网络程序设计实验4单播通信实验.doc

网络程序设计实验报告 实验名称：单播通信实验 实验类型：设计型 指导教师： 专业班级： 姓 名： 学 号： 电子邮件： 实验地点： 实 验 日 期： 年 月 日实验成绩：_ 一、实验目的l 掌握TCP服务器程序和客户程序的编程流程； 熟悉面向连接的C/S程序使用的winsock API。二、实验设计实验内容：1、编写一个TCP回显服务器，将收到的客户端信息发送给客户端，同时能在同客户端建立连接后显示客户端地址信息和当前连接数。2、编写一个TCP客户端程序能连接到你编写的服务器，接收服务器信息。主函数使用int main(int argc,char* argv)形式传入服务器IP地址和端口。3、测试你编写的程序，将测试数据、测试结果和结果分析写入实验报告。实验步骤：1) 创建套接字函数socketSOCKET socket（int af，int type，int protocol）；/由于采用流套接字进行数据传输，因此type参数必须设置为SOCK_STREAM，protocol参数必须设置为IPPROTO_TCP。2) 绑定本地地址到所创建的套接字函数bindint bind（SOCKET s，const struct sockaddr* name，int namelen）；3) 监听网络连接请求函数listenint listen（SOCKET s，int backlog）；4) 连接请求函数connectint connect（SOCKET s，const struct sockaddr FAR* name，int namelen）；5) 接受请求函数acceptSOCKET accept（SOCKET s，struct sockaddr* addr，int* addrlen）；6) 发送数据函数sendint send（SOCKET s，const char* buf，int len，int flags）；7) 接收数据函数recvint recv（SOCKET s，char* buf，int len，int flags）；8) 关闭套接字函数closesocketint closesocket（SOCKET s）；3、 实验过程（包含实验结果）1) 服务端通过socket()函数建立的套接字sListen与在accept函数返回后得到的新套接字sClient是两个不同的套接字，区别在于：前者用于服务端监听连接，在服务端主进程中只创建一次，并且绑定一个固定的端口号，以便客户端根据该端口号进行连接；后者用于与具体某个发起连接请求的客户端进行数据的交换。它们之间的联系在于：套接字sListen在监听到连接后，会将该连接的相关请求放到一个缓冲区中，套接字sClient在处理完上一个连接后，会查询该缓冲区的状态，并据此决定是否需要开始一次新的通信过程。请对照图3-3认真领会服务端两类套接字的作用。2) 每个客户在建立连接后，可与服务端负责数据通信的套接字sClient进行多次数据交换，只有在所有数据交换完成后，由任一方执行closesocket()，双方才会关闭该次连接，并释放对应的套接字。 流程图： ServerClientSocket()bind()Recvfrom()阻塞，等待客户连接请求处理服务请求Sendto()Closesocket()Socket()bind()Sendto()Recvfrom()Closesocket()服务请求服务应答socket（），建立流式套接字，返回套接字句柄sListen。bind（），关联一个本地地址到套接字sListen。listen（），设置backlog值，进入监听状态。accept（），等待接受客户连接请求。建立连接，accept函数返回，得到新的套接字，如sClient。recv()/send()，在套接字sClient上收发数据，直到完成交换。closesocket（），关闭套接字sClient。closesocket（），关闭监听套接字sListen，服务结束。服务端socket（），建立流式套接字s。connect（），将套接字s与服务器连接。recv（）/send（），在套接字s上收发数据，直到数据完成交换。closesocket（），关闭套接字s，结束TCP对话。客户端运行结果截图： 4、 讨论与分析1、 accept()函数，connect（ ）函数会阻塞吗？如果阻塞，说明在什么情况下阻塞。 请给出在VC环境下的验证方法。答：accept()函数：请求队列为空就阻塞；不为空就不会阻塞。 connect（）函数：不会阻塞，如果没服务器处理，过一会儿其就会自动返回，连接失败，不会坚持到底。2、 connect()函数调用触发什么过程？答：触发三次握手过程。3、 你在服务端和客户端分别使用了哪些Winsock API函数，起什么作用？答：服务端：recv（）接收数据函数； bind（）绑定本地地址到所创建的套接字函数；listen（）进入监听状态； accept（）等待接受客户连接请求；send（）发送数据函数客户端：bind() 可以使用来绑定，也可以不用。connect（）将套接字与服务器连接。 recv（）/send（）在套接字上收发数据，直到数据完成交换。 5、 实验者自评（从实验设计、实验过程、对实验知识点的理解上给出客观公正的自我评价） 通过此次实验我对tcp协议有了更深的理解。六、附录：关键代码（给出适当注释，可读性高） Client/ TcpClient.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。