揭开Socket编程的面纱

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,Socke
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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,***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。

#p#

下面是接收数据和发送数据的函数:

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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;  }
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服务器端:

在服务器端,主要是启动Socket和监听线程。

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#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);   }
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监听线程函数:

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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;  }
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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:

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#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);  }
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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。

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

27    2013-09-22 11:03:20    Socket Socket编程