1.socket

socket的英文原義是“孔”或“插座”。作為4BDS UNIX的程序通訊機制，取後一種意思。通常也稱作"套接字"，用於描述IP地址和埠，是一個通訊鏈的控制代碼。socket非常類似於電話插座。以一個國家級電話網為例。電話的通話雙方相當於相互通訊的2個程序，區號是它的網路地址；區內一個單位的交換機相當於一臺主機，主機分配給每個使用者的局內號碼相當於socket號。任何使用者在通話之前，首先要佔有一部電話機，相當於申請一個socket；同時要知道對方的號碼，相當於對方有一個固定的socket。然後向對方撥號呼叫，相當於發出連線請求(假如對方不在同一區內，還要撥對方區號，相當於給出網路地址)。對方假如在場並空閒(相當於通訊的另一主機開機且可以接受連線請求)，拿起電話話筒，雙方就可以正式通話，相當於連線成功。雙方通話的過程，是一方向電話機發出訊號和對方從電話機接收訊號的過程，相當於向socket傳送資料和從socket接收資料。通話結束後，一方掛起電話機相當於關閉socket，撤消連線。socket實質上提供了程序通訊的端點。程序通訊之前，雙方首先必須各自建立一個端點，否則是沒有辦法建立聯絡並相互通訊的。正如打電話之前，雙方必須各自擁有一臺電話機一樣。在網間網內部，每一個socket用一個半相關描述: (協議，本地地址，本地埠) 一個完整的socket有一個本地唯一的socket號，由作業系統分配。套接字存在於通訊區域中，通訊區域也叫地址族，主要用於將通過套接字通訊的程序的共有特性綜合在一起，套接字通常只與同一區域的套接字交換資料。Windows Sockets只支援一個通訊區域：網際域(AF_INET)，這個域被使用網際協議簇通訊的程序使用。TCP/IP協議使用16位整數和32位整數的高位先存格式。

2.IP地址：IP網路中每臺主機都必須有一個惟一的IP地址，IP地址是一個邏輯地址，因特網上的IP地址具有全球惟一性，32位，4個位元組，常用點分十進位制格式表示。

3.協議：為進行網路中的資料交換（通訊）而建立的規則、標準或約定（語義+語法+規則）；不同層具有各自不同的協議。

4.ISO/OSI(Open System Interconnection)七層參考模型：物理層：提供二進位制傳輸，確定在通訊通道上如何傳輸位元流；資料鏈路層：提供介質訪問，加強物理層的傳輸功能，建立一條無差錯的傳輸線路；網路層：提供IP定址和路由，因為在網路上資料可以經由多條線路到達目的地，網路層負責找出最佳的傳輸線路。傳輸層：為源端主機到目的端主機提供可靠的資料傳輸服務，隔離網路的上下層協議，使得網路應用與下層協議無關。會話層：在兩個相互通訊的應用程序之間建立、組織和協調其相互之間的通訊。表示層：處理被傳送資料的表示問題，即資訊的語法和語義。應用層：為使用者的網路應用程式提供網路通訊的服務。在兩個通訊實體進行通訊時，應用層所發出的資料經過表示層、會話層、傳輸層、網路層、資料鏈路層，最終到達物理層，在該層通過物理線路傳輸給另一個實體的物理層。然後，資料再依次向上傳遞，傳遞給另一個實體的應用層。對等層通訊的實質：對等層實體之間虛擬通訊，下層向上層提供服務，實際通訊在最底層完成。

應用層協議：遠端登入協議Telnet.檔案傳輸協議FTP，超文字傳輸協議HTTP，域名服務DNS，簡單郵件傳輸協議SMTP，郵局協議POP3；傳輸層協議：TCP：面向連線的可靠的傳輸協議，利用TCP協議進行通訊時，首先要通過三步握手，以建立通訊雙方的連線。一旦連線建立好，就可以進行通訊了。TCP提供了資料確認和資料重傳的機制，保證了傳送的資料一定能到達通訊的對方。UDP：無連線的，不可靠的傳輸協議。採用UDP進行通訊時，不需要建立連線，可以直接向一個IP地址傳送資料，但是對方能否收到，無法保證。主要用在一些實時性要求較高的場合。網路層：網際協議IP，Internet網際網路控制報文ICMP，Internet組管理協議IGMP

