1、DTU如何通過(guò)socket實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信為了方便網(wǎng)絡(luò)編程，90年代初，由microsoft聯(lián)合了其他幾家公司共同制定了一套windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口，即windowssockets規(guī)范，它不是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，而是一套開放的、支持多種協(xié)議的windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口。現(xiàn)在的winsock已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了與協(xié)議無(wú)關(guān)，你可以使用winsock來(lái)調(diào)用多種協(xié)議的功能，但較常使用的是tcp/ip協(xié)議。socket實(shí)際在計(jì)算機(jī)中提供了一個(gè)通信端口，可以通過(guò)這個(gè)端口與任何一個(gè)具有socket接口的計(jì)算機(jī)通信。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，接收的信息都通過(guò)這個(gè)socket接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。先介紹幾個(gè)基本概念，同步(syn

2、c)/異步(async)，阻塞(block)/非阻塞(unblock)。同步方式指的是發(fā)送方不等接收方響應(yīng)，便接著發(fā)下個(gè)數(shù)據(jù)包的通信方式；而異步指發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，等收到接收方發(fā)回的響應(yīng)，才發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)包的通信方式。阻塞套接字是指執(zhí)行此套接字的網(wǎng)絡(luò)調(diào)用時(shí)，直到成功才返回，否則一直阻塞在此網(wǎng)絡(luò)調(diào)用上，比如調(diào)用recv()函數(shù)讀取網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，如果沒有數(shù)據(jù)到達(dá)，將一直掛在recv()這個(gè)函數(shù)調(diào)用上，直到讀到一些數(shù)據(jù)，此函數(shù)調(diào)用才返回；而非阻塞套接字是指執(zhí)行此套接字的網(wǎng)絡(luò)調(diào)用時(shí)，不管是否執(zhí)行成功，都立即返回。比如調(diào)用recv()函數(shù)讀取網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)，不管是否讀到數(shù)據(jù)都立即返回，而不會(huì)一直掛

3、在此函數(shù)調(diào)用上。在實(shí)際windows網(wǎng)絡(luò)通信軟件開發(fā)中，異步非阻塞套接字是用的最多的。平常所說(shuō)的c/s(客戶端/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)的軟件就是異步非阻塞模式的。創(chuàng)建tcp通信的過(guò)程及相關(guān)函數(shù)服務(wù)器端一、創(chuàng)建服務(wù)器套接字(socket)。二、服務(wù)器套接字進(jìn)行信息綁定(bind)，并開始監(jiān)聽連接(listen)。三、接受來(lái)自用戶端的連接請(qǐng)求(accept)。四、開始數(shù)據(jù)傳輸(send/receive)。五、關(guān)閉套接字(closesocket)。客戶端一、創(chuàng)建用戶套接字(socket)。二、與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行連接(connect)，如被接受則創(chuàng)建接收進(jìn)程。三、開始數(shù)據(jù)傳輸(send/receive)。四、關(guān)閉

4、套接字(closesocket)。微軟為vc定義了winsock類如casyncsocket類和派生于casyncsocket的csocket類，它們簡(jiǎn)單易用，可以使用這些類來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的網(wǎng)絡(luò)程序，但是為了更好的了解winsockapi編程技術(shù)，我們這里探討怎樣使用底層的api函數(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的winsock網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，分別說(shuō)明如何在server端和client端操作socket，實(shí)現(xiàn)基于tcp/ip的數(shù)據(jù)傳送，最后給出部分源代碼。在vc中進(jìn)行winsock的api編程開發(fā)的時(shí)候，需要在項(xiàng)目中使用下面三個(gè)文件，否則會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。1.winsock.h:這是winsockapi的頭文件，需要包

5、含在項(xiàng)目中。可在stdafx.h中力口入#1ncludewinsock2.h。2.wsock32.lib:winsockapi連接庫(kù)文件。在使用中，一定要把它作為項(xiàng)目的非缺省的連接庫(kù)包含到項(xiàng)目文件中去。打開選擇菜單project-setting(alt+f7),進(jìn)入projectsetting對(duì)話框，在link下的ob-ject/librarymodules輸入ws2_32.lib，然后點(diǎn)ok,或者在頭文件中添加：#pragmacomment(lib,ws2_32.lib)。3.winsock.dll:winsock的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，位于windows的安裝目錄下。一、服務(wù)器端操作socket(套

