codefans

　　1、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)

　　TCP/IP協(xié)議實際上就是在物理網(wǎng)上的一組完整的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。其中TCP是提供傳輸層服務(wù)，而IP則是提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)。TCP/IP包括以下協(xié)議：（結(jié)構(gòu)如圖1.1）

(圖1.1)

　　IP： 網(wǎng)間協(xié)議(Internet Protocol) 負責(zé)主機間數(shù)據(jù)的路由和網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的存儲。同時為ICMP，TCP，　　　UDP提供分組發(fā)送服務(wù)。用戶進程通常不需要涉及這一層。

　　ARP： 地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol)
　　　此協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)地址映射到硬件地址。

　　RARP： 反向地址解析協(xié)議(Reverse Address Resolution Protocol)
　　　此協(xié)議將硬件地址映射到網(wǎng)絡(luò)地址

　　ICMP： 網(wǎng)間報文控制協(xié)議(Internet Control Message Protocol)
　　　此協(xié)議處理信關(guān)和主機的差錯和傳送控制。

　　TCP： 傳送控制協(xié)議(Transmission Control Protocol)
　　　這是一種提供給用戶進程的可靠的全雙工字節(jié)流面向連接的協(xié)議。它要為用戶進程提供虛電路服務(wù)，并為數(shù)據(jù)可靠傳輸建立檢查。（注：大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)用戶程序使用TCP）

　　UDP： 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol)
　　　這是提供給用戶進程的無連接協(xié)議，用于傳送數(shù)據(jù)而不執(zhí)行正確性檢查。

　　FTP： 文件傳輸協(xié)議(File Transfer Protocol)
　　　允許用戶以文件操作的方式（文件的增、刪、改、查、傳送等）與另一主機相互通信。

　　SMTP： 簡單郵件傳送協(xié)議(Simple Mail Transfer Protocol)
　　　SMTP協(xié)議為系統(tǒng)之間傳送電子郵件。

　　TELNET：終端協(xié)議(Telnet Terminal Procotol)
　　　允許用戶以虛終端方式訪問遠程主機

　　HTTP： 超文本傳輸協(xié)議(Hypertext Transfer Procotol)
　　
　　TFTP: 簡單文件傳輸協(xié)議(Trivial File Transfer Protocol)

　　2、TCP/IP特點

　　TCP/IP協(xié)議的核心部分是傳輸層協(xié)議(TCP、UDP)，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(IP)和物理接口層，這三層通常是在操作系統(tǒng)內(nèi)核中實現(xiàn)。因此用戶一般不涉及。編程時，編程界面有兩種形式：一、是由內(nèi)核心直接提供的系統(tǒng)調(diào)用；二、使用以庫函數(shù)方式提供的各種函數(shù)。前者為核內(nèi)實現(xiàn)，后者為核外實現(xiàn)。用戶服務(wù)要通過核外的應(yīng)用程序才能實現(xiàn)，所以要使用套接字(socket)來實現(xiàn)。

　　圖1.2是TCP/IP協(xié)議核心與應(yīng)用程序關(guān)系圖。


(圖1.2)

　　二、專用術(shù)語

　　1、套接字

　　套接字是網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)件。它是可以被命名和尋址的通信端點，使用中的每一個套接字都有其類型和一個與之相連聽進程。套接字存在通信區(qū)域（通信區(qū)域又稱地址簇）中。套接字只與同一區(qū)域中的套接字交換數(shù)據(jù)（跨區(qū)域時，需要執(zhí)行某和轉(zhuǎn)換進程才能實現(xiàn)）。WINDOWS 中的套接字只支持一個域——網(wǎng)際域。套接字具有類型。

　　WINDOWS SOCKET 1.1 版本支持兩種套接字：流套接字(SOCK_STREAM)和數(shù)據(jù)報套接字(SOCK_DGRAM)

　　2、WINDOWS SOCKETS 實現(xiàn)

　　一個WINDOWS SOCKETS 實現(xiàn)是指實現(xiàn)了WINDOWS SOCKETS規(guī)范所描述的全部功能的一套軟件。一般通過DLL文件來實現(xiàn)

　　3、阻塞處理例程

　　阻塞處理例程(blocking hook,阻塞鉤子)是WINDOWS SOCKETS實現(xiàn)為了支持阻塞套接字函數(shù)調(diào)用而提供的一種機制。

　　4、多址廣播（multicast，多點傳送或組播）

　　是一種一對多的傳輸方式，傳輸發(fā)起者通過一次傳輸就將信息傳送到一組接收者，與單點傳送
(unicast)和廣播(Broadcast)相對應(yīng)。

一、客戶機/服務(wù)器模式

　　在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中兩個進程間的相互作用的主機模式是客戶機/服務(wù)器模式(Client/Server model)。該模式的建立基于以下兩點：1、非對等作用；2、通信完全是異步的?？蛻魴C/服務(wù)器模式在操作過程中采取的是主動請示方式：

　　首先服務(wù)器方要先啟動，并根據(jù)請示提供相應(yīng)服務(wù)：（過程如下）

　　1、打開一通信通道并告知本地主機，它愿意在某一個公認地址上接收客戶請求。

　　2、等待客戶請求到達該端口。

　　3、接收到重復(fù)服務(wù)請求，處理該請求并發(fā)送應(yīng)答信號。

　　4、返回第二步，等待另一客戶請求

　　5、關(guān)閉服務(wù)器。

　　客戶方：

　　1、打開一通信通道，并連接到服務(wù)器所在主機的特定端口。

　　2、向服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請求報文，等待并接收應(yīng)答；繼續(xù)提出請求……

　　3、請求結(jié)束后關(guān)閉通信通道并終止。

　　二、基本套接字

　　為了更好說明套接字編程原理，給出幾個基本的套接字，在以后的篇幅中會給出更詳細的使用說明。

　　1、創(chuàng)建套接字——socket()

　　功能：使用前創(chuàng)建一個新的套接字

　　格式：SOCKET PASCAL FAR socket(int af,int type,int procotol);

　　參數(shù)：af: 通信發(fā)生的區(qū)域

　　type: 要建立的套接字類型

　　procotol: 使用的特定協(xié)議

　　2、指定本地地址——bind()

　　功能：將套接字地址與所創(chuàng)建的套接字號聯(lián)系起來。

　　格式：int PASCAL FAR bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);

　　參數(shù)：s: 是由socket()調(diào)用返回的并且未作連接的套接字描述符（套接字號）。

　　其它：沒有錯誤，bind()返回0，否則SOCKET_ERROR

　　地址結(jié)構(gòu)說明：

struct sockaddr_in
{
short sin_family;//AF_INET
u_short sin_port;//16位端口號，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序
struct in_addr sin_addr;//32位IP地址，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序
char sin_zero[8];//保留
}

　　3、建立套接字連接——connect()和accept()

　　功能：共同完成連接工作

　　格式：int PASCAL FAR connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);

　　SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR * name,int FAR * addrlen);

　　參數(shù)：同上

　　4、監(jiān)聽連接——listen()

　　功能：用于面向連接服務(wù)器，表明它愿意接收連接。

　　格式：int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);

　　5、數(shù)據(jù)傳輸——send()與recv()

　　功能：數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收

　　格式：int PASCAL FAR send(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);

　　int PASCAL FAR recv(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);

　　參數(shù)：buf:指向存有傳輸數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的指針。

　　6、多路復(fù)用——select()

　　功能：用來檢測一個或多個套接字狀態(tài)。

　　格式：int PASCAL FAR select(int nfds,fd_set FAR * readfds,fd_set FAR * writefds,
fd_set FAR * exceptfds,const struct timeval FAR * timeout);

　　參數(shù)：readfds:指向要做讀檢測的指針

　　　　　writefds:指向要做寫檢測的指針

　　　　　exceptfds:指向要檢測是否出錯的指針

　　　　　timeout:最大等待時間

　　7、關(guān)閉套接字——closesocket()

　　功能：關(guān)閉套接字s

　　格式：BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);

三、典型過程圖

　　2.1 面向連接的套接字的系統(tǒng)調(diào)用時序圖

　　2.2 無連接協(xié)議的套接字調(diào)用時序圖



  　2.3 面向連接的應(yīng)用程序流程圖

Windows Socket1.1 程序設(shè)計

一、簡介

　　Windows Sockets 是從 Berkeley Sockets 擴展而來的，其在繼承 Berkeley Sockets 的基礎(chǔ)上，又進行了新的擴充。這些擴充主要是提供了一些異步函數(shù)，并增加了符合WINDOWS消息驅(qū)動特性的網(wǎng)絡(luò)事件異步選擇機制。

　　Windows Sockets由兩部分組成：開發(fā)組件和運行組件。

　　開發(fā)組件：Windows Sockets 實現(xiàn)文檔、應(yīng)用程序接口(API)引入庫和一些頭文件。

　　運行組件：Windows Sockets 應(yīng)用程序接口的動態(tài)鏈接庫(WINSOCK.DLL)。

　　二、主要擴充說明

　　1、異步選擇機制：

　　Windows Sockets 的異步選擇函數(shù)提供了消息機制的網(wǎng)絡(luò)事件選擇，當使用它登記網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時，應(yīng)用程序相應(yīng)窗口函數(shù)將收到一個消息，消息中指示了發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件，以及與事件相關(guān)的一些信息。

　　Windows Sockets 提供了一個異步選擇函數(shù) WSAAsyncSelect()，用它來注冊應(yīng)用程序感興趣的網(wǎng)絡(luò)事件，當這些事件發(fā)生時，應(yīng)用程序相應(yīng)的窗口函數(shù)將收到一個消息。

　　函數(shù)結(jié)構(gòu)如下：

int PASCAL FAR WSAAsyncSelect(SOCKET s,HWND hWnd,unsigned int wMsg,long lEvent);

　　參數(shù)說明：

　　　hWnd：窗口句柄

　　　wMsg：需要發(fā)送的消息

　　　lEvent：事件（以下為事件的內(nèi)容）

值：	含義：
FD_READ	期望在套接字上收到數(shù)據(jù)（即讀準備好）時接到通知
FD_WRITE	期望在套接字上可發(fā)送數(shù)據(jù)（即寫準備好）時接到通知
FD_OOB	期望在套接字上有帶外數(shù)據(jù)到達時接到通知
FD_ACCEPT	期望在套接字上有外來連接時接到通知
FD_CONNECT	期望在套接字連接建立完成時接到通知
FD_CLOSE	期望在套接字關(guān)閉時接到通知

　　例如：我們要在套接字讀準備好或?qū)憸蕚浜脮r接到通知，語句如下：

rc=WSAAsyncSelect(s,hWnd,wMsg,FD_READ|FD_WRITE);

　　如果我們需要注銷對套接字網(wǎng)絡(luò)事件的消息發(fā)送，只要將 lEvent 設(shè)置為0

　　2、異步請求函數(shù)

　　在 Berkeley Sockets 中請求服務(wù)是阻塞的，WINDOWS SICKETS 除了支持這一類函數(shù)外，還增加了相應(yīng)的異步請求函數(shù)(WSAAsyncGetXByY();)。

　　3、阻塞處理方法

　　Windows Sockets 為了實現(xiàn)當一個應(yīng)用程序的套接字調(diào)用處于阻塞時，能夠放棄CPU讓其它應(yīng)用程序運行，它在調(diào)用處于阻塞時便進入一個叫“HOOK”的例程，此例程負責(zé)接收和分配WINDOWS消息，使得其它應(yīng)用程序仍然能夠接收到自己的消息并取得控制權(quán)。

　　WINDOWS 是非搶先的多任務(wù)環(huán)境，即若一個程序不主動放棄其控制權(quán)，別的程序就不能執(zhí)行。因此在設(shè)計Windows Sockets 程序時，盡管系統(tǒng)支持阻塞操作，但還是反對程序員使用該操作。但由于 SUN 公司下的 Berkeley Sockets 的套接字默認操作是阻塞的，WINDOWS 作為移植的 SOCKETS 也不可避免對這個操作支持。

　　在Windows Sockets 實現(xiàn)中，對于不能立即完成的阻塞操作做如下處理：DLL初始化→循環(huán)操作。在循環(huán)中，它發(fā)送任何 WINDOWS 消息，并檢查這個 Windows Sockets 調(diào)用是否完成，在必要時，它可以放棄CPU讓其它應(yīng)用程序執(zhí)行（當然使用超線程的CPU就不會有這個麻煩了^_^）。我們可以調(diào)用 WSACancelBlockingCall() 函數(shù)取消此阻塞操作。

　　在 Windows Sockets 中，有一個默認的阻塞處理例程 BlockingHook() 簡單地獲取并發(fā)送 WINDOWS 消息。如果要對復(fù)雜程序進行處理，Windows Sockets 中還有 WSASetBlockingHook() 提供用戶安裝自己的阻塞處理例程能力；與該函數(shù)相對應(yīng)的則是 SWAUnhookBlockingHook()，它用于刪除先前安裝的任何阻塞處理例程，并重新安裝默認的處理例程。請注意，設(shè)計自己的阻塞處理例程時，除了函數(shù) WSACancelBlockingHook() 之外，它不能使用其它的 Windows Sockets API 函數(shù)。在處理例程中調(diào)用 WSACancelBlockingHook()函數(shù)將取消處于阻塞的操作，它將結(jié)束阻塞循環(huán)。

　　4、出錯處理

　　Windows Sockets 為了和以后多線程環(huán)境（WINDOWS/UNIX）兼容，它提供了兩個出錯處理函數(shù)來獲取和設(shè)置當前線程的最近錯誤號。（WSAGetLastEror()和WSASetLastError()）

　　5、啟動與終止

　　使用函數(shù) WSAStartup() 和 WSACleanup() 啟動和終止套接字。

三、Windows Sockets網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計核心

　　我們終于可以開始真正的 Windows Sockets 網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計了。不過我們還是先看一看每個 Windows Sockets 網(wǎng)絡(luò)程序都要涉及的內(nèi)容。讓我們一步步慢慢走。

　　1、啟動與終止

　　在所有 Windows Sockets 函數(shù)中，只有啟動函數(shù) WSAStartup() 和終止函數(shù) WSACleanup() 是必須使用的。

