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1、实验三、面向连接的网络点点通信套接字编程实验目的及要求：掌握TCP/IP面向连接的网络点点通信套接字编程工作原理，学会使用Winsock编制网络会话程序。实验方法： 1. 阅读文档，熟悉TCP/IP网络套接字编程的工作原理;2. 参考本实验后附录的客户与服务器程序简例，使用Visual C+输入编辑、编译、运行与调试网络会话程序；3. 在一台实验机上运行服务端程序，另一台实验机上运行客户端程序，双方利用控制台进行通信；也可在同一台机器上同时运行服务器进程、客户进程进行测试。实验内容：(1)写出改编的 Visual C+ 网络会话源程序如下: 服务器端：客户端：（2）运行、测试网络会话程序，记录
2、测试结果，分析遇到的问题与解决的办法。编程背景材料:1基本概念 套接字是通信的基石，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进程进行双向通信的端点。在Windows中使用的套接字叫Winsock。 根据网络通信的特征，套接字可分为两类：流套接字和数据报套接字。流套接字是面向连接的，它提供双向的、有序的、无重复并且无记录边界的数据流服务，适用于处理大量数据。数据报套接字是无连接的，它支持双向的数据流，但并不保证数据传输的可靠性、有序性和无重复性。2 Winsock编程原理Winsock分1.1版和2.x版，从Windows98开始都使用2.x版。Winsock
3、2网络应用程序运行时通过使用系统目录中的动态链接库ws2_32.dll访问TCP/IP协议栈，用VC+6.0开发时，Winsock 2中所用的函数声明、常数等等均是在头文件winsock2.h内定义的，若想使用Winsock 2，须连接的库是ws2_32.lib。应用程序中使用流套接字和数据报套接字的方法如下框图所示：(1) Winsock的启动和中止由于Winsock 2提供的API服务是以动态链接库ws2_32.dll实现的，所以必须先调用WSAStartup函数对ws2_32.dll进行加载初始化，协商Winsock的版本支持，并分配必要的资源。如果在调用Winsock函数前没有加载Wi
4、nsock库，则会返回SOCKET_ERROR错误，错误信息是WSANOTINITIALISED.在应用程序关闭套接字后，还应调用WSACleanup函数终止卸载ws2_32.dll，释放资源，以备以后使用。我们可用以下函数来实现Winsock的启动，若Winsock启动成功则返回true,否则返回false. bool InitSocket()WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 ); /询问Winsock 2.0版本err = WSAStartup( wVersio
5、nRequested, &wsaData ); /加载初始化Windows Sockets DLLif ( err != 0 ) printf(没有Windows Socket动态库!n); getch(); return false; if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 | HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 0 ) printf(需要Windows Socket 2!n); getch(); WSACleanup( ); return false; return true;(2) 服务器进程创建套接字 流套接字的服务进程和客户进
6、程在通信前必须创建各自的套接字并建立连接，然后才能用相应的套接字进行“读”“写”操作，实现数据的传输。服务进程总是先于客户进程启动，服务进程首先调用一个socket函数创建一个流套接字。Socket函数的原型如下：SOCKET socket(int af, int type, int protocol); 其中，af用于指定网络地址类型，一般取AF_INET，表示该套接字在internet域中进行通信。参数type用于指定套接字类型，若取SOCKET_STREAM表示要创建的套接字是流套接字，而取SOCK_DGRAM创建数据报套接字，这里取SOCKET_STREAM。参数protocol用于指
7、定网络协议，一般取0，表示默认为TCP/IP协议。若套接字创建成功则该函数返回所创建的套接字句柄SOCKET，否则产生INVALID_SOCKET错误。(3) 在服务器上将本地地址绑定到所创建的套接字上，即将本地地址赋予该套接字。 这个过程是通过调用bind函数来完成的，该函数原型如下：int bind(SOCKET s, const struct sockaddr* name, int nameln); 其中，第一个参数s标识一未捆绑的套接字句柄，它用来等待客户机的连接。第二个参数name是赋予套接字的地址，它由struct sockaddr结构表示，但是一般情况下另一个与该地址结构大小相同
