如何应用tcp ip 的套接字开发网络通信应用程序

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1、如 何 应 用 TCP/IP 的 套 接 字 开 发 网 络 通 信 应 用 程 序进 入 九 十 年 代 后， 随 着计 算 机 和 网 络 技 术 的 发 展， 很 多数 据 处 理 系 统 都 采 用开 放 系 统 结 构 的 客 户 机/ 服 务 器 网 络模 式， 即 客 户 机提 出 任 务 请 求， 通 过 网 络 发 送 给 服 务 器，由 服 务 器 做相 应 处 理， 执 行 被 请 求 的 任 务， 然 后 将 结 果 返 回给 客户 机。 例 如： 银 行 ATM 的 前 置 机 和 数 据 处 理 的 主 机 之 间即 构 成 客 户 机/ 服 务 器 网 络 模 式

2、； 电 话 银 行 的 前 置 机和 银 行 数 据 处 理 机 之 间 也 构 成 这 种 网 络 模 式 结 构 等。这 样， 如 何 在 前置 机 和 数 据 主 机 之 间 进 行 信 息 交 换，即 进 程 网 络 通 信， 就 成为 实 现 这 种 网 络 模 式 的 基 础。而 TCP/IP 的 套 接 字 技 术 是 解 这 一问 题 的 有 力 工 具。 它 从提 出 时 就 一 直 发 挥 着 愈 来 愈 重 要 的 作 用， 并 已 成 为 UNIX 操 作 系 统 下 TCP/IP 网 络 编 程 标 准； 甚 至 WINDOW、JAVA 都 配 有 它的 通 用 接

3、口。 有 了 这 个 强 有 力 的 工 具，我 们 可 以 实 现异 种 机、 异 种 操 作 系 统 应 用 程 序 间 的 相 互 连接 和 通信。 套 接 字（sockets） 是 支 持 TCP/IP 协 议 的 网 络 通 信 的 基 本 操 作 单 元。 可 以 将 套 接 字 看 作不 同 主 机 间 的 进 程 进 行 双 向 通 信 的 端 点。 它 构 成 了 在单 个 主 机 内 及 整 个 网 际 间 的 编 程 界 面。 一 般 来 说， 跨机 应 用 进 程 之 间 要 在 网 络 环 境 下 进 行 通 信， 必 须 要 在网 络 的 每 一 端 都 要 建 立

4、 一 个 套 接 字， 两 个 套 接 字 之 间是 可 以 建 立 连 接 的， 也 是 可 以 无 连 接 的， 并 通 过对 套接 字 的“ 读”、“ 写” 操 作 实 现 网 络 通 信 功 能。 类 似 于 UNIX系 统 中 的 I/O 概 念， 像 文 件 那 样 有 打 开、 读、 写、 关 闭 的 方 式。根 据 传 输 数 据 类 型 的 不 同， 套 按 字 可 分 为 面 向连 接 的 数 据 套接 字（stream sockets） 和 无 连 接 的 数 据 报 套接 字（datagram sockets）两 种 类 型。1、 字 节 流 套 接 字字 节 流 不

5、按 记 录 定 界，在 TCP/IP 协 议 簇 中 对 应 TCP 协 议， 即 传 输 控 制 协 议（Transmition Control Protocol）。 它 是 一 个 提 供 给 用 户进 程 可 靠 的 全 双 工的 面 向 连 接 的 协 议， 大 多 数 INTERNET 应 用 程 序如 ftp、telnet 使用 TCP 协 议。 通 信 端 点 使 用 TCP 对 应 的 INTERNET 地 址 互 相 连接， 可 保 证 按 正 确 的 顺 序 以 及 单 一 和 可 靠 的 地 址 传 输数 据 。 由 于 它 是 字 节 流， 所 以 包 长 包 没 有

