Windows Socket的UDP和TCP编程介绍

1:网络中进程之间如何通信

　　为了实现进程之间通信，首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中则是行不通的，其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的"ip 地址"可以唯一标识网络中的主机，而"传输层的 协议+端口"可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用(ip地址，谢谢，端口)就可以标识网络中的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。而现在几乎所有网络应用程序都是采用socket来通信的，那么什么是socket呢？

2：套接字(socket)

　　socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是"一切皆文件"，都可以用"打开Open -> 读写write/read ->关闭close"模式来操作，socket就是该模式的一个实现，socket就是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭)，说白了Socket就是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。socket把复杂的TCP/IP协议族隐藏在socket接口后面，对用户来说就是一组简单的接口。让socket去组织数据，以符合指定的协议。

　　随着Unix的应用推广，套接字有被引进了windows等操作系统，套接字通常只与同一区域的套接字交换数据，windows只支持一个通信区域，网际域(AF_INET)，这个域被使用网际协议簇的通信进程。

3：客户机/服务器模式

　　在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户机/服务器模式(client/server),即客户向服务器提出请求，服务器接受到请求后提出相应的服务。

服务器：

　(1):首先服务器先要启动，打开一个通信通道并告知本机，它愿意在某一个地址和端口上接收客户请求。

　(2):等待客户请求到达该端口。

　(3):接收服务请求，处理该客户请求，服务完成后，关闭此进程与客户的通信链路，并终止。

　(4):返回第二步，等待另一个客户请求

　(5):关闭服务器

客户方：

　(1):打开一个通信通道，并连接到服务器所在的主机特定的端口。

　(2):向服务器发送请求，等待并接收应答，继续提出请求。

　(3):请求结束后关闭通信信道并终止

4:基于TCP(面向连接)的socket编程

　　

服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listlen),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，最后关闭连接，一次交互结束。

5:基于UDP(面向无连接)的socket编程

　　

服务器先创建socket，将socket绑定(bind)一个本地地址和端口上，等待数据传输(recvfrom).这个时候如果有个客户端创建socket，并且向服务器发送数据(sendto)，服务器就建立了连接，实现了数据的通信，连接结束后关闭连接.

6:UDP例子

　　Server端

 //注：需要在stdafx.h 里面添加 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
 #include"stdafx.h"
 #include <winsock2.h>
 #include <ws2tcpip.h>
 #include <stdio.h>
 #include <windows.h>
 using namespace std;  

 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")          //add ws2_32.lib  

 int main()
 {
     WORD wVersionRequested;
     WSADATA wsaData;
     int err;

     wVersionRequested = MAKEWORD(, );

     err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
     if (err != )
     {
         printf("WSAStartup failed with error: %d\n", err);
         return ;
     }

     if (LOBYTE(wsaData.wVersion) !=  || HIBYTE(wsaData.wVersion) != )
     {
         printf("Could not find a usable version of Winsock.dll\n");
         WSACleanup();
         return ;
     }
     else
     {
         printf("The Winsock 2.2 dll was found okay\n");
     }

     SOCKET sockSrv = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM, ); //创建一个socket句柄;
     if( sockSrv == INVALID_SOCKET )
     {
         printf("socket() fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     } 

     SOCKADDR_IN  addrServ;
     memset(&addrServ,,sizeof(addrServ));
     addrServ.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
     addrServ.sin_family = AF_INET;
     addrServ.sin_port = htons(); //从"主机字节顺序" 转变为 "网络字节顺序"

     err = bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrServ,sizeof(SOCKADDR)); //把socket 绑定到指定地址上
     if( err !=  )
     {
         printf("bind()fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     } 

     SOCKADDR_IN  addrClient;
     memset(&addrClient,,sizeof(addrClient)); //在设置每个地址成员之前，整个addr结构应该被初始化0;
     int length = sizeof(SOCKADDR);
     char recvBuf[];
     printf("waiting for client connect!!!!\n");
     recvfrom(sockSrv,recvBuf,,,(SOCKADDR*)&addrClient,&length);

     printf("recvfrom client:: %s\n",recvBuf);

     closesocket(sockSrv);

     WSACleanup();

     system("PAUSE");
     return ;
 }

Client端

 // 注：需要在stdafx.h 里面添加 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
 //
 #include"stdafx.h"
 #include <winsock2.h>
 #include <ws2tcpip.h>
 #include <stdio.h>
 #include <windows.h>
 using namespace std;  

 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")          //add ws2_32.lib  

 int main()
 {
     WORD wVersionRequested;
     WSADATA wsaData;
     int err;

     wVersionRequested = MAKEWORD(, );

     err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
     if (err != )
     {
         printf("WSAStartup failed with error: %d\n", err);
         return ;
     }

     if (LOBYTE(wsaData.wVersion) !=  || HIBYTE(wsaData.wVersion) != )
     {
         printf("Could not find a usable version of Winsock.dll\n");
         WSACleanup();
         return ;
     }
     else
     {
         printf("The Winsock 2.2 dll was found okay\n");
     }

