WinSock编程基本概念
编程原理
编程实例
基本概念
套接字(socket)
网络字节顺序
客户机/服务器模式
套接字(socket)的引入
为了能够方便的开发网络应用软件,由美国伯克利大学在Unix上推出了一种应用程序访问通信协议的操作系统调用socket(套接字)。socket的出现,使程序员可以很方便地访问TCP/IP,从而开发各种网络应用的程序。
随着Unix的应用推广,套接字在编写网络软件中得到了极大的普及。后来,套接字又被引进了Windows等操作系统,成为开发网络应用程序的非常有效快捷的工具。
Windows Sockets的实现
Windows Sockets是Microsoft Windows的网络程序设计接口,它是从Berkeley Sockets扩展而来的,以动态链接库的形式提供给我们使用。Windows Sockets在继承了Berkeley Sockets主要特征的基础上,又对它进行了重要扩充。这些扩充主要是提供了一些异步函数,并增加了符合Windows 消息驱动特性的网络事件异步选择机制。
Windows Sockets 1.1和Berkeley Sockets都是基于TCP/IP协议的;Windows Sockets 2从Windows Sockets 1.1发展而来,与协议无关并向下兼容,可以使用任何底层传输协议提供的通信能力,来为上层应用程序完成网络数据通讯,而不关心底层网络链路的通讯情况,真正实现了底层网络通讯对应用程序的透明。
Windows Sockets
开放的,支持多协议的Windows网络编程接口。
由开发组件和运行组件两部份组成。
介绍文档、引入库、
头文件(WINSOCK.H)。
动态链接库(Winsock.dll)。
套接字的类型
流式套接字(SOCK_STREAM)
提供面向连接、可靠的数据传输服务,数据无差错、无重复的发送,且按发送顺序接收。
数据报式套接字(SOCK_DGRAM)提供无连接服务。数据包以独立包形式发送,不提供无错保证,数据可能丢失或重复,并且接收顺序混乱。
原始套接字(SOCK_RAW)。
套接字存在于通信区域中。通信区域也叫地址族,它是一个抽象的概念,主要用于将通过套接字通信的进程的共有特性综合在一起。套接字通常只与同一区域的套接字交换数据(也有可能跨区域通信,但这只在执行了某种转换进程后才能实现)。Windows Sockets只支持一个通信区域:网际域( AF_INET),这个域被使用网际协议簇通信的进程使用。
网络字节顺序
不同的计算机存放多字节值的顺序不同,有的机器在起始地址存放低位字节(低位先存),有的机器在起始地址存放高位字节(高位先存)。基于Intel的CPU,即我们常用的PC机采用的是低位先存。为保证数据的正确性,在网络协议中需要指定网络字节顺序。TCP/IP协议使用16位整数和32位整数的高位先存格式。
客户机/服务器模式
在TCP/IP网络应用中,通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户机/服务器模式(client/server),即客户向服务器提出请求,服务器接收到请求后,提供相应的服务。
模式建立基础
首先,建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等,需要共享,从而造就拥有众多资源的主机提供服务,资源较少的客户请求服务这一非对等作用。
其次,网间进程通信完全是异步的,相互通信的进程间既不存在父子关系,又不共享内存缓冲区,因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系,为二者的数据交换提供同步,这就是基于客户机/服务器模式的TCP/IP。
C/S模式操作过程(1)
首先服务器方要先启动,并根据请求提供相应的服务:①打开一个通信通道并告知本地主机,它愿意在某一地址和端口上接收客户请求。
②等待客户请求到达该端口。
③接收到重复服务请求,处理该请求并发送应答信号。接收到并发服务请求,要激活一个新的进程(或线程)来处理这个客户请求。新进程(或线程) 处理此客户请求,并不需要对其它请求作出应答。服务完成后,关闭此新进程与客户的通信链路,并终止。
④返回第二步,等待另一客户请求。
⑤关闭服务器。
C/S模式操作过程(2)
客户方:
①打开一个通信通道,并连接到服务器所在主机的特定端口。
②向服务器发服务请求报文,等待并接收应答;继续提出请求。
③请求结束后关闭通信通道并终止。
基于TCP(面向连接)的socket编程
服务器端程序:
1、创建套接字(socket)。
2、将套接字绑定到一个本地地址和端口上(bind)。
3、将套接字设为监听模式,准备接收客户请求(listen)。
4、等待客户请求到来;当请求到来后,接受连接请求,返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept)。
5、用返回的套接字和客户端进行通信(send/recv)。
6、返回,等待另一客户请求。
7、关闭套接字。客户端程序:
1、创建套接字(socket)。
2、向服务器发出连接请求(connect)。
3、和服务器端进行通信(send/recv)。
4、关闭套接字。
基于UDP(面向无连接)的socket编程
服务器端(接收端)程序:
1、创建套接字(socket)。
2、将套接字绑定到一个本地地址和端口上(bind)。
3、等待接收数据(recvfrom)。
4、关闭套接字。客户端(发送端)程序:
1、创建套接字(socket)。
2、向服务器发送数据(sendto)。
3、关闭套接字。