　　啟動函數(shù)必須是第一個使用的函數(shù)，而且它允許指定 Windows Sockets API 的版本，并獲得 SOCKETS的特定的一些技術(shù)細節(jié)。本結(jié)構(gòu)如下：

int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

　　其中 wVersionRequested 保證 SOCKETS 可正常運行的 DLL 版本，如果不支持，則返回錯誤信息。
我們看一下下面這段代碼，看一下如何進行 WSAStartup() 的調(diào)用

WORD wVersionRequested;// 定義版本信息變量 WSADATA wsaData;//定義數(shù)據(jù)信息變量 int err;//定義錯誤號變量 wVersionRequested = MAKEWORD(1,1);//給版本信息賦值 err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);//給錯誤信息賦值 if(err!=0) { return;//告訴用戶找不到合適的版本 } //確認 Windows Sockets DLL 支持 1.1 版本 //DLL 版本可以高于 1.1 //系統(tǒng)返回的版本號始終是最低要求的 1.1，即應(yīng)用程序與DLL 中可支持的最低版本號 if(LOBYTE(wsaData.wVersion)!= 1|| HIBYTE(wsaData.wVersion)!=1) { WSACleanup();//告訴用戶找不到合適的版本 return; } //Windows Sockets DLL 被進程接受，可以進入下一步操作

　　關(guān)閉函數(shù)使用時，任何打開并已連接的 SOCK_STREAM 套接字被復(fù)位，但那些已由 closesocket() 函數(shù)關(guān)閉的但仍有未發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字不受影響，未發(fā)送的數(shù)據(jù)仍將被發(fā)送。程序運行時可能會多次調(diào)用 WSAStartuo() 函數(shù)，但必須保證每次調(diào)用時的 wVersionRequested 的值是相同的。

　　2、異步請求服務(wù)

　　Windows Sockets 除支持 Berkeley Sockets 中同步請求，還增加了了一類異步請求服務(wù)函數(shù) WSAAsyncGerXByY()。該函數(shù)是阻塞請求函數(shù)的異步版本。應(yīng)用程序調(diào)用它時，由 Windows Sockets DLL 初始化這一操作并返回調(diào)用者，此函數(shù)返回一個異步句柄，用來標識這個操作。當結(jié)果存儲在調(diào)用者提供的緩沖區(qū)，并且發(fā)送一個消息到應(yīng)用程序相應(yīng)窗口。常用結(jié)構(gòu)如下：

HANDLE taskHnd; char hostname="rs6000"; taskHnd = WSAAsyncBetHostByName(hWnd,wMsg,hostname,buf,buflen);

　　需要注意的是，由于 Windows 的內(nèi)存對像可以設(shè)置為可移動和可丟棄，因此在操作內(nèi)存對象是，必須保證 WIindows Sockets DLL 對象是可用的。

　　3、異步數(shù)據(jù)傳輸

　　使用 send() 或 sendto() 函數(shù)來發(fā)送數(shù)據(jù)，使用 recv() 或recvfrom() 來接收數(shù)據(jù)。Windows Sockets 不鼓勵用戶使用阻塞方式傳輸數(shù)據(jù)，因為那樣可能會阻塞整個 Windows 環(huán)境。下面我們看一個異步數(shù)據(jù)傳輸實例：

　　假設(shè)套接字 s 在連接建立后，已經(jīng)使用了函數(shù) WSAAsyncSelect() 在其上注冊了網(wǎng)絡(luò)事件 FD_READ 和 FD_WRITE，并且 wMsg 值為 UM_SOCK，那么我們可以在 Windows 消息循環(huán)中增加如下的分支語句：

case UM_SOCK: switch(lParam) { case FD_READ: len = recv(wParam,lpBuffer,length,0); break; case FD_WRITE: while(send(wParam,lpBuffer,len,0)!=SOCKET_ERROR) break; } break;

　　4、出錯處理

　　Windows 提供了一個函數(shù)來獲取最近的錯誤碼 WSAGetLastError()，推薦的編寫方式如下：

len = send (s,lpBuffer,len,0); of((len==SOCKET_ERROR)&&(WSAGetLastError()==WSAWOULDBLOCK)){...}

基于Visual C++的Winsock API研究
為了方便網(wǎng)絡(luò)編程，90年代初，由Microsoft聯(lián)合了其他幾家公司共同制定了一套WINDOWS下的網(wǎng)絡(luò)編程接口，即Windows Sockets規(guī)范，它不是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,而是一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口?，F(xiàn)在的Winsock已經(jīng)基本上實現(xiàn)了與協(xié)議無關(guān)，你可以使用Winsock來調(diào)用多種協(xié)議的功能，但較常使用的是TCP/IP協(xié)議。Socket實際在計算機中提供了一個通信端口，可以通過這個端口與任何一個具有Socket接口的計算機通信。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，接收的信息都通過這個Socket接口來實現(xiàn)。

　　微軟為VC定義了Winsock類如CAsyncSocket類和派生于CAsyncSocket 的CSocket類，它們簡單易用，讀者朋友當然可以使用這些類來實現(xiàn)自己的網(wǎng)絡(luò)程序，但是為了更好的了解Winsock API編程技術(shù)，我們這里探討怎樣使用底層的API函數(shù)實現(xiàn)簡單的 Winsock 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程式設(shè)計，分別說明如何在Server端和Client端操作Socket，實現(xiàn)基于TCP/IP的數(shù)據(jù)傳送，最后給出相關(guān)的源代碼。

　　在VC中進行WINSOCK的API編程開發(fā)的時候，需要在項目中使用下面三個文件，否則會出現(xiàn)編譯錯誤。

　　1．WINSOCK.H: 這是WINSOCK API的頭文件，需要包含在項目中。

　　2．WSOCK32.LIB: WINSOCK API連接庫文件。在使用中，一定要把它作為項目的非缺省的連接庫包含到項目文件中去。

　　3．WINSOCK.DLL: WINSOCK的動態(tài)連接庫，位于WINDOWS的安裝目錄下。

　　一、服務(wù)器端操作 socket（套接字）

　　1)在初始化階段調(diào)用WSAStartup()

　　此函數(shù)在應(yīng)用程序中初始化Windows Sockets DLL ，只有此函數(shù)調(diào)用成功后，應(yīng)用程序才可以再調(diào)用其他Windows Sockets DLL中的API函數(shù)。在程式中調(diào)用該函數(shù)的形式如下：WSAStartup((WORD)((1<<8|1)，（LPWSADATA）&WSAData)，其中(1<<8|1)表示我們用的是WinSocket1.1版本，WSAata用來存儲系統(tǒng)傳回的關(guān)于WinSocket的資料。

　　2)建立Socket

　　初始化WinSock的動態(tài)連接庫后，需要在服務(wù)器端建立一個監(jiān)聽的Socket，為此可以調(diào)用Socket()函數(shù)用來建立這個監(jiān)聽的Socket，并定義此Socket所使用的通信協(xié)議。此函數(shù)調(diào)用成功返回Socket對象，失敗則返回INVALID_SOCKET(調(diào)用WSAGetLastError()可得知原因，所有WinSocket 的函數(shù)都可以使用這個函數(shù)來獲取失敗的原因)。

SOCKET PASCAL FAR socket( int af, int type, int protocol )
參數(shù): af:目前只提供 PF_INET(AF_INET)；
type：Socket 的類型 (SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM)；
protocol：通訊協(xié)定(如果使用者不指定則設(shè)為0)；

如果要建立的是遵從TCP/IP協(xié)議的socket，第二個參數(shù)type應(yīng)為SOCK_STREAM，如為UDP（數(shù)據(jù)報）的socket，應(yīng)為SOCK_DGRAM。

　　3)綁定端口

　　接下來要為服務(wù)器端定義的這個監(jiān)聽的Socket指定一個地址及端口（Port），這樣客戶端才知道待會要連接哪一個地址的哪個端口，為此我們要調(diào)用bind()函數(shù)，該函數(shù)調(diào)用成功返回0，否則返回SOCKET_ERROR。
int PASCAL FAR bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name,int namelen );

參 數(shù)： s：Socket對象名；
name：Socket的地址值，這個地址必須是執(zhí)行這個程式所在機器的IP地址；
namelen：name的長度；

　　如果使用者不在意地址或端口的值，那么可以設(shè)定地址為INADDR_ANY，及Port為0，Windows Sockets 會自動將其設(shè)定適當之地址及Port (1024 到 5000之間的值)。此后可以調(diào)用getsockname()函數(shù)來獲知其被設(shè)定的值。

　　4）監(jiān)聽

　　當服務(wù)器端的Socket對象綁定完成之后,服務(wù)器端必須建立一個監(jiān)聽的隊列來接收客戶端的連接請求。listen()函數(shù)使服務(wù)器端的Socket 進入監(jiān)聽狀態(tài)，并設(shè)定可以建立的最大連接數(shù)(目前最大值限制為 5, 最小值為1)。該函數(shù)調(diào)用成功返回0，否則返回SOCKET_ERROR。

int PASCAL FAR listen( SOCKET s, int backlog ); 參 數(shù)： s：需要建立監(jiān)聽的Socket； backlog：最大連接個數(shù)；

　　服務(wù)器端的Socket調(diào)用完listen（）后，如果此時客戶端調(diào)用connect（）函數(shù)提出連接申請的話，Server 端必須再調(diào)用accept() 函數(shù)，這樣服務(wù)器端和客戶端才算正式完成通信程序的連接動作。為了知道什么時候客戶端提出連接要求，從而服務(wù)器端的Socket在恰當?shù)臅r候調(diào)用accept()函數(shù)完成連接的建立，我們就要使用WSAAsyncSelect（）函數(shù)，讓系統(tǒng)主動來通知我們有客戶端提出連接請求了。該函數(shù)調(diào)用成功返回0，否則返回SOCKET_ERROR。

int PASCAL FAR WSAAsyncSelect( SOCKET s, HWND hWnd,unsigned int wMsg, long lEvent ); 參數(shù)： s：Socket 對象； hWnd ：接收消息的窗口句柄； wMsg：傳給窗口的消息； lEvent：被注冊的網(wǎng)絡(luò)事件，也即是應(yīng)用程序向窗口發(fā)送消息的網(wǎng)路事件，該值為下列值FD_READ、FD_WRITE、FD_OOB、FD_ACCEPT、FD_CONNECT、FD_CLOSE的組合，各個值的具體含意為FD_READ：希望在套接字S收到數(shù)據(jù)時收到消息；FD_WRITE：希望在套接字S上可以發(fā)送數(shù)據(jù)時收到消息；FD_ACCEPT：希望在套接字S上收到連接請求時收到消息；FD_CONNECT：希望在套接字S上連接成功時收到消息；FD_CLOSE：希望在套接字S上連接關(guān)閉時收到消息；FD_OOB：希望在套接字S上收到帶外數(shù)據(jù)時收到消息。

　　具體應(yīng)用時，wMsg應(yīng)是在應(yīng)用程序中定義的消息名稱，而消息結(jié)構(gòu)中的lParam則為以上各種網(wǎng)絡(luò)事件名稱。所以，可以在窗口處理自定義消息函數(shù)中使用以下結(jié)構(gòu)來響應(yīng)Socket的不同事件：　　

switch(lParam)　 　 {case FD_READ: 　　　 …　　 　 break; case FD_WRITE、 　　　 … 　 break; 　　　 … }

　　5）服務(wù)器端接受客戶端的連接請求

　　當Client提出連接請求時，Server 端hwnd視窗會收到Winsock Stack送來我們自定義的一個消息，這時，我們可以分析lParam，然后調(diào)用相關(guān)的函數(shù)來處理此事件。為了使服務(wù)器端接受客戶端的連接請求，就要使用accept() 函數(shù)，該函數(shù)新建一Socket與客戶端的Socket相通，原先監(jiān)聽之Socket繼續(xù)進入監(jiān)聽狀態(tài)，等待他人的連接要求。該函數(shù)調(diào)用成功返回一個新產(chǎn)生的Socket對象，否則返回INVALID_SOCKET。

SOCKET PASCAL FAR accept( SCOKET s, struct sockaddr FAR *addr,int FAR *addrlen ); 參數(shù)：s：Socket的識別碼； addr：存放來連接的客戶端的地址； addrlen：addr的長度

　　6）結(jié)束 socket 連接

　　結(jié)束服務(wù)器和客戶端的通信連接是很簡單的，這一過程可以由服務(wù)器或客戶機的任一端啟動，只要調(diào)用closesocket()就可以了，而要關(guān)閉Server端監(jiān)聽狀態(tài)的socket，同樣也是利用此函數(shù)。另外，與程序啟動時調(diào)用WSAStartup()憨數(shù)相對應(yīng)，程式結(jié)束前，需要調(diào)用 WSACleanup() 來通知Winsock Stack釋放Socket所占用的資源。這兩個函數(shù)都是調(diào)用成功返回0，否則返回SOCKET_ERROR。

int PASCAL FAR closesocket( SOCKET s ); 參 數(shù)：s：Socket 的識別碼； int PASCAL FAR WSACleanup( void ); 參 數(shù)： 無

二、客戶端Socket的操作

　　1）建立客戶端的Socket

　　客戶端應(yīng)用程序首先也是調(diào)用WSAStartup() 函數(shù)來與Winsock的動態(tài)連接庫建立關(guān)系，然后同樣調(diào)用socket() 來建立一個TCP或UDP socket（相同協(xié)定的 sockets 才能相通，TCP 對 TCP，UDP 對 UDP）。與服務(wù)器端的socket 不同的是，客戶端的socket 可以調(diào)用 bind() 函數(shù)，由自己來指定IP地址及port號碼；但是也可以不調(diào)用 bind()，而由 Winsock來自動設(shè)定IP地址及port號碼。

　　2）提出連接申請

　　客戶端的Socket使用connect()函數(shù)來提出與服務(wù)器端的Socket建立連接的申請，函數(shù)調(diào)用成功返回0，否則返回SOCKET_ERROR。

int PASCAL FAR connect( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name, int namelen ); 參 數(shù)：s：Socket 的識別碼； name：Socket想要連接的對方地址； namelen：name的長度