8、的sockaddr_in结构更为常用，该结构用来标识TCP/IP协议下的地址，可以方便的通过强制类型转换把sockaddr_in结构转换为sockaddr结构。socketaddr_in结构格式如下：struct sockaddr_in short sin_family; unsigned short sin_port; struct in_addr sin_addr; char sin_zero8; 其中，sin_family字段必须为AF_INET, 表示该socket处于Internet域。sin_port字段用于指定服务器端口，这里用我们练习编程的服务器端口号，注意不要设为那些为固定服
9、务保留的端口号。sin_addr字段用于把一个IP地址保存为一个4字节的数，它可以是无符号长整型。字段sin_zero充当填充职责，以使sockaddr_in结构和sockaddr结构长度一样。一旦出错，bind函数就会返回SOCKET_ERROR。这部分的实现代码如下：(sockaddr_in*)&addr)-sin_family = AF_INET; /AF_INET:使用Internet 协议 (sockaddr_in*)&addr)-sin_port = htons(3000); /设练习用的服务器端口号3000/htons()：把短整数的主机字节顺序转化成网络字节顺序 (sockad
10、dr_in*)&addr)-sin_addr.s_addr = inet_addr(210.29.174.151); /主机地址 / inet_addr(): 把点分十进制IP地址转换为无符号长整形数(网络字节顺序)bind(sock, &addr, sizeof(addr); /把套接字与该地址绑定(4) 将套接字置为监听模式，并准备接受连接请求我们接下来要做的是将套接字设置为监听模式。前面bind函数的作用只是将一个套接字和一个指定的IP地址关联在一起。指示服务器上的套接字进行监听方式工作的API函数则是listen，其定义如下：int listen(SOCKET s, int backl
11、og);第一个参数同样是限定套接字。backlog参数指定了正在等待连接的最大队列长度。这个参数非常重要，因为完全可能同时出现几个服务器连接请求。例如，假定backlog参数为2，如果三个客户机同时发出请求，那么头两个会被放在一个等待处理的队列中，以便应用程序依次为它们提供服务。而第三个连接会造成一个WSAECONNREFUSED错误。 若无错误发生，listen函数返回0，若失败则返回SOCKET_ERROR错误。设置监听工作方式后，通过调用accept函数使套接字等待接受客户连接，accept函数的原型为：SOCKET accept(SOCKET s, struct sockaddr* a
12、ddr, int* addrlen);其中，参数s是一限定套接字，它处在监听模式。第二个参数应该是一个有效的SOCKADDR结构的地址，而addrlen应该是SOCKADDR结构的长度, 通过对accept函数的调用，可为等待连接队列中的第一个进入的连接请求提供服务。accept函数返回后，addr结构中会包含发出连接请求的那个客户机的IP地址信息，而addrlen参数则指出该结构的长度。此外，accept会返回一个新的套接字描述符，它对应于已经接受的那个客户机连接。对于该客户机后续的所有操作，都应使用这个新套接字。至于原来那个监听套接字，它仍然用于接受其他客户机连接，而且仍处于监听模式。这部
13、分实现代码如下：/设置监听工作方式 listen(sock,1); /监听连接：1-允许等待队列的长度 /阻塞、等待客户连接，接受网络连接，生成新的套接字sersock标识这一连接 printf(等待客户连接!n); len = sizeof(addr);sersock = accept( sock, &addr, &len ); /阻塞，等待客户连接进来，从等待队列中检取客户 /接受连接，生成新Socket对应该连接；而原监听Socket继续等待其它客户连接请求 if(sersock=INVALID_SOCKET) DWORD err = WSAGetLastError(); char tx
14、t100; sprintf(txt,error when accept!-errno:%d,err); printf(txt); getch(); WSACleanup( ); return 0; printf(有客户连接!n输入bye通信结束n); over = false; /over设为结束标志，true：结束，false：点点通信中(5) 客户进程调用socket函数创建客户端套接字该部分代码如下：if( !InitSocket() ) return 0; /初始化Window Sockets DLL type = SOCK_STREAM; /面向连接 sock = socket( AF_INET, type, 0 ); /创建支持Internet协议的流式Socket if( sock=INVALID_SOCKET ) /不能创建，返回 printf(不能创建Socket!);
