭套接字

• 转换函数

IP地址转换函数inet_addr()　点分十进制数表示的IP地址转换为网络字节序的IP地址inet_ntoa()　网络字节序的IP地址转换为点分十进制数表示的IP地址字节序函数htonl　4字节主机字节序转换为网络字节序ntohl　 4字节网络字节序转换为主机字节序htons　2字节主机字节序转换为网络字节序ntohs　2字节网络字节序转换为主机字节序

7.面向连接的C/S程序工作流程图

• win不使用read和write；win需要WSAStartup和WSACleanup；win用的是closesocket而不是close
  

8.Windows Socket的启动

• 使用Winsock API编制的网络应用程序中，在调用任何一个Winsock函数之前都必须检查协议栈安装情况。

函数原型：	int WSAStartup(  WORD wVersionRequested,				LPWSADATA lpWSAData   );函数参数：wVersionRequested是一个WORD型(双字节型)数值，指定使用的版本号，对Winsock2.2而言，此参数的值为0x0202，也可以用宏MAKEWORD(2,2)来获得lpWSAData是一个指向WSADATA结构的指针，它返回关于Winsock实现的详细信息

• Winsock启动示例

#include <Winsock2.h>WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);if(WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData) != 0){   		//Winsock初始化错误		return;}if(wsaData.wVersion != wVersionRequested){   		//Winsock版本不匹配		WSACleanup();		return;}//说明WinsockDLL正确加载，可以执行以下代码

• 创建套接口socket()

应用程序在使用套接口通信前，必须要拥有一个套接口。函数原型：SOCKET socket(int af,int type,int protocol);函数参数：af参数：说明套接字接口要使用的协议地址族，地址族与协议族含义相同。如果想建立一个TCP或UDP，只能用常量AF_INET表示使用互联网协议(IP)地址。type参数：描述套接口的类型，af是AF_INET的时候只能为SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM或SOCK_RAW

• 创建套接口socket()
  函数参数：
  protocol：说明该套接口使用的特定协议，当协议地址族af和协议类型type确定后，协议字段可以使用的值是限定的
  
  返回值：成功返回一个整型代表创建成功的socket编号；失败返回INVALID_SOCKET，可以使用WSAGetLastError()获得错误编号。
• 指定本地地址－bind()

函数参数：name是一个与指定协议有关的地址结构指针，存储了套接口的地址信息，Winsock中使用sockaddr_in结构指定IP地址和端口信息			struct sockaddr_in{   				short 		sin_family;				u_short 		sin_port;				struct in_addr	sin_addr;				char		sin_zero[8];			}sin_family一般为AF_INET，表示使用IP地址族；sin_port是以网络字节序表示的16位端口号；sin_addr是网络字节序的32位IP地址；sin_zero	字段一般不用，用0填充namelen表示地址参数(name)的长度IP地址参数为INADDR_ANY，则由系统内核来自动指定，port为0，则由系统自动指派一个1024~5000之间惟一的端口号

• IP地址转换函数－inet_addr()

把"xxx.xxx.xxx.xxx"的10进制的IP地址转换为32位整数表示方法函数原型：unsigned long inet_addr(    const char   FAR *cp);函数参数：cp代表IP地址的点格式的字符串。返回值：成功返回用32位整数表示的IP地址（按网络字节排列顺序），失败返回INADDR_NONE。

• 服务器端启动监听－listen()

在一个服务器端用socket()调用成功创建了一个套接口，并用bind()函数和一个指定的地址关联后，就需要指示该套接口进入监听连接请求状态，这需要通过listen()函数来实现函数原型：	int listen(SOCKET s,int backlog);函数参数：s代表一个已绑定了地址，但还未建立连接的套接口描述字backlog指定了正在等待连接的最大队列长度返回值：请参考bind()函数

• 客户端请求连接－connect()