　　三、數(shù)據(jù)的傳送

　　雖然基于TCP/IP連接協(xié)議（流套接字）的服務(wù)是設(shè)計客戶機/服務(wù)器應(yīng)用程序時的主流標準，但有些服務(wù)也是可以通過無連接協(xié)議（數(shù)據(jù)報套接字）提供的。先介紹一下TCP socket 與UDP socket 在傳送數(shù)據(jù)時的特性：Stream (TCP) Socket 提供雙向、可靠、有次序、不重復(fù)的資料傳送。Datagram (UDP) Socket 雖然提供雙向的通信，但沒有可靠、有次序、不重復(fù)的保證，所以UDP傳送數(shù)據(jù)可能會收到無次序、重復(fù)的資料，甚至資料在傳輸過程中出現(xiàn)遺漏。由于UDP Socket 在傳送資料時，并不保證資料能完整地送達對方，所以絕大多數(shù)應(yīng)用程序都是采用TCP處理Socket，以保證資料的正確性。一般情況下TCP Socket 的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收是調(diào)用send() 及recv() 這兩個函數(shù)來達成，而 UDP Socket則是用sendto() 及recvfrom() 這兩個函數(shù)，這兩個函數(shù)調(diào)用成功發(fā)揮發(fā)送或接收的資料的長度，否則返回SOCKET_ERROR。

int PASCAL FAR send( SOCKET s, const char FAR *buf,int len, int flags ); 參數(shù)：s：Socket 的識別碼 buf：存放要傳送的資料的暫存區(qū) len buf：的長度 flags：此函數(shù)被調(diào)用的方式

　　對于Datagram Socket而言，若是 datagram 的大小超過限制，則將不會送出任何資料，并會傳回錯誤值。對Stream Socket 言，Blocking 模式下，若是傳送系統(tǒng)內(nèi)的儲存空間不夠存放這些要傳送的資料，send()將會被block住，直到資料送完為止；如果該Socket被設(shè)定為 Non-Blocking 模式，那么將視目前的output buffer空間有多少，就送出多少資料，并不會被 block 住。flags 的值可設(shè)為 0 或 MSG_DONTROUTE及 MSG_OOB 的組合。

int PASCAL FAR recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags ); 參數(shù)：s：Socket 的識別碼 buf：存放接收到的資料的暫存區(qū) len buf：的長度 flags：此函數(shù)被調(diào)用的方式

　　對Stream Socket 言，我們可以接收到目前input buffer內(nèi)有效的資料，但其數(shù)量不超過len的大小。

　　四、自定義的CMySocket類的實現(xiàn)代碼：

　　根據(jù)上面的知識，我自定義了一個簡單的CMySocket類，下面是我定義的該類的部分實現(xiàn)代碼：

////////////////////////////////////// CMySocket::CMySocket() : file://類的構(gòu)造函數(shù) { 　WSADATA wsaD; 　memset( m_LastError, 0, ERR_MAXLENGTH ); 　// m_LastError是類內(nèi)字符串變量,初始化用來存放最后錯誤說明的字符串； 　// 初始化類內(nèi)sockaddr_in結(jié)構(gòu)變量，前者存放客戶端地址，后者對應(yīng)于服務(wù)器端地址; 　memset( &m_sockaddr, 0, sizeof( m_sockaddr ) ); 　memset( &m_rsockaddr, 0, sizeof( m_rsockaddr ) ); 　int result = WSAStartup((WORD)((1<<8|1)， &wsaD);//初始化WinSocket動態(tài)連接庫; 　if( result != 0 ) // 初始化失??； 　{ set_LastError( "WSAStartup failed!", WSAGetLastError() ); 　　return; 　} } ////////////////////////////// CMySocket::~CMySocket() { WSACleanup(); }//類的析構(gòu)函數(shù)； //////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Create( void ) 　{// m_hSocket是類內(nèi)Socket對象，創(chuàng)建一個基于TCP/IP的Socket變量，并將值賦給該變量； 　　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 )//關(guān)閉Socket對象； { 　if ( closesocket( m_hSocket ) == SOCKET_ERROR ) 　{ 　　set_LastError( "closesocket() failed", WSAGetLastError() ); 　　return ERR_WSAERROR; 　} 　file://重置sockaddr_in 結(jié)構(gòu)變量； 　memset( &m_sockaddr, 0, sizeof( sockaddr_in ) ); 　memset( &m_rsockaddr, 0, sizeof( sockaddr_in ) ); 　return ERR_SUCCESS; } ///////////////////////////////////////// int CMySocket::Connect( char* strRemote, unsigned int iPort )//定義連接函數(shù)； { 　if( strlen( strRemote ) == 0 || iPort == 0 ) 　　return ERR_BADPARAM; 　hostent *hostEnt = NULL; 　long lIPAddress = 0; 　hostEnt = gethostbyname( strRemote );//根據(jù)計算機名得到該計算機的相關(guān)內(nèi)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 )//綁定函數(shù)； { 　if( strlen( strIP ) == 0 || iPort == 0 ) 　　return ERR_BADPARAM; 　memset( &m_sockaddr,0, 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 )//建立連接函數(shù)，S為監(jiān)聽Socket對象名； { 　int Len = sizeof( m_rsockaddr ); 　memset( &m_rsockaddr, 0, 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://事件選擇函數(shù)； { 　if( !IsWindow( hWnd ) || wMsg == 0 || lEvent == 0 ) 　　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 )//監(jiān)聽函數(shù)； { 　if( iQueuedConnections == 0 ) 　　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 )//數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)； { 　if( strData == NULL || iLen == 0 ) 　　return ERR_BADPARAM; 　if( send( m_hSocket, strData, iLen, 0 ) == SOCKET_ERROR ) 　{ 　　set_LastError( "send() failed", WSAGetLastError() ); 　　return ERR_WSAERROR; 　} 　return ERR_SUCCESS; } ///////////////////////////////////////////////////// int CMySocket::Receive( char* strData, int iLen )//數(shù)據(jù)接收函數(shù)； { 　if( strData == NULL ) 　　return ERR_BADPARAM; 　int len = 0; 　int ret = 0; 　ret = recv( m_hSocket, strData, iLen, 0 ); 　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操作錯誤字符串設(shè)置函數(shù)； { 　memset( m_LastError, 0, ERR_MAXLENGTH ); 　memcpy( m_LastError, newError, strlen( newError ) ); 　m_LastError[strlen(newError)+1] = '\0'; }

　　有了上述類的定義，就可以在網(wǎng)絡(luò)程序的服務(wù)器和客戶端分別定義CMySocket對象，建立連接，傳送數(shù)據(jù)了。例如，為了在服務(wù)器和客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，需要在服務(wù)器端定義兩個CMySocket對象ServerSocket1和ServerSocket2，分別用于監(jiān)聽和連接，客戶端定義一個CMySocket對象ClientSocket，用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，如果建立的連接數(shù)大于一，可以在服務(wù)器端再定義CMySocket對象，但要注意連接數(shù)不要大于五。

　　由于Socket API函數(shù)還有許多，如獲取遠端服務(wù)器、本地客戶機的IP地址、主機名等等，讀者可以再此基礎(chǔ)上對CMySocket補充完善，實現(xiàn)更多的功能。

TCP/IP Winsock編程要點

利用Winsock編程由同步和異步方式，同步方式邏輯清晰，編程專注于應(yīng)用，在搶先式的多任務(wù)操作系統(tǒng)中(WinNt、Win2K)采用多線程方式效率基本達到異步方式的水平，應(yīng)此以下為同步方式編程要點。

　　1、快速通信

　　Winsock的Nagle算法將降低小數(shù)據(jù)報的發(fā)送速度，而系統(tǒng)默認是使用Nagle算法,使用

int setsockopt( SOCKET s, int level, int optname, const char FAR *optval, int optlen );函數(shù)關(guān)閉它

　　例子：

SOCKET sConnect; sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); int bNodelay = 1; int err; err = setsockopt( sConnect, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&bNodelay, sizoeof(bNodelay));//不采用延時算法 if (err != NO_ERROR) TRACE ("setsockopt failed for some reason\n");;

　　2、SOCKET的SegMentSize和收發(fā)緩沖

　　TCPSegMentSize是發(fā)送接受時單個數(shù)據(jù)報的最大長度，系統(tǒng)默認為1460，收發(fā)緩沖大小為8192。

　　在SOCK_STREAM方式下，如果單次發(fā)送數(shù)據(jù)超過1460，系統(tǒng)將分成多個數(shù)據(jù)報傳送，在對方接受到的將是一個數(shù)據(jù)流，應(yīng)用程序需要增加斷幀的判斷。當然可以采用修改注冊表的方式改變1460的大小，但MicrcoSoft認為1460是最佳效率的參數(shù)，不建議修改。

　　在工控系統(tǒng)中，建議關(guān)閉Nagle算法，每次發(fā)送數(shù)據(jù)小于1460個字節(jié)（推薦1400），這樣每次發(fā)送的是一個完整的數(shù)據(jù)報，減少對方對數(shù)據(jù)流的斷幀處理。

　　3、同步方式中減少斷網(wǎng)時connect函數(shù)的阻塞時間

　　同步方式中的斷網(wǎng)時connect的阻塞時間為20秒左右，可采用gethostbyaddr事先判斷到服務(wù)主機的路徑是否是通的，或者先ping一下對方主機的IP地址。

　　A、采用gethostbyaddr阻塞時間不管成功與否為4秒左右。

　　例子：

LONG lPort=3024; struct sockaddr_in ServerHostAddr;//服務(wù)主機地址 ServerHostAddr.sin_family=AF_INET; ServerHostAddr.sin_port=::htons(u_short(lPort)); ServerHostAddr.sin_addr.s_addr=::inet_addr("192.168.1.3"); HOSTENT* pResult=gethostbyaddr((const char *) & (ServerHostAddr.sin_addr.s_addr),4,AF_INET); if(NULL==pResult) { int nErrorCode=WSAGetLastError(); TRACE("gethostbyaddr errorcode=%d",nErrorCode); } else { TRACE("gethostbyaddr %s\n",pResult->h_name);; }

　　B、采用PING方式時間約2秒左右

　　暫略

4、同步方式中解決recv，send阻塞問題

　　采用select函數(shù)解決，在收發(fā)前先檢查讀寫可用狀態(tài)。

　　A、讀

　　例子：

TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms鐘延遲,實際為0-10毫秒 int nSelectRet; int nErrorCode; FD_SET fdr = {1, sConnect}; nSelectRet=::select(0, &fdr, NULL, NULL, &tv01);//檢查可讀狀態(tài) if(SOCKET_ERROR==nSelectRet) { nErrorCode=WSAGetLastError(); TRACE("select read status errorcode=%d",nErrorCode); ::closesocket(sConnect); goto 重新連接（客戶方），或服務(wù)線程退出（服務(wù)方）; } if(nSelectRet==0)//超時發(fā)生，無可讀數(shù)據(jù) { 繼續(xù)查讀狀態(tài)或向?qū)Ψ街鲃影l(fā)送 } else { 讀數(shù)據(jù) }

　　B、寫

TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms鐘延遲,實際為9-10毫秒 int nSelectRet; int nErrorCode; FD_SET fdw = {1, sConnect}; nSelectRet=::select(0, NULL, NULL,&fdw, &tv01);//檢查可寫狀態(tài) if(SOCKET_ERROR==nSelectRet) { nErrorCode=WSAGetLastError(); TRACE("select write status errorcode=%d",nErrorCode); ::closesocket(sConnect); //goto 重新連接（客戶方），或服務(wù)線程退出（服務(wù)方）; } if(nSelectRet==0)//超時發(fā)生，緩沖滿或網(wǎng)絡(luò)忙 { //繼續(xù)查寫狀態(tài)或查讀狀態(tài) } else { //發(fā)送 }

　　5、改變TCP收發(fā)緩沖區(qū)大小

　　系統(tǒng)默認為8192，利用如下方式可改變。

SOCKET sConnect; sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); int nrcvbuf=1024*20; int err=setsockopt( sConnect, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,//寫緩沖，讀緩沖為SO_RCVBUF (char *)&nrcvbuf, sizeof(nrcvbuf)); if (err != NO_ERROR) { TRACE("setsockopt Error!\n"); } 在設(shè)置緩沖時，檢查是否真正設(shè)置成功用 int getsockopt( SOCKET s, int level, int optname, char FAR *optval, int FAR *optlen );

　　6、服務(wù)方同一端口多IP地址的bind和listen

　　在可靠性要求高的應(yīng)用中，要求使用雙網(wǎng)和多網(wǎng)絡(luò)通道，再服務(wù)方很容易實現(xiàn)，用如下方式可建立客戶對本機所有IP地址在端口3024下的請求服務(wù)。

SOCKET hServerSocket_DS=INVALID_SOCKET; struct sockaddr_in HostAddr_DS;//服務(wù)器主機地址 LONG lPort=3024; HostAddr_DS.sin_family=AF_INET; HostAddr_DS.sin_port=::htons(u_short(lPort)); HostAddr_DS.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); hServerSocket_DS=::socket( AF_INET, SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); if(hServerSocket_DS==INVALID_SOCKET) { AfxMessageBox("建立數(shù)據(jù)服務(wù)器SOCKET 失敗!"); return FALSE; } if(SOCKET_ERROR==::bind(hServerSocket_DS,(struct sockaddr *)(&(HostAddr_DS)),sizeof(SOCKADDR))) { int nErrorCode=WSAGetLastError (); TRACE("bind error=%d\n",nErrorCode); AfxMessageBox("Socket Bind 錯誤!"); return FALSE; } if(SOCKET_ERROR==::listen(hServerSocket_DS,10))//10個客戶 { AfxMessageBox("Socket listen 錯誤!"); return FALSE; } AfxBeginThread(ServerThreadProc,NULL,THREAD_PRIORITY_NORMAL);

　　在客戶方要復(fù)雜一些，連接斷后，重聯(lián)不成功則應(yīng)換下一個IP地址連接。也可采用同時連接好后備用的方式。

　　7、用TCP/IP Winsock實現(xiàn)變種Client/Server

　　傳統(tǒng)的Client/Server為客戶問、服務(wù)答，收發(fā)是成對出現(xiàn)的。而變種的Client/Server是指在連接時有客戶和服務(wù)之分，建立好通信連接后，不再有嚴格的客戶和服務(wù)之分，任何方都可主動發(fā)送，需要或不需要回答看應(yīng)用而言，這種方式在工控行業(yè)很有用，比如RTDB作為I/O Server的客戶，但I/O Server也可主動向RTDB發(fā)送開關(guān)狀態(tài)變位、隨即事件等信息。在很大程度上減少了網(wǎng)絡(luò)通信負荷、提高了效率。

