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  • WinSock学习笔记(一)

    Socket(套接字) 
    ◆先看定义: 
    typedef unsigned int u_int; 
    typedef u_int SOCKET; 
    ◆Socket相当于进行网络通信两端的插座,只要对方的Socket和自己的Socket有通信联接,双方就可以发送和接收数据了。其定义类似于文件句柄的定义。 
    ◆Socket有五种不同的类型: 
    1、流式套接字(stream socket) 
    定义: 
    #define SOCK_STREAM 1 
    流式套接字提供了双向、有序的、无重复的以及无记录边界的数据流服务,适合处理大量数据。它是面向联结的,必须建立数据传输链路,同时还必须对传输的数据进行验证,确保数据的准确性。因此,系统开销较大。 
    2、 数据报套接字(datagram socket) 
    定义: 
    #define SOCK_DGRAM 2 
    数据报套接字也支持双向的数据流,但不保证传输数据的准确性,但保留了记录边界。由于数据报套接字是无联接的,例如广播时的联接,所以并不保证接收端是否正在侦听。数据报套接字传输效率比较高。 
    3、原始套接字(raw-protocol interface) 
    定义: 
    #define SOCK_RAW 3 
    原始套接字保存了数据包中的完整IP头,前面两种套接字只能收到用户数据。因此可以通过原始套接字对数据进行分析。 
    其它两种套接字不常用,这里就不介绍了。 
    ◆Socket开发所必须需要的文件(以WinSock V2.0为例): 
    头文件:Winsock2.h 
    库文件:WS2_32.LIB 
    动态库:W32_32.DLL 
    一些重要的定义 
    1、数据类型的基本定义:这个大家一看就懂。 
    typedef unsigned char u_char; 
    typedef unsigned short u_short; 
    typedef unsigned int u_int; 
    typedef unsigned long u_long; 
    2、 网络地址的数据结构,有一个老的和一个新的的,请大家留意,如果想知道为什么, 
    请发邮件给Bill Gate。其实就是计算机的IP地址,不过一般不用用点分开的IP地 
    址,当然也提供一些转换函数。 
    ◆ 旧的网络地址结构的定义,为一个4字节的联合: 
    struct in_addr { 
    union { 
    struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b; 
    struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w; 
    u_long S_addr; 
    } S_un; 
    #define s_addr S_un.S_addr /* can be used for most tcp & ip code */ 
    //下面几行省略,反正没什么用处。 
    }; 
    其实完全不用这么麻烦,请看下面: 
    ◆ 新的网络地址结构的定义: 
    非常简单,就是一个无符号长整数 unsigned long。举个例子:IP地址为127.0.0.1的网络地址是什么呢?请看定义: 
    #define INADDR_LOOPBACK 0x7f000001 
    3、 套接字地址结构 
    (1)、sockaddr结构: 
    struct sockaddr { 
    u_short sa_family; /* address family */ 
    char sa_data[14]; /* up to 14 bytes of direct address */ 
    }; 
    sa_family为网络地址类型,一般为AF_INET,表示该socket在Internet域中进行通信,该地址结构随选择的协议的不同而变化,因此一般情况下另一个与该地址结构大小相同的sockaddr_in结构更为常用,sockaddr_in结构用来标识TCP/IP协议下的地址。换句话说,这个结构是通用socket地址结构,而下面的sockaddr_in是专门针对Internet域的socket地址结构。 
    (2)、sockaddr_in结构 
    struct sockaddr_in { 
    short sin_family; 
    u_short sin_port; 
    struct in_addr sin_addr; 
    char sin_zero[8]; 
    }; 
    sin _family为网络地址类型,必须设定为AF_INET。sin_port为服务端口,注意不要使用已固定的服务端口,如HTTP的端口80等。如果端口设置为0,则系统会自动分配一个唯一端口。sin_addr为一个unsigned long的IP地址。sin_zero为填充字段,纯粹用来保证结构的大小。 
    ◆ 将常用的用点分开的IP地址转换为unsigned long类型的IP地址的函数: 
    unsigned long inet_addr(const char FAR * cp ) 
    用法: 
    unsigned long addr=inet_addr("192.1.8.84") 
    ◆ 如果将sin_addr设置为INADDR_ANY,则表示所有的IP地址,也即所有的计算机。 
    #define INADDR_ANY (u_long)0x00000000 
    4、 主机地址: 
    先看定义: 
    struct hostent { 
    char FAR * h_name; /* official name of host */ 
    char FAR * FAR * h_aliases; /* alias list */ 
    short h_addrtype; /* host address type */ 
    short h_length; /* length of address */ 
    char FAR * FAR * h_addr_list; /* list of addresses */ 
    #define h_addr h_addr_list[0] /* address, for backward compat */ 
    }; 
    h_name为主机名字。 
    h_aliases为主机别名列表。 
    h_addrtype为地址类型。 
    h_length为地址类型。 
    h_addr_list为IP地址,如果该主机有多个网卡,就包括地址的列表。 
    另外还有几个类似的结构,这里就不一一介绍了。 
    5、 常见TCP/IP协议的定义: 
    #define IPPROTO_IP 0 
    #define IPPROTO_ICMP 1 
