windows网络通信实现技术_课件.ppt

1、陈 兵 Email: cb_ 南京航空航天大学 计算机网络研究室 2008,网络通信实现技术,课程体系,计算机网络,通信基础,计算机,网络基础,TCP/IP,协议分析,网络与信息,安全,网络软件,通信技术,软件实验：停等协议ARQ实现、网络模拟器NS、SOCKET通信 硬件实验：网络工程，路由器和交换机,网络硬件,通信技术,教学目的及要求 掌握计算机网络通信编程技术 熟悉Unix/Linux环境的使用 教材 有关Socket编程技术 有关Unix/Linux使用手册 先修课程 计算机网络基础 TCPIP原理 评分标准 上机作业,Review,通信方式: 单播 unicast 组播 multic

2、ast 广播 broadcast 网络体系结构： 分层 服务、协议和接口 ISO/OSI TCP/IP TCPIP 地址：MAC/IP/域名 分层：网络层，传输层，应用层 协议：ARP/RARP IP ICMP TCP UDP 接口：SOCKET 传输层之上的接口,主要内容,计算模式简介 SOCKET编程技术 基本实验： 实验1：PING程序的实现 * 尾数0，1，2，9 实验2：TRACERT程序的实现 * 尾数3，4，5 实验3：SCANNER扫描程序实现* 尾数6，7，8， 高级实验 实验4：基于IP组播的通信实现 * 实验5：ARQ模拟程序实现 * 实验6：IP欺骗程序的实现 * 实验

3、7：Sniffer程序的实现* 实验8：HTTP代理程序的实现 * 实验9：简单FTP程序的实现 * DEMO,1 工作模式变迁,主机终端方式 一切由主机做主 文件服务器方式 磁盘共享 模式 减轻网络负载，查询 商业逻辑放到Client 和模式 改进信息表示方式 三层构架，将商业逻辑放到Server 减轻安装维护工作,特点： 一切由主机做主 终端不能独立工作，使用主机的CPU、MEM等 终端之间不能直接通信 普通终端不支持GUI,工作模式的变迁：主机终端,工作模式的变迁：文件服务器,特点： 文件服务器用来进行大容量数据存储和共享 各主机有自己的资源，同时可以访问服务器的共享资源 网络流量较大，

4、如从服务器查找一条记录 主机之间可以直接通信,工作模式的变迁：C/S模式,特点： 将应用分成两部分 服务端负责数据处理和查询 客户端负责结果表示GUI 减轻网络负载，查询 商业逻辑在Client,瓶颈,工作模式的变迁：B/S模式,特点： 改进信息表示方式 三层构架，将商业逻辑放到Server 减轻安装维护工作,2 SOCKET编程技术,什么是SOCKET SOCKET域、类型、协议 SOCKET提供的服务及工作流程 SOCKET常用函数,SOCKET简介,什么是SOCKET SOCKET类型 工作流程 常用函数,什么是SOCKET？,是TCP/IP传输层的接口 是BSD UNIX提供的网络应用

5、编程接口 采用客户机/服务器的通信机制，使网络客户机方和服务器方通过Socket实现网络之间的连接和数据交换 提供了一系列的系统调用，使用这些系统调用可以实现TCP，UDP，ICMP和IP等多种网络协议之间的通信 FTP,Telnet使用TCP协议 SNMP使用UDP协议 各种组播和广播使用何种协议？ 可以构造典型的Client/Server模式应用,SOCKET应用,创建C/S方式的服务Service 如何决定一个服务？ IP Address Port Port分类 Well-known port （ 01023） FTP:20/21 telnet:23 Pop3:110 SMTP:25 R

6、egistered port Oracle：1521，1526 Sybase：5000,SOCKET域,AF_UNIX Unix domain sockets AF_INET Internet IP Protocol AF_IPX Novell IPX AF_APPLETALK Appletalk DDP AF_X25 Reserved for X.25 project . .,SOCKET类型,SOCK_STREAM stream (connection) socket SOCK_DGRAM datagram (conn.less) socket SOCK_RAW raw socket,pr

7、otocol,IPPROTO_IP Internet Protocol IPPROTO_ICMP Internet Control Message Protocol IPPROTO_IGMP Internet Group Management Protocol IPPROTO_TCP Transmission Control Protocol IPPROTO_UDP UserDataGram Protocol . .,Service,面向连接 无连接,无连接工作流程,面向连接的工作流程,SOCKET基本函数,创建SOCKET( C/S ) 绑定SOCKET( C/S ) 连接(C) 设置请求队

8、列(S) 从队列取一个请求(S) 发送数据( C/S ) 接收数据( C/S ) 关闭SOCKET( C/S ),SOCKET基本函数(1),名称：SOCKET 功能：创建一个SOCKET标识 格式：socket( int family，int type，int protocol)； 入口：family 可以选 AF_UNIX：UNIX 互连网协议； AF_INET：Internet 协议(常用)； AF_NS ： Xerox NS 协议； type可选： sock_STREAM：流管套 sock_DGRAM：数据报管套 sock_RAW：原始管套 protocol，一般为0 出口：0 soc

9、ket标识符,举例： STEP 1：通过vi创建一个test.c文件 #include #include main( ) int sd sd = socket( AF_INET，SOCK_STREAM ，0)； printf( “ sd = %s n”, sd ); STEP 2：通过cc编译并生成可执行文件 cc -o test test.c STEP 3：执行test文件，查看运行结果,SOCKET基本函数(2),名称：BIND 功能：为一个没有名字的套接字指定一个名字 格式：bind(int sockfd, struct sockaddr *myaddr, int addrlen) 入口

