C++网络socket编程指南

Socket使用Win32API1精选课件一個網路通訊程式2精选课件什麼是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3精选课件Socket函式，指定通訊協定4精选课件socket()函式intSOCKET

socket(

int

af, int

type, int

protocol

);

af：位址資料族系(family)，用不同方式表示網路位址type：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socketdescriptor (socket描述子)5精选课件選項設定af:選擇AF_INET Internetaddressfamily 對應的網路位址資料格式是 unsignedlong(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

6精选课件範例SOCKETsock; //宣告sock=socket( //設定 AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);7精选课件Bind函式，指定本地端位置8精选课件Bind()函式int

bind( SOCKET

s, conststructsockaddr*

name, int

namelen

);s:指定好通訊協定的socketname:指定本地端位址，資料格式為sockaddrnamelen:name之資料長度(單位byte)回傳值：-1表錯誤，否則為09精选课件Sockaddr_in格式(IPv4用)structsockaddr_in{

shortsin_family;

u_shortsin_port; structin_addrsin_addr; charsin_zero[8];};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_zero[8]:目前沒用處，保留以後使用10精选课件in_addr格式typedefstructin_addr{

union{ struct{u_chars_b1,s_b2,s_b3,s_b4;}S_un_b;

struct{u_shorts_w1,s_w2;}S_un_w;

u_longS_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_longS_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#defines_addrS_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unsignedlong11精选课件範例SOCKETSock;sockaddr_insaServer;Sock=socket( AF_INET, 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5150portsaServer.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));12精选课件Listen函式設定socket等待外部連線

listen()是使Socket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，listensocket則繼續存在等待其他Client，直到關閉為止。13精选课件

listen()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014精选课件Accept函式接受外部連線BlockingNon-blocking15精选课件Accept()函式SOCKET

accept(

SOCKET

s, structsockaddr*

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listensocket本身並沒有辦法作資料的傳輸，所以必須透過accept()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16精选课件範例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("Errorlisteningonsocket.\n");//宣告一個用來和Client連線用的socketSOCKETAcceptSocket;//接受外部連線while(1){ AcceptSocket=SOCKET_ERROR; //尚未取得socketdescriptor，等待外部連線進入時重設 while(AcceptSocket==SOCKET_ERROR){ AcceptSocket=accept(ListenSocket,NULL,NULL); } printf("Clientconnected.\n"); break;}17精选课件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-wayhandshake)機制： 1.Client向Server提出連線要求(connect()) 2.Server若接到要求，則回應Clinet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18精选课件connect()函式

int

connect(

SOCKET

s, conststructsockaddr*

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019精选课件recv(),send()函式處理資料收送 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20精选课件recv()函式

int

recv(

SOCKET

s, char*

buf, int

len, int

flags

);

s：一個建立連線成功的socket

buf：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，否則傳回接受到資料的長度(byte)21精选课件send()函式 int

send(

SOCKET

s, constchar*

buf, int

len, int

flags);

s：一個建立連線成功的socket

buf：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)22精选课件範例 //Server端 intbytesSent; intbytesRecv=SOCKET_ERROR; charsendbuf[32]="Server:SendingData."; charrecvbuf[32]=""; bytesRecv=recv(m_socket,recvbuf,32,0); printf("BytesRecv:%ld\n",bytesRecv); bytesSent=send(m_socket,sendbuf,strlen(sendbuf),0); printf("BytesSent:%ld\n",bytesSent); //Client端 intbytesSent; intbytesRecv=SOCKET_ERROR; charsendbuf[32]="Client:Sendingdata."; charrecvbuf[32]=""; bytesSent=send(m_socket,sendbuf,strlen(sendbuf),0); printf("BytesSent:%ld\n",bytesSent); while(bytesRecv==SOCKET_ERROR){ bytesRecv=recv(m_socket,recvbuf,32,0); if(bytesRecv==0||bytesRecv==WSAECONNRESET){ printf("ConnectionClosed.\n"); break; } if(bytesRecv<0)return; printf("BytesRecv:%ld\n",bytesRecv); }23精选课件closesocket(),shutdown()函式中斷連線

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slidingwindow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BSDsocket中的close()是相同的24精选课件closesocket()與shutdown()函式

int

closesocket(

SOCKET

s

);

int

shutdown(

SOCKET

s, int

how

);

s：使用中的socket

how：控制socket工作的方式 SD_RECEIVE禁止輸入(disablerecv()函式) SD_SEND禁止輸出(disablesend()函式) SD_BOTH雙向禁止 回傳值：-1表錯誤，否則傳回025精选课件Server-ClientModelrecv()send()26精选课件WINSOCKETS#include<winsock2.h>27精选课件WINSOCKETSWSADATAwsadata;if(WSAStartup(0x101,(LPWSADATA)&wsadata)!=0){fprintf(stderr,"echo_srv:can'tuseWinSockDLL\n"); exit(1); }28精选课件WINSOCKETS WSACleanup();29精