6、限 制， 信 包传 输 也 不 重 复，因 而 是 一 种 常 用 的 套 接 字 类 型。2、 数 据 报 套 接 字数 据 报 对 应 记 录 型 数 据流， 在 TCP/IP 协 议 簇 中 对 应 UDP 协 议， 即 用 户 数 据 报 协 议（User Datagram Protocol）。 利 用 数 据 报 服 务 可 实现 一 些 简 单 的 网络 服 务， 如 网 点 检 测 程 序 PING。 由 于 不 建 立 连 接，数 据报 协 议 比 连 接 协 议 快。 但 不 能 保 证 所 有 数 据 都 准 确 有序 地 到 达 目 的 地。 不 保 证 顺 序 性、 可

7、 靠 性 和 无 重 复性。 它 是 无 连 接 的服 务， 以 独 立 的 信 包 进 行 传 输， 通信 端 点 使 用 UDP 对 应 的 INTERNET 地址。 双 方 不 需 互 连， 按 固定 的 最 大 长 度 进 行 传 输， 因 而 适 用 于 单 个 报 文 传 输，或 较 小 文 件 的 传 输。套 接 字 的 编 程 要 点 及 和 过 程不 论 何 种 套 接 字 编 程，均 采 用 客 户 机/ 服 务 器 方 式， 其 运作 过 程 基 本 类 似， 限于 篇 幅， 这 里 仅 介 绍 字 节 流 套 接 字。字 节 流套 按 字 的服 务 进 程 和 客 户

8、进 程， 在 通 信 前 必 须 创 建 各 自 的 套 接字以 建 立 连 接， 然 后 对 相 应 的 套 接 字 进 行“ 读”、“ 写” 操 作， 实 现 信 息 的 交 换。 服 务 器 进 程 创 建 套 接 字。 服 务 进 程 总 是 先 于 客 户 进程 启 动， 服 务 进 程 首 先 调 用 socket() 函 数 创 建 自 已 端 的 一个 字 节 流 套 接 字， 并 提 供 三 个 参 数： 网 络 地 址 类 型，一 般 取 AF_INEF（Adress family InterNET）； 套 接 字 类 型， 这 里 取 SOCK_STREAM；网 络 协

9、议， 缺 省 为 TCP/IP 协 议， 对 应 参 数 为 0。给 套 接 字 地 址 变 量 赋 初 值。 在 生 成 套 接 字 后， 要 用服 务 器 的 地 址 先 对 sockaddr_in 结 构 变 量 赋 初 值。Sockaddr_in 在 /usr/include/netinet/in.h 中 有 定 义， 它 只 适 用 于 INTERNET 地 址 类 型， 含 有 INTERNET 套 接 字 地 址 类 型、 IP 端 口 号、IP 地 址 等 信 息。 地 址 类 型 可 取定 为 AF_INET，IP 地 址 对 服 务 器 可 取 任 意 合 法 地 址 IN

10、ADDR_ANY。IP 端 口 号 可 由 用 户 设 定，但 要 注 意 主 机 字 节 顺 序 向 网 络字 节 顺 序 的 转 换。给 套 接 字 命 名。 由 socket() 函 数 创 建 的 套 接 字 是 没 有 名字 的。 所 谓 命名， 就 是 用 bind() 函 数 将 服 务 器 地 址 捆 绑到 创 建 的 套 接 字 上。服 务 器 进 程 准 备 接 受 来 自 客 户 机 的 连 接 请 求。 首 先调 用 listen() 函 数， 让 服 务 器 进 程 进 入 监 听 状 态； 然 后 调用 accept() 函 数，准 备 接 受 客 户 机 的 连

11、接 信 号。 无 连 接 请求 时， 服 务 进 程 被 阻 塞。客 户 进 程 调 用 socket() 函 数 创 建 已 端 的 套 接 字。给 客 户 端 的 sockaddr_in 结 构 体 变 量 赋 值。 地 址 类 型 仍 可取 AF_INET， 端口 号 和 服 务 器 方 的 端 口 号 相 同， 欲 连 服 务器 的 地 址 通 过 调 用 inet_addr() 转 换 得 到。 也 可 通 过 gethostbyname() 函 数 将 名 字 转 换 为 指 向 hostent 结 构 变 量 的 指 针， 再 将 hostent 结 构 变 量 的 地 址 成

