知识大全 基于Visual C++的Winsock API研究 Posted 2022-07-17
函数
篇首语:花门楼前见秋草,岂能贫贱相看老。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了知识大全 基于Visual C++的Winsock API研究相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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为了方便网络编程 年代初 由Microsoft联合了其他几家公司共同制定了一套WINDOWS下的网络编程接口 即Windows Sockets规范 它不是一种网络协议 而是一套开放的 支持多种协议的Windows下的网络编程接口 现在的Winsock已经基本上实现了与协议无关 你可以使用Winsock来调用多种协议的功能 但较常使用的是TCP/IP协议 Socket实际在计算机中提供了一个通信端口 可以通过这个端口与任何一个具有Socket接口的计算机通信 应用程序在网络上传输 接收的信息都通过这个Socket接口来实现 微软为VC定义了Winsock类如CAsyncSocket类和派生于CAsyncSocket 的CSocket类 它们简单易用 读者朋友当然可以使用这些类来实现自己的网络程序 但是为了更好的了解Winsock API编程技术 我们这里探讨怎样使用底层的API函数实现简单的 Winsock 网络应用程式设计 分别说明如何在Server端和Client端操作Socket 实现基于TCP/IP的数据传送 最后给出相关的源代码
在VC中进行WINSOCK的API编程开发的时候 需要在项目中使用下面三个文件 否则会出现编译错误
.WINSOCK H: 这是WINSOCK API的头文件 需要包含在项目中
.WSOCK LIB: WINSOCK API连接库文件 在使用中 一定要把它作为项目的非缺省的连接库包含到项目文件中去
.WINSOCK DLL: WINSOCK的动态连接库 位于WINDOWS的安装目录下
一 服务器端操作 socket(套接字)
)在初始化阶段调用WSAStartup()
此函数在应用程序中初始化Windows Sockets DLL 只有此函数调用成功后 应用程序才可以再调用其他Windows Sockets DLL中的API函数 在程式中调用该函数的形式如下 WSAStartup((WORD)(( << | ) (LPWSADATA)&WSAData) 其中( << | )表示我们用的是WinSocket 版本 WSAata用来存储系统传回的关于WinSocket的资料
)建立Socket
初始化WinSock的动态连接库后 需要在服务器端建立一个监听的Socket 为此可以调用Socket()函数用来建立这个监听的Socket 并定义此Socket所使用的通信协议 此函数调用成功返回Socket对象 失败则返回INVALID_SOCKET(调用WSAGetLastError()可得知原因 所有WinSocket 的函数都可以使用这个函数来获取失败的原因)
SOCKET PASCAL FAR socket( int af int type int protocol ) 参数: af:目前只提供 PF_INET(AF_INET) type Socket 的类型 (SOCK_STREAM SOCK_DGRAM) protocol 通讯协定(如果使用者不指定则设为 )
如果要建立的是遵从TCP/IP协议的socket 第二个参数type应为SOCK_STREAM 如为UDP(数据报)的socket 应为SOCK_DGRAM
)绑定端口
接下来要为服务器端定义的这个监听的Socket指定一个地址及端口(Port) 这样客户端才知道待会要连接哪一个地址的哪个端口 为此我们要调用bind()函数 该函数调用成功返回 否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR bind( SOCKET s const struct sockaddr FAR *name int namelen ); 参 数 s Socket对象名 name Socket的地址值 这个地址必须是执行这个程式所在机器的IP地址 namelen name的长度
如果使用者不在意地址或端口的值 那么可以设定地址为INADDR_ANY 及Port为 Windows Sockets 会自动将其设定适当之地址及Port ( 到 之间的值) 此后可以调用getsockname()函数来获知其被设定的值
)监听
当服务器端的Socket对象绑定完成之后 服务器端必须建立一个监听的队列来接收客户端的连接请求 listen()函数使服务器端的Socket 进入监听状态 并设定可以建立的最大连接数(目前最大值限制为 最小值为 ) 该函数调用成功返回 否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR listen( SOCKET s int backlog ); 参 数 s 需要建立监听的Socket backlog 最大连接个数
服务器端的Socket调用完listen()后 如果此时客户端调用connect()函数提出连接申请的话 Server 端必须再调用accept() 函数 这样服务器端和客户端才算正式完成通信程序的连接动作 为了知道什么时候客户端提出连接要求 从而服务器端的Socket在恰当的时候调用accept()函数完成连接的建立 我们就要使用WSAAsyncSelect()函数 让系统主动来通知我们有客户端提出连接请求了 该函数调用成功返回 否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR WSAAsyncSelect( SOCKET s HWND hWnd unsigned int wMsg long lEvent ); 参数 s Socket 对象 hWnd 接收消息的窗口句柄 wMsg 传给窗口的消息
lEvent 被注册的网络事件 也即是应用程序向窗口发送消息的网路事件 该值为下列值FD_READ FD_WRITE FD_OOB FD_ACCEPT FD_CONNECT FD_CLOSE的组合 各个值的具体含意为FD_READ 希望在套接字S收到数据时收到消息 FD_WRITE 希望在套接字S上可以发送数据时收到消息 FD_ACCEPT 希望在套接字S上收到连接请求时收到消息 FD_CONNECT 希望在套接字S上连接成功时收到消息 FD_CLOSE 希望在套接字S上连接关闭时收到消息 FD_OOB 希望在套接字S上收到带外数据时收到消息
具体应用时 wMsg应是在应用程序中定义的消息名称 而消息结构中的lParam则为以上各种网络事件名称 所以 可以在窗口处理自定义消息函数中使用以下结构来响应Socket的不同事件
switch(lParam) case FD_READ: … break; case FD_WRITE … break; …
)服务器端接受客户端的连接请求
当Client提出连接请求时 Server 端hwnd视窗会收到Winsock Stack送来我们自定义的一个消息 这时 我们可以分析lParam 然后调用相关的函数来处理此事件 为了使服务器端接受客户端的连接请求 就要使用accept() 函数 该函数新建一Socket与客户端的Socket相通 原先监听之Socket继续进入监听状态 等待他人的连接要求 该函数调用成功返回一个新产生的Socket对象 否则返回INVALID_SOCKET