6、接字)在初始化階段調(diào)用wsastartup()此函數(shù)在應(yīng)用程序中初始化windowssocketsdll，只有此函數(shù)調(diào)用成功后，應(yīng)用程序才可以再調(diào)用其他windowssocketsdll中的api函數(shù)。在程式中調(diào)用該函數(shù)的形式如下：wsastartup(0 x0202,(lpwsadata)&wsadata)，其中0 x0202表示我們用的是winsocket2.0版本，wsaata用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)傳回的關(guān)于winsocket的資料。建立socket初始化winsock的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)后，需要在服務(wù)器端建立一個(gè)監(jiān)聽的socket，為此可以調(diào)用socket()函數(shù)用來(lái)建立這個(gè)監(jiān)聽的socket，并定義此

7、socket所使用的通信協(xié)議。此函數(shù)調(diào)用成功返回socket對(duì)象，失敗則返回invalid_socket(調(diào)用wsagetlasterror()可得知原因，所有winsocket的函數(shù)都可以使用這個(gè)函數(shù)來(lái)獲取失敗的原因)。socketpascalfarsocket(intaf,inttype,intprotocol)參數(shù):af:目前只提供pf_inet(af_inet)；type：socket的類型(sock_stream、sock_dgram)；protocol：通訊協(xié)定(如果使用者不指定則設(shè)為0)；如果要建立的是遵從tcp/ip協(xié)議的socket，第二個(gè)參數(shù)type應(yīng)為sock_strea

8、m，如為udp(數(shù)據(jù)報(bào))的socket，應(yīng)為sock_dgram。綁定端口接下來(lái)要為服務(wù)器端定義的這個(gè)監(jiān)聽的socket指定一個(gè)地址及端口(port)，這樣客戶端才知道待會(huì)要連接哪一個(gè)地址的哪個(gè)端口，為此我們要調(diào)用bind()函數(shù)，該函數(shù)調(diào)用成功返回0，否則返回socket_error。intpascalfarbind(sockets,conststructsockaddrfarname,intnamelen);參數(shù)：s：socket對(duì)象名，即通過(guò)socket函數(shù)創(chuàng)建的socket對(duì)象；name：socket的地址值，這個(gè)地址必須是執(zhí)行這個(gè)程式所在機(jī)器的ip地址，這個(gè)地址為地址結(jié)構(gòu)，其中包含了

9、本機(jī)的ip地址和監(jiān)聽端口號(hào)；namelen：name的長(zhǎng)度，即地址結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度；如果使用者不在意地址或端口的值，那么可以設(shè)定地址為inaddr_any,及port為0，windowssockets會(huì)自動(dòng)將其設(shè)定適當(dāng)之地址及port(1024至U5000之間的值)。此后可以調(diào)用getsockname()函數(shù)來(lái)獲知其被設(shè)定的值。4)監(jiān)聽當(dāng)服務(wù)器端的socket對(duì)象綁定完成之后，服務(wù)器端必須建立一個(gè)監(jiān)聽的隊(duì)列來(lái)接收客戶端的連接請(qǐng)求。listen()函數(shù)使服務(wù)器端的socket進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，并設(shè)定可以建立的最大連接數(shù)(目前最大值限制為5,最小值為1)。該函數(shù)調(diào)用成功返回0，否則返回socket_erro

10、r。intpascalfarlisten(sockets,intbacklog);參數(shù)：s：需要建立監(jiān)聽的socket；backlog:最大連接個(gè)數(shù)；服務(wù)器端的socket調(diào)用完listen()后，如果此時(shí)客戶端調(diào)用connect()函數(shù)提出連接申請(qǐng)的話，server端必須再調(diào)用accept()函數(shù)，這樣服務(wù)器端和客戶端才算正式完成通信程序的連接動(dòng)作。為了知道什么時(shí)候客戶端提出連接要求，從而服務(wù)器端的socket在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用accept()函數(shù)完成連接的建立，我們就要使用wsaasyncse-lect()函數(shù)，讓系統(tǒng)主動(dòng)來(lái)通知我們有客戶端提出連接請(qǐng)求了。該函數(shù)調(diào)用成功返回0，否則返回soc

