C++ Socket

Socket網(wǎng)絡(luò)編程實現(xiàn)過程簡單總結(jié)

一、? ?服務(wù)器端

1、? ? 加載及釋放套接字庫

a)? ? ? ?使用函數(shù)WSAStartup()綁定相應(yīng)的套接字庫：

????當(dāng)一個應(yīng)用程序調(diào)用WSAStartup函數(shù)時，操作系統(tǒng)根據(jù)請求的Socket版本來搜索相應(yīng)的Socket庫，然后綁定找到的Socket庫到該應(yīng)用程序中。以后應(yīng)用程序就可以調(diào)用所請求的Socket庫中的其它Socket函數(shù)了。該函數(shù)執(zhí)行成功后返回0。

Ex:

????????wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 1 );//指定加載2.1版本

? ? ? ? err =WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );

關(guān)于Socket版本：不同版本是有區(qū)別的，例如1.1版只支持TCP/IP協(xié)議，而2.0版可以支持多協(xié)議。2.0版有良好的向后兼容性，任何使用1.1版的源代碼、二進制文件、應(yīng)用程序都可以不修改地在2.0規(guī)范下使用。此外winsock 2.0支持異步 1.1不支持異步.

b)? ?使用函數(shù)WSACleanup ()綁定相應(yīng)的套接字庫：

應(yīng)用程序在完成對請求的Socket庫的使用后，要調(diào)用WSACleanup函數(shù)來解除與Socket庫的綁定并且釋放Socket庫所占用的系統(tǒng)資源。

c)? ? 以上二者需要庫Ws2_32.lib和頭文件winsock2.h

#include"winsock2.h"

#pragma comment(lib,”ws2_32.lib”)

2、? ?創(chuàng)建套接字

socket(domain=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=IPPROTO_TCP)

三個參數(shù)分別是：地址系列，套接字類型，協(xié)議號

1)、Domain : Domain參數(shù)指定了通信的”域”

AF_UNIX :AF_LOCAL本地通信

AF_INET:IPv4網(wǎng)絡(luò)通信

AF_INET6:IPv6網(wǎng)絡(luò)通信

AF_PACKET:鏈路層通信

2）、Type: Type就是socket的類型，對于AF_INET協(xié)議族而言有流套接字(SOCK_STREAM)、數(shù)據(jù)包套接字(SOCK_DGRAM)、原始套接字(SOCK_RAW)。

????????SOCK_STREAM:流套接字, 提供順序，可靠，雙向，基于連接的字節(jié)流。 可以支持帶外數(shù)據(jù)傳輸機制。例

????????????如：TCP協(xié)議、FTP協(xié)議

????????SOCK_DGRAM:數(shù)據(jù)包套接字, 支持數(shù)據(jù)報（無連接，不可靠的固定最大長度的消息）例如：UDP協(xié)議

????????SOCK_RAW:原始套接字, 使用原始套接字時候調(diào)用，原始套接字也就是鏈路層協(xié)議

????????SOCK_SEQPACKET:有序分組套接字,為固定最大長度的數(shù)據(jù)報提供有序，可靠，雙向連接的數(shù)據(jù)傳輸路徑; 消費者需要利用每個輸入系統(tǒng)調(diào)用讀取整個分組

3)、Protocol：支持的協(xié)議

參數(shù)解析參考：https://blog.csdn.net/liuxingen/article/details/44995467

3、? 綁定服務(wù)器套接字地址

int bind(intsockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

服務(wù)端套接字綁定自己的IP地址與端口號，客戶端那邊可以不寫，內(nèi)核會給它分配一個臨時的端口。

參數(shù)：

1）、sockfd: 服務(wù)器或者客戶端自己創(chuàng)建的socket

2）、sockaddr: 服務(wù)器或者客戶端自己的地址信息(協(xié)議族、IP、端口號)

sockaddr 與sockaddr_in:

二者的占用的內(nèi)存大小是一致的，因此可以互相轉(zhuǎn)化，從這個意義上說，他們并無區(qū)別。

sockaddr常用于bind、connect、recvfrom、sendto等函數(shù)的參數(shù)，指明地址信息。是一種通用的套接字地址。而sockaddr_in 是internet環(huán)境下套接字的地址形式。所以在網(wǎng)絡(luò)編程中我們會對sockaddr_in結(jié)構(gòu)體進行操作。使用sockaddr_in來建立所需的信息，最后使用類型轉(zhuǎn)化就可以了。

3）、socklen_t: 服務(wù)器或者客戶端自己的地址信息的長度

EXP:

seraddr.sin_family = AF_INET; // 設(shè)置地址族為IPv4

seraddr.sin_port = htons(SERPORT);??? //設(shè)置地址的端口號信息

seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERADDR);?? //　設(shè)置IP地址

ret= bind(sockfd, (const struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));

