【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)而不用擔心發(fā)生各種并發(fā)問題， WinI 函數(shù)在內(nèi)部處理所有的多線程并發(fā)、死鎖等問題。 通信原理及過程 大多數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)進行通信的應(yīng)用程序，不論是通過因特網(wǎng)還是小型的辦公網(wǎng)絡(luò)，它們都使用同樣的原則和功能來執(zhí) 行通信。計算機上的一個應(yīng)用程序正在等待另一個程序打開通信連接，可以說這前一個應(yīng)用程序正在“偵聽”該連接請求，這很像你在等待某人給你打電話時，一直在留心電話鈴聲。與時同時，另一個應(yīng)用程序，一般是東南大學成賢學院 第 7 頁 共 44 頁 運行在另一臺計算機上（當然也可以是同一臺機器上），試圖同第一個應(yīng)用程序連接。這種試圖找開連接的方式就類似于向某人打電話。你撥了電話號碼，并希望要找的那個人正在電話線的另一頭等接電話。當然，要完成電話的呼叫，必須知道被呼叫方的電話號碼。同樣的道理，試圖連接到第一個應(yīng)用程序的這個程序也必須知道第一個應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)位置或網(wǎng)絡(luò) 地址。一旦兩個應(yīng)用程序建立了連接，它們之間就可以互相發(fā)送和接收消息 。正像兩個人打電話交談一樣，這個連接是一個雙向的通道，即雙方都可以發(fā)送消息。最后，如果一方或雙方完成了對話，連接即關(guān)閉，就像打完電話一樣，你能夠知道電話中的對方是否把電話給掛斷了，或者雙方由于其它原因連接不上了。一旦該應(yīng)用程序同一個應(yīng)用程序之間建立了連接，就能夠在它的對話框里鍵入要發(fā)送的文本消息，并把它們發(fā)送給另一個應(yīng)用程序。消息被發(fā)送之后，就被加到已發(fā)送消息的列表中。接收到的每一條消息都被復制到所有已收到的消息列表中。這樣就能看到完整的已 發(fā)送和已接收到的消息列表，還可以對發(fā)送消息的應(yīng)用程序和接收消息的應(yīng)用程序進行比較。這就是在兩個或多個應(yīng)用程序間進行網(wǎng)絡(luò)通信的基本工作原理。 東南大學成賢學院 第 8 頁 共 44 頁 第三章 具體的設(shè)計方法 基本的 SOCKET 函數(shù) 為了方便這種 Client/Server 模型的網(wǎng)絡(luò)編程， 90 年代初，由 Microsoft 聯(lián)合了其它幾家公司共同制定了一套 WINDOWS 下的網(wǎng)絡(luò)編程接口，即 Windows Sockets 規(guī)范，它不是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ,而是一套開放的、支持多種協(xié)議的 Windows 下的網(wǎng)絡(luò)編程接口?，F(xiàn)在的 Winsock已經(jīng)基本上實現(xiàn)了與協(xié) 議無關(guān)，你可以使用 Winsock來調(diào)用多種協(xié)議的功能，但較常使用的是 TCPIP 協(xié)議。 Socket 實際在計算機中提供了一個通信端口，可以通過這個端口與任何一個具有 Socket接口的計算機通信。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，接收的信息都通過這個 Socket 接口來實現(xiàn)。 1．在初始化階段調(diào)用 WSAStartup() 此函數(shù)在應(yīng)用程序中初始化 Windows Sockets DLL ，只有此函數(shù)調(diào)用成功后，應(yīng)用程序才可以再調(diào)用其它 Windows Sockets DLL中的 API 函數(shù)。在程序中調(diào)用該函數(shù)的形式如下： WSAStartup((WORD)((181)，（ LPWSADATA） amp。WSAData)，其中 (181)表示我們用的是 ， WSAata 用來存儲系統(tǒng)傳回的關(guān)于 WinSocket 的資料。 建立 Socket 初始化 WinSock的動態(tài)連接庫后，需要在服務(wù)器端建立一個監(jiān)聽的 Socket，為此可以調(diào)用 Socket()函數(shù)用來建立這個監(jiān)聽的 Socket，并定義此 Socket 所使用的通信協(xié)議。此函數(shù)調(diào)用成功返回 Socket 對象，失敗則返回 INVALID_SOCKET(調(diào)用WSAGetLastError()可得知原因，所有 WinSocket 的 API 函數(shù)都可以使用這個函數(shù)來獲取失敗的原因 )。 SOCKET PASCAL FAR socket( int af, int type, int protocol ) 參數(shù) af 目 前 只 提 供 PF_INET(AF_INET) ； type ： Socket 的 類 型 (SOCK_STREAM、 SOCK_DGRAM)； protocol：通訊協(xié)定 (如果使用者不指定則設(shè)為0)； 如果要建立的是遵從 TCPIP協(xié)議的 socket，第二個參數(shù) type應(yīng)為 SOCK_STREAM，如為 UDP（數(shù)據(jù)報）的 socket，應(yīng)為 SOCK_DGRAM。 