12、员 用 bcopy()复 制 到 sockaddr_in 结 构 变 量上。客 户 方 调 用 connect() 函 数 向 服 务 进 程 发 出 连 接 请 求。当 连 接 请 求 到 来 后， 被 阻 塞 服 务 进 程 的 accpet() 函 数 生成 一 个 新 的 字 节 流 套 接 字， 并 返 回 客 户 机 的 sockaddr_in 结构 变 量， 从 而 在 服务 器 应 用 程 序 中 用 新 的 被 赋 予 客 户机 地 址 的 套 接 字 同 客 户 进程 进 行 连 接， 然 后 向 客 户 方返 回 接 受 信 号。一 旦 客 户 机 的 套 接 字 收 到

13、 来 自 服 务 器 的 接 受 信 号，则 表 示 客 户机 与 服 务 器 双 方 已 实 现 连 接。 任 一 方 均 可向 对 方 发 送， 也 可 接 收 对 方 发 来 的 数 据。 这 既 可 通 过 send()、recv() 函 数 来 实 现。 也 可 通 过 read()、write() 函 数 来 交 换 数 据。服 务 进 程 和 客 户 进 程 可 通 过 调 用 shutdown() 和 colse() 关 闭 套接 字 上的 所 有 发 送 和 接 收 操 作， 撤 销 套 接 字 并 中 断 连接。 上 述 所 有 系 统 函 数 均包 括 在 libsock

14、et.a 系 统 库 中， IBM PC（UNIX）操 作 系 统 编 译 时 需加-llibsocket 链 接。IBM RS/6000(AIX) 操 作 系 统 统 编 译 时 无 需 此 参数。整 个 运 作 过 程 可 用 图表 示 如 下：编 程 示 例本 文 给 出 一 个 运 用 字节 流 套 接 字， 在 TCP/IP 网 络 上 实 现 客 户 机/ 服 务 器 方 式 进程 通 信 的 实 例， 该 程 序 在 IBM RS/6000 小 型 机 和 IBM PC 586 微 机上 调 试 通 过。 它 主 要 模 拟 根 据 帐 号 查 询 余 额 的 过 程，客 户 机

15、 是 一 台 电 话 银 行 的 前 置 机（IBM PC）， 服 务 器 是 银行 数 据 处 理 主 机（IBM RS/6000）， 包 括 三 方 面： 客 户 机 从 标 准 输 入 读 入 帐 号， 并 将 该 帐 号 发 送 给 服务 器。服 务 器 接 收 该 帐 号 后， 进 行 判 断 是 否 有 此 帐 号 的 数据， 并 将 结果 返 回 给 客 户 机。客 户 机 接 收 返 回 的 信 息， 并 将 结 果 输 出 在 标 准 输 出上。 服 务 进 程 需 先 于 客 户进 程 启 动。 客 户 进 程 启 动 时 要 携 带服 务 器 的 IP 地 址，如：cli

16、entpros 23.169.1.1在 UNIX 操 作 系 统 下 可 用 Doscp 命 名 拷 入 硬 盘； 编 译 时 用：cc hxserver.c -lsocket -0 servercc hxclient.c -lsocket -0 client在 AIX 操 作 系 统 下 可 用 Dosread 命 名 拷 入 硬 盘， 编 译 时 用：cc hxserver.c -0 servercc hxclient.c -0 client/*服务器端程序：hxserver.c*/ #include #include #include #include #include “tcpipop.c“main() int newsockfd, sockfd; int clilen; struct sockaddr_in cli_addr, serv_addr; char info100; i