　　采用1-6的TCP/IP編程要點，在Client和Server方均已接收優(yōu)先，適當控制時序就能實現(xiàn)。

Windows Sockets API實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異步通訊

摘要：本文對如何使用面向連接的流式套接字實現(xiàn)對網(wǎng)卡的編程以及如何實現(xiàn)異步網(wǎng)絡(luò)通訊等問題進行了討論與闡述。

　　一、 引言

　　在80年代初，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)了一個專門用于網(wǎng)絡(luò)通訊開發(fā)的API。這個API就是Socket接口（套接字）--當今在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)最為通用的一種API，也是在互聯(lián)網(wǎng)上進行應(yīng)用開發(fā)最為通用的一種API。在微軟聯(lián)合其它幾家公司共同制定了一套Windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口Windows Sockets規(guī)范后，由于在其規(guī)范中引入了一些異步函數(shù)，增加了對網(wǎng)絡(luò)事件異步選擇機制，因此更加符合Windows的消息驅(qū)動特性，使網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員可以更加方便的進行高性能網(wǎng)絡(luò)通訊程序的設(shè)計。本文接下來就針對Windows Sockets API進行面向連接的流式套接字編程以及對異步網(wǎng)絡(luò)通訊的編程實現(xiàn)等問題展開討論。

　　二、 面向連接的流式套接字編程模型的設(shè)計

　　本文在方案選擇上采用了在網(wǎng)絡(luò)編程中最常用的一種模型--客戶機/服務(wù)器模型。這種客戶/服務(wù)器模型是一種非對稱式編程模式。該模式的基本思想是把集中在一起的應(yīng)用劃分成為功能不同的兩個部分，分別在不同的計算機上運行，通過它們之間的分工合作來實現(xiàn)一個完整的功能。對于這種模式而言其中一部分需要作為服務(wù)器，用來響應(yīng)并為客戶提供固定的服務(wù)；另一部分則作為客戶機程序用來向服務(wù)器提出請求或要求某種服務(wù)。

　　本文選取了基于TCP/IP的客戶機/服務(wù)器模型和面向連接的流式套接字。其通信原理為：服務(wù)器端和客戶端都必須建立通信套接字，而且服務(wù)器端應(yīng)先進入監(jiān)聽狀態(tài)，然后客戶端套接字發(fā)出連接請求，服務(wù)器端收到請求后，建立另一個套接字進行通信，原來負責(zé)監(jiān)聽的套接字仍進行監(jiān)聽，如果有其它客戶發(fā)來連接請求，則再建立一個套接字。默認狀態(tài)下最多可同時接收5個客戶的連接請求，并與之建立通信關(guān)系。因此本程序的設(shè)計流程應(yīng)當由服務(wù)器首先啟動，然后在某一時刻啟動客戶機并使其與服務(wù)器建立連接。服務(wù)器與客戶機開始都必須調(diào)用Windows Sockets API函數(shù)socket()建立一個套接字sockets,然后服務(wù)器方調(diào)用bind()將套接字與一個本地網(wǎng)絡(luò)地址捆扎在一起，再調(diào)用listen()使套接字處于一種被動的準備接收狀態(tài)，同時規(guī)定它的請求隊列長度。在此之后服務(wù)器就可以通過調(diào)用accept()來接收客戶機的連接。

　　相對于服務(wù)器，客戶端的工作就顯得比較簡單了，當客戶端打開套接字之后，便可通過調(diào)用connect()和服務(wù)器建立連接。連接建立之后，客戶和服務(wù)器之間就可以通過連接發(fā)送和接收資料。最后資料傳送結(jié)束，雙方調(diào)用closesocket()關(guān)閉套接字來結(jié)束這次通訊。整個通訊過程的具體流程框圖可大致用下面的流程圖來表示：

面向連接的流式套接字編程流程示意圖

三、 軟件設(shè)計要點以及異步通訊的實現(xiàn)

　　根據(jù)前面設(shè)計的程序流程，可將程序劃分為兩部分：服務(wù)器端和客戶端。而且整個實現(xiàn)過程可以大致用以下幾個非常關(guān)鍵的Windows Sockets API函數(shù)將其慣穿下來：

　　服務(wù)器方：

socket()->bind()->listen->accept()->recv()/send()->closesocket()

　　客戶機方：

socket()->connect()->send()/recv()->closesocket()

　　有鑒于以上幾個函數(shù)在整個網(wǎng)絡(luò)編程中的重要性，有必要結(jié)合程序?qū)嵗龑ζ渥鲚^深入的剖析。服務(wù)器端應(yīng)用程序在使用套接字之前，首先必須擁有一個Socket，系統(tǒng)調(diào)用socket()函數(shù)向應(yīng)用程序提供創(chuàng)建套接字的手段。該套接字實際上是在計算機中提供了一個通信埠，可以通過這個埠與任何一個具有套接字接口的計算機通信。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、接收的信息都通過這個套接字接口來實現(xiàn)的。在應(yīng)用開發(fā)中如同使用文件句柄一樣，可以對套接字句柄進行讀寫操作：

sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

　　函數(shù)的第一個參數(shù)用于指定地址族，在Windows下僅支持AF_INET(TCP/IP地址)；第二個參數(shù)用于描述套接字的類型，對于流式套接字提供有SOCK_STREAM；最后一個參數(shù)指定套接字使用的協(xié)議，一般為0。該函數(shù)的返回值保存了新套接字的句柄，在程序退出前可以用 closesocket(sock);函數(shù)來將其釋放。服務(wù)器方一旦獲取了一個新的套接字后應(yīng)通過bind()將該套接字與本機上的一個端口相關(guān)聯(lián)：

sockin.sin_family=AF_INET; sockin.sin_addr.s_addr=0; sockin.sin_port=htons(USERPORT); bind(sock,(LPSOCKADDR)&sockin,sizeof(sockin)));

　　該函數(shù)的第二個參數(shù)是一個指向包含有本機IP地址和端口信息的sockaddr_in結(jié)構(gòu)類型的指針，其成員描述了本地端口號和本地主機地址，經(jīng)過bind()將服務(wù)器進程在網(wǎng)絡(luò)上標識出來。需要注意的是由于1024以內(nèi)的埠號都是保留的埠號因此如無特別需要一般不能將sockin.sin_port的埠號設(shè)置為1024以內(nèi)的值。然后調(diào)用listen()函數(shù)開始偵聽，再通過accept()調(diào)用等待接收連接以完成連接的建立：

//連接請求隊列長度為1，即只允許有一個請求,若有多個請求, //則出現(xiàn)錯誤，給出錯誤代碼WSAECONNREFUSED。 listen(sock,1); //開啟線程避免主程序的阻塞 AfxBeginThread(Server,NULL); …… UINT Server(LPVOID lpVoid) { …… int nLen=sizeof(SOCKADDR); pView->newskt=accept(pView->sock,(LPSOCKADDR)& pView->sockin,(LPINT)& nLen); …… WSAAsyncSelect(pView->newskt,pView->m_hWnd,WM_SOCKET_MSG,FD_READ|FD_CLOSE); return 1; }

　　這里之所以把accept()放到一個線程中去是因為在執(zhí)行到該函數(shù)時如沒有客戶連接服務(wù)器的請求到來，服務(wù)器就會停在accept語句上等待連接請求的到來，這勢必會引起程序的阻塞，雖然也可以通過設(shè)置套接字為非阻塞方式使在沒有客戶等待時可以使accept（）函數(shù)調(diào)用立即返回，但這種輪詢套接字的方式會使CPU處于忙等待方式，從而降低程序的運行效率大大浪費系統(tǒng)資源。考慮到這種情況，將套接字設(shè)置為阻塞工作方式，并為其單獨開辟一個子線程，將其阻塞控制在子線程范圍內(nèi)而不會造成整個應(yīng)用程序的阻塞。對于網(wǎng)絡(luò)事件的響應(yīng)顯然要采取異步選擇機制，只有采取這種方式才可以在由網(wǎng)絡(luò)對方所引起的不可預(yù)知的網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時能馬上在進程中做出及時的響應(yīng)處理，而在沒有網(wǎng)絡(luò)事件到達時則可以處理其他事件，這種效率是很高的，而且完全符合Windows所標榜的消息觸發(fā)原則。前面那段代碼中的WSAAsyncSelect()函數(shù)便是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)事件異步選擇的核心函數(shù)。

通過第四個參數(shù)注冊應(yīng)用程序感興取的網(wǎng)絡(luò)事件，在這里通過FD_READ|FD_CLOSE指定了網(wǎng)絡(luò)讀和網(wǎng)絡(luò)斷開兩種事件，當這種事件發(fā)生時變會發(fā)出由第三個參數(shù)指定的自定義消息WM_SOCKET_MSG，接收該消息的窗口通過第二個參數(shù)指定其句柄。在消息處理函數(shù)中可以通過對消息參數(shù)低字節(jié)進行判斷而區(qū)別出發(fā)生的是何種網(wǎng)絡(luò)事件：

void CNetServerView::OnSocket(WPARAM wParam,LPARAM lParam) { int iReadLen=0; int message=lParam & 0x0000FFFF; switch(message) { case FD_READ://讀事件發(fā)生。此時有字符到達，需要進行接收處理 char cDataBuffer[MTU*10]; //通過套接字接收信息 iReadLen = recv(newskt,cDataBuffer,MTU*10,0); //將信息保存到文件 if(!file.Open("ServerFile.txt",CFile::modeReadWrite)) file.Open("E:ServerFile.txt",CFile::modeCreate|CFile::modeReadWrite); file.SeekToEnd(); file.Write(cDataBuffer,iReadLen); file.Close(); break; case FD_CLOSE://網(wǎng)絡(luò)斷開事件發(fā)生。此時客戶機關(guān)閉或退出。 ……//進行相應(yīng)的處理 break; default: break; } }

　　在這里需要實現(xiàn)對自定義消息WM_SOCKET_MSG的響應(yīng)，需要在頭文件和實現(xiàn)文件中分別添加其消息映射關(guān)系：

　　頭文件：

//{{AFX_MSG(CNetServerView) //}}AFX_MSG void OnSocket(WPARAM wParam,LPARAM lParam); DECLARE_MESSAGE_MAP()

　　實現(xiàn)文件：

BEGIN_MESSAGE_MAP(CNetServerView, CView) //{{AFX_MSG_MAP(CNetServerView) //}}AFX_MSG_MAP ON_MESSAGE(WM_SOCKET_MSG,OnSocket) END_MESSAGE_MAP()

　　在進行異步選擇使用WSAAsyncSelect()函數(shù)時，有以下幾點需要引起特別的注意：

　　1． 連續(xù)使用兩次WSAAsyncSelect()函數(shù)時，只有第二次設(shè)置的事件有效，如：

WSAAsyncSelect(s,hwnd,wMsg1,FD_READ); WSAAsyncSelect(s,hwnd,wMsg2,FD_CLOSE);

　　這樣只有當FD_CLOSE事件發(fā)生時才會發(fā)送wMsg2消息。

　　2．可以在設(shè)置過異步選擇后通過再次調(diào)用WSAAsyncSelect(s,hwnd,0,0);的形式取消在套接字上所設(shè)置的異步事件。

　　3．Windows Sockets DLL在一個網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生后，通常只會給相應(yīng)的應(yīng)用程序發(fā)送一個消息，而不能發(fā)送多個消息。但通過使用一些函數(shù)隱式地允許重發(fā)此事件的消息，這樣就可能再次接收到相應(yīng)的消息。

　　4．在調(diào)用過closesocket()函數(shù)關(guān)閉套接字之后不會再發(fā)生FD_CLOSE事件。

　　以上基本完成了服務(wù)器方的程序設(shè)計，下面對于客戶端的實現(xiàn)則要簡單多了，在用socket()創(chuàng)建完套接字之后只需通過調(diào)用connect()完成同服務(wù)器的連接即可，剩下的工作同服務(wù)器完全一樣：用send()/recv()發(fā)送/接收收據(jù)，用closesocket()關(guān)閉套接字：

sockin.sin_family=AF_INET; //地址族 sockin.sin_addr.S_un.S_addr=IPaddr; //指定服務(wù)器的IP地址 sockin.sin_port=m_Port; //指定連接的端口號 int nConnect=connect(sock,(LPSOCKADDR)&sockin,sizeof(sockin));

　　本文采取的是可靠的面向連接的流式套接字。在數(shù)據(jù)發(fā)送上有write()、writev()和send()等三個函數(shù)可供選擇，其中前兩種分別用于緩沖發(fā)送和集中發(fā)送，而send()則為可控緩沖發(fā)送，并且還可以指定傳輸控制標志為MSG_OOB進行帶外數(shù)據(jù)的發(fā)送或是為MSG_DONTROUTE尋徑控制選項。在信宿地址的網(wǎng)絡(luò)號部分指定數(shù)據(jù)發(fā)送需要經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)接口，使其可以不經(jīng)過本地尋徑機制直接發(fā)送出去。這也是其同write()函數(shù)的真正區(qū)別所在。由于接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)調(diào)用和發(fā)送數(shù)據(jù)系統(tǒng)調(diào)用是一一對應(yīng)的，因此對于數(shù)據(jù)的接收，在此不再贅述，相應(yīng)的三個接收函數(shù)分別為：read()、readv()和recv()。由于后者功能上的全面，本文在實現(xiàn)上選擇了send()-recv()函數(shù)對，在具體編程中應(yīng)當視具體情況的不同靈活選擇適當?shù)陌l(fā)送-接收函數(shù)對。

　　小結(jié)：TCP/IP協(xié)議是目前各網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要的通訊協(xié)議，也是 Internet的通訊協(xié)議，本文通過Windows Sockets API實現(xiàn)了對基于TCP/IP協(xié)議的面向連接的流式套接字網(wǎng)絡(luò)通訊程序的設(shè)計，并通過異步通訊和多線程等手段提高了程序的運行效率，避免了阻塞的發(fā)生。