綁定端口 接下來要為服務(wù)器端定義的這個監(jiān)聽的 Socket 指定一個地址及端口（ Port），這樣客戶端才知道待會要連接哪一個地址的哪個端口，為此我們要調(diào)用 bind()函數(shù)，該函數(shù)調(diào)用成功返回 0，否則返回 SOCKET_ERROR。 東南大學成賢學院 第 9 頁 共 44 頁 int PASCAL FAR bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR name,int namelen )。參 數(shù)： s： Socket 對象名； name： Socket 的地址值，這個地址必須是執(zhí)行這個程序所在機器的 IP 地址； namelen： name 的長度； 如果使用者不在意地址或端口的值，那么可以設(shè)定地址為 INADDR_ANY，及 Port為 0， Windows Sockets 會自動將其設(shè)定適當之地址及 Port (1024 到 5000之間的值 )。此后可以調(diào)用 getsockname()函數(shù)來獲知其被設(shè)定的值。 監(jiān)聽 當服務(wù)器端的 Socket 對象綁定完成之后 ,服務(wù)器端必須建立一個監(jiān)聽的隊列來接收客戶端的連接請求。 listen()函數(shù)使服務(wù)器端的 Socket 進入監(jiān)聽狀態(tài)，并設(shè)定可以建立的最大連接數(shù) (目前最大值限制為 5, 最小值為 1)。該函數(shù)調(diào)用成功返回 0，否則返回 SOCKET_ERROR。 int PASCAL FAR listen( SOCKET s, int backlog )。 參 數(shù)： s：需要建立監(jiān)聽的 Socket； backlog：最大連接個數(shù)； 服務(wù)器端的 Socket調(diào)用完 listen（）后，如果此時客戶端調(diào)用 connect（）函數(shù)提出連接申請的話， Server 端必須再調(diào)用 accept() 函數(shù)，這樣服務(wù)器端和客戶端才算正式 完成通信程序的連接動作。為了知道什么時候客戶端提出連接要求，從而服務(wù)器端的 Socket 在恰當?shù)臅r候調(diào)用 accept()函數(shù)完成連接的建立，我們就要使用WSAAsyncSelect（）函數(shù)，讓系統(tǒng)主動來通知我們有客戶端提出連接請求了。該函數(shù)調(diào)用成功返回 0，否則返回 SOCKET_ERROR。 int PASCAL FAR WSAAsyncSelect( SOCKET s, HWND hWnd,unsigned int wMsg, long lEvent )。參數(shù)： s： Socket 對象； hWnd ：接收消 息的窗口句柄； wMsg：傳給窗口的消息； lEvent：被注冊的網(wǎng)絡(luò)事件，也即是應(yīng)用程序向窗口發(fā)送消息的網(wǎng)路事件，該值為下列值 FD_READ、 FD_WRITE、 FD_OOB、 FD_ACCEPT、 FD_CONNECT、FD_CLOSE的組合，各個值的具體含意為 FD_READ：希望在套接字 S 收到數(shù)據(jù)時收到消息； FD_WRITE：希望在套接字 S 上可以發(fā)送數(shù)據(jù)時收到消息； FD_ACCEPT：希望在套接字 S 上收到連接請求時收到消息； FD_CONNECT：希望在套接字 S 上連接成功時收到消息； FD_CLOSE：希望在套接字 S 上連接關(guān)閉時收到消息； FD_OOB：希望在套接字 S 上收到帶外數(shù)據(jù)時收到消息。具體應(yīng)用時， wMsg 應(yīng)是在應(yīng)用程序中定義的消息名稱，而消息結(jié)構(gòu)中的 lParam 則為以上各種網(wǎng)絡(luò)事件名稱。 服務(wù)器端接受客戶端的連接請求 當 Client 提出連接請求時， Server 端窗會收到 Winsock Stack 送來我們自定義的東南大學成賢學院 第 10 頁 共 44 頁 一個消息，這時，我們可以分析 lParam，然后調(diào)用相關(guān)的函數(shù)來處理此事件。為了使服務(wù)器端接受客戶端的連接請求，就要使用 accept() 函數(shù)，該函數(shù)新建一 Socket 與客戶端的 Socket 相 通，原先監(jiān)聽之 Socket 繼續(xù)進入監(jiān)聽狀態(tài)，等待他人的連接要求。該函數(shù)調(diào)用成功返回一個新產(chǎn)生的 Socket 對象，否則返回 INVALID_SOCKET。 SOCKET PASCAL FAR accept( SCOKET s, struct sockaddr FAR addr,int FAR addrlen )。參數(shù)： s： Socket 的識別碼； addr：存放來連接的客戶端的地址； addrlen：addr 的長度。 