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1、7.1 网络应用程序的基本工作流程v7.1.1 面向连接的客户/服务器程序工作流程v1服务器端程序工作流程v工作时，在服务器端的应用程序应该首先启动，以等待客户的服务请求。其工作流程如下：v(1)使用WSAStartup()函数检查系统协议栈的安装情况。只有在协议栈正确安装的情况下，才可以执行以下的各步骤。v常用的调用格式有如下两种：vWSAStartup(0 x0202，&wsaData)；vWSAStartup(MAKEWORD(2,2)，&wsaData)；v注意，这里所使用的Winsock为2.2版，也可以使用其他版本的Winsock。v(2)使用socket()或WSASocket(
2、)函数创建服务器端通信的套接口。如果套接口创建不成功，也不能执行以下的各步操作，并且要调用WSACleanup()函数，结束Windows Sockets API的使用。这一步调用过程确定了相关五元组的协议。v常用的调用格式有如下几种：vSOCKET serverSocket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)；vSOCKET serverSocket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)；vSOCKET serverSocket=WSASocket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP,NULL,0,
3、WSA_FLAG_OVERLAPPED)；vSOCKET serverSocket=WSASocket(AF_INET,SOCK_STREAM,0,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED)；v注 意，调 用 不 成 功 时 返 回INVALID_SOCKET。v(3)使用bind()函数将创建的套接口与服务器地址绑定。它确定了相关五元组中的本地IP地址和端口号。v常用调用格式如下：v bind(serverSocket,(const struct sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr)；vbind(serverSocket,(SOCKADDR*
4、)&localaddr,sizeof(sockaddr)；vbind(serverSocket,(sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr)；vbind(serverSocket,(LPSOCKADDR)&localaddr,sizeof(sockaddr)；v注意，本机地址有多种表示方法，它们是等价的。v(4)使用listen()函数使服务器套接口做好接收连接请求的准备。该函数的调用格式如下：vlisten(serverSocket,queuelen)；v注意，第二个参数是请求队列的长度，用以限制排队请求的客户数，它与协议的实现有关，一般给queuelen赋值
5、为5。v(5)使用accept()或WSAAccept()函数接收来自客户端由connect()发出的连接请求。常用格式如下：vSOCKET Newsock=accept(serverSocket,(struct sockaddr*)&clientaddr,&clientaddr_len)；v在该函数的参数中，由clientaddr参数返回客户端协议、IP地址和端口信息。至此，一个通信所需的五元组已建立。v(6)根据连接请求建立连接后，使用send()或WSASend()函数发送数据，或使用recv()或WSARecv()函数接收数据。调用方法见后面的实例。v(7)使用closesocket(
6、)函数关闭套接口。它的使用方法如下：vclosesocket(serverSocket)；v(8)最后调用WSACleanup()函数，结束Windows Sockets API的使用。它是一个无参函数，在程序中直接调用即可，即vWSACleanup()；v至此，服务器的工作过程结束。当然实际的服务器程序是比较复杂的，这里只是对它的基本流程进行了说明。v2客户端程序工作流程v客户端相对服务器端来说，其工作过程较为简单。客户端应用程序的工作流程如下：v(1)使用WSAStartup()函数检查系统协议栈的安装情况。其调用格式与服务器端是相同的，即vWSAStartup(0 x0202,&wsaD
7、ata)；vWSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)；vv(2)使用socket()或WSASocket()函数创建客户端套接口。其调用格式同服务器端是一样的，即：vSOCKET clientSocket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)；v(3)使用connect()或WSAConnect()函数发出与服务器建立连接的请求。常用格式如下：vconnect(clientSocket,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr)；v如果客户想连接的计算机没有监听指定端口的
8、进程，则请求连接的connect()调 用 就 会 失 败，并 发 生 代 码 为WSAECONNREFUSED的错误。另一种常见的错误代码是WSAETIMEDOUT，这种情况一般发生在试图连接的计算机不能用时，如客户与要连接的服务器之间路由不通、服务器主机硬件故障或者服务器不在网络上等。v注意，serveraddr参数是指向远程服务器地址的一个指针，因此要调用此函数前一定要知道远程服务器的地址和端口号，并把其值赋给serveraddr结构量，否则无法使用该函数。v (4)连接建立后，使用send()或WSASend()函数发送数据，或使用recv()或WSARecv()函数接收数据。v(5)
