實(shí)驗(yàn)十七Winsock編程

1、實(shí)驗(yàn)十七 Winsock 編程【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1) 熟悉 Visual C+ 的基本操作。(2) 基本了解基于對(duì)話框的 windows 應(yīng)用程序的編寫過程。(3) 對(duì)于 Windows Socket 編程建立初步概念?！緦?shí)驗(yàn)要求】 應(yīng)用VisualC+中MFCCSocket類，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。(2) 制作實(shí)用的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸程序?！緦?shí)驗(yàn)原理】一、 Windows Socket 和套接口的基本概念 網(wǎng)際協(xié)議 (Intemet Protocol ， IP) 是一種用于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，已廣為人知。它可廣 泛用于大多數(shù)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上，也可用于大多數(shù)局域網(wǎng) LAN(比如辦公室小型網(wǎng)絡(luò))和廣域網(wǎng)WAN

2、比如說互聯(lián)網(wǎng))。從它的設(shè)計(jì)看來，它是一個(gè)無連接的協(xié)議，并不能保證數(shù)據(jù)投遞萬(wàn) 無一失。兩個(gè)上層協(xié)議(TCP和UDP依賴IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如果希望在Microsoft Windows下通過TCP和 UDP協(xié)議建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，則需要使用 Winsock 套接口編程技術(shù)。套接口，就是一個(gè)指向傳輸提供者的句柄。 Win32 中，套接口不同于文件描述符，所以 它是一個(gè)獨(dú)立的類型SOCKET Windows Sockets描述定義了一個(gè) Microsoft Windows 的網(wǎng)絡(luò)編程界面，它是從 Unix Socket 的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，為 Windows TCPIP 提供了一個(gè) BSD型的套接字規(guī)

3、范，除與 4. 3BSD Unix Sockets完全兼容外，還包括一個(gè)擴(kuò)充文件，通 過一組附加的 API 實(shí)現(xiàn) Windows 式(即事件驅(qū)動(dòng) )的編程風(fēng)格；而 Winsock 則是在 MicrosoftWi ndows 中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的接口。Win dows在In ternet 支配域中的TCPIP 協(xié)議定義了 Winsock 網(wǎng)絡(luò)編程規(guī)范，融入了許多新特點(diǎn)。使用 Socket 的目的是使用戶 在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上工作而不必對(duì)該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有非常深入的了解。此外， 編寫的程序還可被迅速地移植到任何支持 Socket 的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中去。Win sock 提供了二種可為指定傳輸協(xié)議打開、計(jì)算和關(guān)閉會(huì)

4、話的能力。在Win dows下，TCP/ IP上層模型在很大程度上與用戶的 Win sock應(yīng)用有關(guān)：換言之，用戶的 Wimock應(yīng)用 控制了會(huì)話的方方面面，必要時(shí)，還會(huì)根據(jù)程序的需要格式化數(shù)據(jù)。套接口有三種類型：流式套接口、數(shù)據(jù)報(bào)套接口及原始套接口。流式套接口定義了一種可靠的面向連接的服務(wù)(利用TCP協(xié)議)，實(shí)現(xiàn)了無差錯(cuò)無重復(fù)的順序數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)報(bào)套接口定義了一種無連接的服務(wù)(UDP協(xié)議)，數(shù)據(jù)通過相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無序的，并且不保證可靠和無差錯(cuò)。原始套接口允許對(duì)低層協(xié)議如IP或ICMP直接訪問，主要用于新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的測(cè)試等。面向連接服務(wù)器處理的請(qǐng)求往往比較復(fù)雜， 不是一來一去的

5、請(qǐng)求應(yīng)答所能解決的， 而且 往往是并發(fā)服務(wù)器。使用面向連接的套接口編程，可以通過圖來表示。無連接服務(wù)器一般都是面向事務(wù)處理的，一個(gè)請(qǐng)求、一個(gè)應(yīng)答就完成了客戶程序與服務(wù)程序之間的相互作用。若使用無連接的套接口編程，程序的流程可以用圖表示。套接口工作過程如下： 將該套接口和本地網(wǎng)絡(luò)地址聯(lián)系在一起，再調(diào)用 定它的請(qǐng)求隊(duì)列的長(zhǎng)度，之后，調(diào)用 coni let()和服務(wù)器建立連接。連接一旦建立，客戶機(jī)和服務(wù)器之間就可以通過調(diào)用read()和write()來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。最后，待數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，雙方調(diào)用close()關(guān)閉套接口。然后調(diào)用bind()liste n()使套接口做好偵聽的準(zhǔn)備，并規(guī)accep