用VC++6.0的Sockets API實現(xiàn)一個聊天室程序

1.VC++網(wǎng)絡(luò)編程及Windows Sockets API簡介

　　VC++對網(wǎng)絡(luò)編程的支持有socket支持，WinInet支持，MAPI和ISAPI支持等。其中，Windows Sockets API是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，也是Internet上進行開發(fā)最為通用的API。最早美國加州大學(xué)Berkeley分校在UNIX下為TCP/IP協(xié)議開發(fā)了一個API，這個API就是著名的Berkeley Socket接口(套接字)。在桌面操作系統(tǒng)進入Windows時代后，仍然繼承了Socket方法。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境下，Socket數(shù)據(jù)傳輸是一種特殊的I/O，它也相當于一種文件描述符，具有一個類似于打開文件的函數(shù)調(diào)用-socket()?？梢赃@樣理解篠ocket實際上是一個通信端點，通過它，用戶的Socket程序可以通過網(wǎng)絡(luò)和其他的Socket應(yīng)用程序通信。Socket存在于一個"通信域"(為描述一般的線程如何通過Socket進行通信而引入的一種抽象概念)里，并且與另一個域的Socket交換數(shù)據(jù)。Socket有三類。第一種是SOCK_STREAM(流式)，提供面向連接的可靠的通信服務(wù)，比如telnet,http。第二種是SOCK_DGRAM(數(shù)據(jù)報)，提供無連接不可靠的通信，比如UDP。第三種是SOCK_RAW(原始)，主要用于協(xié)議的開發(fā)和測試，支持通信底層操作，比如對IP和ICMP的直接訪問。

　　2.Windows Socket機制分析

　　2.1一些基本的Socket系統(tǒng)調(diào)用

　　主要的系統(tǒng)調(diào)用包括：socket()-創(chuàng)建Socket；bind()-將創(chuàng)建的Socket與本地端口綁定；connect()與accept()-建立Socket連接；listen()-服務(wù)器監(jiān)聽是否有連接請求；send()-數(shù)據(jù)的可控緩沖發(fā)送；recv()-可控緩沖接收；closesocket()-關(guān)閉Socket。

　　2.2Windows Socket的啟動與終止

　　啟動函數(shù)WSAStartup()建立與Windows Sockets DLL的連接，終止函數(shù)WSAClearup()終止使用該DLL，這兩個函數(shù)必須成對使用。

　　2.3異步選擇機制

　　Windows是一個非搶占式的操作系統(tǒng)，而不采取UNIX的阻塞機制。當一個通信事件產(chǎn)生時，操作系統(tǒng)要根據(jù)設(shè)置選擇是否對該事件加以處理，WSAAsyncSelect()函數(shù)就是用來選擇系統(tǒng)所要處理的相應(yīng)事件。當Socket收到設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)事件中的一個時，會給程序窗口一個消息，這個消息里會指定產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)事件的Socket，發(fā)生的事件類型和錯誤碼。

　　2.4異步數(shù)據(jù)傳輸機制

　　WSAAsyncSelect()設(shè)定了Socket上的須響應(yīng)通信事件后，每發(fā)生一個這樣的事件就會產(chǎn)生一個WM_SOCKET消息傳給窗口。而在窗口的回調(diào)函數(shù)中就應(yīng)該添加相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸處理代碼。

　　3.聊天室程序的設(shè)計說明

　　3.1實現(xiàn)思想

　　在Internet上的聊天室程序一般都是以服務(wù)器提供服務(wù)端連接響應(yīng)，使用者通過客戶端程序登錄到服務(wù)器，就可以與登錄在同一服務(wù)器上的用戶交談，這是一個面向連接的通信過程。因此，程序要在TCP/IP環(huán)境下，實現(xiàn)服務(wù)器端和客戶端兩部分程序。

　　3.2服務(wù)器端工作流程

　　服務(wù)器端通過socket()系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建一個Socket數(shù)組后(即設(shè)定了接受連接客戶的最大數(shù)目)，與指定的本地端口綁定bind()，就可以在端口進行偵聽listen()。如果有客戶端連接請求，則在數(shù)組中選擇一個空Socket，將客戶端地址賦給這個Socket。然后登錄成功的客戶就可以在服務(wù)器上聊天了。

　　3.3客戶端工作流程

　　客戶端程序相對簡單，只需要建立一個Socket與服務(wù)器端連接，成功后通過這個Socket來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)就可以了。

4.核心代碼分析

　　限于篇幅，這里僅給出與網(wǎng)絡(luò)編程相關(guān)的核心代碼，其他的諸如聊天文字的服務(wù)器和客戶端顯示讀者可以自行添加。

　　4.1服務(wù)器端代碼

　　開啟服務(wù)器功能:

void OnServerOpen() //開啟服務(wù)器功能 { 　WSADATA wsaData; 　int iErrorCode; 　char chInfo[64]; 　if (WSAStartup(WINSOCK_VERSION, &wsaData)) //調(diào)用Windows Sockets DLL 　　{ MessageBeep(MB_ICONSTOP); 　　　MessageBox("Winsock無法初始化!", AfxGetAppName(), MB_OK|MB_ICONSTOP); 　　　WSACleanup(); 　　　return; } 　else 　　WSACleanup(); 　　if (gethostname(chInfo, sizeof(chInfo))) 　　{ ReportWinsockErr("\n無法獲取主機!\n "); 　　　return; } 　　CString csWinsockID = "\n==>>服務(wù)器功能開啟在端口：No. "; 　　csWinsockID += itoa(m_pDoc->m_nServerPort, chInfo, 10); 　　csWinsockID += "\n"; 　　PrintString(csWinsockID); //在程序視圖顯示提示信息的函數(shù)，讀者可自行創(chuàng)建 　　m_pDoc->m_hServerSocket=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, DEFAULT_PROTOCOL); 　　//創(chuàng)建服務(wù)器端Socket，類型為SOCK_STREAM，面向連接的通信 　　if (m_pDoc->m_hServerSocket == INVALID_SOCKET) 　　{ ReportWinsockErr("無法創(chuàng)建服務(wù)器socket!"); 　　　return;} 　　m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_family = AF_INET; 　　m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; 　　m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_port = htons(m_pDoc->m_nServerPort); 　　if (bind(m_pDoc->m_hServerSocket, (LPSOCKADDR)&m_pDoc->m_sockServerAddr, 　　 　　　　 sizeof(m_pDoc->m_sockServerAddr)) == SOCKET_ERROR) //與選定的端口綁定 　　　{ReportWinsockErr("無法綁定服務(wù)器socket!"); 　　　　return;} 　　　iErrorCode=WSAAsyncSelect(m_pDoc->m_hServerSocket,m_hWnd, 　　　WM_SERVER_ACCEPT, FD_ACCEPT); 　　　//設(shè)定服務(wù)器相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)事件為FD_ACCEPT，即連接請求， 　　　// 產(chǎn)生相應(yīng)傳遞給窗口的消息為WM_SERVER_ACCEPT 　　if (iErrorCode == SOCKET_ERROR) 　　　{ ReportWinsockErr("WSAAsyncSelect設(shè)定失敗!"); 　　　　return;} 　　if (listen(m_pDoc->m_hServerSocket, QUEUE_SIZE) == SOCKET_ERROR) //開始監(jiān)聽客戶連接請求 　　　{ReportWinsockErr("服務(wù)器socket監(jiān)聽失敗!"); 　　　　m_pParentMenu->EnableMenuItem(ID_SERVER_OPEN, MF_ENABLED); 　　　　return;} 　　m_bServerIsOpen = TRUE; //監(jiān)視服務(wù)器是否打開的變量 　return; }

　　響應(yīng)客戶發(fā)送聊天文字到服務(wù)器：ON_MESSAGE(WM_CLIENT_READ, OnClientRead)

LRESULT OnClientRead(WPARAM wParam, LPARAM lParam) { 　int iRead; 　int iBufferLength; 　int iEnd; 　int iRemainSpace; 　char chInBuffer[1024]; 　int i; 　for(i=0;(i 　　//MAXClient是服務(wù)器可響應(yīng)連接的最大數(shù)目 　　{} 　if(i==MAXClient) return 0L; 　　iBufferLength = iRemainSpace = sizeof(chInBuffer); 　　iEnd = 0; 　　iRemainSpace -= iEnd; 　　iBytesRead = recv(m_aClientSocket[i], (LPSTR)(chInBuffer+iEnd), iSpaceRemaining, NO_FLAGS); 　　//用可控緩沖接收函數(shù)recv()來接收字符 　　iEnd+=iRead; 　if (iBytesRead == SOCKET_ERROR) 　　ReportWinsockErr("recv出錯!"); 　　chInBuffer[iEnd] = '\0'; 　if (lstrlen(chInBuffer) != 0) 　　{PrintString(chInBuffer); //服務(wù)器端文字顯示 　　　OnServerBroadcast(chInBuffer); //自己編寫的函數(shù)，向所有連接的客戶廣播這個客戶的聊天文字 　　} 　return(0L); }

　　對于客戶斷開連接，會產(chǎn)生一個FD_CLOSE消息，只須相應(yīng)地用closesocket()關(guān)閉相應(yīng)的Socket即可，這個處理比較簡單。

　　4.2客戶端代碼

　　連接到服務(wù)器：

void OnSocketConnect() { WSADATA wsaData; 　DWORD dwIPAddr; 　SOCKADDR_IN sockAddr; 　if(WSAStartup(WINSOCK_VERSION,&wsaData)) //調(diào)用Windows Sockets DLL 　{MessageBox("Winsock無法初始化!",NULL,MB_OK); 　　return; 　} 　m_hSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0); //創(chuàng)建面向連接的socket 　sockAddr.sin_family=AF_INET; //使用TCP/IP協(xié)議 　sockAddr.sin_port=m_iPort; //客戶端指定的IP地址 　sockAddr.sin_addr.S_un.S_addr=dwIPAddr; 　int nConnect=connect(m_hSocket,(LPSOCKADDR)&sockAddr,sizeof(sockAddr)); //請求連接 　if(nConnect) 　　ReportWinsockErr("連接失敗!"); 　else 　　MessageBox("連接成功!",NULL,MB_OK); 　　int iErrorCode=WSAAsyncSelect(m_hSocket,m_hWnd,WM_SOCKET_READ,FD_READ); 　　//指定響應(yīng)的事件，為服務(wù)器發(fā)送來字符 　if(iErrorCode==SOCKET_ERROR) 　MessageBox("WSAAsyncSelect設(shè)定失敗!"); }

　　接收服務(wù)器端發(fā)送的字符也使用可控緩沖接收函數(shù)recv()，客戶端聊天的字符發(fā)送使用數(shù)據(jù)可控緩沖發(fā)送函數(shù)send()，這兩個過程比較簡單，在此就不加贅述了。

　　5.小結(jié)

　　通過聊天室程序的編寫，可以基本了解Windows Sockets API編程的基本過程和精要之處。本程序在VC++6.0下編譯通過，在使用windows 98/NT的局域網(wǎng)里運行良好。

用VC++制作一個簡單的局域網(wǎng)消息發(fā)送工程

本工程類似于oicq的消息發(fā)送機制，不過他只能夠發(fā)送簡單的字符串。雖然簡單，但他也是一個很好的VC網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)例子。

　　本例通過VC帶的SOCKET類，重載了他的一個接受類mysock類，此類可以吧接收到的信息顯示在客戶區(qū)理。以下是實現(xiàn)過程：

　　建立一個MFC 單文檔工程，工程名為oicq,在第四步選取WINDOWS SOCKetS支持，其它取默認設(shè)置即可。為了簡單，這里直接把about對話框作些改變，作為發(fā)送信息界面。

　　這里通過失去對話框來得到發(fā)送的字符串、獲得焦點時把字符串發(fā)送出去。創(chuàng)建oicq類的窗口，獲得VIEW類指針，進而可以把接收到的信息顯示出來。

extern CString bb; void CAboutDlg::OnKillFocus(CWnd* pNewWnd) { 　// TODO: Add your message handler code here 　CDialog::OnKillFocus(pNewWnd); 　bb=m_edit; } 對于OICQVIEW類 char aa[100]; CString mm; CDC* pdc; class mysock:public CSocket //派生mysock類，此類既有接受功能 {public:void OnReceive(int nErrorCode) //可以隨時接收信息 　{ 　　CSocket::Receive((void*)aa,100,0); 　　mm=aa; 　　CString ll=" ";//在顯示消息之前，消除前面發(fā)送的消息 　　pdc->TextOut(50,50,ll); 　　pdc->TextOut(50,50,mm); 　} }; mysock sock1; CString bb; BOOL COicqView::OnSetCursor(CWnd* pWnd, UINT nHitTest, UINT message) { 　CView::OnSetFocus(pOldWnd); 　// TODO: Add your message handler code here and/or call default 　bb="besting:"+bb; //確定發(fā)送者身份為besting 　sock1.SendTo(bb,100,1060,"192.168.0.255",0); //獲得焦點以廣播形式發(fā)送信息，端口號為1060 　return CView::OnSetCursor(pWnd, nHitTest, message); } int COicqView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct) { 　if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1) 　　return -1; 　　sock1.Create(1060,SOCK_DGRAM,NULL);//以數(shù)據(jù)報形式發(fā)送消息 　　static CClientDC wdc(this); //獲得當前視類的指針 　　pdc=&wdc; 　　// TODO: Add your specialized creation code here 　　return 0; }

運行一下，打開ABOUT對話框，輸入發(fā)送信息，enter鍵就可以發(fā)送信息了，是不是有點像qq?。?BR>


用Winsock實現(xiàn)語音全雙工通信使用

摘要：在Windows 95環(huán)境下，基于TCP/IP協(xié)議，用Winsock完成了話音的端到端傳輸。采用雙套接字技術(shù)，闡述了主要函數(shù)的使用要點，以及基于異步選擇機制的應(yīng)用方法。同時，給出了相應(yīng)的實例程序。