9、使用closesocket()函数关闭套接口。v (6)最后调用WSACleanup()函数，结束Windows Sockets API的使用。v至此，一次客户向服务器请求服务的过程结束。v3服务器与客户端五元组的建立v第6章我们讨论过服务器与客户通信的过程要用一个五元组来标识。这个五元组是：v(协议，本地IP地址，本地端口号，远程IP地址，远程端口号)v对于面向连接的(TCP协议)通信来说，服务器与客户之间的连接建立完成后，这个五元组就建立了，如表7-1所示。表7-1 面向连接的通信过程中五元组的建立 v4服务器与客户通信过程模型图v 服务器与客户进行上述通信的过程可以用图7-1表示。v要注
10、意的是，在客户端也可以使用bind()调用进行地址绑定。图7-1中数据的交换部分在实际程序中有多种可能性，图中只给出了一种服务器端先接收数据然后再发送数据的情况。图7-1 面向连接的客户/服务器程序工作模型 v7.1.2 无连接的客户/服务器程序工作流程v无连接的数据报(SOCK_DGRAM)传输服务在传输层使用UDP协议。与面向连接的通信过程不同，它的最大特点是不需要在客户和服务器之间先建立连接，通信的任何一方可以先发送数据，这样首先发送数据的一方就成了客户端，而接收数据的一方就是服务器端。在数据传输完成后，只要关闭套接口，释放网络资源，通信过程就结束了。v无连接的数据报传输服务通信时，客户
11、端与服务器端所使用的函数是类似的。其工作流程如下：v(1)使用WSAStartup()函数检查系统协议栈的安装情况。使用格式为：vWSAStartup(0 x0202，&wsaData)；vWSAStartup(MAKEWORD(2,2)，&wsaData)；v(2)使用socket()或WSASocket()函数创建套接口，以确定相关五元组的协议。调用格式有如下几种：vSOCKET s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP)；vSOCKET s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)；vSOCKETvs=WSASocket(AF_INE
12、T,SOCK_DGRAM,IPPROTO_TCP,NULL,0,vWSA_FLAG_OVERLAPPED)；vSOCKET s=WSASocket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0,NULL,0,vWSA_FLAG_OVERLAPPED)；v(3)使用bind()函数将创建的套接口与本地地址绑定。它确定了相关五元组中的本地IP地址和端口号。常用格式如下：vbind(s,(const struct sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr)；v(4)使用sendto()或WSASendTo()函数发送数据，使用recvfrom()或WSARecvFrom(
13、)函数接收数据。v(5)使用closesocket()函数关闭套接口。v(6)调用WSACleanup()函数，结束Windows Sockets API的使用。v至此，一次无连接的数据报传输过程结束。v无连接的客户与服务器之间的交互通信模型可以用图7-2表示。图7-2 无连接的客户/服务器程序工作模型v在编写无连接的客户/服务器程序时，应该注意以下几个问题：v(1)通信的一方可以不用bind()绑定IP地址和端口，而由系统自动分配。v(2)不绑定IP地址和端口的一方必须首先向绑定地址的一方发送数据。v(3)无连接应用程序也可以调用connect()函数，但是它并不向对方发出建立连接的请求，内
14、核只是将connect()中指定的目标方的IP地址和端口号记录下来，在以后的通信中就可以使用面向连接的数据发送函数send()和数据接收函数revc()。v(4)无连接的数据报传输过程中，作为服务器的一方也必须先启动，否则客户请求传不到服务进程。v(5)由于无连接的客户端一般不调用connect()，因此在数据发送之前，客户与服务器之间尚未建立一个全相关(五元组)，但各自通过socket()和bind()调用建立了半相关。发送数据时，发送方除指定本地套接口的地址外，还需指定接收方套接口的地址，从而在数据收发过程中动态地建立全相关。7.2 基于TCP的客户/服务器通信程序实例 v7.2.1 实例
15、程序说明v 实例程序使用的编程环境为当前常用的Visual C+6.0。为了便于大家理解用Socket进行网络程序设计的原理，本程序使用了Visual C+6.0下的控制台程序“Win32 Console Application”。控制台程序的结构一目了然，使程序中各种Winsock API调用都非常清楚。v该程序中通信协议使用的是面向连接的TCP协议(SOCK_STREAM)。服务器端的IP地址使用系统指定的IP地址，端口号在程序中指定为5050，用符号常量来定义。v v7.2.2 服务器端程序v/*v调试环境：Visual C+6.0v服务器IP地址：由系统指定v服务器端口号：5050v程
16、序名称：server.cppv程序功能：服务器端的程序当有客户提出连接请求时，在端口5050与客户端进行TCP连接，v连接成功后，显示客户IP地址和端口号，并给客户端发送 Hello!I am a server.v字符串。如果发送正确则显示所发送的字节数v命令格式：serverv*/v#includev#includev#includev/服务器使用的端口号为5050v#define DEFAULT_PORT 5050vvoid main()vvintiPort=DEFAULT_PORT;v WSADATAwsaData;v SOCKETsListen,vsAccept;v/客户地址长度vintiLen;v/发送的数据长度vintiSend;v/要发送给客户的信息vchar buf=I am a server.;v/服务器和客户的地址vstruct sockaddr_inser,vcli;vprintf(-n);vprintf(Server waitingn);vprintf(-n);vif(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)!=0)vv printf