6、t()來接收連接?？蛻粼诮⑻捉涌诤缶涂烧{(diào)用在網(wǎng)絡(luò)編程中，掌握端口的概念十分重要。端口：基于TCP/ IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)都分配有一個(gè)IP地址，用一個(gè)32位二進(jìn)制 數(shù)來表示，正式的稱呼是“Ipv4地址”?？蛻魴C(jī)需要通過TCP或UDP和服務(wù)器通信時(shí)，必須指定服務(wù)器的IP，地址和服務(wù)端口號(hào)。另外，服務(wù)器打算偵聽接入客戶機(jī)請(qǐng)求時(shí)，也必 須指定一個(gè)IP，地址和一個(gè)端口號(hào)。在選擇端口時(shí)，應(yīng)特別小心，因?yàn)橛行┛捎枚丝谔?hào)是 為“已知的”（即固定的）服務(wù)保留的，如文件傳輸協(xié)議和超文本傳輸協(xié)議，即FTP（21號(hào)端口）和HTTPL般為8080端口）。“已知的協(xié)議”，即固定協(xié)議，采用的端口由“互聯(lián)網(wǎng)編 號(hào)分配認(rèn)

7、證（IANA） ”控制和分配，RFC 1700中說明的編號(hào)。從本質(zhì)上說，端口號(hào)可分成3類：“已知”端口、已注冊(cè)端口、動(dòng)態(tài)和（或）私用端口。（1） “已知”端口 0-1023，由IANA控制，是在UNIX中為固定服務(wù)保留的。（2）已注冊(cè)的端口 1024-49151，由IANA列出來的，供普通用戶的普通用戶進(jìn)程或程序 使用。（3）動(dòng)態(tài)和（或）私用端口 49152-65535。普通用戶應(yīng)用應(yīng)選擇 1024-49151之間的已注冊(cè)端口，從而避免端口號(hào)已被另一個(gè)應(yīng)用 或系統(tǒng)服務(wù)所用。此外，49152-65535間的端口可自由使用，因?yàn)镮ANA這些端口上沒有注冊(cè)服務(wù)。二、MFC CSocket類的通信流程

8、使用CSockct類進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)二進(jìn)制數(shù)據(jù)通信的連接流程，如下表所示。服務(wù)器端注釋客戶端Csocket m_server構(gòu)造一個(gè)socket對(duì)象Csocket m_client2m_server.create(nport)倉(cāng)U建 socketM_client.create(nport)聽等與服務(wù)器m_client.connectstraddr,nport)3m_server.listen()連接建立連接此時(shí)阻塞。等待服務(wù)器端偵聽。Csocket m_receive ；4m_server.accpet(m_receive)構(gòu)造新的socket對(duì)象用以接收此時(shí)阻塞，等待客戶機(jī)連接.客戶端的連接5Cso

9、cketFile file(&m_server)；構(gòu)造一文件對(duì)象CsocketFile file(&m_server)CArchiveCArchivearin( & file , CArchive : : load)arin(&file , CArchive : : Ioad)6構(gòu)造流對(duì)象CArchiveCArchivearout( & file , CArchive : : store)arout(&file, CArchive : : store)7arin»value ；用流進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸概念和arin»value ；a

10、rout«value ；cin , cout 相似aroutvvvalue ；注意事項(xiàng)：利用cArchive類進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟僮鞴倘环奖阒庇^，但是如果編寫的 程序是和別人的程序進(jìn)行通信的話，就要注意對(duì)方的程序是否也用了CArchive類，否則會(huì)造成數(shù)據(jù)相互不能識(shí)別?！緦?shí)驗(yàn)步驟】下面以一個(gè)最簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的聊天程序?yàn)槔?客戶機(jī)/服務(wù)器模式是socket點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)程序典型的模式。它用到的方法也是面向連接TCP連接的套接字 MFC典型方式。其工作過程是：服務(wù)器首先啟動(dòng)，創(chuàng)建套接字后等待客戶 的連接；客戶啟動(dòng)以后，創(chuàng)建套接字，然后和服務(wù)器建立連接；連接建立后，客戶機(jī)和服務(wù) 器可以通過建