結(jié)束 socket 連接 結(jié)束服務(wù)器和客戶端的通信連接是很簡單的，這一過程可以由服務(wù) 器或客戶機的任一端啟動，只要調(diào)用 closesocket()就可以了，而要關(guān)閉 Server 端監(jiān)聽狀態(tài)的 socket，同樣也是利用此函數(shù)。另外，與程序啟動時調(diào)用 WSAStartup()憨數(shù)相對應(yīng)，程序結(jié)束前，需要調(diào)用 WSACleanup() 來通知 Winsock Dll 釋放 Socket 所占用的資源。這兩個函數(shù)都是調(diào)用成功返回 0，否則返回 SOCKET_ERROR。 int PASCAL FAR closesocket( SOCKET s )。 參數(shù)： s： Socket 的識別碼； int PASCAL FAR WSACleanup( void )。 建立客戶端的 Socket 客戶端應(yīng)用程序首先也是調(diào)用 WSAStartup()函數(shù)來與 Winsock的動態(tài)連接庫建立關(guān)系，然后同樣調(diào)用 socket()來建立一個 TCP 或 UDP socket（相同協(xié)定的 sockets 才能相通， TCP 對 TCP， UDP 對 UDP）。與服務(wù)器端的 socket 不同的是，客戶端的 socket可以調(diào)用 bind()函數(shù)，由自己來指定 IP 地址及 port 號碼；但是也可以不調(diào)用 bind()，而由 Winsock 來自動設(shè)定 IP 地址及 port 號碼。 客戶端提出連接申請 客戶端的 Socket使用 connect()函數(shù)來提出與服務(wù)器端的 Socket建立連接的申請，函數(shù)調(diào)用成功返回 0，否則返回 SOCKET_ERROR。 int PASCAL FAR connect( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name, int namelen )。參 數(shù)： s： Socket 的識別碼； name： Socket想要連接的對方地址； namelen：name 的長度。 數(shù)據(jù)的傳送 以保證資料的正確性，一般情況下 TCP Socket 的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收是調(diào)用 send() 及recv() 這兩個函數(shù)來達成，而 UDP Socket 則是用 sendto() 及 recvfrom() 這兩個函東南大學成賢學院 第 11 頁 共 44 頁 數(shù)，這兩個函數(shù)調(diào)用成功發(fā)揮發(fā)送或接收的資料的長度，否則返回 SOCKET_ERROR。 int PASCAL FAR send( SOCKET s, const char FAR *buf,int len, int flags )。參數(shù)： s： Socket 的識別碼 buf：存放要傳送的資料的暫存區(qū)； len buf：的長度；flags：此函數(shù)被調(diào) 用的方式。 int PASCAL FAR recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags )。參數(shù)：s： Socket 的識別碼； buf：存放接收到的資料的暫存區(qū)； len buf：的長度 flags：此函數(shù)被調(diào)用的方式。 對 Stream Socket 言，我們可以接收到目前 input buffer 內(nèi)有效的資料，但其數(shù)量不超過 len 的大小。 通信過程 C/S 模式的請求響應(yīng)方式 圖 3. 1 TCP/IP 協(xié)議三次握手過程 在 TCP/IP 協(xié)議中， TCP 協(xié)議提供可靠的連接服務(wù)，采用三次握手建立一個連接（如圖 ）。 第一次握手：建立連接時，客戶端發(fā)送 syn 包 (syn=j)到服務(wù)器，并進入 SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認； 第二次握手：服務(wù)器收到 syn 包，必須確認客戶的 SYN（ ack=j+1），同時自己也發(fā)送一個 SYN包（ syn=k），即 SYN+ACK包，此時服務(wù)器進入 SYN_RECV 狀態(tài)； 第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的 SYN＋ ACK 包，向服務(wù)器東南大學成賢學院 第 12 頁 共 44 頁 發(fā)送確認包 ACK(ack=k+1)，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進入 ESTABLISHED 狀態(tài)，完成三次握手。 完成三次握手，客戶端與服務(wù)器開始傳送數(shù)據(jù)。 SOCKET 建立連接過程 服務(wù)器 客戶端 create(),建立套接字 band(),與本地地址綁定 listen(),準備好接受連接 accept(),等待接受客戶端連接， receive()接收數(shù)據(jù) Close(),關(guān)閉套接字 send()，發(fā)送數(shù)據(jù) Create(),建立套接字 C