11、ket_error。intpascalfarwsaasyncse-lect(sockets,hwndhwnd,unsignedintwmsg,longlevent);參數(shù)：s：socket對(duì)象；hwnd：接收消息的窗口句柄；wmsg：傳給窗口的消息；levent：被注冊(cè)的網(wǎng)絡(luò)事件，也即是應(yīng)用程序向窗口發(fā)送消息的網(wǎng)路事件，該值為下列值fd_read、fd_write、fd_oob、fd_accept、fd_connect、fd_close的組合，各個(gè)值的具體含意為fd_read：希望在套接字s收到數(shù)據(jù)時(shí)收到消息；fd_write：希望在套接字s上可以發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)收到消息；fd_accept：希望在

12、套接字s上收到連接請(qǐng)求時(shí)收到消息；fd_connect：希望在套接字s上連接成功時(shí)收到消息；fd_close：希望在套接字s上連接關(guān)閉時(shí)收到消息;fd_oob：希望在套接字s上收到帶外數(shù)據(jù)時(shí)收到消息。具體應(yīng)用時(shí)，wmsg應(yīng)是在應(yīng)用程序中定義的消息名稱，而消息結(jié)構(gòu)中的lparam則為以上各種網(wǎng)絡(luò)事件名稱。所以，可以在窗口處理自定義消息函數(shù)中使用以下結(jié)構(gòu)來(lái)響應(yīng)socket的不同事件：switch(lparam)casefd_read:break;casefd_write、break;5)服務(wù)器端接受客戶端的連接請(qǐng)求當(dāng)client提出連接請(qǐng)求時(shí)，server端hwnd視窗會(huì)收到winsockstac

13、k送來(lái)我們自定義的一個(gè)消息，這時(shí)，我們可以分析Iparam，然后調(diào)用相關(guān)的函數(shù)來(lái)處理此事件。為了使服務(wù)器端接受客戶端的連接請(qǐng)求，就要使用accept()函數(shù)，該函數(shù)新建一socket與客戶端的socket相通，原先監(jiān)聽之socket繼續(xù)進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，等待他人的連接要求。該函數(shù)調(diào)用成功返回一個(gè)新產(chǎn)生的socket對(duì)象，否則返回invalid_socket。socketpascalfaraccept(scokets,structsockaddrfaraddr,intfaraddrlen);參數(shù)：s：socket的識(shí)別碼；addr:存放來(lái)連接的客戶端的地址；addrlen：addr的長(zhǎng)度6)結(jié)束so

14、cket連接結(jié)束服務(wù)器和客戶端的通信連接是很簡(jiǎn)單的，這一過(guò)程可以由服務(wù)器或客戶機(jī)的任一端啟動(dòng)，只要調(diào)用closesocket()就可以了，而要關(guān)閉server端監(jiān)聽狀態(tài)的socket，同樣也是利用此函數(shù)。另外，與程序啟動(dòng)時(shí)調(diào)用wsastartup()憨數(shù)相對(duì)應(yīng)，程式結(jié)束前，需要調(diào)用wsacleanup()來(lái)通知winsockstack釋放socket所占用的資源。這兩個(gè)函數(shù)都是調(diào)用成功返回0,否則返回socket_error。intpascalfarclosesocket(sockets);參數(shù)：s：socket的識(shí)別碼；intpascalfarwsacleanup(void);參數(shù)：無(wú)二、客

