揭開Socket編程的面紗
對TCP/IP、UDP、Socket編程這些詞你不會很陌生吧？隨著網絡技術的發展，這些詞充斥著我們的耳朵。那么我想問：
1. 什么是TCP/IP、UDP？
2. Socket在哪里呢？
3. Socket是什么呢？
4. 你會使用它們嗎？
什么是TCP/IP、UDP？
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即傳輸控制協議/網間協議，是一個工業標準的協議集，它是為廣域網（WANs）設計的。
UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）是與TCP相對應的協議。它是屬于TCP/IP協議族中的一種。
這里有一張圖，表明了這些協議的關系。
圖1
TCP/IP協議族包括運輸層、網絡層、鏈路層。現在你知道TCP/IP與UDP的關系了吧。
Socket在哪里呢？
在圖1中，我們沒有看到Socket的影子，那么它到底在哪里呢？還是用圖來說話，一目了然。
圖2
原來Socket在這里。
Socket是什么呢？
Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面（Facade）模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。
你會使用它們嗎？
前人已經給我們做了好多的事了，網絡間的通信也就簡單了許多，但畢竟還是有挺多工作要做的。以前聽到Socket編程，覺得它是比較高深的編程知識，但是只要弄清Socket編程的工作原理，神秘的面紗也就揭開了。
一個生活中的場景。你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲后提起電話，這時你和你的朋友就建立起了連接，就可以講話了。等交流結束，掛斷電話結束此次交談。 生活中的場景就解釋了這工作原理，也許TCP/IP協議族就是誕生于生活中，這也不一定。
圖3
先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然后連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求并處理請求，然后把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最后關閉連接，一次交互結束。
在這里我就舉個簡單的例子，我們走的是TCP協議這條路（見圖2）。例子用MFC編寫，運行的界面如下：
圖4
圖5
在客戶端輸入服務器端的IP地址和發送的數據，然后按發送按鈕，服務器端接收到數據，然后回應客戶端。客戶端讀取回應的數據，顯示在界面上。
下面是接收數據和發送數據的函數：
int Receive(SOCKET fd, char *szText, int len) { int cnt; int rc; cnt = len; while(cnt>0) { rc= recv(fd, szText, cnt, 0); if(rc == SOCKET_ERROR) { return -1; } if(rc == 0) { return len-cnt; } szText += rc; cnt -= rc; } return len; } int Send(SOCKET fd, char *szText, int len) { int cnt; int rc; cnt = len; while(cnt > 0) { rc = send(fd, szText, cnt, 0); if(rc == SOCKET_ERROR) { return -1; } if(rc == 0) { return len-cnt; } szText += rc; cnt -= rc; } return len; }
服務器端：
在服務器端，主要是啟動Socket和監聽線程。
#define DEFAULT_PORT 2000 void CServerDlg::OnStart() { sockaddr_in local; DWORDdwThreadID = 0; local.sin_family = AF_INET; //設置的端口為DEFAULT_PORT。 local.sin_port = htons(DEFAULT_PORT); //IP地址設置成INADDR_ANY,讓系統自動獲取本機的IP地址。 local.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; //初始化Socket m_Listening = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(m_Listening == INVALID_SOCKET) { return ; } //將本地地址綁定到所創建的套接字上 if(bind(m_Listening, (LPSOCKADDR) & local, sizeof(local)) == SOCKET_ERROR ) { closesocket(m_Listening); return ; } //創建監聽線程，這樣也能響應界面上操作。 m_hListenThread = ::CreateThread(NULL, 0, ListenThread, this, 0, &dwThreadID); m_StartBtn.EnableWindow(FALSE); m_StopBtn.EnableWindow(TRUE); } //監聽線程函數： DWORD WINAPI CServerDlg::ListenThread(LPVOID lpparam) { CServerDlg* pDlg = (CServerDlg*)lpparam; if(pDlg == NULL) return 0; SOCKET Listening = pDlg->m_Listening; //開始監聽是否有客戶端連接。 if(listen(Listening,40) == SOCKET_ERROR) { return 0; } char szBuf[MAX_PATH]; //初始化 memset(szBuf,0,MAX_PATH); while(1) { SOCKET ConnectSocket; sockaddr_in ClientAddr; int nLen = sizeof(sockaddr); //阻塞直到有客戶端連接，不然多浪費CPU資源。 ConnectSocket = accept(Listening,(sockaddr*)&ClientAddr,&nLen); //得到客戶端的IP地址。 char *pAddrname = inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr); pDlg->Receive(ConnectSocket,szBuf,100); //界面上顯示請求數據。 pDlg->SetRequestText(szBuf); strcat(szBuf, " :我是老貓，收到（"); strcat(szBuf, pAddrname); strcat(szBuf, "）"); //向客戶端發送回應數據 pDlg->Send(ConnectSocket,szBuf,100); } return 0; }
服務器端一直在監聽是否有客戶端連接，如有連接，處理客戶端的請求，給出回應，然后繼續監聽。
客戶端：
客戶端的發送函數：
#define DEFAULT_PORT 2000 void CClientDlg::OnSend() { DWORDdwIP = 0; TCHAR szText[MAX_PATH]; memset(szText, 0, MAX_PATH); m_IP.GetWindowText(szText, MAX_PATH); //把字符串形式的IP地址轉成IN_ADDR結構需要的形式。 dwIP = inet_addr(szText); m_RequestEdit.GetWindowText(szText, MAX_PATH); sockaddr_in local; SOCKET socketTmp; //必須是AF_INET,表示該socket在Internet域中進行通信 local.sin_family = AF_INET; //端口號 local.sin_port = htons(DEFAULT_PORT); //服務器的IP地址。 local.sin_addr.S_un.S_addr = dwIP; ////初始化Socket socketTmp = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //連接服務器 if(connect(socketTmp, (LPSOCKADDR) & local, sizeof(local)) < 0) { closesocket(socketTmp); MessageBox("連接服務器失敗。"); return ; } //發送請求，為簡單只發100字節，在服務器端也規定100字節。 Send(socketTmp, szText, 100); //讀取服務器端返回的數據。 memset(szText,0,MAX_PATH); //接收服務器端的回應。 Receive(socketTmp, szText, 100); TCHAR szMessage[MAX_PATH]; memset(szMessage, 0, MAX_PATH); strcat(szMessage, szText); //界面上顯示回應數據。 m_ReplyBtn.SetWindowText(szMessage); closesocket(socketTmp); }
客戶端就一個函數完成了一次通信。在這里IP地址為何用127.0.0.1呢？使用這個IP地址，服務器端和客戶端就能運行在同一臺機器上，這樣調試方便多了。當然你可以在你朋友的機器上運行Server程序(本人在局域網中測試過)，在自己的機器上運行Client程序，當然輸入的IP地址就該是你朋友機器的IP地址了。
簡單的理論和實踐都說了，現在Socket編程不神秘了吧？希望對你有些幫助。
留言列表