/#include stdafx.h#include stdafx.h#include #include #include using namespace std; #pragma comment(lib,WS2_32.lib) #define BUF_SIZE 64 / 缓冲区大小 int main(int argc, CHAR* argv)WSADATA wsd;/ 用于初始化Windows Socket SOCKET sHost;/ 与服务器进行通信的套接字 SOCKADDR_IN servAddr;/ 服务器地址 char bufBUF_SIZE;/ 用于接受数据缓冲区 int retVal;/ 调用各种Socket函数的返回值 / 初始化Windows Socket if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0) printf(WSAStartup failed !n); return 1; / 创建套接字 sHost = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP); if(INVALID_SOCKET = sHost) printf(socket failed !n); WSACleanup(); return -1; / 设置套接字为非阻塞模式int iMode = 1;retVal = ioctlsocket(sHost, FIONBIO, (u_long FAR*) &iMode);if(retVal = SOCKET_ERROR)printf(ioctlsocket failed !n);WSACleanup();return -1; / 设置服务器地址 servAddr.sin_family = AF_INET; servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(/*127.0.0.1*/argv1);/ 用户需要根据实际情况修改 servAddr.sin_port = htons(/*9990*/atoi(argv2);/ 在实际应用中，建议将服务器的IP地址和端口号保存在配置文件中 int sServerAddlen = sizeof(servAddr);/ 计算地址的长度 / 循环等待while(true)/ 连接服务器 Sleep( 200 );retVal = connect(sHost,(SOCKADDR*)&servAddr,sizeof(servAddr); Sleep( 200 );if(SOCKET_ERROR = retVal) int err = WSAGetLastError();if(err = WSAEWOULDBLOCK | err = WSAEINVAL)/ 无法立即完成非阻塞套接字上的操作/Sleep(500);continue;else if(err = WSAEISCONN)/ 已建立连接break;elsecontinue;/printf(connect failed !n); /closesocket(sHost); /WSACleanup(); /return -1; / 循环向服务器发送字符串，并显示反馈信息。/ 发送quit将使服务器程序退出，同时客户端程序自身也将退出while(true)/ 向服务器发送数据 printf(Please input a string to send:n );/ 接收输入的数据std:string str;cinstr;/ 将用户输入的数据复制到buf中ZeroMemory(buf,BUF_SIZE); strcpy(buf,str.c_str(); / 循环等待while(true)/ 向服务器发送数据retVal = send(sHost,buf,strlen(buf),0); if(SOCKET_ERROR = retVal) int err = WSAGetLastError();if(err = WSAEWOULDBLOCK)/ 无法立即完成非阻塞套接字上的操作Sleep(500);continue;elseprintf(send failed !n); closesocket(sHost); WSACleanup(); return -1; break; while(true)ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);/ 清空接收数据的缓冲区retVal = recv(sHost,buf,sizeof(buf),0); / 接收服务器回传的数据 if(SOCKET_ERROR = retVal) int err = WSAGetLastError();/ 获取错误编码if(err = WSAEWOULDBLOCK)/ 接收数据缓冲区暂无数据Sleep(100);/printf(waiting back msg !n);continue;else if(err = WSAETIMEDOUT | err = WSAENETDOWN)printf(recv failed !n); closesocket(sHost); WSACleanup(); return -1;break; break;/ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);/ 清空接收数据的缓冲区/retVal = recv(sHost,buf,sizeof(buf)+1,0); / 接收服务器回传的数据 printf(Recv From Server: %sn,buf); / 如果收到quit，则退出if(strcmp(buf, quit) = 0)printf(quit!n);break; / 释放资源 closesocket(sHost); WSACleanup(); / 暂停，按任意键继续system(pause); return 0; Sever/ TcpServer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。