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C++:實現socket通訊（TCP/IP）例項

阿新 • • 發佈：2018-12-20

       首先宣告，博主之前從來沒有寫過通訊方面的東西，這次之所以寫這個是因為專案需要，因此本文主要介紹一個使用C++語言及Socket來實現TCP/IP通訊的例項，希望可以幫助入門者。

一、什麼是TCP/IP？

        TCP提供基於IP環境下的資料可靠性傳輸，事先需要進行三次握手來確保資料傳輸的可靠性。詳細的博主不再贅述，感興趣的朋友可以去search一下。

二、什麼是socket?    

        socket顧名思義就是套接字的意思，用於描述地址和埠，是一個通訊鏈的控制代碼。應用程式通過socket向網路發出請求或者回應。

        socket程式設計有三種，流式套接字（SOCK_STREAM）,資料報套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW),前兩者較常用。基於TCP的socket程式設計是流式套接字。

三、client/server即C/S模式：

       TCP/IP通訊中，主要是進行C/S互動。廢話不多說，下面看看具體互動內容：

       服務端：建立socket，申明自身的port和IP，並繫結到socket，使用listen監聽，然後不斷用accept去檢視是否有連線。如果有，捕獲socket，並通過recv獲取訊息的內容，通訊完成後呼叫closeSocket關閉這個對應accept到的socket。如果不需要等待任何客戶端連線，那麼用closeSocket直接關閉自身的socket。

        客戶端：建立socket，通過埠號和地址確定目標伺服器，使用Connect連線到伺服器，send傳送訊息，等待處理，通訊完成後呼叫closeSocket關閉socket。

四、程式設計步驟

1、server端

（1）載入套接字型檔，建立套接字（WSAStartup()/socket()）;

#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

void initialization();

int main()
{
  //建立套接字
  s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

 

}


  void initialization() {
	//初始化套接字型檔
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本號
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字型檔失敗！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字型檔成功！" << endl;
	}
	//檢測版本號
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字型檔版本號不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字型檔版本正確！" << endl;
	}
	//填充服務端地址資訊
}

 （2）繫結套接字到一個IP地址和一個埠上（bind()）;

server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(5010);

   （3）將套接字設定為監聽模式等待連線請求（listen()）;

//設定套接字為監聽狀態
if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) 
{
	cout << "設定監聽狀態失敗！" << endl;
	WSACleanup();
}
else 
{
	cout << "設定監聽狀態成功！" << endl;
}
cout << "服務端正在監聽連線，請稍候...." << endl;

   （4）請求到來後，接受連線請求，返回一個新的對應於此次連線的套接字（accept()）;

//接受連線請求
len = sizeof(SOCKADDR);
s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR *)&accept_addr, &len);
if (s_accept == SOCKET_ERROR) 
{
  cout << "連線失敗！" << endl;
  WSACleanup();
  return 0;
}
  cout << "連線建立，準備接受資料" << endl;

    （5）用返回的套接字和客戶端進行通訊（send()/recv()）;

//接收資料
while (1)
 {
	recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);
	if (recv_len < 0)
        {
	  cout << "接受失敗！" << endl;
	  break;
	}
	else 
        {
	  cout << "客戶端資訊:" << recv_buf << endl;
	}
	cout << "請輸入回覆資訊:";
	cin >> send_buf;
	send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);
	if (send_len < 0) 
        {
	  cout << "傳送失敗！" << endl;
	  break;
	}
}

    (6)返回，等待另一個連線請求；

  （7）關閉套接字，關閉載入的套接字型檔（closesocket()/WSACleanup());

//關閉套接字
closesocket(s_server);
closesocket(s_accept);
//釋放DLL資源
WSACleanup();
return 0;

     2、Client端

    （1）載入套接字型檔，建立套接字（WSAStartup()/socket）;

#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

void initialization();

int main()
{
//建立套接字
s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

}

void initialization() {
	//初始化套接字型檔
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本號
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字型檔失敗！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字型檔成功！" << endl;
	}
	//檢測版本號
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字型檔版本號不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字型檔版本正確！" << endl;
	}
	//填充服務端地址資訊