參考：https://blog.csdn.net/zz709196484/article/details/54864770

4、? ? 將套接字設(shè)置為監(jiān)聽模式等待連接請求

intlisten(int? sockfd, int? backlog);

用法：函數(shù)應(yīng)該在調(diào)用socket和bind這兩個函數(shù)之后，accept函數(shù)之前調(diào)用。

作用：讓服務(wù)器套接字sockfd進入監(jiān)聽狀態(tài)。

參數(shù)：sockfd：套接字，成功返回后進入監(jiān)聽模式，當(dāng)有新連接并accept后會再建立一個套接字保存新的連接；

? backlog：并發(fā)連接數(shù)，下面詳細介紹此參數(shù)：

????????1）? 當(dāng)TCP接收一個連接后（三次握手通過）會將此連接存在連接請求隊列里面，并對隊列個數(shù)+1，而backlog為此隊列允許的最大個數(shù)，超過此值，則直接將新的連接刪除，即不在接收新的連接。將這些處于請求隊列里面的連接暫記為后備連接，這些都在底層自動完成，底層將連接添加到隊列后等待上層來處理（一般是調(diào)用accept函數(shù)接收連接）；

????????2）? 當(dāng)上層調(diào)用accept函數(shù)接收一個連接（處于請求隊列里面的后備連接）,隊列個數(shù)會-1；

????????3）? 那么這樣一個加一個減，只要底層提交的速度小于上層接收的速度(一般是這樣)，很明顯backlog就不能限制連接的個數(shù)，只能限制后備連接的個數(shù)。那為啥要用這個backlog呢？主要用于并發(fā)處理，當(dāng)上層沒來的及接收時，底層可以提交多個連接；

????????4）?backlog的取值范圍 ,一般為0-5。

5、? ?接受連接請求，返回一個新的對應(yīng)于此次連接的套接字

????????accept(intsocket, sockaddr *name, int *addrlen)

??????? 參數(shù)socket: 是一個已設(shè)為監(jiān)聽模式的服務(wù)器端socket的描述符。

??????? 參數(shù)sockaddr: 是一個返回值，它指向一個struct sockaddr類型的結(jié)構(gòu)體的變量，保存了發(fā)起連接的客戶端得IP地址信息和端口信息。

??????? 參數(shù)addrlen: 也是一個返回值，指向整型的變量，保存了返回的地址信息的長度。

???????accept函數(shù)返回值是一個客戶端和服務(wù)器連接的SOCKET類型的描述符，在服務(wù)器端標識著這個客戶端。

6、? ?用5返回的套接字和客戶端進行通信（send()/recv()）；

send(sockets, char * str, int len, int flag)

??????? 第一個參數(shù)：本機創(chuàng)建的套接字

??????? 第二個參數(shù)：要發(fā)送的字符串

??????? 第三個參數(shù)：發(fā)送字符串長度

??????? 第四個參數(shù)：會對函數(shù)行為產(chǎn)生影響，一般設(shè)置為0

??? recv(socket s, char * buf, int len,intflag)

??????? 參數(shù)socket：創(chuàng)建的可以傳輸消息過來的套接字

??????? 參數(shù)buf：接受消息的字符串緩存

??????? 參數(shù)len：允許接收字符串的緩存的最大長度

? ? ? ? 第四個參數(shù)：會對函數(shù)行為產(chǎn)生影響，一般設(shè)置為0

send和recv實際上分別是write和read函數(shù)的基礎(chǔ)上擴展了第四個參數(shù)：

1)、recv對應(yīng)的flags有3個選項：

??? MSG_PEEK：查看數(shù)據(jù)，并不從系統(tǒng)緩沖區(qū)移走數(shù)據(jù)

??? MSG_WAITALL：等待所有數(shù)據(jù)，等到所有的信息到達時才返回，使用它時，recv返回一直阻塞，直到指定的條件滿足時，或者發(fā)生錯誤

? ? ?MSG_OOB：接受或者發(fā)送帶外數(shù)據(jù)

2）、send第四個參數(shù)flags,有2個選項：

??? MSG_DONTROUTE：不查找表，它告訴ip，目的主機在本地網(wǎng)絡(luò)上，沒必要查找表。（一般用在網(wǎng)絡(luò)診斷和路由程序里面）

? ? MSG_OOB：接受或者發(fā)送帶外數(shù)據(jù)?

