Socket编程

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Socket编程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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Socket编程

图示

0.相关函数

WSADATA

WSA是Windows Socket API 的缩写。

Data 就是数据的意思。

WSADATA，一种数据结构。这个结构被用来存储被WSAStartup函数调用后返回的[Windows Sockets](https://baike.baidu.com/item/Windows Sockets)数据。它包含Winsock.dll执行的数据。

下面是WSAData 结构体的定义。

typedef struct WSAData {
        WORD                    wVersion;
        WORD                    wHighVersion;
#ifdef _WIN64
        unsigned short          iMaxSockets;
        unsigned short          iMaxUdpDg;
        char FAR *              lpVendorInfo;
        char                    szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];
        char                    szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];
#else
        char                    szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];
        char                    szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];
        unsigned short          iMaxSockets;
        unsigned short          iMaxUdpDg;
        char FAR *              lpVendorInfo;
#endif
} WSADATA, FAR * LPWSADATA;

说明

WORD 的unsigned short 的typedef ，所以是两个字节。

关于参数的介绍：https://baike.baidu.com/item/WSADATA/3031763?fr=aladdin

关于MAKEWORD(low byte,high byte)

define MAKEWORD(a, b)      ((WORD)(((BYTE)(((DWORD_PTR)(a)) & 0xff)) | ((WORD)((BYTE)(((DWORD_PTR)(b)) & 0xff))) << 8))

WSAStartup

int WSAStartup( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

为了在应用程序当中调用任何一个Winsock API函数，首先第一件事情就是必须通过WSAStartup函数完成对Winsock服务的初始化，因此需要调用WSAStartup函数。使用Socket的程序在使用Socket之前必须调用WSAStartup函数。该函数的第一个参数指明程序请求使用的Socket版本，其中高位字节指明副版本、低位字节指明主版本；操作系统利用第二个参数返回请求的Socket的版本信息。当一个应用程序调用WSAStartup函数时，操作系统根据请求的Socket版本来搜索相应的Socket库，然后绑定找到的Socket库到该应用程序中。以后应用程序就可以调用所请求的Socket库中的其它Socket函数了。

int WSAStartup ( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData )；

⑴ wVersionRequested：一个WORD（双字节）型数值，在最高版本的Windows Sockets支持调用者使用，高阶字节指定小版本(修订本)号,低位字节指定主版本号。

⑵lpWSAData 指向WSADATA数据结构的指针，用来接收Windows Sockets [1] 实现的细节。

WindowsSockets API提供的调用方可使用的最高版本号。高位字节指出副版本(修正)号，低位字节指明主版本号。

成功函数返回0。

socket()

define AF_INET 2 // internetwork: UDP, TCP, etc.

函数值返回SOCKET 就是一个unsigned int

socketaddr 和socketaddr_in

typedef struct sockaddr_in {

#if(_WIN32_WINNT < 0x0600)
    short   sin_family;
#else //(_WIN32_WINNT < 0x0600)
    ADDRESS_FAMILY sin_family;
#endif //(_WIN32_WINNT < 0x0600)

    USHORT sin_port;
    IN_ADDR sin_addr;
    CHAR sin_zero[8];
} SOCKADDR_IN, *PSOCKADDR_IN;

in_addr

typedef struct in_addr {
        union {
                struct { UCHAR s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
                struct { USHORT s_w1,s_w2; } S_un_w;
                ULONG S_addr;
        } S_un;
#define s_addr  S_un.S_addr /* can be used for most tcp & ip code */
#define s_host  S_un.S_un_b.s_b2    // host on imp
#define s_net   S_un.S_un_b.s_b1    // network
#define s_imp   S_un.S_un_w.s_w2    // imp
#define s_impno S_un.S_un_b.s_b4    // imp #
#define s_lh    S_un.S_un_b.s_b3    // logical host
} IN_ADDR, *PIN_ADDR, FAR *LPIN_ADDR;

inet_addr

inet_addr是一个计算机函数，功能是将一个点分十进制的IP转换成一个长整数型数（u_long类型）等同于inet_addr()。

返回：若字符串有效则将字符串转换为32位二进制网络字节序的IPV4地址，否则为INADDR_NONE

winsock2中已经被遗弃，被inet_pton代替

htons

htons是将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序， 就是整数在地址空间存储方式变为高位字节存放在内存的低地址处。

网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释，网络字节顺序采用big-endian排序方式。

返回一个ushort

connect()

定义函数：int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr, int addrlen);

sockfd：标识一个套接字。

serv_addr：套接字s想要连接的主机地址和端口号。

addrlen：name缓冲区的长度。

本函数用于创建与指定外部端口的连接。s参数指定一个未连接的数据报或流类套接口。如套接口未被捆绑，则系统赋给本地关联一个唯一的值，且设置套接口为已捆绑。请注意若名字结构中的地址域为全零的话，则connect()将返回WSAEADDRNOTAVAIL错误。