　　一、引言

　　Windows 95作為微機的操作系統(tǒng)，已經(jīng)完全融入了網(wǎng)絡(luò)與通信功能，不僅可以建立純Windows 95環(huán)境下的“對等網(wǎng)絡(luò)”，而且支持多種協(xié)議，如TCP/IP、IPX/SPX、NETBUI等。在TCP/IP協(xié)議組中，TPC是一種面向連接的協(xié)義，為用戶提供可靠的、全雙工的字節(jié)流服務(wù)，具有確認、流控制、多路復(fù)用和同步等功能，適于數(shù)據(jù)傳輸。UDP協(xié)議則是無連接的，每個分組都攜帶完整的目的地址，各分組在系統(tǒng)中獨立傳送。它不能保證分組的先后順序，不進行分組出錯的恢復(fù)與重傳，因此不保證傳輸?shù)目煽啃裕?，它提供高傳輸效率的?shù)據(jù)報服務(wù)，適于實時的語音、圖像傳輸、廣播消息等網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　Winsock接口為進程間通信提供了一種新的手段，它不但能用于同一機器中的進程之間通信，而且支持網(wǎng)絡(luò)通信功能。隨著Windows 95的推出。Winsock已經(jīng)被正式集成到了Windows系統(tǒng)中，同時包括了16位和32位的編程接口。而Winsock的開發(fā)工具也可以在Borland C++4.0、Visual C++2.0這些C編譯器中找到，主要由一個名為winsock.h的頭文件和動態(tài)連接庫winsock.dll或wsodk32.dll組成，這兩種動態(tài)連接庫分別用于Win16和Win32的應(yīng)用程序。

　　本文針對話音的全雙工傳輸要求，采用UDP協(xié)議實現(xiàn)了實時網(wǎng)絡(luò)通信。使用VisualC++2.0編譯環(huán)境，其動態(tài)連接庫名為wsock32.dll。
二、主要函數(shù)的使用要點

　　通過建立雙套接字，可以很方便地實現(xiàn)全雙工網(wǎng)絡(luò)通信。

　　1.套接字建立函數(shù)：

SOCKET socket(int family,int type,int protocol)

　　對于UDP協(xié)議，寫為：

SOCKRET s; s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); 或s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP)

　　為了建立兩個套接字，必須實現(xiàn)地址的重復(fù)綁定，即，當一個套接字已經(jīng)綁定到某本地地址后，為了讓另一個套接字重復(fù)使用該地址，必須為調(diào)用bind()函數(shù)綁定第二個套接字之前，通過函數(shù)setsockopt()為該套接字設(shè)置SO_REUSEADDR套接字選項。通過函數(shù)getsockopt()可獲得套接字選項設(shè)置狀態(tài)。需要注意的是，兩個套接字所對應(yīng)的端口號不能相同。此外，還涉及到套接字緩沖區(qū)的設(shè)置問題，按規(guī)定，每個區(qū)的設(shè)置范圍是：不小于512個字節(jié)，大大于8k字節(jié)，根據(jù)需要，文中選用了4k字節(jié)。

　　2.套接字綁定函數(shù)

int bind(SOCKET s,struct sockaddr_in*name,int namelen)

　　s是剛才創(chuàng)建好的套接字，name指向描述通訊對象的結(jié)構(gòu)體的指針，namelen是該結(jié)構(gòu)體的長度。該結(jié)構(gòu)體中的分量包括：IP地址(對應(yīng)name.sin_addr.s_addr)、端口號(name.sin_port)、地址類型(name.sin_family，一般都賦成AF_INET，表示是internet地址)。

　　(1)IP地址的填寫方法：在全雙工通信中，要把用戶名對應(yīng)的點分表示法地址轉(zhuǎn)換成32位長整數(shù)格式的IP地址，使用inet_addr()函數(shù)。

　　(2)端口號是用于表示同一臺計算機不同的進程(應(yīng)用程序)，其分配方法有兩種：1)進程可以讓系統(tǒng)為套接字自動分配一端口號，只要在調(diào)用bind前將端口號指定為0即可。由系統(tǒng)自動分配的端口號位于1024~5000之間，而1~1023之間的任一TCP或UDP端口都是保留的，系統(tǒng)不允許任一進程使用保留端口，除非其有效用戶ID是零(超級用戶)。

　　2)進程可為套接字指定一特定端口。這對于需要給套接字分配一眾所端口的服務(wù)器是很有用的。指定范圍為1024和65536之間?？扇我庵付?。

　　在本程序中，對兩個套接字的端口號規(guī)定為2000和2001，前者對應(yīng)發(fā)送套接字，后者對應(yīng)接收套接字。

　　端口號要從一個16位無符號數(shù)(u_short類型數(shù))從主機字節(jié)順序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，使用htons()函數(shù)。

　　根據(jù)以上兩個函數(shù)，可以給出雙套接字建立與綁定的程序片斷。

//設(shè)置有關(guān)的全局變量 SOCKET sr,ss; HPSTR sockBufferS,sockBufferR; HANDLE hSendData,hReceiveData; DWROD dwDataSize=1024*4; struct sockaddr_in therel.there2; #DEFINE LOCAL_HOST_ADDR 200.200.200.201 #DEFINE REMOTE_HOST-ADDR 200.200.200.202 #DEFINE LOCAL_HOST_PORT 2000 #DEFINE LOCAL_HOST_PORT 2001 //套接字建立函數(shù) BOOL make_skt(HWND hwnd) { struct sockaddr_in here,here1; ss=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); sr=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); if((ss==INVALID_SOCKET)||(sr==INVALID_SOCKET)) { MessageBox(hwnd,“套接字建立失敗!”，“”,MB_OK); return(FALSE); } here.sin_family=AF_INET; here.sin_addr.s_addr=inet_addr(LOCAL_HOST_ADDR); here.sin_port=htons(LICAL_HOST_PORT); //another socket herel.sin_family=AF_INET; herel.sin_addr.s_addr(LOCAL_HOST_ADDR); herel.sin_port=htons(LOCAL_HOST_PORT1); SocketBuffer();//套接字緩沖區(qū)的鎖定設(shè)置 setsockopt(ss,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(char FAR*)sockBufferS,dwDataSize); if(bind(ss,(LPSOCKADDR)&here,sizeof(here))) { MessageBox(hwnd,“發(fā)送套接字綁定失敗!”，“”，MB_OK); return(FALSE); } setsockopt(sr SQL_SOCKET,SO_RCVBUF|SO_REUSEADDR,(char FAR*) sockBufferR,dwDataSize); if(bind(sr,(LPSOCKADDR)&here1,sizeof(here1))) { MessageBox(hwnd,“接收套接字綁定失敗!”，“”，MB_OK); return(FALSE); } return(TRUE); } //套接字緩沖區(qū)設(shè)置 void sockBuffer(void) { hSendData=GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize); if(!hSendData) { MessageBox(hwnd,“發(fā)送套接字緩沖區(qū)定位失敗!”，NULL, MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return; } if((sockBufferS=GlobalLock(hSendData)==NULL) { MessageBox(hwnd,“發(fā)送套接字緩沖區(qū)鎖定失敗!”，NULL, MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); GlobalFree(hRecordData[0]; return; } hReceiveData=globalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize); if(!hReceiveData) { MessageBox(hwnd,"“接收套接字緩沖區(qū)定位敗!”，NULL MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return; } if((sockBufferT=Globallock(hReceiveData))=NULL) MessageBox(hwnd,"發(fā)送套接字緩沖區(qū)鎖定失敗!”，NULL, MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); GlobalFree(hRecordData[0]); return; } {

　　3.數(shù)據(jù)發(fā)送與接收函數(shù)；

int sendto(SOCKET s.char*buf,int len,int flags,struct sockaddr_in to,int tolen); int recvfrom(SOCKET s.char*buf,int len,int flags,struct sockaddr_in fron,int*fromlen)

　　其中，參數(shù)flags一般取0。

　　recvfrom()函數(shù)實際上是讀取sendto()函數(shù)發(fā)過來的一個數(shù)據(jù)包，當讀到的數(shù)據(jù)字節(jié)少于規(guī)定接收的數(shù)目時，就把數(shù)據(jù)全部接收，并返回實際接收到的字節(jié)數(shù)；當讀到的數(shù)據(jù)多于規(guī)定值時，在數(shù)據(jù)報文方式下，多余的數(shù)據(jù)將被丟棄。而在流方式下，剩余的數(shù)據(jù)由下recvfrom()讀出。為了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，必須建立數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)。規(guī)定：IP層的一個數(shù)據(jù)報最大不超過64K(含數(shù)據(jù)報頭)。當緩沖區(qū)設(shè)置得過多、過大時，常因內(nèi)存不夠而導(dǎo)致套接字建立失敗。在減小緩沖區(qū)后，該錯誤消失。經(jīng)過實驗，文中選用了4K字節(jié)。

　　此外，還應(yīng)注意這兩個函數(shù)中最后參數(shù)的寫法，給sendto()的最后參數(shù)是一個整數(shù)值，而recvfrom()的則是指向一整數(shù)值的指針。

　　4.套接字關(guān)閉函數(shù)：closesocket(SOCKET s)

　　通訊結(jié)束時，應(yīng)關(guān)閉指定的套接字，以釋與之相關(guān)的資源。

　　在關(guān)閉套接字時，應(yīng)先對鎖定的各種緩沖區(qū)加以釋放。其程序片斷為：

void CloseSocket(void) { GlobalUnlock(hSendData); GlobalFree(hSenddata); GlobalUnlock(hReceiveData); GlobalFree(hReceiveDava); if(WSAAysncSelect(ss,hwnd,0,0)=SOCKET_ERROR) { MessageBos(hwnd,“發(fā)送套接字關(guān)閉失敗!”，“”，MB_OK); return; } if(WSAAysncSelect(sr,hwnd,0,0)==SOCKET_ERROR) { MessageBox(hwnd,“接收套接字關(guān)閉失敗!”，“”，MB_OK); return; } WSACleanup(); closesockent(ss); closesockent(sr); return; }

三、Winsock的編程特點與異步選擇機制

　　1 阻塞及其處理方式

　　在網(wǎng)絡(luò)通訊中，由于網(wǎng)絡(luò)擁擠或一次發(fā)送的數(shù)據(jù)量過大等原因，經(jīng)常會發(fā)生交換的數(shù)據(jù)在短時間內(nèi)不能傳送完，收發(fā)數(shù)據(jù)的函數(shù)因此不能返回，這種現(xiàn)象叫做阻塞。Winsock對有可能阻塞的函數(shù)提供了兩種處理方式：阻塞和非阻塞方式。在阻塞方式下，收發(fā)數(shù)據(jù)的函數(shù)在被調(diào)用后一直要到傳送完畢或者出錯才能返回。在阻塞期間，被阻的函數(shù)不會斷調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)GetMessage()來保持消息循環(huán)的正常進行。對于非阻塞方式，函數(shù)被調(diào)用后立即返回，當傳送完成后由Winsock給程序發(fā)一個事先約定好的消息。

　　在編程時，應(yīng)盡量使用非阻塞方式。因為在阻塞方式下，用戶可能會長時間的等待過程中試圖關(guān)閉程序，因為消息循環(huán)還在起作用，所以程序的窗口可能被關(guān)閉，這樣當函數(shù)從Winsock的動態(tài)連接庫中返回時，主程序已經(jīng)從內(nèi)存中刪除，這顯然是極其危險的。

　　2 異步選擇函數(shù)WSAAsyncSelect()的使用

　　Winsock通過WSAAsyncSelect()自動地設(shè)置套接字處于非阻塞方式。使用WindowsSockets實現(xiàn)Windows網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計的關(guān)鍵就是它提供了對網(wǎng)絡(luò)事件基于消息的異步存取，用于注冊應(yīng)用程序感興趣的網(wǎng)絡(luò)事件。它請求Windows Sockets DLL在檢測到套接字上發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件時，向窗口發(fā)送一個消息。對UDP協(xié)議，這些網(wǎng)絡(luò)事件主要為：

　　FD_READ 期望在套接字收到數(shù)據(jù)(即讀準備好)時接收通知；

　　FD_WRITE 期望在套接字可發(fā)送數(shù)(即寫準備好)時接收通知；

　　FD_CLOSE 期望在套接字關(guān)閉時接電通知

　　消息變量wParam指示發(fā)生網(wǎng)絡(luò)事件的套接字，變量1Param的低字節(jié)描述發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件，高字包含錯誤碼。如在窗口函數(shù)的消息循環(huán)中均加一個分支：

int ok=sizeof(SOCKADDR); case wMsg; switch(1Param) { case FD_READ: //套接字上讀數(shù)據(jù) if(recvfrom(sr.lpPlayData[j],dwDataSize,0,(struct sockaddr FAR*)&there1,  (int FAR*)&ok)==SOCKET_ERROR0 { MessageBox)hwnd,“數(shù)據(jù)接收失敗!”，“”，MB_OK); return(FALSE); } case FD_WRITE: //套接字上寫數(shù)據(jù) } break；

　　在程序的編制中，應(yīng)根據(jù)需要靈活地將WSAAsyncSelect()函靈敏放在相應(yīng)的消息循環(huán)之中，其它說明可參見文獻[1]。此外，應(yīng)該指出的是，以上程序片斷中的消息框主要是為程序調(diào)試方便而設(shè)置的，而在正式產(chǎn)品中不再出現(xiàn)。同時，按照程序容錯誤設(shè)計，應(yīng)建立一個專門的容錯處理函數(shù)。程序中可能出現(xiàn)的各種錯誤都將由該函數(shù)進行處理，依據(jù)錯誤的危害程度不同，建立幾種不同的處理措施。這樣，才能保證雙方通話的順利和可靠。

　　四、結(jié)論

　　本文是多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸項目的重要內(nèi)容之一，目前，結(jié)合硬件全雙工語音卡等設(shè)備，已經(jīng)成功地實現(xiàn)了話音的全雙工的通信。有關(guān)整個多媒體傳輸系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容，將有另文敘述。

VC編程輕松獲取局域網(wǎng)連接通知
摘要：本文從解決實際需要出發(fā)，通過采用Windows Socket API等網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)實現(xiàn)了在局域網(wǎng)共享一條電話線的情況下，當服務(wù)器撥號上網(wǎng)時能及時通知各客戶端通過代理服務(wù)器進行上網(wǎng)。本文還特別給出了基于Microsoft Visual C++ 6.0的部分關(guān)鍵實現(xiàn)代碼。

