揭开Socket编程的面纱

来源:源码工作室

链接:http://www.cnblogs.com/goodcandle/archive/2005/12/10/socket.html

 

对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。
图1

 

TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与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。

 


图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。

 

图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:

 


图4

 

 

图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在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。

  1. da shang
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