11、立的套接字連接進(jìn)行信息通信。先建立一個(gè) MFC選dialogBased，工程名為 LX2,如圖所示。下一個(gè)對(duì)話框選擇Window Sockets，后面的選項(xiàng)酌情考慮，或者連續(xù)選擇默認(rèn)的即可，如圖所示如果忘了添加 Windows Sockets選項(xiàng)，可以在文件頭部添加下列語(yǔ)句進(jìn)行補(bǔ)救:#include “Winso ck.h ”#in clude“ ws2tcpip.h ”#pragma comment(1ib，” Ws2_32.lib ”)注：這些語(yǔ)句支持 winsock2。出現(xiàn)Dialog以后，編輯界面，使其如圖所示并且對(duì)控件點(diǎn)擊右鍵，選擇屬性選項(xiàng)，把 每個(gè)控件的ID改掉(控件ID就是每個(gè)控

12、件的名字，要改成有意義的，以便將來管理 )。各個(gè)控件的ID如下表，并且在對(duì)話框視圖中點(diǎn)擊右鍵，選擇Class Wizard選項(xiàng)，用該工具對(duì)控件添加變量?？丶蘒D變量名綁定變量類型對(duì)應(yīng)界面上的控件IDC_CoNTENTm_msgCString輸入發(fā)送內(nèi)容的文本框IDC_CONTENTm cuffCEdit輸入發(fā)送內(nèi)容的文本框IDC_LISTENmi stenCButton偵聽按鈕IDC_SENDre_sendCButton發(fā)送按鈕接著，再打開一個(gè) VC建立客戶機(jī)工程，工程名稱為L(zhǎng)X1,各個(gè)控件的ID如下表空件ID變量名綁定變量類型對(duì)應(yīng)界面上的控件DC_CONTENTm_msgCStringt輸入

13、發(fā)送內(nèi)容的文本框DC_CONTENTm ctrlCEdit輸入發(fā)送內(nèi)容的文本框DC_CONNECTm_connectCButton連接按鈕DC_SENDm_sendCButton發(fā)送按鈕DC_IPm_lpCString輸入連接目的IP的文本框然后，在 BOOL CLxlDig： OnlnitDialog() 和 BOOL CLx2Dlg： ： OnlnitDialog()末尾添加語(yǔ)句，使其如下所示：m_send.EnableWindow(FALSE); / 使發(fā)送按鈕變灰return TRUE ; /return TRUE unless you/set the focus to a con t

14、rol注意：這個(gè)語(yǔ)句作用使發(fā)送按鈕失效，以免還未連接用戶就點(diǎn)擊發(fā)送，發(fā)生不可預(yù)計(jì) 的錯(cuò)誤。為了在程序中更自由地處理CSocket得到的消息，必須新建 CSocket的派生類：在Lx2工程的工作區(qū)類視圖中點(diǎn)擊右鍵，添加新類：CServer，父類為CSocket。NewClass對(duì)話框AutomalionitypeThe toaftc clans在lx2Dlg . h里添加："Server. h”頭文件：#i ncludeprivate 變量： CServer m_server ; CServer m_recv 在對(duì)話框的圖像上雙擊“偵聽”按鈕，添加如下代碼：void CLx2Dlg :

15、 OnListen()re_server . Create(1000) ;/ 使用 1000 號(hào)端口m_server . Listen();/ 偵聽在對(duì)話框圖像上再雙擊“發(fā)送”按鈕，添加如下代碼：void CLx2Dlg : OnSend()UpdateData(TRUE) ;/更新數(shù)據(jù)，使 m_msg得到當(dāng)前框中文本m_recv Send(m_msg， 255) ；/ 發(fā)送數(shù)據(jù)m_ctrlSetSel(0 ，一 1)；/ 全選發(fā)送框文字m_ctrlReplaceSel( “”， TRUE)； / 將發(fā)送框置空同樣地，在 Lxl 工程的工作區(qū)類視圖中點(diǎn)擊右鍵，添加新類： Cclient它繼承自

