C++网络socket编程指南.ppt

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1、一個網路通訊程式什麼是Socket凡是網路兩端互相連線傳送資料時的溝通介面就是socket，是一個網路系統的通訊函式庫，在任何作業系統中可以通用主要的5大函式：socket() 電話bind() 線路(第幾分機?)listen() 準備好接聽(啟用鈴聲)connect() 撥電話出去accept() 對方接聽Socket函式，指定通訊協定socket ( )函式int SOCKETint SOCKET socket(socket( intint af, ,intint type, , intint protocol );); af ：位址資料族系(family)，用不同方式表示網路位址type

2、：通訊方式Protocal：傳輸協定編號回傳值：-1表示建立socket發生錯誤 若成功則回傳非負整數，稱為socket descriptor (socket描述子)選項設定af: 選擇AF_INET Internet address family對應的網路位址資料格式是unsigned long(無號長整數)type：SOCK_STREAM 虛擬路徑連接方式(TCP用) SOCK_DGRAM 資料包方傳遞式(UDP用)protocal：選擇IPPROTO_TCP (TCP通訊協定) 或寫入0，交由系統設定範例SOCKET sock;/宣告sock = socket(/設定AF_INET, S

3、OCK_STREAM, IPPROTO_TCP); Bind函式，指定本地端位置Bind()Bind()函式函式intint bind(bind(SOCKETSOCKET s, , const struct sockaddrconst struct sockaddr* * name, , intint namelen ););s : : 指定好通訊協定的socket name : 指定本地端位址，資料格式為sockaddrsockaddrnamelen : : name之資料長度(單位byte)回傳值：-1表錯誤，否則為0Sockaddr_in Sockaddr_in 格式格式(IPv4(IP

4、v4用用) )struct sockaddr_in short sin_family;u_short sin_port; struct in_addr sin_addr; char sin_zero8; ;sin_family:位址資料族系，同樣設定為AF_INETsin_port:主機開啟的通訊埠號 用htons() 寫入sin_addr:主機IP位址 in_addr資料格式sin_zero8:目前沒用處，保留以後使用in_addrin_addr格式格式typedef struct in_addr union struct u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; S_un_b

5、;struct u_short s_w1,s_w2; S_un_w;u_long S_addr; S_un; in_addr;使用了union的結構體，實際上的大小是一個32bit的長整數所以只要注意u_long S_addr這個變數 將IP對此變數寫入便可函式庫引入的標頭檔應該會有定義#define s_addr S_un.s_addr此後只要對前一頁之變數sin_addr.s_addr存取便可寫入時使用inet_addr(“IP位址字串”)轉換成unsigned long範例SOCKET Sock; sockaddr_in saServer; Sock = socket(AF_INET,

6、SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);/ 設定本機通訊用的位址saServer.sin_family = AF_INET; saServer.sin_port = htons(5150);/啟用5150 portsaServer.sin_addr.s_addr = inet_addr(“140.115.65.30”); /設定本機IP/ 呼叫Bind函式 bind(Sock,(SOCKADDR*) &saServer, sizeof(saServer) ); ListenListen函式函式 設定設定socketsocket等待外部連線等待外部連線listen()是使Socket

7、進入等待連線狀態，等待客戶端(Client) 連上線來，很顯然的呼叫此函式的主機，功能會是一台伺服器(Server)。如果有Client想要連過來，此時可以呼叫connect()來跟Server 連線。而Server接受後會建立新的socket和Client通訊，listen socket則繼續存在等待其他Client，直到關閉為止。 listen()listen()函式函式int listen( SOCKET s, int backlog ); s：設定好bind(),並且尚未連線的socketBacklog：等待Server接受連線前，同時最大連線數回傳值：-1表錯誤，否則為0Accept

8、Accept函式函式 接受外部連線Blocking Non-blockingAccept() Accept() 函式函式SOCKET accept( SOCKET s, struct sockaddr* addr, int* addrlen ); s：一個設定為listen狀態的socketsddr：Client端位址資訊，由函式自動產生填入addrlen：sddr長度，由函式自動產生回傳值：-1表示錯誤，否則傳回另一個包含Client端資訊的新socket descriptor，作為傳送資料用傳進accept()的listen socket本身並沒有辦法作資料的傳輸，所以必須透過accept

9、()產生一個包含通訊協定、Server、Client資訊的新socket，利用他就可以進行資料的傳輸了範例ListenSocket 為一個bind()過且未連線的socket/ 設定socket為接聽外部連線用if (listen( ListenSocket, 1 ) = SOCKET_ERROR) printf(Error listening on socket.n); / 宣告一個用來和Client連線用的socket SOCKET AcceptSocket; / 接受外部連線while(1) AcceptSocket = SOCKET_ERROR; /尚未取得socket descrip

10、tor，等待外部連線進入時重設while( AcceptSocket = SOCKET_ERROR ) AcceptSocket = accept( ListenSocket, NULL, NULL ); printf(Client connected.n); break; connect函式 與等待接聽的socket連線Client端若要與Server溝通，必須透過connect建立連線，經過驗證確定連線成功後，才能進行資料傳輸。三向交握(three-way handshake)機制：1.Client向Server提出連線要求(connect()2.Server若接到要求，則回應Clinet