15、戶端socket的操作1)建立客戶端的socket客戶端應(yīng)用程序首先也是調(diào)用wsastartup()函數(shù)來(lái)與winsock的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)建立關(guān)系，然后同樣調(diào)用socket()來(lái)建立一個(gè)tcp或udpsocket(相同協(xié)定的sockets才能相通，tcp對(duì)tcp，udp對(duì)udp)。與服務(wù)器端的socket不同的是，客戶端的socket可以調(diào)用bind()函數(shù)，由自己來(lái)指定ip地址及port號(hào)碼；但是也可以不調(diào)用bind()，而由winsock來(lái)自動(dòng)設(shè)定ip地址及port號(hào)碼。22)提出連接申請(qǐng)客戶端的socket使用connect()函數(shù)來(lái)提出與服務(wù)器端的socket建立連接的申請(qǐng),函數(shù)調(diào)用成功返

16、回0,否則返回socket_error。intpascalfarconnect(sockets,conststructsockaddrfarname,intnamelen);參數(shù)：s：socket的識(shí)別碼；name：socket想要連接的對(duì)方地址；namelen：name的長(zhǎng)度三、數(shù)據(jù)的傳送雖然基于tcp/ip連接協(xié)議(流套接字)的服務(wù)是設(shè)計(jì)客戶機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用程序時(shí)的主流標(biāo)準(zhǔn)，但有些服務(wù)也是可以通過(guò)無(wú)連接協(xié)議(數(shù)據(jù)報(bào)套接字)提供的。先介紹一下tcpsocket與udpsocket在傳送數(shù)據(jù)時(shí)的特性：stream(tcp)socket提供雙向、可靠、有次序、不重復(fù)的資料傳送。datagram(u

17、dp)socket雖然提供雙向的通信，但沒有可靠、有次序、不重復(fù)的保證，所以u(píng)dp傳送數(shù)據(jù)可能會(huì)收到無(wú)次序、重復(fù)的資料，甚至資料在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)遺漏。由于udpsocket在傳送資料時(shí)，并不保證資料能完整地送達(dá)對(duì)方，所以絕大多數(shù)應(yīng)用程序都是采用tcp處理socket，以保證資料的正確性。一般情況下tcpsocket的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收是調(diào)用send()及recv()這兩個(gè)函數(shù)來(lái)達(dá)成，而udpsocket則是用sendto()及recvfrom()這兩個(gè)函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)調(diào)用成功返回發(fā)送或接收的資料的長(zhǎng)度，否則返回socket_error。intpascalfarsend(sockets,constc

18、harfarbuf,intlen,intflags);參數(shù)：s：socket的識(shí)別碼buf：存放要傳送的資料的暫存區(qū)lenbuf：的長(zhǎng)度f(wàn)lags：此函數(shù)被調(diào)用的方式對(duì)于datagramsocket而言，若是datagram的大小超過(guò)限制，則將不會(huì)送出任何資料，并會(huì)傳回錯(cuò)誤值。對(duì)streamsocket言，blocking模式下，若是傳送系統(tǒng)內(nèi)的儲(chǔ)存空間不夠存放這些要傳送的資料，send()將會(huì)被block住，直到資料送完為止；如果該socket被設(shè)定為non-blocking模式，那么將視目前的outputbuffer空間有多少，就送出多少資料，并不會(huì)被block住oflags的值可設(shè)為0或

19、msg_dontroute及msg_oob的組合。intpascalfarrecv(sockets,charfarbuf,intlen,intflags);參數(shù)：s：socket的識(shí)別碼buf：存放接收到的資料的暫存區(qū)lenbuf：的長(zhǎng)度f(wàn)lags：此函數(shù)被調(diào)用的方式對(duì)streamsocket言，我們可以接收到目前inputbuffer內(nèi)有效的資料，但其數(shù)量不超過(guò)len的大小。四、自定義的cmysocket類的實(shí)現(xiàn)代碼：根據(jù)上面的知識(shí)，我自定義了一個(gè)簡(jiǎn)單的cmysocket類，下面是我定義的該類的部分實(shí)現(xiàn)代碼：/cmysocket:cmysocket():/file:/類的構(gòu)造函數(shù)wsadat