当服务器端建立好套接口并与一个本地地址绑定后，就进入监听状态，等待客户发出连接请求。在客户端套接口建立好之后，就调用connect()函数来与服务器建立连接。函数原型：	int connect( SOCKET s,			const struct sockaddr FAR * name,			int namelen);函数参数：s将要建立连接的套接口描述字name是一个指向远端套接口地址结构(sockaddr_in)的指针，表示s套接口欲与其建立一条连接namelen是服务器端的地址长度，即name的长度返回值：请参考bind()函数。

• connect()函数的说明
  （1）在客户端使用该函数请求建立连接时，将激活建立连接的三次握手，用来建立一条到服务器TCP的连接。如果调用该函数前没有调用bind()来绑定本地地址，则由系统隐式绑定一个地址到该套接口
  （2）该函数用在UDP的客户端时，connect()函数并不是真正地发出建立请求连接的请求，调用将从本地操作系直接返回。这样可以将服务器的地址信息保存下来，在后续UDP端口发送数据时，由套接口自动在发送函数中填入服务器地址，而不需要由应用程序在调用发送函数时填入

• 服务器端接受连接－accept()

在服务器端通过listen()函数调用表示服务器进入监听客户的连接请求状态，而在服务器端调用accept()函数时表示可以接收来自客户端由connect()发出的连接请求，双方进入连接状态。函数原型：	SOCKET accept(SOCKET s,	struct sockaddr FAR * addr,			       int FAR * addrlen);函数参数：s标识一个套接字，该套接口处于监听状态addr是一个地址结构的指针，用来存放发出连接请求的那个客户机的IP地址信息addrlen指出客户套接口地址结构的长度返回值：请参考socket()函数。备注：该函数用于面向连接的服务器端，在IP协议族中，只用于TCP服务器端

• 发送数据-send()

在已经建立连接的套接口上发送数据，可以使用send()函数函数原型：int send( SOCKET s,					const char FAR * buf,					int len,int flags);函数参数：s用于标识已建立连接的套接字buf是一个字符缓冲区，内有将要发送的数据len即将发送的缓冲区中的字符数flags用于控制数据传输方式，0表示按正常方式发送数据；宏MSG_DONTROUTE说明系统目标主机就在直接连接的本地网络中，无需路由选择；MSG_OOB指出数据是按带外数据发送的备注：send()函数适用于已建立连接的数据报或流式套接口发送数据，对于数据报类型套接口必须注意发送数据长度不大于通信子网的IP包最大长度

• 接收数据－recv()函数

对于已建立连接的套接口来说，要从套接口上接收数据，就要使用recv()函数。函数原型：int recv(SOCKET s,char FAR * buf,					int len,int flags);函数参数：s为已建立连接的套接口buf为用于接收数据的缓冲区len为缓冲区的长度flags指定调用的方式。0表示接收的是正常数据，无特殊行为。MSG_PEEK表示会使有用的数据复制到所提供的接收端缓冲区内，但是没有从系统缓冲区中将数据删除。MSG_OOB表示处理带外数据。

• 关闭读写通道-shutdown()

在一个套接口上的读写操作完成后，应该首先使用shutdown()函数来关闭套接口的读通道、写通道或读写通道，这样做的好处是当双方不再有数据要发送或接收时，可以通知对方，以防止数据丢失，并能“优雅”地关闭连接。函数原型：	int shutdown(SOCKET s,int how	);返回值：请参考bind()函数。		

• shutdown()函数参数说明
  s标识一个套接口的描述字
  how是一个标志，用于描述禁止哪些操作，取值如下表所示
  
• 关闭套接口-closesocket()

shutdown函数只关闭读写通道，并不关闭套接口，且套接口所占有的资源将被一直保留到closesocket()调用之前。一个套接口不再使用时一定要关闭这个套接口，以释放与该套接口关联的所有资源，包括等候处理的数据。函数原型：	int closesocket(SOCKET s);函数参数：s表示即将被关闭的套接口返回值：请参考bind()函数