    #define IPPROTO_IGMP 2 
    #define IPPROTO_TCP 6 
    #define IPPROTO_UDP 17 
    #define IPPROTO_RAW 255 
    具体是什么协议,大家一看就知道了。 
    套接字的属性 
    为了灵活使用套接字,我们可以对它的属性进行设定。 
    1、 属性内容: 
    //允许调试输出 
    #define SO_DEBUG 0x0001 /* turn on debugging info recording */ 
    //是否监听模式 
    #define SO_ACCEPTCONN 0x0002 /* socket has had listen() */ 
    //套接字与其他套接字的地址绑定 
    #define SO_REUSEADDR 0x0004 /* allow local address reuse */ 
    //保持连接 
    #define SO_KEEPALIVE 0x0008 /* keep connections alive */ 
    //不要路由出去 
    #define SO_DONTROUTE 0x0010 /* just use interface addresses */ 
    //设置为广播 
    #define SO_BROADCAST 0x0020 /* permit sending of broadcast msgs */ 
    //使用环回不通过硬件 
    #define SO_USELOOPBACK 0x0040 /* bypass hardware when possible */ 
    //当前拖延值 
    #define SO_LINGER 0x0080 /* linger on close if data present */ 
    //是否加入带外数据 
    #define SO_OOBINLINE 0x0100 /* leave received OOB data in line */ 
    //禁用LINGER选项 
    #define SO_DONTLINGER (int)(~SO_LINGER) 
    //发送缓冲区长度 
    #define SO_SNDBUF 0x1001 /* send buffer size */ 
    //接收缓冲区长度 
    #define SO_RCVBUF 0x1002 /* receive buffer size */ 
    //发送超时时间 
    #define SO_SNDTIMEO 0x1005 /* send timeout */ 
    //接收超时时间 
    #define SO_RCVTIMEO 0x1006 /* receive timeout */ 
    //错误状态 
    #define SO_ERROR 0x1007 /* get error status and clear */ 
    //套接字类型 
    #define SO_TYPE 0x1008 /* get socket type */ 
    2、 读取socket属性: 
    int getsockopt(SOCKET s, int level, int optname, char FAR * optval, int FAR * optlen) 
    s为欲读取属性的套接字。level为套接字选项的级别,大多数是特定协议和套接字专有的。如IP协议应为 IPPROTO_IP。 
    optname为读取选项的名称 
    optval为存放选项值的缓冲区指针。 
    optlen为缓冲区的长度 
    用法: 
    int ttl=0; //读取TTL值 
    int rc = getsockopt( s, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl)); 
    //来自MS platform SDK 2003 
    3、 设置socket属性: 
    int setsockopt(SOCKET s,int level, int optname,const char FAR * optval, int optlen) 
    s为欲设置属性的套接字。 
    level为套接字选项的级别,用法同上。 
    optname为设置选项的名称 
    optval为存放选项值的缓冲区指针。 
    optlen为缓冲区的长度 
    用法: 
    int ttl=32; //设置TTL值 
    int rc = setsockopt( s, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl)); 
    套接字的使用步骤 
    1、启动Winsock:对Winsock DLL进行初始化,协商Winsock的版本支持并分配必要的 
    资源。(服务器端和客户端) 
    int WSAStartup( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData ) 
    wVersionRequested为打算加载Winsock的版本,一般如下设置: 
    wVersionRequested=MAKEWORD(2,0) 
    或者直接赋值:wVersionRequested=2 
    LPWSADATA为初始化Socket后加载的版本的信息,定义如下: 
    typedef struct WSAData { 
    WORD wVersion; 
    WORD wHighVersion; 
    char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1]; 
    char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1]; 
    unsigned short iMaxSockets; 
    unsigned short iMaxUdpDg; 
    char FAR * lpVendorInfo; 
    } WSADATA, FAR * LPWSADATA; 
    如果加载成功后数据为: 
    wVersion=2表示加载版本为2.0。 
    wHighVersion=514表示当前系统支持socket最高版本为2.2。 
    szDescription="WinSock 2.0" 
    szSystemStatus="Running"表示正在运行。 
    iMaxSockets=0表示同时打开的socket最大数,为0表示没有限制。 
    iMaxUdpDg=0表示同时打开的数据报最大数,为0表示没有限制。 
    lpVendorInfo没有使用,为厂商指定信息预留。 
    该函数使用方法: 
    WORD wVersion=MAKEWORD(2,0); 
    WSADATA wsData; 
    int nResult= WSAStartup(wVersion,&wsData); 
    if(nResult !=0) 