　　一、 問題提出的背景

　　筆者所使用的局域網(wǎng)擁有一個服務(wù)器及若干分布于各辦公室的客戶機，通過網(wǎng)卡相連。服務(wù)器不提供專線上網(wǎng)，但可以撥號上網(wǎng)，而各客戶機可以通過裝在服務(wù)器端的代理服務(wù)器共用一條電話線上網(wǎng)，但前提必須是服務(wù)器已經(jīng)撥號連接?？紤]到經(jīng)濟原因，服務(wù)器不可能長時間連在網(wǎng)上，因此經(jīng)常出現(xiàn)由于分布于各辦公室的客戶機不能知道服務(wù)器是否處于連線狀態(tài)而造成的想上網(wǎng)時服務(wù)器沒有撥號，或是服務(wù)器已經(jīng)撥號而客戶機卻并不知曉的情況，這無疑會在工作中帶來極大的不便。而筆者作為一名程序設(shè)計人員，有必要利用自己的專業(yè)優(yōu)勢來解決實際工作中所遇到的一些問題。通過對實際情況的分析，可以歸納為一點：當服務(wù)器在進行撥號連接時能及時通知在網(wǎng)絡(luò)上的各個客戶機，而各客戶機在收到服務(wù)器發(fā)來的消息后可以根據(jù)自己的情況來決定是否上網(wǎng)。這樣就可以在同一時間內(nèi)同時為較多的客戶機提供上網(wǎng)服務(wù)，此舉不僅提高了利用效率也大大節(jié)省了上網(wǎng)話費。

　　二、 程序主要設(shè)計思路及實現(xiàn)

　　由于本網(wǎng)絡(luò)是通過網(wǎng)卡連接的局域網(wǎng)，因此可以首選Windows Socket API進行套接字編程。整個系統(tǒng)分為兩部分：服務(wù)端和客戶端。服務(wù)端運行于服務(wù)器上負責(zé)監(jiān)視服務(wù)器是否在進行撥號連接，一旦發(fā)現(xiàn)馬上通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息通知客戶端；而客戶端軟件則只需完成同服務(wù)端軟件的連接并能接收到從服務(wù)端發(fā)送來的通知消息即可。服務(wù)器端要完成比客戶端更為繁重的任務(wù)。下面對這幾部分的實現(xiàn)分別加以描述：

　　（一）監(jiān)視撥號連接事件的發(fā)生

　　在采用撥號上網(wǎng)時，首先需要通過撥號連接通過電話線連接到ISP上，然后才能享受到ISP所提供的各種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。而要捕獲撥號連接發(fā)生的事件不能依賴于消息通知，因為此時發(fā)出的消息同一個對話框出現(xiàn)在屏幕上時所產(chǎn)生的消息是一樣的。唯一同其他對話框區(qū)別的是其標題是固定的"撥號連接"，因此在無其他特殊情況下（如其他程序的標題也是"撥號連接"時）可以認定當桌面上的所有程序窗口出現(xiàn)以"撥號連接" 為標題的窗口時，即可認定此時正在進行撥號連接。因此可以通過搜尋并判斷窗口標題的辦法對撥號連接進行監(jiān)視，具體可以用CWnd類的FindWindows()函數(shù)來實現(xiàn)：

CWnd *pWnd=CWnd::FindWindow(NULL,"撥號連接");

　　第一個參數(shù)為NULL，指定對當前所有窗口都進行搜索。第二個參數(shù)就是待搜尋的窗口標題，一旦找到將返回該窗口的窗口句柄。因此可以在窗口句柄不為空的情況下去通知客戶端服務(wù)器現(xiàn)在正在撥號。由于一般的撥號連接都需要一段時間的連接應(yīng)答后才能登錄到ISP上，因此從提高程序運行效率角度出發(fā)可以通過定時器的使用來每間隔一段時間（如500毫秒）去搜尋一次，以確保能監(jiān)視到每一次的撥號連接而又不致過分加重CPU的負擔(dān)。

（二）服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)通訊功能的實現(xiàn)

　　在此采用的是可靠的有連接的流式套接字，并且采用了多線程和異步通知機制能有效避免一些函數(shù)如accept（）等的阻塞會引起整個程序的阻塞。由于套接字編程方面的書籍資料非常豐富，對其進行網(wǎng)絡(luò)編程做了很詳細的描述，故本文在此只針對一些關(guān)鍵部分做簡要說明，有關(guān)套接字網(wǎng)絡(luò)編程的詳細內(nèi)容請參閱相關(guān)資料。采用流式套接字的服務(wù)器端的主要設(shè)計流程可以歸結(jié)為以下幾步：

　　1． 創(chuàng)建套接字

sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

　　該函數(shù)的第一個參數(shù)用于指定地址族，在Windows下僅支持AF_INET(TCP/IP地址)；第二個參數(shù)用于描述套接字的類型，對于流式套接字提供有SOCK_STREAM；最后一個參數(shù)指定套接字使用的協(xié)議，一般為0。該函數(shù)的返回值保存了新套接字的句柄，在程序退出前可以用closesocket()函數(shù)來將其釋放。

　　2． 綁定套接字

　　服務(wù)器方一旦獲取了一個新的套接字后應(yīng)通過bind()將該套接字與本機上的一個端口相關(guān)聯(lián)。此時需要預(yù)先對一個指向包含有本機IP地址和端口信息的sockaddr_in結(jié)構(gòu)填充一些必要的信息，如本地端口號和本地主機地址等。然后就可經(jīng)過bind()將服務(wù)器進程在網(wǎng)絡(luò)上標識出來。需要注意的是由于1024以內(nèi)的埠號都是保留的端口號因此如無特別需要一般不能將sockin.sin_port的端口號設(shè)置為1024以內(nèi)的值：

…… sockin.sin_family=AF_INET; sockin.sin_addr.s_addr=0; sockin.sin_port=htons(USERPORT); bind(sock,(LPSOCKADDR)&sockin,sizeof(sockin))； ……

　　3． 偵聽套接字

listen(sock,1)；

　　4． 等待客戶機的連接

　　這里需要通過accept()調(diào)用等待接收客戶端的連接以完成連接的建立，由于該函數(shù)在沒有客戶端進行申請連接之前會處于阻塞狀態(tài)，因此如果采取通常的單線程模式會導(dǎo)致整個程序一直處于阻塞狀態(tài)而不能響應(yīng)其他的外界消息，因此為該部分代碼單獨開辟一個線程，這樣阻塞將被限制在該線程內(nèi)而不會影響到程序整體。

AfxBeginThread(Server,NULL);//創(chuàng)建一個新的線程 …… UINT Server(LPVOID lpVoid)//線程的處理函數(shù) { //獲取當前視類的指針，以確保訪問的是當前的實例對象。 CNetServerView* pView=((CNetServerView*)( (CFrameWnd*)AfxGetApp()->m_pMainWnd)->GetActiveView()); while(pView->nNumConns<1)//當前的連接者個數(shù) { int nLen=sizeof(SOCKADDR); pView->newskt= accept(pView->sock, (LPSOCKADDR)& pView->sockin,(LPINT)& nLen); WSAAsyncSelect(pView->newskt, pView->m_hWnd,WM_SOCKET_MSG,FD_CLOSE); pView->nNumConns++; } return 1; }

　　這里在accept ()后使用了WSAAsyncSelect()異步選擇函數(shù)。對于網(wǎng)絡(luò)事件的響應(yīng)最好采取異步選擇機制，只有采取這種方式才可以在由網(wǎng)絡(luò)對方所引起的不可預(yù)知的網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時能馬上在進程中做出及時的響應(yīng)處理，而在沒有網(wǎng)絡(luò)事件到達時則可以處理其他事件，這種效率是很高的，而且完全符合Windows所標榜的消息觸發(fā)原則。WSAAsyncSelect()函數(shù)便是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)事件異步選擇的核心函數(shù)。通過第四個參數(shù)FD_CLOSE注冊了應(yīng)用程序感興取的網(wǎng)絡(luò)事件是網(wǎng)絡(luò)斷開，當客戶方端開連接時該事件會被檢測到，同時會發(fā)出由第三個參數(shù)指定的自定義消息WM_SOCKET_MSG。

　　5． 發(fā)送/接收

　　當客戶機同服務(wù)器建立好連接后就可以通過send()/recv()函數(shù)進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)了，對于本程序只需在監(jiān)測到有撥號連接事件發(fā)生時向客戶機發(fā)送通知消息即可：

char buffer[1]={'a'}; send(newskt,buffer,1,0);//向客戶機發(fā)送字符a，表示現(xiàn)在服務(wù)器正在撥號。

　　6． 關(guān)閉套接字

　　在全部通訊完成之后，在退出程序之前需要調(diào)用closesocket();函數(shù)把創(chuàng)建的套接字關(guān)閉。

　　（三）客戶機端的程序設(shè)計

　　客戶機的編程要相對簡單許多，全部通訊過程只需以下四步：

　　1． 創(chuàng)建套接字
　　2． 建立連接
　　3． 發(fā)送/接收
　　4． 關(guān)閉套接字

　　具體實現(xiàn)過程同服務(wù)器編程基本類似，只是由于需要接收數(shù)據(jù)，因此待監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)事件為FD_CLOSE和FD_READ，在消息響應(yīng)函數(shù)中可以通過對消息參數(shù)的低位字節(jié)進行判斷而區(qū)分出具體發(fā)生是何種網(wǎng)絡(luò)事件，并對其做出響應(yīng)的反應(yīng)。下面結(jié)合部分主要實現(xiàn)代碼對實現(xiàn)過程進行解釋：

…… m_ServIP=SERVERIP; //指定服務(wù)器的IP地址 m_Port=htons(USERPORT); //指定服務(wù)器的端口號 if((IPaddr=inet_addr(m_ServIP))==INADDR_NONE) //轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)地址 return FALSE; else { sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //創(chuàng)建套接字 sockin.sin_family=AF_INET; //填充結(jié)構(gòu) sockin.sin_addr.S_un.S_addr=IPaddr; sockin.sin_port=m_Port; connect(sock,(LPSOCKADDR)&sockin,sizeof(sockin)); //建立連接 //設(shè)定異步選擇事件 WSAAsyncSelect(sock,m_hWnd,WM_SOCKET_MSG,FD_CLOSE|FD_READ); //在這里可以通過震鈴、彈出對話框等方式通知客戶已經(jīng)連上服務(wù)器 } …… //網(wǎng)絡(luò)事件的消息處理函數(shù) int message=lParam & 0x0000FFFF;//取消息參數(shù)的低位 switch(message) //判斷發(fā)生的是何種網(wǎng)絡(luò)事件 { case FD_READ: //讀事件 AfxBeginThread(Read,NULL); break; case FD_CLOSE: //服務(wù)器關(guān)閉事件 …… break; }

　　在讀事件的消息處理過程中，單獨為讀處理過程開辟了一個線程，在該線程中接收從服務(wù)器發(fā)送過來的信息，并通過震鈴、彈出對話框等方式通知客戶端現(xiàn)在服務(wù)器正在撥號：

…… int a=recv(pView->sock,cDataBuffer,1,0); //接收從服務(wù)器發(fā)送來的消息 if(a>0) AfxMessageBox("撥號連接已啟動!"); //通知用戶 ……

三、必要的完善

　　前面只是介紹了程序設(shè)計的整體框架和設(shè)計思路，僅僅是一個雛形，有許多重要的細節(jié)沒有完善，不能用于實際使用。下面就對一些完全必要的細節(jié)做適當?shù)耐晟疲?BR>
　　（一） 界面的隱藏

　　由于本程序系自動檢測、自動通知，完全不需要人工干預(yù)，因此可以將其視為后臺運行的服務(wù)程序，因此程序主界面現(xiàn)在已無存在的必要，可以在應(yīng)用程序類的初始化實例函數(shù)InitInstance()中將ShowWindow();的參數(shù)SW_SHOW改成SW_HIDE即可。當需要有對話框彈出通知用戶時僅對話框出現(xiàn)，主界面仍隱藏，因此是完全可行的。

　　（二） 自啟動的實現(xiàn)

　　由于服務(wù)端軟件需要時刻監(jiān)視有無進行撥號連接，所以必須具缸云舳奶匭浴６突Ф巳砑捎誚郵障⒑屯ㄖ突Ф伎梢宰遠瓿?，因此染J芫弒缸云舳匭栽蚩梢醞耆牙胗沒У母稍ざ〉媒細叩淖遠潭?。设置自启动的虆Q裕梢源右韻錄父鐾揪都右鑰悸牽?BR>
　　1． 在"啟動"菜單上添加指向程序的快捷方式。
　　
　　2． 在Autoexec.bat中添加啟動程序的命令行。

　　3． 在Win.ini中的[windows]節(jié)的run項目后添加程序路徑。

　　4． 修改注冊表，添加鍵值的具體路徑為：

"HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run"

　　并將添加的鍵值修改為程序的存放路徑即可。以上幾種方法既可以手工添加，也可以通過編程使之自動完成。

　?。ㄈ?自動續(xù)聯(lián)

　　對于服務(wù)/客戶模式的網(wǎng)絡(luò)通訊程序普遍要求服務(wù)端要先于客戶端運行，而本系統(tǒng)的客戶、服務(wù)端均為自啟動，不能保證服務(wù)器先于客戶機啟動，而且本系統(tǒng)要求只要客戶機和服務(wù)器連接在網(wǎng)絡(luò)上就要不間斷保持連接，因此需要使客戶和服務(wù)端都要具備自動續(xù)聯(lián)的功能。

　　對于服務(wù)器端，當客戶端斷開時，需要關(guān)閉當前的套接字，并重新啟動一個新的套接字以等待客戶機的再次連接。這可以放在FD_CLOSE事件對應(yīng)的消息WM_SOCKET_MSG的消息響應(yīng)函數(shù)中來完成。而對于客戶端，如果先于服務(wù)器而啟動，則connect（）函數(shù)將返回失敗，因此可以在程序啟動時用SetTimer()設(shè)置一個定時器，每隔一段時間（10秒）就試圖連接服務(wù)器一次，當connect()函數(shù)返回成功即服務(wù)器已啟動并與之連接上之后可以用KillTimer()函數(shù)將定時器關(guān)閉。另外當服務(wù)器關(guān)閉時需要再次開啟定時器，以確保當服務(wù)器再次運行時能與之建立連接，可以通過響應(yīng)FD_CLOSE事件來捕獲該事件的發(fā)生。

