【網路編程01】socket的基礎知識-簡單網路通信程式

1.什么是socket

　　socket(套接字),簡單來說是IP地址與埠(port)的組合，可以與遠程主機的應用程式進行通信，通過IP地址可以確定一臺主機，而通過埠則可以確定某一個應用程式，IP+埠則可以完全確定某臺主機的某個應用，socket起源于UNIX,類似一種特殊檔案，可以進行打開，關閉，讀寫操作，總而言之，有了socket就可以與網路上的主機進行通信，

2.TCP/UDP 協議

　　要進行網路通信，就要進行一定規則約束，TCP/UDP就是這樣的協議，規定了通信的規則，

　　TCP是可靠的，面向連接的雙向資料傳輸協議，可靠是指資料不會重復，也不會丟失，每當發送方發送一個資料給接收方時，如果接收方接收到了該資料，則會發送確認資訊給發送方表示”我已經收到該資料了，你可以發送下一條資料了“，收到確認資訊后，發送方才會發送下一條資料，這樣就可以確定資訊的無誤，雙向傳輸指雙方都可以作為發送方或接收方，

　　UDP是不可靠的，無連接的雙向傳輸協議，UDP協議只管發送資料，不會確認你有沒有收到，只負責發，不負責確認，所以是不可靠的，UDP適用于傳輸視頻之類的，視頻就算丟失一兩幀也不會有太大影響，

　　socket既可以是基于TCP,也可以是基于UDP的，根據需求選擇即可，

3.一個簡單的通信程式

　　用一個簡單的例子來說明socket的用法，用socket寫的程式一般分為，兩部分，一個是服務器端，一個是客戶端.

　　下面說明服務器端創建程序

　　1）.首先要有套接字才能進行通信，創建套接字的函式是

1 int socket(int af, int type, int protocol);

　　af:表示地址族，常用的有AF_INET表示使用IPV4地址，AF_INET6表示使用IPV6地址

　　type：傳輸型別常用有SOCK_STREAM ,SOCK_DGRAM，流式傳輸，報文傳輸

　　protocol:要使用的協議常用有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP，分別表示TCP,UDP協議

　　回傳一個套接字描述符，也就是一個整型，

　　2）.用bind()函式確定socket各種屬性

1 int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);  

　　sock:要系結的套接字

　　addr：SOCKADDR地址結構體，里面包含使用的協議，IP地址，埠等，要自己設定

　　addrlen：SOCKADDR的大小，可以用sizeof()獲取

　　下面的代碼展示創建一個套接字與系結的程序

1 //使用IPV4地址，TCP協議
2 serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
3 SOCKADDR_IN addr;
4 addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip過來連接都接受
5 addr.sin_family = AF_INET;//使用IPV4地址
6 addr.sin_port = htons(6666);//使用6666號埠
7 bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//將套接字與埠6666，設定接收的ip系結

　3）.listen函式監聽

　　設定屬性后，服務器端就可以開始監聽了，監控是否有客戶端請求連接，

　　函式原型

1 int listen(int sock, int backlog); 

　　sock：套接字

　　backlog：允許多少個客服端連接

　4）.accept函式等待連接

　　accept是一個阻塞函式，如果沒有客戶端清求連接會一直等待在這里

1 int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); 

　　sock:套接字，

　　addr:SOCKADDR 結構體

　　addrlen:addr的長度，可以用sizeof求到

　　要注意該函式的回傳值，它會回傳一個新的套接字，這個新的套接字是用來與客戶端通信的套接字，之前那個套接字是監聽的套接字，要分清楚，

　　5）.send/recv發送/接收資訊

　　與客戶端連接成功后就可以進行通信了，可以通信的函式有write/read,send/recv等，這里介紹send/recv

1 int send(int sockfd, const char *buf, size_t len, int flags);
2 
3 int recv(int sockfd, char*buf, size_t len, int flags);