9.无连接的C/S程序工作流程图

• recvfrom()

对于无连接的套接口来说，要从套接口上接收一个数据报并保存发送数据的源地址，就要使用recvfrom()函数。函数原型：int recvfrom(	SOCKET s,char FAR * buf,					int len,int flags,					struct sockaddr FAR * from,					int FAR * fromlen);函数参数：s标识一个套接口的描述字buf接收数据的缓冲区len接收数据缓冲区的长度flags调用操作方式，同recv()中的flagsfrom可选指针，指向装有源地址的缓冲区fromlen可选指针，指向from缓冲区的长度值函数说明：该函数的用法与有连接时recv()的用法一致，要注意的是该函数也可以用于有连接时数据的接收		

• sendto()

对于无连接的套接口来说，要从套接口上发送一个数据报，就要使用sendto()函数函数原型：int sendto(SOCKET s,const char FAR * buf,				int len,int flags,				const struct sockaddr FAR * to,int tolen);函数参数：s本机的套接字buf待发送数据的缓冲区len指明buf缓冲区中要发送的数据长度flags调用方式标志位，同send()中的flagsto可选指针，指向接收数据的目的套接口地址tolen是to所指的地址的长度函数说明：该函数的使用方法类似send()函数，当用于无连接套接字接口，调用函数前要设置，指出目标IP地址和目标端口号。如果用于有连接的套接口时，则不能指定目标地址和目标端口，将to设置为空，地址长度设为0。当然在有连接的情况下很少使用该函数	

• WSAStartup的使用按下F1查看帮助
  

• bind的F1帮助以及索引
  
  
  查下他的返回值，看看都是整数
  

• 错误码查看
  若调试出现
  
  
  

• eg：服务端使用do_server()
  P99\TcpSrv\main.cpp，P99\TcpCli\main.cpp
  P99\TcpSrv\main.cpp

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")#include <WinSock2.h>#include <process.h>#include "JThread.h"#include <iostream>using namespace std;// class ServiceThread : public JThread// {   // public:// 	ServiceThread(SOCKET conn) : conn_(conn)// 	{   // 		cout<<"ServiceThread ..."<<endl;// 	}// 	~ServiceThread()// 	{   // 		cout<<"~ServiceThread ..."<<endl;// 	}// 	void Run()// 	{   // 		char buf[1024] = {0};// 		while (1)// 		{   // 			int ret = recv(conn_, buf, sizeof(buf), 0);// 			if (ret == SOCKET_ERROR)// 			{   // 				cout<<"error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;// 				exit(1);// 			}// 			if (ret == 0)// 			{   // 				cout<<"client close"<<endl;// 				break;// 			}// 			if (ret > 0)// 			{   // 				cout<<buf<<endl;// 				send(conn_, buf, strlen(buf), 0);// 			}// 			memset(buf, 0, sizeof buf);// 		}// 		closesocket(conn_);// 	}// private:// 	SOCKET conn_;// };//void do_service(SOCKET conn){   	char buf[1024] = {   0};	while (1)	{   		int ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0);		if (ret == SOCKET_ERROR)		{   			cout<<"error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;			exit(1);		}		if (ret == 0)//说明对等方关闭了		{   			cout<<"client close"<<endl;			break;		}		if (ret > 0)		{   			cout<<buf<<endl;			send(conn, buf, strlen(buf), 0);		}		memset(buf, 0, sizeof buf);	}	closesocket(conn);}int main(void){   	WORD wVersionRequested;	WSADATA wsaData;	int err;	wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 );//表示要请求的版本	//来自F1的eg start	err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );//启动它	if ( err != 0 ) {   		return 1;	}	//判断请求的是不是2.2版本	if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ||		HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) {   			WSACleanup( );			return 1; 	}	SOCKET listenfd;	listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);	if (listenfd == INVALID_SOCKET)	{   		cout<<"error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;		exit(1);	}	//来自F1的eg end	//准备一个服务器地址	sockaddr_in servaddr;	memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));	servaddr.sin_family = AF_INET;	//servaddr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);//Windows写法	//Linux写法如下	servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//S_un.S_addr等于s_addr，用宏做的	servaddr.sin_port = htons(8888);	int ret;	int opt = 1;	ret = setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&opt, sizeof(opt));	if (ret == SOCKET_ERROR)	{   		cout<<"error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;		exit(1);	}	//绑定他	//C语言不能省略struct，C++可以	//C语言写法：ret = bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));	ret = bind(listenfd, (sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));	//SOCKET_ERROR定义是-1	if (ret == SOCKET_ERROR)	{   		cout<<"error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;		exit(1);	}	ret = listen(listenfd, SOMAXCONN);//SOMAXCONN监听队列最大值	if (ret == SOCKET_ERROR)	{   		cout<<"error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;		exit(1);	}	//接受客户端的连接	SOCKET conn;	sockaddr_in peeraddr;//对等方的地址	int peerlen;//linux底下是socklen_t	while (1)	{   		peerlen = sizeof(peeraddr);//peerlen是输入输出参数		conn = accept(listenfd, (sockaddr*)&peeraddr, &peerlen);		if (conn == INVALID_SOCKET)		{   			cout<<"error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;			exit(1);		}		//成功打印对等方的地址		cout<<inet_ntoa(peeraddr.sin_addr)<<" "<<ntohs(peeraddr.sin_port)<<endl;		do_service(conn);			//unsigned threadId;		//HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, do_service, (void*)conn, 0, &threadId);		//if (hThread == NULL)		//{   		//	cout<<"error with code = "<<GetLastError()<<endl;		//	exit(1);		//}		//CloseHandle(hThread);		// ServiceThread* t = new ServiceThread(conn);		// t->SetAutoDel(true);		// t->Start();	}	WSACleanup();	return 0;}