SOCKET PASCAL FAR accept( SCOKET s struct sockaddr FAR *addr int FAR *addrlen ); 参数 s Socket的识别码 addr 存放来连接的客户端的地址 addrlen addr的长度
)结束 socket 连接
结束服务器和客户端的通信连接是很简单的 这一过程可以由服务器或客户机的任一端启动 只要调用closesocket()就可以了 而要关闭Server端监听状态的socket 同样也是利用此函数 另外 与程序启动时调用WSAStartup()憨数相对应 程式结束前 需要调用 WSACleanup() 来通知Winsock Stack释放Socket所占用的资源 这两个函数都是调用成功返回 否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR closesocket( SOCKET s ); 参 数 s Socket 的识别码 int PASCAL FAR WSACleanup( void ); 参 数 无
二 客户端Socket的操作
)建立客户端的Socket
客户端应用程序首先也是调用WSAStartup() 函数来与Winsock的动态连接库建立关系 然后同样调用socket() 来建立一个TCP或UDP socket(相同协定的 sockets 才能相通 TCP 对 TCP UDP 对 UDP) 与服务器端的socket 不同的是 客户端的socket 可以调用 bind() 函数 由自己来指定IP地址及port号码 但是也可以不调用 bind() 而由 Winsock来自动设定IP地址及port号码
)提出连接申请
客户端的Socket使用connect()函数来提出与服务器端的Socket建立连接的申请 函数调用成功返回 否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR connect( SOCKET s const struct sockaddr FAR *name int namelen ); 参 数 s Socket 的识别码 name Socket想要连接的对方地址 namelen name的长度
三 数据的传送
虽然基于TCP/IP连接协议(流套接字)的服务是设计客户机/服务器应用程序时的主流标准 但有些服务也是可以通过无连接协议(数据报套接字)提供的 先介绍一下TCP socket 与UDP socket 在传送数据时的特性 Stream (TCP) Socket 提供双向 可靠 有次序 不重复的资料传送 Datagram (UDP) Socket 虽然提供双向的通信 但没有可靠 有次序 不重复的保证 所以UDP传送数据可能会收到无次序 重复的资料 甚至资料在传输过程中出现遗漏 由于UDP Socket 在传送资料时 并不保证资料能完整地送达对方 所以绝大多数应用程序都是采用TCP处理Socket 以保证资料的正确性 一般情况下TCP Socket 的数据发送和接收是调用send() 及recv() 这两个函数来达成 而 UDP Socket则是用sendto() 及recvfrom() 这两个函数 这两个函数调用成功发挥发送或接收的资料的长度 否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR send( SOCKET s const char FAR *buf int len int flags ); 参数 s Socket 的识别码 buf 存放要传送的资料的暂存区 len buf 的长度 flags 此函数被调用的方式
对于Datagram Socket而言 若是 datagram 的大小超过限制 则将不会送出任何资料 并会传回错误值 对Stream Socket 言 Blocking 模式下 若是传送系统内的储存空间不够存放这些要传送的资料 send()将会被block住 直到资料送完为止 如果该Socket被设定为 Non Blocking 模式 那么将视目前的output buffer空间有多少 就送出多少资料 并不会被 block 住 flags 的值可设为 或 MSG_DONTROUTE及 MSG_OOB 的组合
int PASCAL FAR recv( SOCKET s char FAR *buf int len int flags ); 参数 s Socket 的识别码 buf 存放接收到的资料的暂存区 len buf 的长度 flags 此函数被调用的方式
对Stream Socket 言 我们可以接收到目前input buffer内有效的资料 但其数量不超过len的大小
四 自定义的CMySocket类的实现代码
根据上面的知识 我自定义了一个简单的CMySocket类 下面是我定义的该类的部分实现代码
////////////////////////////////////// CMySocket::CMySocket() : file://类的构造函数 WSADATA wsaD; memset( m_LastError ERR_MAXLENGTH ); // m_LastError是类内字符串变量 初始化用来存放最后错误说明的字符串 // 初始化类内sockaddr_in结构变量 前者存放客户端地址 后者对应于服务器端地址; memset( &m_sockaddr sizeof( m_sockaddr ) ); memset( &m_rsockaddr sizeof( m_rsockaddr ) ); int result = WSAStartup((WORD)(( << | ) &wsaD);//初始化WinSocket动态连接库; if( result != ) // 初始化失败 set_LastError( WSAStartup failed! WSAGetLastError() ); return; ////////////////////////////// CMySocket::~CMySocket() WSACleanup(); //类的析构函数 //////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Create( void ) // m_hSocket是类内Socket对象 创建一个基于TCP/IP的Socket变量 并将值赋给该变量 if ( (m_hSocket = socket( AF_INET SOCK_STREAM IPPROTO_TCP )) == INVALID_SOCKET ) set_LastError( socket() failed WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; return ERR_SUCCESS; /////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Close( void )//关闭Socket对象 if ( closesocket( m_hSocket ) == SOCKET_ERROR ) set_LastError( closesocket() failed WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; file://重置sockaddr_in 