　　sockfd:套接字

　　buf:發送資料的緩沖區

　　len:發送資料的長度

　　flags:標志，一般為零

　　6）.closesocket函式關閉套接字

　　closesocket()關閉套接字

　　下面是一個完整的服務器端的代碼

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<WinSock2.h>
 3 #pragma comment (lib,"ws2_32.lib")
 4 int main()
 5 {
 6     SOCKET serverSocket;//監視的套接字
 7     SOCKET newSocket;//用來通信的套接字
 8     SOCKADDR_IN newAddr;//保存客戶端的socket地址資訊
 9     SOCKADDR_IN addr;//地址結構體，包括ip port(埠)
10 
11     WSADATA data;    
12     WORD version;//socket版本
13     int info;
14     char buf[32];//資料緩沖區
15     /*
16        在使用socket之前要進行版本的設定和初始化
17        看不懂不用管
18     */
19     version = MAKEWORD(2, 2);//設定版本
20     info = WSAStartup(version, &data);
21     /*應用程式或DLL只能在一次成功的WSAStartup()呼叫之后
22            才能呼叫進一步的Windows Sockets API函式，
23         根據版本初始化 windows socket,回傳0表示成功
24     */
25 
26     if (info != 0)
27     {
28         printf("初始化失敗\n");
29         return -1;
30     }
31     if (LOBYTE(data.wVersion) != 2 || HIBYTE(data.wVersion) != 2)
32     {    
33         printf("加載失敗\n");
34         WSACleanup();
35         return 0;
36     }
37      //創建套接字，使用TCP協議
38     serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
39     addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip過來連接都接受
40     addr.sin_family = AF_INET;//使用ipv4的地址
41     addr.sin_port = htons(6666);//設定應用占用的埠
42     bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//將套接字與埠6666，接收的ip系結
43     listen(serverSocket, 3);//開始監聽，是否有客服端請求連接
44     printf("開始監聽，等待連接..........\n");
45     int len = sizeof(SOCKADDR);
46     newSocket=accept(serverSocket, (SOCKADDR*)&newAddr,&len);
47     sprintf(buf, "歡迎：%s 的用戶連接", inet_ntoa(newAddr.sin_addr));
48     send(newSocket, buf, 32, 0);//發送資訊
49     printf("連接成功，開始發送資訊..........\n");
50     recv(newSocket, buf, 32, 0);//接收資訊
51     printf("接收到的資訊為：%s\n", buf);
52     closesocket(newSocket);//關閉套接字
53 }

　　運行結果

　　客戶端例子

　　客戶端與服務器端不同，服務器端是等待連接的，而客戶端是主動連接的，所以客戶端沒有listen函式監聽，也沒有accept函式等待連接，

　　客戶端有一個connect函式用于主動連接服務器端，其余差不多

1 int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

　　sock:套接字

　　serv_addr:SOCKADDR結構體

　　addrlen:serv_addr長度，可以用sizeof得到

　　客戶端代碼

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<WinSock2.h>
 3 #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")
 4 
 5 int main()
 6 {
 7     SOCKET clientSocket;
 8     SOCKADDR_IN addr;
 9     int len;
10     char buf[32];
11     int info;
12     WSADATA data;
13     WORD version;
14     //設定版本，與初始化
15     version = MAKEWORD(2, 2);
16     info = WSAStartup(version, &data);
17     if (info != 0)
18     {
19         printf("初始化失敗\n");
20         return -1;
21     }
22     if (LOBYTE(data.wVersion) != 2 || HIBYTE(data.wVersion) != 2)
23     {
24         printf("加載失敗\n");
25         WSACleanup();
26         return 0;
27     }
28     
29     clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//創建套接字
30     //要連接的服務器的ip,因為現在服務器端就是本機，所以寫本機ip
31     //127.0.0.1一個特殊的IP地址，表示是本機的IP地址
32     addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
33     //埠要與服務器相同，不然找不到
34     addr.sin_port = htons(6666);
35     //用IPV4地址
36     addr.sin_family = AF_INET;
37     //主動連接服務器
38     connect(clientSocket,(SOCKADDR*)&addr,sizeof(SOCKADDR));
39     //接收服務發送的資料
40     recv(clientSocket, buf, 32, 0);//接收資料
41     printf("服務器發送的資訊是:%s\n", buf);
42     sprintf(buf, "%s","你好，服務器");
43     //發送資料
44     send(clientSocket, buf, 32, 0);
45     //關閉套接字
46     closesocket(clientSocket);
47     return 0;
48 
49 }

　　先啟動服務器，再啟動客戶端，一次簡單的通信就完成了

把這個簡單的例子做出來，對于socket應該會有初步的認識，最起碼應該學會怎么用，

下次利用socket寫個簡單的聊天程式，進一步加深對socket的認識，

標籤：C

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