P99\TcpCli\main.cpp

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")#include <WinSock2.h>#include <iostream>using namespace std;int main(void){   	//来自F1的eg start	WORD wVersionRequested;//表示要请求的版本	WSADATA wsaData;	int err;	wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 );	err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );//启动它	if ( err != 0 ) {   		return 1;	}	//判断请求的是不是2.2版本	if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ||		HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) {   			WSACleanup( );			return 1; 	}	//来自F1的eg end	//创建socket	SOCKET sock;	//协议族：TCP/IP	//socket类型：流失套接字	//指定TCP协议，或者写0，让内核自动选择	sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);	//~0表示，0取反就是全1，INVALID_SOCKET就是~0	if (sock == INVALID_SOCKET)	{   		//WSAGetLastError()类似于Linux的errno		cout<<"1error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;		exit(1);	}	//准备一个服务器地址	sockaddr_in servaddr;	memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));	servaddr.sin_family = AF_INET;	//servaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");//Windows写法	//Linux写法如下	servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//S_un.S_addr等于s_addr，用宏做的	servaddr.sin_port = htons(8888);	int ret;	ret = connect(sock, (sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));	if (ret == -1)	{   		cout<<"2error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;		exit(1);	}	char buf[1024] = {   0};	char recvbuf[1024] = {   0};	while (1)	{   		cin>>buf;		if (strcmp(buf, "quit") == 0)			break;		ret = send(sock, buf, strlen(buf), 0);		if (ret == -1)		{   			cout<<"3error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;			exit(1);		}		ret = recv(sock, recvbuf, sizeof(buf), 0);		if (ret == -1)		{   			cout<<"4error with code = "<<WSAGetLastError()<<endl;			exit(1);		}		if (ret == 0)//说明服务器关闭		{   			cout<<"server close"<<endl;			break;		}		if (ret > 0)		{   			cout<<recvbuf<<endl;		}		memset(buf, 0, sizeof buf);//C++的sizeof没有括号也行		memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);	}	closesocket(sock);	return 0;}

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