Windows網(wǎng)絡編程基礎

Windows編程基礎東軟人才實訓中心Copyright2010ByNeusoftGroup.Allrightsreserved本課程旨在向學員介紹：1）網(wǎng)絡編程基礎知識2）使用Socket編程時間：學時3教學方法：講授+課上練習+課下作業(yè)第十章Windows網(wǎng)絡編程基礎計算機網(wǎng)絡概述計算機網(wǎng)絡模式TCP/IP協(xié)議Socket基礎套接字數(shù)據(jù)結構字節(jié)順序網(wǎng)絡基本知識計算機網(wǎng)絡概述計算機網(wǎng)絡定義：把分布在不同地點的具有獨立操作系統(tǒng)的計算機，利用通信線路物理地互連起來，按照網(wǎng)絡協(xié)議相互通信，以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。其他外設打印機對等網(wǎng)絡模式在對等網(wǎng)絡模式中，相連的機器之間彼此處于同等地位，沒有主從之分故又稱為對等網(wǎng)絡(PeertoPeernetwork)。它們能夠相互共享資源，每臺計算機都能以同樣方式作用于對方。客戶機/服務器網(wǎng)絡模式客戶機／服務器網(wǎng)絡是一種基于服務器的網(wǎng)絡，與對等網(wǎng)絡相比，基于服務器的網(wǎng)絡提供了更好的運行性能并且可靠性也有所提高。共享數(shù)據(jù)全部都集中存放在服務器上?？蛻魴C／服務器的一個典型應用就是數(shù)據(jù)庫的應用計算機網(wǎng)絡模式為了實現(xiàn)通信，需要分別編寫客戶端和服務器端的程序首先服務器啟動服務程序，等待客戶的服務請求。用戶觸發(fā)，客戶端運行客戶程序客戶進程與服務器進程通信，傳送數(shù)據(jù)(請求-應答)客戶機/服務器網(wǎng)絡模式客戶機客戶機服務器請求應答請求應答TCP/IP協(xié)議Windows的網(wǎng)絡通信是建立在TCP/IP協(xié)議的基礎上TCP/IP協(xié)議族包括一系列構成互聯(lián)網(wǎng)基礎結構的網(wǎng)絡協(xié)議TCP/IP字面上代表兩個重要的協(xié)議TCP:傳輸控制協(xié)議IP:網(wǎng)際協(xié)議TCP/IP模型與OSI模型應用層表示層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層會話層應用層傳輸層互聯(lián)層網(wǎng)絡接口層OSITCP/IP數(shù)據(jù)包的封裝-TCP/IP模型應用層傳輸層互聯(lián)層主機至網(wǎng)絡層應用程序HTTP協(xié)議TCP協(xié)議IP協(xié)議網(wǎng)卡驅動以太網(wǎng)首部IP首部TCP首部HTTP首部用戶數(shù)據(jù)以太網(wǎng)尾部IP首部TCP首部HTTP首部用戶數(shù)據(jù)TCP首部HTTP首部用戶數(shù)據(jù)HTTP首部用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)使用協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)包套接字概念及位置套接字是一種網(wǎng)絡編程接口，它可以理解為計算機與網(wǎng)絡應用程序之間的接口,Windows的網(wǎng)絡通信是建立在TCP/IP協(xié)議的基礎上主機至網(wǎng)絡層以太網(wǎng)令牌環(huán)幀中繼ATM...互聯(lián)層IPARPICMPIGMP傳輸層TCPUDP應用層套接字Sockets套接字是網(wǎng)絡通信的端點在網(wǎng)絡中，主機H1上的一個套接字端點（endpoint）可以和主機H2上的另一個套接字端點進行通信IP地址和端口號可以唯一確定一個套接字IP地址和端口IP地址：IP網(wǎng)絡中每臺主機都必須與一個惟一的IP地址IP地址是一個邏輯地址端口：端口號用以區(qū)別不同的應用，RFC1700規(guī)定了由IANA（因特網(wǎng)已分配數(shù)值權威機構）定義的端口列表，端口號分三段：周知端口：0～1023，由IANA分配和控制，對普通用戶不可用經(jīng)注冊的端口：1024～49151，不受IANA控制，但由IANA登記并提供它們的使用情況清單動態(tài)或私用端口：49152～65535，IANA不管的端口,也稱臨時端口.