4.TCP/IP：應用層、傳輸層、網路層和網路介面層。

5.埠：是一種抽象的軟體結構（包括一些資料結構和I/O緩衝區）。應用程式通過系統呼叫與某埠建立連線後，傳輸層傳給該埠的資料都被相應的程序所接收，相應程序發給傳輸層的資料都通過該埠輸出。埠用一個整數型識別符號來表示，即埠號。埠使用一個16位的數字來表示，範圍是0-65535，1024以下的埠號保留給預定義的服務。

6.客戶機/伺服器模式：在TCP/IP網路應用中，通訊的兩個程序間相互作用的主要模式是客戶機/伺服器模式。

7.套接字的型別：流式套接字（SOCK_STREAM)提供面向連線、可靠的資料傳輸服務，資料無差錯，無重複的傳送，且按傳送順序接收，實際上是基於TCP協議實現的。資料報式套接字(SOCK_DGRAM)提供無連線服務，資料包以獨立句形式傳送，不提供無錯保證，資料可能丟失或重複。並且接收順序混亂。實際上是基於UDP協議實現。原始套接字（SOCK_RAW)

8.面向TCP的socket程式設計：伺服器端：1.建立套接字，（socket)2.將套接字繫結到一個本地地址和埠上(bind)3.將套接字設為監聽模式，準備接收客戶請求(listen)4.等待客戶請求到來，當請求到來後，接收連線請求，返回一個新的對應於此次連線的套接字。(accept)5.用返回的套接字和客戶端進行通訊。(send/recv)6.返回，等待另一客戶請求7.關閉套接字。

客戶端：1.建立套接字(socket)2.向伺服器發出連線請求(connect)3.和伺服器進行通訊(send/recv)4.關閉套接字

9.基於UDP的socket程式設計：伺服器端即先啟動的一端為接收端，傳送資料的一端為傳送端，也稱客戶端。接收端程式：建立套接字，將套接字繫結到一個本地址和埠上，等待接收資料（recvfrom)，關閉套接字。客戶端程式：建立套接字，向伺服器傳送資料(sendto)，關閉套接字。

套接字相當於電話機，IP地址相當於總機，埠號相當於分機。

相關函式：1.載入套接字型檔 int WSAStartup ( WORD

wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData );
wVersionRequested [in] The highest version of Windows Sockets support that thecaller can use. The high order byte specifies the minor version (revision)number（副版本號）; thelow-order byte specifies the major version number（主版本號）。lpWSAData [out] A pointer to the WSADATAdata structure that is to receive details of the Windows Socketsimplementation.

typedef struct WSAData {

        WORD                    wVersion;

        WORD                    wHighVersion;

        char                    szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];

        char                   szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];

        unsigned short          iMaxSockets;

        unsigned short          iMaxUdpDg;

        char FAR *              lpVendorInfo;

} WSADATA, FAR * LPWSADATA;

An application must call one WSACleanup call for every successfulWSAStartup call to allow third-party DLLs to make use of a WS2_32.DLL on behalfof an application.

2.socket函式：The Windows Sockets socket function creates a socket that is boundto a specific service provider。

SOCKET socket ( int af, inttype, int protocol );

3.bind函式：The Windows Sockets bind function associatesa local address with a socket.

int bind ( SOCKET s, const struct sockaddr FAR* name, int namelen);
s [in] A descriptor identifying an unbound socket. name [in] The address toassign to the socket from the SOCKADDRstructure. namelen [in] The length of the name.

The SOCKADDR structure varies depending on the protocol selected.Except for the sa_family field, SOCKADDR contents are expressed in network byteorder.

struct sockaddr {

        u_short    sa_family;

        char       sa_data[14];

};  

The bind function is used on an unconnected socket before subsequentcalls to the connector listenfunctions. It is used to bind to either connection-oriented (stream) orconnectionless (datagram) sockets. When a socket is created with a call to the socketfunction, it exists in a name space (address family), but it has no nameassigned to it. Use bind to establish the local association of the socket byassigning a local name to an unnamed socket. sa_data僅僅表示要求一塊記憶體分配區，起到佔位的作用，該區域中指定與協議相關的具體地址資訊。由於實際要求的只是記憶體區，所以對不同的協議家族，用不同的結構來替換sockaddr.。在基於TCP/IP的socket編輯過程中，可以用sockaddr_in結構替換sockaddr。

struct sockaddr_in{

     short            sin_family;

     unsigned short      sin_port;

     struct    in_addr     sin_addr;

     char               sin_zero[8];