}

   (2)向伺服器發出連線請求（connect()）;

if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		cout << "伺服器連線失敗！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "伺服器連線成功！" << endl;
	}

  (3)和伺服器進行通訊（send()/recv()）;

//傳送,接收資料
	while (1) {
		cout << "請輸入傳送資訊:";
		cin >> send_buf;
		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			cout << "傳送失敗！" << endl;
			break;
		}
		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			cout << "接受失敗！" << endl;
			break;
		}
		else {
			cout << "服務端資訊:" << recv_buf << endl;
		}

	}

   (4)關閉套接字，關閉載入的套接字型檔（closesocket()/WSACleanup()）

//關閉套接字
	closesocket(s_server);
	//釋放DLL資源
	WSACleanup();

五、Windows下基於VS2017實現的socket簡單例項（TCP/IP）

(1)server端程式碼

#include "pch.h"
#include<iostream>
#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;
void initialization();
int main() {
	//定義長度變數
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	int len = 0;
	//定義傳送緩衝區和接受緩衝區
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	//定義服務端套接字，接受請求套接字
	SOCKET s_server;
	SOCKET s_accept;
	//服務端地址客戶端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;
	SOCKADDR_IN accept_addr;
	initialization();
	//填充服務端資訊
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
	server_addr.sin_port = htons(5010);
	//建立套接字
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (bind(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		cout << "套接字繫結失敗！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字繫結成功！" << endl;
	}
	//設定套接字為監聽狀態
	if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) {
		cout << "設定監聽狀態失敗！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "設定監聽狀態成功！" << endl;
	}
	cout << "服務端正在監聽連線，請稍候...." << endl;
	//接受連線請求
	len = sizeof(SOCKADDR);
	s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR *)&accept_addr, &len);
	if (s_accept == SOCKET_ERROR) {
		cout << "連線失敗！" << endl;
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	cout << "連線建立，準備接受資料" << endl;
	//接收資料
	while (1) {
		recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			cout << "接受失敗！" << endl;
			break;
		}
		else {
			cout << "客戶端資訊:" << recv_buf << endl;
		}
		cout << "請輸入回覆資訊:";
		cin >> send_buf;
		send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			cout << "傳送失敗！" << endl;
			break;
		}
	}
	//關閉套接字
	closesocket(s_server);
	closesocket(s_accept);
	//釋放DLL資源
	WSACleanup();
	return 0;
}
void initialization() {
	//初始化套接字型檔
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本號
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字型檔失敗！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字型檔成功！" << endl;
	}
	//檢測版本號
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字型檔版本號不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字型檔版本正確！" << endl;
	}
	//填充服務端地址資訊

}

（2）client端：

#include "pch.h"
#include<iostream>
#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;
void initialization();
int main() {
	//定義長度變數
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	//定義傳送緩衝區和接受緩衝區
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	//定義服務端套接字，接受請求套接字
	SOCKET s_server;
	//服務端地址客戶端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;
	initialization();
	//填充服務端資訊
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	server_addr.sin_port = htons(1234);
	//建立套接字
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		cout << "伺服器連線失敗！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "伺服器連線成功！" << endl;
	}

	//傳送,接收資料
	while (1) {
		cout << "請輸入傳送資訊:";
		cin >> send_buf;
		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			cout << "傳送失敗！" << endl;
			break;
		}
		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			cout << "接受失敗！" << endl;
			break;
		}
		else {
			cout << "服務端資訊:" << recv_buf << endl;
		}

	}
	//關閉套接字
	closesocket(s_server);
	//釋放DLL資源
	WSACleanup();
	return 0;
}
void initialization() {
	//初始化套接字型檔
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本號
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字型檔失敗！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字型檔成功！" << endl;
	}
	//檢測版本號
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字型檔版本號不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字型檔版本正確！" << endl;
	}
	//填充服務端地址資訊

}

注：對於入門級別學習的同學一些使用指導，想要讓這倆程式跑起來，如果只有一臺電腦，那麼只需要在一臺電腦上VS中建立兩個不同的控制檯應用程式，然後把server和client程式碼分別copy到這倆新建專案的主程式中，直接執行即可。

六、執行結果顯示

（1）server端

（2）client端

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