16、 CSocket 。在 CLxlDIg 類里添加 private 變量： CClient m_client ；雙擊對(duì)話框圖像上的“連接”按鈕，添加代碼：void CLxlDlg ： OnConnect()UpdateData(TURE) ；m_client.Create(1001) ；/ 使用 1001 號(hào)端口if(m_client.Connect(m_ip， 1000) / 連接目標(biāo)地址， 1000 端口AfxMessageBox( “Client 端連接成功” ) ； m_send.EnableWindow(TRUE) ；/ 連接成功，可以發(fā)送m_connect.EnableWindow(

17、FALSE)； / 同時(shí)禁止連接按鈕elsem_client Close() ；/ 如果連接失敗就關(guān)閉AfxMessageBox(” 連接失敗”); 雙擊發(fā)送按鈕，添加代碼：void CLx 1Dig ： OnSend() UlxlateData(TRUE) ;/ 更新數(shù)據(jù)，使 m_msg得到當(dāng)前框中文本m_client.Send(m_msg,255) ；/ 發(fā)送數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度 255 字節(jié))通過以上操作，我們建立了CSocket，主機(jī)、客戶機(jī)建立連接后的消息發(fā)送代碼也添加完成了，但是還缺少使其工作的消息機(jī)制。下面的步驟就是利用 OnAccept 和 OnReceive 函數(shù)處理 socket 消

18、息。首先，在 Lx2 工程的編輯界面中點(diǎn)擊右鍵，選 Class Wizard ，在 classnamc 欄目里面 找到 CServer 類，添加 OnAccept 和 OnReceive 函數(shù)并且雙擊下面的 Memberfunction 欄目， 分別為兩個(gè)函數(shù)添加如下代碼：void CServer ： OnAccept(int nErrorCode)/TODO ： Add your specialized code here and/or call the base class CSocket ： OnAccept(nErrorCode) ； (CLx2Dig*)(AfxGetApp()-&g

19、t;m_pMainWnd)->ShowAcccpt()；/ 這里僅僅添加了這一句，因?yàn)?CLx2DIg 類是發(fā)送接收消息的主窗口，/ 而且應(yīng)用程序發(fā)送接收的消息也在 CLx2Dlg 對(duì)象實(shí)例中進(jìn)行，/ 所以當(dāng) CServer 類的對(duì)象收到客戶機(jī)的 Connect 消息時(shí)，/便可調(diào)用CLx2DLg對(duì)象中的ShowAccept()函數(shù)處理。該步完成以后，可以為 CLx2DIg 類添加 public 成員函數(shù) ShowAccept() ：void CLx2Dlg ： ShowAccept()m_server.Accept(m_recv) ；AfxMessageBox(”Server 端連接成功

20、” ) ；m_send.EnableWindow(TRUE) ；/ 連接成功，可以發(fā)送m_listen.EnableWindow(FAT SE) ； / 同時(shí)禁止偵聽按鈕于是，當(dāng)客戶機(jī)調(diào)用 m_client.Connect(m_ip,1000); 時(shí)，主機(jī) server 端發(fā)現(xiàn)并調(diào)用ShowAccept 函數(shù)來建立連接。執(zhí)行完以后， Socket 連接便被建立。接下來的工作便是添加發(fā)送聊天信息的函數(shù)了。注意到前面點(diǎn)擊發(fā)送按鈕的OnSend()函數(shù)已經(jīng)添加好了，在Lx2工程中只要添加 Server端的接收消息和顯示消息功能就可以進(jìn)行消息的傳送。在 CServer 類中像添加 OnAccept()

21、 一樣添加成員函數(shù) OnReceive() ：void Cserver:OnReceive(int nErrorCode)/ TODO ： Add your specialized code here and/or call the base classCSoeket ： OnReceive(nErrorCode) ： (CLx2DIg*)(AfxGetApp()->m_pMainWnd)->ShowMsg() ；建立連接后， 一方一旦發(fā)送數(shù)據(jù)， 另一方的 CSocket 派生類便調(diào)用該函數(shù)。 其中代碼可以參考前面 OnAccept() 進(jìn)行理解。在 CLx2DIg 里添加成員函數(shù) ShowMsg()：void CLx2