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Socket程式設計之TCP例項(附C/C++程式碼詳解)

說明:

主要分步驟給出Windows平臺下socket程式設計的一個TCP例項;使用WINDOWS下網路程式設計規範Winsock完成網路通訊;

對程式各部分細節進行描述。

套接字有三種傳輸型別SOCK_STREAM    SOCK_DGRAM   SOCK_RAW;

一、伺服器

功能:監控埠,等待客戶端的請求;建立連線成功後,伺服器每輸入一次資料,傳送一組資料;若輸入 q,則停止傳送。

1、載入套接字型檔,建立套接字。

#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")   //靜態加入一個lib檔案
    
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);  	
	WSADATA wsaData;   	
	if (WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0) //WSAStartup返回0表示設定初始化成功
		return 0; 
	
	/*建立套接字*/
	//AF_INET表示IPv4,SOCK_STREAM資料傳輸方式,IPPROTO_TCP傳輸協議;
	SOCKET listenSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
	if (listenSocket == INVALID_SOCKET)
	{
		printf("套接字建立失敗");
		WSACleanup();
		return 0;
	}

說明:

(1)WORD是微軟SDK中的無符號16位整形數;WSADATA是一個結構體;

(2)MAKEWORD(a,b)是一個巨集,這裡用來指定使用的Winsock版本;

(3)WSAStartup,即WSA(Windows Sockets Asynchronous,Windows非同步套接字)的啟動命令;WSAStartup必須是應用程式或DLL呼叫的第一個Windows Sockets函式。它允許應用程式或DLL指明Windows Sockets API的版本號及獲得特定Windows Sockets實現的細節。應用程式或DLL只能在一次成功的WSAStartup()呼叫之後才能呼叫進一步的Windows Sockets API函式。

(4)函式socket(),socket()函式用於根據指定的地址族、資料型別和協議來分配一個套介面的描述字及其所用的資源;若無錯誤發生,socket()返回引用新套介面的描述字。否則的話,返回INVALID_SOCKET錯誤。

2、繫結套接字到一個IP地址和一個埠上

/*繫結IP和埠*/
	//配置監聽地址和埠
	sockaddr_in addrListen;
	addrListen.sin_family = AF_INET;     //指定IP格式
	addrListen.sin_port = htons(8888);   //繫結埠號
	addrListen.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;  //表示任何IP   service.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	if (bind(listenSocket, (SOCKADDR*)&addrListen, sizeof(addrListen)) == SOCKET_ERROR)  //(SOCKADDR*)
	{
		printf("繫結失敗");
		closesocket(listenSocket);
		return 0;
	}	

說明:

(1)sockaddr_in是一個數據結構;用做bind、connect、recvfrom、sendto等函式的引數,指明地址資訊。

(2)bind()函式int bind( int sockfd , const struct sockaddr * my_addr, socklen_t addrlen);

bind()函式通過給一個套接字介面分配一個地址來建立捆綁。

3、監聽指定埠

/*開始監聽*/
	if (listen(listenSocket, 5) == SOCKET_ERROR)
	{
		printf("監聽出錯");
		closesocket(listenSocket);
		return 0;
	}

說明:

int listen( int sockfd, int backlog);

sockfd:用於標識一個已捆綁未連線套介面的描述字。

backlog:等待連線佇列的最大長度。

4、等待客戶端請求,若收到請求,建立一個對應於此次連線的套接字

/*等待連線,連線後建立一個新的套接字*/
	SOCKET revSocket;  //對應此時所建立連線的套接字的控制代碼
	sockaddr_in remoteAddr;   //接收連線到伺服器上的地址資訊
	int remoteAddrLen = sizeof(remoteAddr);	
	printf("等待連線...\n");
	/*等待客戶端請求,伺服器接收請求*/
	revSocket = accept(listenSocket, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &remoteAddrLen);  //等待客戶端接入,直到有客戶端連線上來為止
	if (revSocket == INVALID_SOCKET)
	{
		printf("客戶端發出請求,伺服器接收請求失敗:\n",WSAGetLastError());
		closesocket(listenSocket);
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	else
	{
		printf("客服端與伺服器建立連線成功:%s \n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));
	}

說明:

(1)首先定義一個新的套接字,注意該套接字是與之前的不同,資料傳輸時,使用本套接字。

(2)SOCKET accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

函式從等待連線佇列中抽取第一個連線,建立一個同類的新的套介面並返回控制代碼;

sockfd:套接字描述符,該套介面在listen()後監聽連線;

addr:(可選)指標,指向一緩衝區,其中接收為通訊層所知的連線實體的地址。Addr引數的實際格式由套介面建立時所產生的地址族確定。

addrlen:(可選)指標,輸入引數,配合addr一起使用,指向存有addr地址長度的整型數。

5、接收客戶端資料

char revData[255] = "";
	char *sendData = new char[100];
	/*通過建立的連線進行通訊*/
	int res = recv(revSocket, revData, 255, 0);
	if (res > 0)
	{
		printf("Bytes received: %d\n", res);
		printf("客戶端傳送的資料: %s\n", revData);
	}
	else if (res == 0)
		printf("Connection closed\n");
	else
		printf("recv failed: %d\n", WSAGetLastError());

說明:

int recv( SOCKET s,     char FAR *buf,      int len,     int flags     ); 

不論是客戶還是伺服器應用程式都用recv函式從TCP連線的另一端接收資料,根據返回值判斷資料接收情況。

s指定接收端套接字描述符;

buf指明一個緩衝區,該緩衝區用來存放recv函式接收到的資料;

len指明buf的長度;

flags一般為0;

6、向客戶端傳送資料

while (cin>>sendData)
	{
		//cout << strlen(sendData) << endl;
		if (strcmp(sendData, "q") == 0)
		{
			printf("伺服器停止傳送資料!\n");
			break;
		}		
		//傳送資料
		send(revSocket, sendData, strlen(sendData), 0);
	}

說明:

int send( SOCKET s,  const char FAR *buf,  int len,   int flags ); 

含義基本同recv()函式。

7、關閉套接字,關閉載入的套接字型檔

closesocket(listenSocket);
	WSACleanup();

二、客戶端

部分函式與伺服器端相同,不再單獨列出!

1、載入套接字型檔,建立套接字

WORD sockVerson = MAKEWORD(2, 2);
	WSADATA wsaData;
	if (WSAStartup(sockVerson, &wsaData) != 0)
		return 0;
	
	//建立客戶端socket
	SOCKET clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
	if (clientSocket == INVALID_SOCKET)
	{
		printf("套接字建立失敗");
		WSACleanup();
		return 0;
	}

2、向伺服器發出連線請求

//定義要連線的伺服器地址
	sockaddr_in addrConServer;
	addrConServer.sin_family = AF_INET;
	addrConServer.sin_port = htons(8888);
	addrConServer.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	if (connect(clientSocket, (SOCKADDR*)&addrConServer, sizeof(addrConServer)) == SOCKET_ERROR)
	{
		printf("客戶端建立連線失敗!\n");
		closesocket(clientSocket);
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	else 
		printf("客戶端建立連線成功,準備傳送資料!\n");

說明:

int connect(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namelen);

本函式用於建立與指定外部埠的連線,對於流類套介面(SOCK_STREAM型別),利用名字來與一個遠端主機建立連線,一旦套介面呼叫成功返回,它就能收發資料了。對於資料報類套介面(SOCK_DGRAM型別),則設定成一個預設的目的地址,並用它來進行後續的send()與recv()呼叫。

3、與伺服器之間進行資料傳輸

//傳送資料
	int sendRes = send(clientSocket, sendBuf, (int)strlen(sendBuf), 0);
	if (sendRes == SOCKET_ERROR)
	{
		printf("客戶端send()出現錯誤 : %d\n", WSAGetLastError());
		closesocket(clientSocket);
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	else
		printf("客戶端傳送資料成功!\n");

	//接收服務端資料
	/*通過建立的連線進行通訊*/
	do
	{	
		char revSerData[100] = "";
		res = recv(clientSocket, revSerData, sizeof(revSerData), 0);
		if (res > 0)
		{
			printf("Bytes received: %d\n", res);
			printf("伺服器傳送的資料: %s\n", revSerData);
		}
		else if (res == 0)
			printf("Connection closed\n");
		else
			printf("recv failed: %d\n", WSAGetLastError());
	} while (res > 0);

4、關閉套接字,關閉載入的套接字型檔

closesocket(clientSocket);
	WSACleanup();

三、執行結果

先執行伺服器,後執行客戶端;

然後在伺服器中輸入擬傳送的資料;

1、伺服器執行初始介面

2、開啟客戶端後的初始介面

3、在伺服器中輸入資料