理論上來說，我們編程能使用的端口值為1024～65535，周知端口的使用需要超級用戶(root)權限Socket分類流式套接口(SOCK_STREAM)提供面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務，數(shù)據(jù)無差錯、無重復的發(fā)送，且按發(fā)送順序接收。流式套接字是基于TCP協(xié)議實現(xiàn)的.數(shù)據(jù)報式套接字(SOCK_DGRAM)提供無連接服務。數(shù)據(jù)包以獨立包形式發(fā)送，不提供無差錯保證，數(shù)據(jù)可能丟失或重復原始套接字(SOCK_RAW)本課程旨在向學員介紹：1）網(wǎng)絡編程基礎知識2）使用Socket編程時間：學時3教學方法：講授+課上練習+課下作業(yè)第十章Windows網(wǎng)絡編程基礎客戶機/服務器模式在操作過程中采取的是主動請求的方式。首先服務器方要先啟動，并根據(jù)請求提供相應的服務回顧C/S模式客戶機客戶機服務器請求應答請求應答客戶/服務器通信過程及函數(shù)(TCP)服務器socket()bind()listen()accept()recv()send()close()socket()connect()send()recv()close()阻塞，等待客戶數(shù)據(jù)處理服務請求建立連接請求數(shù)據(jù)應答數(shù)據(jù)客戶端WSAStartup()WSACleanup()WSAStartup()WSACleanup()SOCK_STREAMSOCK_STREAMWSAStartup函數(shù)利用套接字編程時，首先需加載套接字庫，通過WSAStartup函數(shù)實現(xiàn)，該函數(shù)有兩個功能功能1：加載套接字庫功能2：進行套接字庫的版本IntWSAStartup(WORDwVersionRequested,LPWSADATAlpWSAData);wVersionRequested:用來指定準備加載Winsock庫的版本.高位字節(jié)指定所需要的WinSock庫的副版本，低位字節(jié)則是主版本。lpWSAData:這是一個返回值，指向WSADATA結構的指針。WSADATA結構定義typedefstructWSAData{WORDwVersion;//winsock版本W(wǎng)ORDwHighVersion;//高位版本charszDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];//未使用charszSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];//未使用unsignedshortiMaxSockets;//最多可打開socket包數(shù)unsignedshortiMaxUdpDg;//數(shù)據(jù)報最大長度charFAR*lpVendorInfo;//廠商信息}WSADATA,*LPWSADATA;socket函數(shù)SOCKETsocket(intaf,inttype,intprotocol);af:使用TCP/IP協(xié)議，該參數(shù)使用AF_INETtype:SOCK_STREAM:指定產(chǎn)生流式套接字SOCK_DGRAM:指定產(chǎn)生數(shù)據(jù)報套接字SOCK_RAM:原始套接口Ipv4protocol:協(xié)議選擇，如果該參數(shù)為0，則系統(tǒng)會根據(jù)地址格式和套接字類別自動選擇一個合適的協(xié)議如果成功，返回一個SOCKET類型的套接字描述符，如果失敗，返回INVALID_SOCKET實例代碼#include"winsock2.h"voidmain(){WSADATAwsaData;WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaData);SOCKETsock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);...}bind函數(shù)創(chuàng)建了套接字之后，需要將該套接字綁定到本地的某個地址和端口上，這需要通過bind函數(shù)實現(xiàn)intbind(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);這個函數(shù)接收三個參數(shù)：第一個參數(shù)(s)指定要綁定的套接字第二個參數(shù)name指定該套接字的本地地址信息。第三個參數(shù)指定該地址結構的長度套接字的數(shù)據(jù)結構-1通用的套接口地址結構structsockaddr{unsignedshortsa_family;/*地址家族,AF_xxx*/