    //错误处理 

    2、创建套接字:(服务器端和客户端) 
    SOCKET socket( int af, int type, int protocol ); 
    af为网络地址类型,一般为AF_INET,表示在Internet域中使用。 
    type为套接字类型,前面已经介绍了。 
    protocol为指定网络协议,一般为IPPROTO_IP。 
    用法: 
    SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP); 
    if(sock==INVALID_SOCKET) 

    //错误处理 

    3、套接字的绑定:将本地地址绑定到所创建的套接字上。(服务器端和客户端) 
    int bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen ) 
    s为已经创建的套接字。 
    name为socket地址结构,为sockaddr结构,如前面讨论的,我们一般使用sockaddr_in 
    结构,在使用再强制转换为sockaddr结构。 
    namelen为地址结构的长度。 
    用法: 
    sockaddr_in addr; 
    addr. sin_family=AF_INET; 
    addr. sin_port= htons(0); //保证字节顺序 
    addr. sin_addr.s_addr= inet_addr("192.1.8.84") 
    int nResult=bind(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr)); 
    if(nResult==SOCKET_ERROR) 

    //错误处理 

    4、 套接字的监听:(服务器端) 
    int listen(SOCKET s, int backlog ) 
    s为一个已绑定但未联接的套接字。 
    backlog为指定正在等待联接的最大队列长度,这个参数非常重要,因为服务器一般可 
    以提供多个连接。 
    用法: 
    int nResult=listen(s,5) //最多5个连接 
    if(nResult==SOCKET_ERROR) 

    //错误处理 

    5、套接字等待连接::(服务器端) 
    SOCKET accept( SOCKET s, struct sockaddr FAR * addr, int FAR * addrlen ) 
    s为处于监听模式的套接字。 
    sockaddr为接收成功后返回客户端的网络地址。 
    addrlen为网络地址的长度。 
    用法: 
    sockaddr_in addr; 
    SOCKET s_d=accept(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr)); 
    if(s==INVALID_SOCKET) 

    //错误处理 

    6、套接字的连结:将两个套接字连结起来准备通信。(客户端) 
    int connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen ) 
    s为欲连结的已创建的套接字。 
    name为欲连结的socket地址。 
    namelen为socket地址的结构的长度。 
    用法: 
    sockaddr_in addr; 
    addr. sin_family=AF_INET; 
    addr. sin_port=htons(0); //保证字节顺序 
    addr. sin_addr.s_addr= htonl(INADDR_ANY) //保证字节顺序 
    int nResult=connect(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr)); 
    if(nResult==SOCKET_ERROR) 

    //错误处理 

    7、套接字发送数据:(服务器端和客户端) 
    int send(SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags ) 
    s为服务器端监听的套接字。 
    buf为欲发送数据缓冲区的指针。 
    len为发送数据缓冲区的长度。 
    flags为数据发送标记。 
    返回值为发送数据的字符数。 
    ◆这里讲一下这个发送标记,下面8中讨论的接收标记也一样: 
    flag取值必须为0或者如下定义的组合:0表示没有特殊行为。 
    #define MSG_OOB 0x1 /* process out-of-band data */ 
    #define MSG_PEEK 0x2 /* peek at incoming message */ 
    #define MSG_DONTROUTE 0x4 /* send without using routing tables */ 
    MSG_OOB表示数据应该带外发送,所谓带外数据就是TCP紧急数据。 
    MSG_PEEK表示使有用的数据复制到缓冲区内,但并不从系统缓冲区内删除。 
    MSG_DONTROUTE表示不要将包路由出去。 
    用法: 
    char buf[]="xiaojin"; 
    int nResult=send(s,buf,strlen(buf)); 
    if(nResult==SOCKET_ERROR) 

    //错误处理 

    8、 套接字的数据接收:(客户端) 
    int recv( SOCKET s, char FAR * buf, int len, int flags ) 
    s为准备接收数据的套接字。 
    buf为准备接收数据的缓冲区。 
    len为准备接收数据缓冲区的大小。 
    flags为数据接收标记。 
    返回值为接收的数据的字符数。 
    用法: 
    char mess[1000]; 
    int nResult =recv(s,mess,1000,0); 
    if(nResult==SOCKET_ERROR) 

    //错误处理 

    9、中断套接字连接:通知服务器端或客户端停止接收和发送数据。(服务器端和客户端) 
    int shutdown(SOCKET s, int how) 
    s为欲中断连接的套接字。 
    How为描述禁止哪些操作,取值为:SD_RECEIVE、SD_SEND、SD_BOTH。 
    #define SD_RECEIVE 0x00 
    #define SD_SEND 0x01 
    #define SD_BOTH 0x02 
    用法: 
    int nResult= shutdown(s,SD_BOTH); 
    if(nResult==SOCKET_ERROR) 

    //错误处理 

    10、 关闭套接字:释放所占有的资源。(服务器端和客户端) 
    int closesocket( SOCKET s ) 
    s为欲关闭的套接字。 
    用法: 
    int nResult=closesocket(s); 
    if(nResult==SOCKET_ERROR) 

    //错误处理 
    }
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