};

In the Internet address family, the SOCKADDR_IN structure is used byWindows Sockets to specify a local or remote endpoint address to which toconnect a socket. This is the form of the SOCKADDR structure specific to theInternet address family and can be cast to SOCKADDR. sin_port：要分配給套接字的埠；sin_addr：套接字的主機IP地址。

struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w;
u_long S_addr;
} S_un;
4.inet_addr:將IP地址指定為INADDR_ANY，允許套接字向任何分配給本地機器的IP地址傳送或接受資料。若只想讓套接字使用多個IP中的一個地址，就必須指定實際地址，可用inet_addr函式實現。

unsigned long inet_addr ( const char FAR * cp );The Windows Socketsinet_addr function converts a string containing an (Ipv4) Internet Protocoldotted address into a proper address for the IN_ADDRstructure.

char FAR * inet_ntoa ( struct in_addr in );The Windows Socketsinet_ntoa function converts an (Ipv4) Internet network address into a string inInternet standard dotted format.返回一個以點分十進位制格式表示的IP地址字串。

5.listen函式：int listen ( SOCKET s, int backlog ); TheWindows Sockets listen function places a socket a state where it is listeningfor an incoming connection.

6.accept函式：SOCKET accept ( SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR*addrlen );The Windows Sockets accept function accepts an incoming connectionattempt on a socket.addr：指向一個緩衝區的指標，該緩衝區用來接收連線實體的地址，就是當客戶端向伺服器發起連線，伺服器接受這個連線時，儲存發起連線的這個客戶端的IP地址資訊和埠資訊。

7.send函式：
int send ( SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags);
The Windows Sockets send function sends data on a connected socket.

8.recv函式：int recv (SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags );
The Windows Sockets recv function receives data from a connected socket.

9.connect函式：int connect (SOCKET s,const struct sockaddrFAR* name, int namelen );
The Windows Sockets connect function establishes a connection to a specifedsocket.

10.recvfrom函式：

int recvfrom ( SOCKET s, char FAR* buf,int len，int flags, struct sockaddr FAR* from, int FAR*fromlen );
The Windows Sockets recvfrom function receives a datagram and stores the sourceaddress.

11.sendto函式：int sendto (SOCKET s, const char FAR * buf, int len,int flags,conststructsockaddr FAR * to, int tolen);
The Windows Sockets sendto function sends data to a specific destination.

12.htons htonl函式：u_short htons (u_short hostshort );The Windows Sockets htonsfunction converts a u_short from host to TCP/IP network byte order (which isbig-endian).

u_long htonl ( u_long hostlong);

The Windows Sockets htonl function converts a u_long from host toTCP/IP network byte order (which is big-endian).

伺服器端程式：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{   

      WSADATA wsaData;

      SOCKET sockSrv;    

      SOCKADDR_IN  addrSrv;

      SOCKADDR_IN addrClient;//用來接受客戶端的地址資訊

      int len=sizeof(SOCKADDR);

      WORD wVersionRequested;//儲存WinSock庫的版本號

      int err;  

      wVersionRequested =MAKEWORD(2,2);//建立一個包含了請求版本號的WORD值

      err =WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);//載入套接字型檔

      if ( err != 0 ) {//返回值不等於0，程式退出。

           return;

      }

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ) {//判斷低位元組和高位元組是否都等於1

           WSACleanup( );//不是的話，呼叫該函式，終止對Winsock庫的使用並返回

           return;

      }

      sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);//建立套接字

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

      bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//將套接字繫結到本地址和指定的埠號上。

      listen(sockSrv,5);

      while(1)//作為伺服器端，需要不斷地等待客戶端的連線請求的到來，在此設定死迴圈。

      {

           char recvBuf[100];

           char sendBuf[100];//於當前這個新連線的一個套接字描述符，保存於sockConn變數中，利用這個套接字就可以與客戶端通訊。先前的套接字仍繼續監聽客戶端的連線請求。