charsa_data[14];/*14字節(jié)協(xié)議地址*/};sa_family：套接字的協(xié)議族地址類型，例如對于通常的TCP/IP協(xié)議(IPv4)，它的值是AF_INET;sa_data中存儲著具體的協(xié)議地址，不同的協(xié)議族有不同的地址格式，sockaddr是一個通用型的結構。sa_data的存儲內(nèi)容往往是包含地址和端口信息，而僅使用一個變量，所以使用起來不太方便。sa_familysa_data214套接字的數(shù)據(jù)結構-2使用TCP/IP協(xié)議時，sockaddr結構的并列形式structsockaddr_in{shortintsin_family;/*通信類型*/unsignedshortintsin_port;/*端口,2bytes*/structin_addrsin_addr;/*Internet地址,4bytes*/unsignedcharsin_zero[8];/*填充的空白信息,這樣就保持整個結構與sockaddr結構的長度相同*/};其中,in_addr結構定義如下:struct

in_addr

{unsignedlong

s_addr

;}/*s_addr必須是網(wǎng)絡字節(jié)順序

Network

Byte

Order*/sin_familysin_portsin_addrsin_zero2482兩種結構的關系sockaddr只是一個抽象的概況形式，并不實用sockaddr_in更加結合了TCP/IP協(xié)議族的特點，易于使用，所以編程中常使用這個結構。但是：socket本身所封裝的API都是支持sockaddr結構的，所以填充sockaddr_in結構需要強制轉換成sockaddr結構，方可作為參數(shù)被socket的標準函數(shù)所使用。字節(jié)順序主機字節(jié)順序(HostByteOrder)低位在前，高位在后(little-endian)基于Intel芯片的機器采取這種存儲方式網(wǎng)絡字節(jié)順序(NetworkByteOrder)高位在前，低位在后(big-endian)sockaddr_in的變量成員(端口和地址)都必須使用網(wǎng)絡字節(jié)順序66A1A166主機字節(jié)順序網(wǎng)絡字節(jié)順序轉換字節(jié)順序的函數(shù)u_shorthtons(u_shorthostshort);u_shortntohs(u_shortnetshort);u_longhtonl(u_longhostlong);u_longntohl(u_longnetlong);h:hostbyteordern:networkbytorder前兩個常用來轉換端口的表示方式請注意：盡量使用這些函數(shù)轉換，而不要自己根據(jù)機器而手工轉換，因為那樣會使得程序沒有移植性！將IP地址轉換為網(wǎng)絡字節(jié)順序unsignedlonginet_addr(constcharFAR*cp);轉換IP地址到IN_ADDR結構地址，例如將“0”0A00A8C0charFAR*inet_ntoa(structin_addrin);轉換IN_ADDR結構地址到IP地址,例如將0A00A8C0轉化為“0”實例代碼#include"winsock2.h"voidmain(){//加載套接字//創(chuàng)建socket

SOCKADDR_INaddrSrc;addrSrc.sin_family=AF_INET;addrSrc.sin_port=htons(3000);addrSrc.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);bind(sock,(SOCKADDR*)&addrSrc,sizeof(SOCKADDR));}listen函數(shù)intlisten(SOCKETs,intbacklog);第一個參數(shù)為套接字描述符第二個參數(shù)為等待隊列的最大長度實例代碼：listen(sock,5);accept函數(shù)SOCKETaccept(SOCKETs,structsockaddrFAR*addr,intFAR*addrlen);第一個參數(shù)s為套接字描述符,該套接字已經(jīng)通過listen函數(shù)將其設置為監(jiān)聽狀態(tài)第二個參數(shù)addr為是一個指向緩沖區(qū)的指針，該緩沖區(qū)用來接收連接實體的地址。第三個參數(shù)addrlen是一個返回值，指向一個整形指針，返回包含地址信息的長度實例代碼//socket,bind,listen相關處理

intlen=sizeof(SOCKADDR_IN);SOCKADDR_INaddrClient;SOCKETsockClient;SOCKETnumSock;intindex=0;charbuf[120];

sockClient=accept(sock,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);if(INVALID_SOCKET!=sockClient){

numSock=sockClient;}send/recv函數(shù)intsend(SOCKETs,constcharFAR*buff,intlen,intflags);第一個參數(shù)s為已建立連接的套接字第二個參數(shù)buff指向一個緩沖區(qū)。第三個參數(shù)len是緩沖區(qū)的長度第四個參數(shù)設定的值將影響函數(shù)的行為，通常設置為0intrecv(SOCKETs,charFAR*buf,intlen,intflags);第一個參數(shù)是建立連接之后準備接收數(shù)據(jù)的套接字第二個參數(shù)指向一個緩沖區(qū)的指針，用于保存接收的數(shù)據(jù)第三個參數(shù)為緩沖區(qū)的長度第四個參數(shù)為與send類似實例代碼//…

sockClient=accept(sock,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);

numSock=sockClient;

strcpy(buf,"hellotheworld");send(numSock,buf,strlen(buf)+1,0);close函數(shù)intclosesocket(SOCKET);關閉socket客戶端相關函數(shù)-connectintconnect(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);第一個參數(shù)s是即將在其上建立連接的套接字第二個參數(shù)name設定連接服務器端的