功能上是分別將SendBuff拷貝到發(fā)送緩沖區(qū)中和將接受緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)拷貝到ReciveBuf中；

https://blog.csdn.net/tingyun_say/article/details/51907687

https://blog.csdn.net/rankun1/article/details/50488989

二、? 客戶端

1、加載套接字庫，創(chuàng)建套接字（WSAStartup()/socket()）；

2、向服務(wù)器發(fā)出連接請求（connect()）；

3、和服務(wù)器進行通信（send()/recv()）；

4、關(guān)閉套接字，關(guān)閉加載的套接字庫（closesocket()/WSACleanup()）；

三、? 代碼實現(xiàn)

環(huán)境：window7、vs2015

服務(wù)器端：

#include<iostream>

#include "winsock2.h"

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

using namespace std;

int main()

{

????int RetVal;

????WORD SocketVersion=MAKEWORD(2, 2);

????WSADATA wsd;

????if (WSAStartup(SocketVersion, &wsd) != 0)

????{

????????cout << "綁定Socket庫失敗" << endl;

????}

????SOCKET ServerSocket;

????ServerSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

????if (ServerSocket == INVALID_SOCKET)

????{

????????cout << "創(chuàng)建服務(wù)器套接字失敗" << endl;

????????WSACleanup();

????????return -1;

}

SOCKADDR_IN ServerAddr;

ServerAddr.sin_family = AF_INET;

ServerAddr.sin_port = htons(2345);

ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;

RetVal = bind(ServerSocket, (SOCKADDR *)&ServerAddr, sizeof(SOCKADDR_IN));

if (RetVal == SOCKET_ERROR)

{

????cout << "套接字綁定失敗" << endl;

????closesocket(ServerSocket);

????WSACleanup();

????return -1;

}

RetVal = listen(ServerSocket,2);

if (RetVal == SOCKET_ERROR)

{

????cout << "套接字監(jiān)聽失敗" << endl;

????closesocket(ServerSocket);

????WSACleanup();

????return -1;

}

SOCKET ClientSocket;

SOCKADDR_IN ClientAddr;

int ClientAddrLen = sizeof(ClientAddr);

ClientSocket = accept(ServerSocket, (SOCKADDR*)&ClientAddr, &ClientAddrLen);

if (ClientSocket == INVALID_SOCKET)

{

????cout << "接收客戶端請求失敗" << endl;

????closesocket(ServerSocket);

????WSACleanup();

????return -1;

}

char ReceiveBuff[BUFSIZ];

char SendBuff[BUFSIZ];

while (true)

{

????ZeroMemory(ReceiveBuff, BUFSIZ);

????RetVal = recv(ClientSocket, ReceiveBuff, BUFSIZ, 0);

????if (RetVal == SOCKET_ERROR)

????{

????????cout << "接收數(shù)據(jù)失敗" << endl;

????????closesocket(ServerSocket);

????????closesocket(ClientSocket);

???????WSACleanup();

????????return? -1;

????}

cout << "接收自客戶端數(shù)據(jù)：" << ReceiveBuff << endl;

cout << "向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)：";

cin >> SendBuff;

send(ClientSocket, SendBuff, strlen(SendBuff), 0);

}

closesocket(ServerSocket);

closesocket(ClientSocket);

WSACleanup();

return 0;

}

客戶端：

#include<iostream>

#include "winsock2.h"

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

using namespace std;

int main()

{

????const int BUF_SIZE = 64;

????int RetVal;

????WSADATA Wsd;

????if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &Wsd) != 0)

????{

????????cout << "初始化套接字動態(tài)庫失敗" << endl;

????????return -1;

????}

????SOCKET ServerScoket;

????ServerScoket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

????if (ServerScoket == INVALID_SOCKET)

????{

????????cout << "創(chuàng)建套接字失敗" << endl;

????????WSACleanup();

????????return -1;

????}

????SOCKADDR_IN ServerAddr;

????ServerAddr.sin_family = AF_INET;

????ServerAddr.sin_port = htons(2345);

????ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");

????RetVal = connect(ServerScoket, (SOCKADDR*)&ServerAddr, sizeof(ServerAddr));

????if (RetVal == SOCKET_ERROR)

????{

????????cout << "鏈接服務(wù)器失敗" << endl;

????????closesocket(ServerScoket);

????????WSACleanup();

????????return -1;

????}

????char SendBuff[BUF_SIZE];

????char RECVBuff[BUF_SIZE];

????while (true)

????{

????????ZeroMemory(SendBuff, BUF_SIZE);

????????cout << "向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)" << endl;

????????cin >> SendBuff;

????????RetVal = send(ServerScoket, SendBuff, strlen(SendBuff),0);

????????if (RetVal == SOCKET_ERROR)

????????{

????????????cout << "發(fā)送數(shù)據(jù)失敗" << endl;

????????????closesocket(ServerScoket);

????????????WSACleanup();

????????????return -1;

????????}

????ZeroMemory(RECVBuff, BUF_SIZE);

????recv(ServerScoket, RECVBuff, BUF_SIZE, 0);

????cout << endl << "從服務(wù)器接收數(shù)據(jù):" << RECVBuff << endl;

????}

????closesocket(ServerScoket);

????WSACleanup();

}

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