10、： sockfd:：已经创建的 socket标识符； myaddr：服务方地址，指明服务方的地址和服务端口号 addrlen：地址长度 出口：0 成功 #include,通用socket地址结构定义,struct sockaddr u_char sa_len; /*地址总长度*/ u_char sa_family; /*AF_INET:TCP/IP地址*/ char sa_data14; /*address*/ ,TCP/IP的socket地址结构定义,struct sockaddr_in u_char sin_len; /*地址总长度*/ u_char sin_family; u_short

11、 sin_port; /*协议端口号*/ struct in_addr sin_addr; /* IP addr*/ char sin_zero8; /*un_used*/ struct in_addr u_long s_addr; ,SOCKET基本函数(3),名称：CONNECT 功能：与服务器建立连接 格式：connect(int sockfd, struct sockaddr *servaddr, int addrlen); 入口： sockfd:：已经绑定的 socket标识符； servaddr：服务方地址，指明服务方的地址和服务端口号 addrlen：地址长度 出口：0 成功 #

12、include 备注：仅适用于Client,SOCKET基本函数(4),名称：LISTEN 功能：服务器设置请求队列数 格式：listen( sockfd, max_numb ); 入口： sockfd:：已经绑定的 socket标识符； max_numb：能同时处理的请求数 出口：0 成功 #include 备注：仅适用于 Server,SOCKET基本函数(5),名称：ACCEPT 功能：服务器从队列中取出一个请求进行处理 格式：new_sd = accept( sockfd ); 入口： sockfd:： socket标识符； 出口：0 新的socket标识符 #include 备注：仅

13、适用于 Server，以后客户方与服务方的通信均使用新的socket标识符，原标识符继续监听客户的请求,SOCKET基本函数(6),名称：SEND/RECV 功能：进行数据的发送和接收 格式： send(int sockfd, char *buff, int nbytes, int flag); recv(int sockfd, char *buff, int nbytes, int flags); 入口： sockfd:： socket标识符； buff：发送的内容或者接收缓冲区 nbytes：发送或者接收缓冲区的长度 flag：数据类型，缺省为0 MSG_OOB：发送或接收加急数据； MS

14、G_PEEK：观察输入报文； MSG_DONTROUTE：旁路路由选择； 出口：0 实际发送或接收的字符数,SOCKET基本函数(7),名称：CLOSE 功能：关闭Socket 格式：close( sockfd ); 入口： sockfd:： 欲关闭的socket标识符； 出口：0 成功 #include,基本函数综合举例 服务方,1)创建socket 2)绑定 3)设置监听队列 4)监听 5)接收一包数据，并显示 6)关闭socket,基本函数综合举例 客户方,1)创建socket 2)绑定 3)与服务方连接 4)发送一串信息Hello,World! 5)关闭socket,例：client端

15、,#include #include #include #include #include ,#include #include #define PROTOPORT 5193 /* default protocol port number */ extern int errno; char localhost = localhost; /* default host name */,main(argc, argv) int argc; char *argv ; struct hostent *ptrh; /* pointer to a host table entry */ struct pr

16、otoent *ptrp; /* pointer to a protocol table entry */ struct sockaddr_in sad; /* structure to hold an IP address */ int sd; /* socket descriptor */ int port; /* protocol port number */ char *host; /* pointer to host name */ int n; /* number of characters read */ char buf1000; /* buffer for data from

17、 the server */,memset(char *) ,/* Connect the socket to the specified server. */ if (connect(sd, (struct sockaddr *) /* Terminate the client program gracefully. */ ,例：server端,#include #include #include #include #include ,#include #include #define PROTOPORT 5193 /* default protocol port number */ #de

18、fine QLEN 6 /* 队列长 */ int visits = 0; /* 客户连接数 */,main(argc, argv) int argc; char *argv ; struct hostent *ptrh; /* pointer to a host table entry */ struct protoent *ptrp; /* pointer to a protocol table entry */ struct sockaddr_in sad; /* structure to hold servers address */ struct sockaddr_in cad; /

19、* structure to hold clients address */ int sd, sd2; /* socket descriptors */ int port; /* protocol port number */ int alen; /* length of address */ char buf1000; /* buffer for string the server sends */ Strcpy( buf, hello,world! ) ;,memset(char *) ,if (listen(sd, QLEN) 0) /* Specify size of request

20、queue */ fprintf(stderr,listen failedn); exit(1); while (1) /* Main server loop - accept and handle requests */ alen = sizeof(cad); if ( (sd2=accept(sd, (struct sockaddr *) ,实验：PING程序的实现,实验目的：理解ping程序的概念，熟练使用linux编程中的原始套接字 实验环境：linux,C语言 实验内容： 设计一个简单的PING程序，每隔1秒钟使用ICMP报文向目的IP地址发一个ICMP请求（长度由length指定）

21、，对方将返回一个ICMP应答，应答数据包通过循环调用函数recvfrom来接收。发送ICMP报文的次数由counts指定 Sping dstIP l length n counts,实验：TRACERT程序的实现,实验目的：理解tracert程序的概念，熟练使用linux编程中的原始套接字 实验环境：linux,C语言 实验内容： 设计一个简单的tracert程序。,实验：SCANNER简单网络扫描程序实现,实验目的：熟悉并实现网络扫描的基本原理。了解网络扫描的几种常用的方法。 实验环境：linux,C语言 实验内容： 用C语言编写一个在linux下扫描局域网内主机的程序。要求可以显示局域网内的主机名列表，IP地址列表，并可以显示哪些主机开放了哪些端口。,实验：基于IP组播的通信实现,实验目的：理解单播，广播，组播的基本原理。 实验环境：linux环境 C语言 实验内容： 由一个进程向一个组播组发送报文，组播组中的相关