结构变量 memset( &m_sockaddr sizeof( sockaddr_in ) ); memset( &m_rsockaddr sizeof( sockaddr_in ) ); return ERR_SUCCESS; ///////////////////////////////////////// int CMySocket::Connect( char* strRemote unsigned int iPort )//定义连接函数 if( strlen( strRemote ) == || iPort == ) return ERR_BADPARAM; hostent *hostEnt = NULL; long lIPAddress = ; hostEnt = gethostbyname( strRemote );//根据计算机名得到该计算机的相关内容 if( hostEnt != NULL ) lIPAddress = ((in_addr*)hostEnt >h_addr) >s_addr; m_sockaddr sin_addr s_addr = lIPAddress; else m_sockaddr sin_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() ); return ERR_WSAERROR; return ERR_SUCCESS; /////////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Bind( char* strIP unsigned int iPort )//绑定函数 if( strlen( strIP ) == || iPort == ) return ERR_BADPARAM; memset( &m_sockaddr 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 WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; return ERR_SUCCESS; ////////////////////////////////////////// int CMySocket::Accept( SOCKET s )//建立连接函数 S为监听Socket对象名 int Len = sizeof( m_rsockaddr ); memset( &m_rsockaddr sizeof( m_rsockaddr ) ); if( ( m_hSocket = accept( s (SOCKADDR*)&m_rsockaddr &Len ) ) == INVALID_SOCKET ) set_LastError( accept() failed WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; return ERR_SUCCESS; ///////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::asyncSelect( HWND hWnd unsigned int wMsg long lEvent ) file://事件选择函数 if( !IsWindow( hWnd ) || wMsg == || lEvent == ) return ERR_BADPARAM; if( WSAAsyncSelect( m_hSocket hWnd wMsg lEvent ) == SOCKET_ERROR ) set_LastError( WSAAsyncSelect() failed WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; return ERR_SUCCESS; //////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Listen( int iQueuedConnections )//监听函数 if( iQueuedConnections == ) return ERR_BADPARAM; if( listen( m_hSocket iQueuedConnections ) == SOCKET_ERROR ) set_LastError( listen() failed WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; return ERR_SUCCESS; //////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Send( char* strData int iLen )//数据发送函数 if( strData == NULL || iLen == ) return ERR_BADPARAM; if( send( m_hSocket strData iLen ) == SOCKET_ERROR ) set_LastError( send() failed WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; return ERR_SUCCESS; ///////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Receive( char* strData int iLen )//数据接收函数 if( strData == NULL ) return ERR_BADPARAM; int len = ; int ret = ; ret = recv( m_hSocket strData iLen ); if ( ret == SOCKET_ERROR ) set_LastError( recv() failed WSAGetLastError() ); return ERR_WSAERROR; return ret; void CMySocket::set_LastError( char* newError int errNum ) file://WinSock API操作错误字符串设置函数 memset( m_LastError ERR_MAXLENGTH ); memcpy( m_LastError newError strlen( newError ) ); m_LastError[strlen(newError)+ ] = \\ ;
有了上述类的定义 就可以在网络程序的服务器和客户端分别定义CMySocket对象 建立连接 传送数据了 例如 为了在服务器和客户端发送数据 需要在服务器端定义两个CMySocket对象ServerSocket 和ServerSocket 分别用于监听和连接 客户端定义一个CMySocket对象ClientSocket 用于发送或接收数据 如果建立的连接数大于一 可以在服务器端再定义CMySocket对象 但要注意连接数不要大于五
由于Socket API函数还有许多 如获取远端服务器 本地客户机的IP地址 主机名等等 读者可以再此基础上对CMySocket补充完善 实现更多的功能
cha138/Article/program/net/201311/11964 相关参考
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