20、awsad;memset(m_lasterror,0,err_maxlength);/m_lasterror是類內(nèi)字符串變量,初始化用來(lái)存放最后錯(cuò)誤說(shuō)明的字符串；/初始化類內(nèi)sockaddr_in結(jié)構(gòu)變量，前者存放客戶端地址，后者對(duì)應(yīng)于服務(wù)器端地址;memset(&m_sockaddr,0,sizeof(m_sockaddr);memset(&m_rsockaddr,0,sizeof(m_rsockaddr);intresult=wsastartup(0 x0202,&wsad);初始化winsocket動(dòng)態(tài)連接庫(kù)；if(result!=0)/初始化失敗；set_lasterror(wsast

21、artupfailed!,wsagetlasterror();return;/cmysocket:cmysocket()wsacleanup();/類的析構(gòu)函數(shù)；/intcmysocket:cr-eate(void)/m_hsocket是類內(nèi)socket對(duì)象，創(chuàng)建一個(gè)基于tcp/ip的socket變量，并將值賦給該變量；if(m_hsocket=socket(af_inet,sock_stream,ipproto_tcp)=invalid_socket)set_lasterror(socket()failed,wsagetlasterror();returnerr_wsaerror;retur

22、nerr_success;/intcmysocket:close(void)關(guān)閉socket對(duì)象；if(closesocket(m_hsocket)=socket_error)set_lasterror(closesocket()failed,wsagetlasterror();returnerr_wsaerror;/file:/重置sockaddr_in結(jié)構(gòu)變量；memset(&m_sockaddr,0,sizeof(sockaddr_in);memset(&m_rsockaddr,0,sizeof(sockaddr_in);returnerr_success;/intcmysocket:c

23、onnect(charstrremote,unsignedintiport)/定義連接函數(shù)；if(strlen(strremote)=0|iport=0)returnerr_badparam;hostenthostent=null;longlipaddress=0;hostent=gethostbyname(strremote);/根據(jù)計(jì)算機(jī)名得到該計(jì)算機(jī)的相關(guān)內(nèi)容if(hostent!=null)lipaddress=(in_addr)hostent-h_addr)-s_addr;m_sockaddr.sin_addr.s_addr=lipaddress;elsem_sockaddr.sin

24、_addr.s_addr=inet_addr(strremote);m_sockaddr.sin_family=af_inet;m_sockaddr.sin_port=htons(iport);if(connect(m_hsocket,(sockaddr)&m_sockaddr,sizeof(m_sockaddr)=socket_error)set_lasterror(connect()failed,wsagetlasterror();returnerr_wsaerror;returnerr_success;/intcmysocket:bind(charstrip,unsignedintipo

25、rt)/綁定函數(shù)；if(strlen(strip)=0|iport=0)returnerr_badparam;memset(&m_sockaddr,0,sizeof(m_sockaddr);m_sockaddr.sin_family=af_inet;m_sockaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(strip);m_sockaddr.sin_port=htons(iport);if(bind(m_hsocket,(sockaddr)&m_sockaddr,sizeof(m_sockaddr)=socket_error)set_lasterror(bind()failed

26、,wsagetlasterror();returnerr_wsaerror;returnerr_success;/intcmysocket:accept(sockets)建立連接函數(shù)，s為監(jiān)聽socket對(duì)象名；intlen=sizeof(m_rsockaddr);memset(&m_rsockaddr,0,sizeof(m_rsockaddr);if(m_hsocket=accept(s,(sockaddr)&m_rsockaddr,&len)=invalid_socket)set_lasterror(accept()failed,wsagetlasterror();returnerr_ws

27、aerror;returnerr_success;/intcmysocket:asyncse-lect(hwndhwnd,unsignedintwmsg,longlevent)/file:/事件選擇函數(shù)；if(!iswindow(hwnd)|wmsg=0|levent=0)returnerr_badparam;if(wsaasyncse-lect(m_hsocket,hwnd,wmsg,levent)=socket_error)set_lasterror(wsaasyncse-lect()failed,wsagetlasterror();returnerr_wsaerror;returnerr_success;/intcmysocket:listen(intiqueuedconnections)/監(jiān)聽函數(shù)；if(iqueuedconnections=0)returnerr_badparam;if(listen(m_hsocket,iqueuedconnections)=socket_error)set_lasterror(listen()failed,wsagetlasterror();returnerr_wsaerror;returnerr_success;/intcmysocket:send(charstrdata