/#include stdafx.h #include #include #include using namespace std;#pragma comment(lib,WS2_32.lib) #define BUF_SIZE 64 / 缓冲区大小int num = 0;sockaddr_in addrClient;/ 客户端地址DWORD WINAPI AnswerThread(LPVOID lparam) char bufBUF_SIZE;/ 用于接受客户端数据的缓冲区 int retVal;/ 调用各种Socket函数的返回值 SOCKET sClient=(SOCKET)(LPVOID)lparam; / 循环接收客户端的数据，直接客户端发送quit命令后退出。 while(true)ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);/ 清空接收数据的缓冲区retVal = recv(sClient,buf,BUFSIZ,0);/ 接收来自客户端的数据，因为是非阻塞模式，所以即使没有数据也会继续if(SOCKET_ERROR = retVal) int err = WSAGetLastError();/ 获取错误编码if(err = WSAEWOULDBLOCK)/ 接收数据缓冲区暂无数据Sleep(100);continue;else if(err = WSAETIMEDOUT | err = WSAENETDOWN)printf(recv failed !n); closesocket(sClient); WSACleanup(); return -1; / 获取当前系统时间SYSTEMTIME st;GetLocalTime(&st);char sDateTime30;sprintf(sDateTime, %4d-%2d-%2d %2d:%2d:%2d,st.wYear,st.wMonth,st.wDay,st.wHour,st.wMinute,st.wSecond);/ 打印输出的信息printf(%s, Recv From Client %s:%d :%sn, sDateTime, inet_ntoa(addrClient.sin_addr), addrClient.sin_port, buf); /*if (buf0 = q&buf1 = u&buf2 = i&buf3 = t)num-;cout 当前连接数： num endl;*/ 如果客户端发送quit字符串，则服务器退出if(strcmp(buf, quit) = 0)num-;cout 当前连接数： num endl;retVal = send(sClient,quit,strlen(quit),0); break;else/ 否则向客户端发送回显字符串char msgBUF_SIZE; sprintf(msg, Message received - %s, buf); while(true)/ 向服务器发送数据retVal = send(sClient, msg, strlen(msg),0); if(SOCKET_ERROR = retVal) int err = WSAGetLastError();if(err = WSAEWOULDBLOCK)/ 无法立即完成非阻塞套接字上的操作Sleep(500);continue;elseprintf(send failed !n); closesocket(sClient); WSACleanup(); return -1; break; / 关闭套接字 closesocket(sClient); return 0;int _tmain(int argc, _TCHAR* argv)WSADATA wsd;/ WSADATA变量，用于初始化Windows Socket SOCKET sServer;/ 服务器套接字，用于监听客户端请求 SOCKET sClient;/ 客户端套接字，用于实现与客户端的通信 int retVal;/ 调用各种Socket函数的返回值 / 初始化套接字动态库 if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0) printf(WSAStartup failed !n); return 1; / 创建用于监听的套接字 sServer = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, IPPROTO_IP); if(INVALID_SOCKET = sServer) printf(socket failed !n); WSACleanup(); return -1; / 设置套接字为非阻塞模式int iMode = 1;retVal = ioctlsocket(sServer, FIONBIO, (u_long FAR*) &iMode);if(retVal = SOCKET_ERROR)printf(ioctlsocket failed !n);WSACleanup();return -1; / 设置服务器套接字地址 SOCKADDR_IN addrServ; addrServ.sin_family = AF_INET; addrServ.sin_port = htons(9990);/ 监听端口为9990 addrServ.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY); / 绑定套接字sServer到本地地址，端口9990 retVal = bind(sServer,(const struct sockaddr*)&addr