11、接到要求3.Client接到回應，向Server表示收到回覆至此才算連線建立完成，雙方可以開始交換資料若發生錯誤，則會由轉送中繼站回傳ICMP錯誤訊息connect函式讀到後，會回報錯誤給程式connect()connect()函式函式int connect( SOCKET s, const struct sockaddr* name, int namelen ); 設定方式請參照bind()函式name內資料為回傳值：-1表錯誤，否則回傳0recv(),send()recv(),send()函式函式 處理資料收送處理資料收送從先前設定好Server與Client的通訊方式後，我們利用進行資料

12、交換的函式recv(),send()來處理要溝通的資料，其實資料溝通的函式有許多種類，read(),write(),readv(),writev(),recvmsg(),sendmsg()等等，我們介紹recv()和send()給大家入門，其他函式的使用可以查閱MSDN或 man 說明文件recv() recv() 函式函式int recv( SOCKET s, char* buf, int len, int flags ); s：一個建立連線成功的socketbuf：呼叫recv，用來儲存收到資料的暫存器len：buf的長度(byte)flags：選擇工作模式，一般填入0回傳值：-1表錯誤，

13、否則傳回接受到資料的長度(byte)send()send()函式函式int send( SOCKET s, const char* buf, int len, int flags); s：一個建立連線成功的socketbuf：用來儲存將送出資料的暫存器len：buf的長度(byte)flags：選擇工作模式，一般填入0回傳值：-1表錯誤，否則傳回送出資料的長度(byte)範例範例/Server端int bytesSent; int bytesRecv = SOCKET_ERROR; char sendbuf32 = Server: Sending Data.; char recvbuf32 =

14、 ; bytesRecv = recv( m_socket, recvbuf, 32, 0 ); printf( Bytes Recv: %ldn, bytesRecv ); bytesSent = send( m_socket, sendbuf, strlen(sendbuf), 0 ); printf( Bytes Sent: %ldn, bytesSent ); /Client端int bytesSent; int bytesRecv = SOCKET_ERROR; char sendbuf32 = Client: Sending data.; char recvbuf32 = ; by

15、tesSent = send( m_socket, sendbuf, strlen(sendbuf), 0 ); printf( Bytes Sent: %ldn, bytesSent ); while( bytesRecv = SOCKET_ERROR ) bytesRecv = recv( m_socket, recvbuf, 32, 0 ); if ( bytesRecv = 0 | bytesRecv = WSAECONNRESET ) printf( Connection Closed.n); break; if (bytesRecv 0) return; printf( Bytes

16、 Recv: %ldn, bytesRecv ); closesocket(),shutdown()closesocket(),shutdown()函式函式 中斷連線中斷連線在accept()或connect()成功後建立的通訊用socket，必須由Client或Server下達closesocket()或shutdown()來結束連線。closesocket()可以用來終止TCP連線，但不會馬上關閉，必須等到該socket不在動作後才切斷連線，這和TCP協定中使用到的sliding window有關，這是用完再關的函式，而shutdown()是有強制性質的中斷連線函式，用來控制socket的

17、IO。一個好的中斷連線作法應有四步：1.結束傳送資料2.使用shutdown()，設定為禁止送出資料3.呼叫recv()，確定收到的資料長度為0，避免遺漏資訊4.closesocket() 來關閉socket註：在Winsock中使用的closesocket()和BSD socket中的close()是相同的closesocket() closesocket() 與與 shutdown()shutdown()函式函式int closesocket( SOCKET s ); int shutdown( SOCKET s, int how );s：使用中的socket how：控制socket工作

18、的方式SD_RECEIVE 禁止輸入(disable recv()函式)SD_SEND 禁止輸出(disable send()函式)SD_BOTH 雙向禁止回傳值：-1表錯誤，否則傳回0Server-Client Modelrecv() send()WINSOCKETSp#include WINSOCKETSpWSADATA wsadata;pif (WSAStartup(0 x101,(LPWSADATA) &wsadata) != 0) fprintf(stderr,echo_srv: cant use WinSock DLLn);exit(1); WINSOCKETSpWSACleanu

19、p();Server端用到的元件pListBox 顯示項目清單可以利用 ListBox1-Items-Add()新增資料或是ListBox1-Items-Insert()插入資料Add(字串), Insert(位置,字串)由於本次Server端只用到這一個元件，直接拉到滿版Server端用到的元件pTimer 計時器等待，定時輪詢Server端用到的語法p#define A B 定義A為B，如利用#define Add(Text) ListBox1-Items-Insert(0,Text)這樣就可以用簡短的Add(“文字”)指令取代一長串的Insert指令p註：#define只會增加編譯時間(要轉換)，對於程式的實際效能毫無影響Server端的工作流程p程式啟動直接開始監聽工作WSAStartupsocketbindlistenp程式結束時關閉連線shutdownclosesocketServer端的工作流程p用Timer做定時監測若已經連線 recv接收資料 否則 accept 接受連線p！accept & recv 在沒有資料進入(沒人連線或沒有資料)時會阻塞住導致程式停止回應Server停止回應的處理方法p1. 用非阻塞式函數WSAAcceptExWSARecvWaitForSingleObjectp2. 多執行緒p3. 中斷法结束结束