           //返回連線狀態的套接字

           SOCKETsockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);//當客戶端連線請求到來時，該函式接受該請求，建立連線，同時它將返回一個相對

           sprintf(sendBuf,"Welcome%s you",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));

           send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);//用返回的套接字和客戶端進行通訊。

           recv(sockConn,recvBuf,100,0);//從客戶端接受資料

           printf("%s\n",recvBuf);

           closesocket(sockConn);//當前通訊完成之後，需要呼叫closesocket函式關閉已建立的套接字，釋放為該套接字分配的資源，

      }//然後進入下一個迴圈，等待另一客戶請求的到來。若不是死迴圈的話，此處還需呼叫WSACleanup函式終止對套接字型檔的使用。

}

客戶端程式：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

void main()

{

      WORD wVersionRequested;

      WSADATA wsaData;

      int err;

      wVersionRequested =MAKEWORD( 1, 1 );

      err = WSAStartup( wVersionRequested,&wsaData );

      if ( err != 0 ) {

           return;

      }

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 1 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 1 ) {

           WSACleanup( );

           return;

      }

      SOCKETsockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//將其第三個引數設為0，讓其自動選擇協議。

      SOCKADDR_IN addrSrv;//設定伺服器端的IP和埠

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");//本地迴路地址

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

      connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//與伺服器建立連線。

      char recvBuf[100];

      recv(sockClient,recvBuf,100,0);

      printf("%s\n",recvBuf);

      send(sockClient,"Thisis zhangsan",strlen("This is Isir")+1,0);

      closesocket(sockClient);

      WSACleanup();

}

基於UDP的網路程式設計：

伺服器端：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

/* UDP  Server */

void main()

{

      WORD wVersionRequested;

      WSADATA wsaData;

      int err;

      wVersionRequested =MAKEWORD(2,2);

      err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData );

      if ( err != 0 ) {

           return;

      }

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ) {

           WSACleanup( );

           return;

      }

      SOCKETsockSrv=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

      SOCKADDR_IN addrSrv;

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

      bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

      char recvBuf[100];

      char sendBuf[100];

      char tempBuf[200];

      SOCKADDR_IN addrClient;

      int len=sizeof(SOCKADDR);

      while (1)

      {

           recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);

           if ('q' ==recvBuf[0])

           {

                 sendto(sockSrv,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR *)&addrClient,len);

                 printf("chatend\n");

                 break;

           }

           sprintf(tempBuf,"%ssay:%s",inet_ntoa(addrClient.sin_addr),recvBuf);

           printf("%s\n",tempBuf);

           printf("Pleaseinput data:\n");

           gets(sendBuf);

           sendto(sockSrv,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrClient,len);

      }

      closesocket(sockSrv);

      WSACleanup();

}
}
客戶端：

#include <Winsock2.h>

#include <stdio.h>

void main()

{

      WORD wVersionRequested;

      WSADATA wsaData;

      SOCKET sockClient;

      SOCKADDR_IN addrSrv;

      char recvBuf[100];

      char sendBuf[100];

      char tempBuf[200];

      int len =sizeof(SOCKADDR);

      int err;

      wVersionRequested =MAKEWORD(2,2);

      err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData );

      if ( err != 0 ) {

           return;

      }

      if ( LOBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ||

           HIBYTE(wsaData.wVersion ) != 2 ) {

           WSACleanup( );

           return;

      }

      sockClient =socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

      addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr= inet_addr("127.0.0.1");

      addrSrv.sin_family=AF_INET;

      addrSrv.sin_port=htons(6000);

      while (1)

      {

           printf("pleaseinput data:\n");

           gets(sendBuf);

           sendto(sockClient,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0

                 ,(SOCKADDR*)&addrSrv,len);

           recvfrom(sockClient,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrSrv,&len);

           if ('q' ==recvBuf[0])

           {

                 sendto(sockClient,"q",strlen("q")+1,0,

                      (SOCKADDR*)&addrSrv,len);

                 printf("chatend;\n");

                 break;

           }

            sprintf(tempBuf,"%s say :%s",inet_ntoa(addrSrv.sin_addr),recvBuf);

           printf("%s\n",tempBuf);

      }

      closesocket(sockClient);

      WSACleanup();

}

P.s.  

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