     SOCKET sockClient = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM, );

     SOCKADDR_IN  addrServ;
     memset(&addrServ,,sizeof(addrServ));
     addrServ.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     addrServ.sin_family = AF_INET;
     addrServ.sin_port = htons();
     printf("begin to send data to server::Hello\n");
     sendto(sockClient,"Hello\n",strlen("Hello\n")+,,(SOCKADDR*)&addrServ,sizeof(SOCKADDR));

     closesocket(sockClient);

     system("PAUSE");
     WSACleanup();

     return ;
 }

输出的结果为:

 7:TCP例子

Server端

 #include"stdafx.h"
 #include <winsock2.h>
 #include <iostream>  

 #include <string.h>
 using namespace std;  

 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")          //add ws2_32.lib  

 const int DEFAULT_PORT = ;
 int main(int argc,char* argv[])
 {  

     WORD    wVersionRequested;
     WSADATA wsaData;
     int     err,iLen;
     wVersionRequested   =   MAKEWORD(,);  

     err =  WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);
     if( err!= )
     {
         printf("WSAStartup failed with error: %d\n", err);
         return -;
     }
     if ( LOBYTE(wsaData.wVersion) !=  || HIBYTE(wsaData.wVersion) !=  )
     {
         printf("Could not find a usable version of Winsock.dll\n");
         WSACleanup();
         return ;
     }
     else
     {
         printf("The Winsock 2.2 dll was found okay\n");
     }

     SOCKET sockSrv = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,);
     if( sockSrv == INVALID_SOCKET )
     {
         printf("socket() fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     }  

     SOCKADDR_IN addrSrv;
     memset(&addrSrv,,sizeof(addrSrv));
     addrSrv.sin_family = AF_INET;
     addrSrv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
     addrSrv.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);  

     err = bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));
     if( err !=  )
     {
         printf("bind()fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     }  

     err = listen( sockSrv, );//listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字，第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数
     if( err !=  )
     {
         printf("listen()fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     }
     printf("Server waitting...!!!!!\n");
     SOCKADDR_IN addrClt;
     int len = sizeof(SOCKADDR);
     memset(&addrClt,,len);

     while()
     {
         SOCKET sockConn = accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClt,&len);
         char sendBuf[],hostname[];
         if( gethostname(hostname,) !=  )
         {
             strcpy_s(hostname,strlen("None")+,"None");
         }
         sprintf_s(sendBuf,sizeof(sendBuf),"Welecome %s connected to %s!",inet_ntoa(addrClt.sin_addr),hostname);  

         err = send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+,);  

         char recvBuf[]="\0";
         iLen = recv(sockConn,recvBuf,,);  

         recvBuf[iLen]='\0';
         printf(recvBuf);

         closesocket(sockConn);
     }  

     closesocket(sockSrv);  

     WSACleanup();
     return ;
 }  

Client端

 // client.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 //
 #include"stdafx.h"
 #include <winsock2.h>
 #include <iostream>  

 #include <string.h>
 using namespace std;  

 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")          

 const int DEFAULT_PORT = ;
 int main(int argc,char* argv[])
 {  

     WORD    wVersionRequested;
     WSADATA wsaData;
     int     err,iLen;
     wVersionRequested   =   MAKEWORD(,);

     err =   WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData); //load win socket
     if( err !=  )
     {
         printf("WSAStartup failed with error: %d\n", err);
         return -;
     }  

     SOCKET sockClt = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,);
     if( sockClt == INVALID_SOCKET )
     {
         printf("socket() fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     }  

     SOCKADDR_IN addrSrv;
     memset(&addrSrv,,sizeof(addrSrv));
     addrSrv.sin_family = AF_INET;
     addrSrv.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     addrSrv.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);  

     err = connect(sockClt,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));  

     if(err ==INVALID_SOCKET)
     {
         printf("connect()fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     }  

     char sendBuf[],hostname[];
     if( gethostname(hostname,) !=  ) //如果没有错误的时候gethostname会返回0;
     {
         strcpy_s(hostname,strlen("None")+,"None");
     }
     strcpy_s(sendBuf,strlen(hostname)+,hostname);
     strcat_s(sendBuf,sizeof(sendBuf)," have connected to you!");
     err = send(sockClt,sendBuf,strlen(sendBuf)+,);  

     char recvBuf[]="\0";
     iLen = recv(sockClt,recvBuf,,);  

     if( iLen ==  )
     {
         return -;
     }
     else if( iLen == SOCKET_ERROR )
     {
         printf("recv() fail:%d\n",WSAGetLastError());
         return -;
     }
     else
     {
         recvBuf[iLen] = '\0';
         printf(recvBuf);
         printf("\n");
     }
     closesocket(sockClt);  

     WSACleanup();
     system("PAUSE");
     return ;
 }  

输出的结果为