　　小結(jié)：本文通過Windows Sockets API實現(xiàn)了基于TCP/IP協(xié)議的面向連接的流式套接字的網(wǎng)絡(luò)通訊程序的設(shè)計，通過網(wǎng)絡(luò)通訊程序的支持可以把服務(wù)器捕獲到的撥號連接發(fā)生的事件及時通知給客戶端，最后通過對一些必要的細節(jié)的完善很好解決了在局域網(wǎng)上能及時得到服務(wù)器撥號連接的消息通知。本文所述程序在Windows 98 SE下，由Microsoft Visual C++ 6.0編譯通過；使用的代理服務(wù)器軟件為WinGate 4.3.0；上網(wǎng)方式為撥號上網(wǎng)。

VC++編程實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)嗅探器

引言

　　從事網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)人員和相當一部分準黑客（指那些使用現(xiàn)成的黑客軟件進行攻擊而不是根據(jù)需要去自己編寫代碼的人）都一定不會對網(wǎng)絡(luò)嗅探器（sniffer）感到陌生，網(wǎng)絡(luò)嗅探器無論是在網(wǎng)絡(luò)安全還是在黑客攻擊方面均扮演了很重要的角色。通過使用網(wǎng)絡(luò)嗅探器可以把網(wǎng)卡設(shè)置于混雜模式，并可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的捕獲與分析。此分析結(jié)果可供網(wǎng)絡(luò)安全分析之用，但如為黑客所利用也可以為其發(fā)動進一步的攻擊提供有價值的信息?？梢?，嗅探器實際是一把雙刃劍。 雖然網(wǎng)絡(luò)嗅探器技術(shù)被黑客利用后會對網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)成一定的威脅，但嗅探器本身的危害并不是很大，主要是用來為其他黑客軟件提供網(wǎng)絡(luò)情報，真正的攻擊主要是由其他黑軟來完成的。而在網(wǎng)絡(luò)安全方面，網(wǎng)絡(luò)嗅探手段可以有效地探測在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包信息，通過對這些信息的分析利用是有助于網(wǎng)絡(luò)安全維護的。權(quán)衡利弊，有必要對網(wǎng)絡(luò)嗅探器的實現(xiàn)原理進行介紹。

　　嗅探器設(shè)計原理

　　嗅探器作為一種網(wǎng)絡(luò)通訊程序，也是通過對網(wǎng)卡的編程來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊的，對網(wǎng)卡的編程也是使用通常的套接字（socket）方式來進行。但是，通常的套接字程序只能響應(yīng)與自己硬件地址相匹配的或是以廣播形式發(fā)出的數(shù)據(jù)幀，對于其他形式的數(shù)據(jù)幀比如已到達網(wǎng)絡(luò)接口但卻不是發(fā)給此地址的數(shù)據(jù)幀，網(wǎng)絡(luò)接口在驗證投遞地址并非自身地址之后將不引起響應(yīng)，也就是說應(yīng)用程序無法收取到達的數(shù)據(jù)包。而網(wǎng)絡(luò)嗅探器的目的恰恰在于從網(wǎng)卡接收所有經(jīng)過它的數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包即可以是發(fā)給它的也可以是發(fā)往別處的。顯然，要達到此目的就不能再讓網(wǎng)卡按通常的正常模式工作，而必須將其設(shè)置為混雜模式。

　　具體到編程實現(xiàn)上，這種對網(wǎng)卡混雜模式的設(shè)置是通過原始套接字（raw socket）來實現(xiàn)的，這也有別于通常經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)流套接字和數(shù)據(jù)報套接字。在創(chuàng)建了原始套接字后，需要通過setsockopt()函數(shù)來設(shè)置IP頭操作選項，然后再通過bind()函數(shù)將原始套接字綁定到本地網(wǎng)卡。為了讓原始套接字能接受所有的數(shù)據(jù)，還需要通過ioctlsocket()來進行設(shè)置，而且還可以指定是否親自處理IP頭。至此，實際就可以開始對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進行嗅探了，對數(shù)據(jù)包的獲取仍象流式套接字或數(shù)據(jù)報套接字那樣通過recv()函數(shù)來完成。但是與其他兩種套接字不同的是，原始套接字此時捕獲到的數(shù)據(jù)包并不僅僅是單純的數(shù)據(jù)信息，而是包含有 IP頭、 TCP頭等信息頭的最原始的數(shù)據(jù)信息，這些信息保留了它在網(wǎng)絡(luò)傳輸時的原貌。通過對這些在低層傳輸?shù)脑夹畔⒌姆治隹梢缘玫接嘘P(guān)網(wǎng)絡(luò)的一些信息。由于這些數(shù)據(jù)經(jīng)過了網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的打包，因此需要根據(jù)其附加的幀頭對數(shù)據(jù)包進行分析。下面先給出結(jié)構(gòu).數(shù)據(jù)包的總體結(jié)構(gòu)：

數(shù)據(jù)包
IP頭	TCP頭（或其他信息頭）	數(shù)據(jù)

　　數(shù)據(jù)在從應(yīng)用層到達傳輸層時，將添加TCP數(shù)據(jù)段頭，或是UDP數(shù)據(jù)段頭。其中UDP數(shù)據(jù)段頭比較簡單，由一個8字節(jié)的頭和數(shù)據(jù)部分組成，具體格式如下：

16位	16位
源端口	目的端口
UDP長度	UDP校驗和

　　而TCP數(shù)據(jù)頭則比較復(fù)雜，以20個固定字節(jié)開始，在固定頭后面還可以有一些長度不固定的可選項，下面給出TCP數(shù)據(jù)段頭的格式組成：

16位								16位
源端口								目的端口
順序號
確認號
TCP頭長	（保留）7位	URG	ACK	PSH	RST	SYN	FIN	窗口大小
校驗和								緊急指針
可選項（0或更多的32位字）
數(shù)據(jù)（可選項）

　　對于此TCP數(shù)據(jù)段頭的分析在編程實現(xiàn)中可通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)_TCP來定義：

typedef struct _TCP{ WORD SrcPort; // 源端口 WORD DstPort; // 目的端口 DWORD SeqNum; // 順序號 DWORD AckNum; // 確認號 BYTE DataOff; // TCP頭長 BYTE Flags; // 標志（URG、ACK等） WORD Window; // 窗口大小 WORD Chksum; // 校驗和 WORD UrgPtr; // 緊急指針 } TCP; typedef TCP *LPTCP; typedef TCP UNALIGNED * ULPTCP;

　　在網(wǎng)絡(luò)層，還要給TCP數(shù)據(jù)包添加一個IP數(shù)據(jù)段頭以組成IP數(shù)據(jù)報。IP數(shù)據(jù)頭以大端點機次序傳送，從左到右，版本字段的高位字節(jié)先傳輸（SPARC是大端點機；Pentium是小端點機）。如果是小端點機，就要在發(fā)送和接收時先行轉(zhuǎn)換然后才能進行傳輸。IP數(shù)據(jù)段頭格式如下：

16位			16位
版本	IHL	服務(wù)類型	總長
標識			標志	分段偏移
生命期		協(xié)議	頭校驗和
源地址
目的地址
選項（0或更多）

　　同樣，在實際編程中也需要通過一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示此IP數(shù)據(jù)段頭，下面給出此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義：

typedef struct _IP{ union{ BYTE Version; // 版本 BYTE HdrLen; // IHL }; BYTE ServiceType; // 服務(wù)類型 WORD TotalLen; // 總長 WORD ID; // 標識 union{ WORD Flags; // 標志 WORD FragOff; // 分段偏移 }; BYTE TimeToLive; // 生命期 BYTE Protocol; // 協(xié)議 WORD HdrChksum; // 頭校驗和 DWORD SrcAddr; // 源地址 DWORD DstAddr; // 目的地址 BYTE Options; // 選項 } IP; typedef IP * LPIP; typedef IP UNALIGNED * ULPIP;

　　在明確了以上幾個數(shù)據(jù)段頭的組成結(jié)構(gòu)后，就可以對捕獲到的數(shù)據(jù)包進行分析了。

嗅探器的具體實現(xiàn)

　　根據(jù)前面的設(shè)計思路，不難寫出網(wǎng)絡(luò)嗅探器的實現(xiàn)代碼，下面就給出一個簡單的示例，該示例可以捕獲到所有經(jīng)過本地網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)包，并可從中分析出協(xié)議、IP源地址、IP目標地址、TCP源端口號、TCP目標端口號以及數(shù)據(jù)包長度等信息。由于前面已經(jīng)將程序的設(shè)計流程講述的比較清楚了，因此這里就不在贅述了，下面就結(jié)合注釋對程序的具體是實現(xiàn)進行講解，同時為程序流程的清晰起見，去掉了錯誤檢查等保護性代碼。主要代碼實現(xiàn)清單為：

// 檢查 Winsock 版本號，WSAData為WSADATA結(jié)構(gòu)對象 WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &WSAData); // 創(chuàng)建原始套接字 sock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW)); // 設(shè)置IP頭操作選項，其中flag 設(shè)置為ture，親自對IP頭進行處理 setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char*)&flag, sizeof(flag)); // 獲取本機名 gethostname((char*)LocalName, sizeof(LocalName)-1); // 獲取本地 IP 地址 pHost = gethostbyname((char*)LocalName)); // 填充SOCKADDR_IN結(jié)構(gòu) addr_in.sin_addr = *(in_addr *)pHost->h_addr_list[0]; //IP addr_in.sin_family = AF_INET; addr_in.sin_port = htons(57274); // 把原始套接字sock 綁定到本地網(wǎng)卡地址上 bind(sock, (PSOCKADDR)&addr_in, sizeof(addr_in)); // dwValue為輸入輸出參數(shù)，為1時執(zhí)行，0時取消 DWORD dwValue = 1; // 設(shè)置 SOCK_RAW 為SIO_RCVALL，以便接收所有的IP包。其中SIO_RCVALL // 的定義為： #define SIO_RCVALL _WSAIOW(IOC_VENDOR,1) ioctlsocket(sock, SIO_RCVALL, &dwValue);

　　前面的工作基本上都是對原始套接字進行設(shè)置，在將原始套接字設(shè)置完畢，使其能按預(yù)期目的工作時，就可以通過recv()函數(shù)從網(wǎng)卡接收數(shù)據(jù)了，接收到的原始數(shù)據(jù)包存放在緩存RecvBuf[]中，緩沖區(qū)長度BUFFER_SIZE定義為65535。然后就可以根據(jù)前面對IP數(shù)據(jù)段頭、TCP數(shù)據(jù)段頭的結(jié)構(gòu)描述而對捕獲的數(shù)據(jù)包進行分析：

while (true) { // 接收原始數(shù)據(jù)包信息 int ret = recv(sock, RecvBuf, BUFFER_SIZE, 0); if (ret > 0) { // 對數(shù)據(jù)包進行分析，并輸出分析結(jié)果 ip = *(IP*)RecvBuf; tcp = *(TCP*)(RecvBuf + ip.HdrLen); TRACE("協(xié)議： %s\r\n",GetProtocolTxt(ip.Protocol)); TRACE("IP源地址： %s\r\n",inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.SrcAddr)); TRACE("IP目標地址: %s\r\n",inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.DstAddr)); TRACE("TCP源端口號： %d\r\n",tcp.SrcPort); TRACE("TCP目標端口號：%d\r\n",tcp.DstPort); TRACE("數(shù)據(jù)包長度： %d\r\n\r\n\r\n",ntohs(ip.TotalLen)); } }

　　其中，在進行協(xié)議分析時，使用了GetProtocolTxt()函數(shù)，該函數(shù)負責(zé)將IP包中的協(xié)議（數(shù)字標識的）轉(zhuǎn)化為文字輸出，該函數(shù)實現(xiàn)如下：

#define PROTOCOL_STRING_ICMP_TXT "ICMP" #define PROTOCOL_STRING_TCP_TXT "TCP" #define PROTOCOL_STRING_UDP_TXT "UDP" #define PROTOCOL_STRING_SPX_TXT "SPX" #define PROTOCOL_STRING_NCP_TXT "NCP" #define PROTOCOL_STRING_UNKNOW_TXT "UNKNOW" …… CString CSnifferDlg::GetProtocolTxt(int Protocol) { switch (Protocol){ case IPPROTO_ICMP : //1 /* control message protocol */ return PROTOCOL_STRING_ICMP_TXT; case IPPROTO_TCP : //6 /* tcp */ return PROTOCOL_STRING_TCP_TXT; case IPPROTO_UDP : //17 /* user datagram protocol */ return PROTOCOL_STRING_UDP_TXT; default: return PROTOCOL_STRING_UNKNOW_TXT; }

　　最后，為了使程序能成功編譯，需要包含頭文件winsock2.h和ws2tcpip.h。在本示例中將分析結(jié)果用TRACE()宏進行輸出，在調(diào)試狀態(tài)下運行，得到的一個分析結(jié)果如下：

協(xié)議： UDP
IP源地址： 172.168.1.5
IP目標地址: 172.168.1.255
TCP源端口號： 16707
TCP目標端口號：19522
數(shù)據(jù)包長度： 78
……
協(xié)議： TCP
IP源地址： 172.168.1.17
IP目標地址: 172.168.1.1
TCP源端口號： 19714
TCP目標端口號：10
數(shù)據(jù)包長度： 200
……

　　從分析結(jié)果可以看出，此程序完全具備了嗅探器的數(shù)據(jù)捕獲以及對數(shù)據(jù)包的分析等基本功能。

　　小結(jié)

　　本文介紹的以原始套接字方式對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行捕獲的方法實現(xiàn)起來比較簡單，尤其是不需要編寫VxD虛擬設(shè)備驅(qū)動程序就可以實現(xiàn)抓包，使得其編寫過程變的非常簡便，但由于捕獲到的數(shù)據(jù)包頭不包含有幀信息，因此不能接收到與 IP 同屬網(wǎng)絡(luò)層的其它數(shù)據(jù)包, 如 ARP數(shù)據(jù)包、RARP數(shù)據(jù)包等。在前面給出的示例程序中考慮到安全因素，沒有對數(shù)據(jù)包做進一步的分析，而是僅僅給出了對一般信息的分析方法。通過本文的介紹，可對原始套接字的使用方法以及TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)原理等知識有一個基本的認識。本文所述代碼在Windows 2000下由Microsoft Visual C++ 6.0編譯調(diào)試通過。