对于流类套接口（SOCK_STREAM类型），利用名字来与一个远程主机建立连接，一旦套接口调用成功返回，它就能收发数据了。对于数据报类套接口（SOCK_DGRAM类型），则设置成一个缺省的目的地址，并用它来进行后续的send()与recv()调用。

recv()

int recv(SOCKETs, charFAR*buf, intlen, intflags);

不论是客户还是服务器应用程序都用recv函数从TCP连接的另一端接收数据。该函数的第一个参数指定接收端套接字描述符；

第二个参数指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据；

第三个参数指明buf的长度；

第四个参数一般置0。

send()

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

s：一个用于标识已连接套接口的描述字。

buf：包含待发送数据的缓冲区。

len：缓冲区中数据的长度。

flags：调用执行方式。

send()适用于已连接的数据包或流式套接口发送数据。对于数据报类套接口，必需注意发送数据长度不应超过通讯子网的IP包最大长度。IP包最大长度在WSAStartup()调用返回的WSAData的iMaxUdpDg元素中。如果数据太长无法自动通过下层协议，则返回WSAEMSGSIZE错误，数据不会被发送。

closesocket()

本函数关闭一个套接口。更确切地说，它释放套接口描述字s，以后对s的访问均以WSAENOTSOCK错误返回。若本次为对套接口的最后一次访问，则相应的名字信息及数据队列都将被释放。

WSACleanup()

WSACleanup()是一个计算机函数，功能是终止Winsock 2 DLL (Ws2_32.dll) 的使用，函数原型是int PASCAL FAR WSACleanup (void)。

应用程序或DLL在使用Windows Sockets服务之前必须要进行一次成功的WSAStartup()调用.当它完成了Windows Sockets的使用后，应用程序或DLL必须调用WSACleanup（）将其从Windows Sockets的实现中注销，并且该实现释放为应用程序或DLL分配的任何资源.任何打开的并已建立连接的SOCK_STREAM类型套接口在调用WSACleanup（）时会重置; 而已经由closesocket（）关闭却仍有要发送的悬而未决数据的套接口则不会受影响－ 该数据仍要发送.

对应于一个任务进行的每一次WSAStartup（）调用，必须有一个WSACleanup（）调用.只有最后的WSACleanup（）做实际的清除工作；前面的调用仅仅将Windows Sockets DLL中的内置引用计数递减.一个简单的应用程序为确保WSACleanup（）调用了足够的次数，可以在一个循环中不断调用WSACleanup（）直至返回WSANOTINITIALISED.

bind()

将一本地地址与一套接口捆绑。本函数适用于未连接的数据报或流类套接口，在connect()或listen()调用前使用。当用socket()创建套接口后，它便存在于一个名字空间（地址族）中，但并未赋名。bind()函数通过给一个未命名套接口分配一个本地名字来为套接口建立本地捆绑（主机地址/端口号）。

bind(
    _In_ SOCKET s,
    _In_reads_bytes_(namelen) const struct sockaddr FAR * name,
    _In_ int namelen
    );

listen()

int listen( int sockfd, int backlog);

sockfd：用于标识一个已捆绑未连接套接口的描述字。

backlog：等待连接队列的最大长度。

accept()

SOCKET accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

参数

sockfd：套接字描述符，该套接口在listen()后监听连接。

addr：（可选）指针，指向一缓冲区，其中接收为通讯层所知的连接实体的地址。Addr参数的实际格式由套接口创建时所产生的地址族确定。

addrlen：（可选）指针，输入参数，配合addr一起使用，指向存有addr地址长度的整型数。

1.VS2019遇到的一些问题

a.函数过期

VS ‘inet_addr’: Use inet_pton() or InetPton() instead or define _WINS

https://blog.csdn.net/mo_qi_qi/article/details/89314418

b.两个项目

注意客户端和服务器端 要分成两个项目，不然启动不了。

2.代码

a.服务器端

#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")		//加载ws2_32.dll
using namespace std;

int main(int argv, char* argc[])
{
	//初始化
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

	//创建套接字
	SOCKET servSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	//绑定套接字
	struct sockaddr_in sockAddr;
	memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));		//每个字节用0填充
	sockAddr.sin_family = PF_INET;				//使用ipv4
	sockAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	sockAddr.sin_port = htons(8888);			//端口
	bind(servSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));

	//进入监听状态
	listen(servSock, 20);

	//接收客户端消息
	SOCKADDR clntAddr;
	int nSize = sizeof(SOCKADDR);
	SOCKET clntSock = accept(servSock, (SOCKADDR*)&clntAddr, &nSize);


	//向客户端发送消息
	const char* str = "hello client";
	send(clntSock, str, strlen(str) + sizeof(char), NULL);

	char szBuffer[MAXBYTE] = { 0 };
	recv(clntSock, szBuffer, MAXBYTE, NULL);
	cout << "客户端：" << szBuffer << endl;
	//关闭套接字
	closesocket(clntSock);
	closesocket(servSock);

	//终止dll使用
	WSACleanup();

	system("pause");
	return 0;

}

b.客户端

#include <iostream>
#include <WinSock2.h>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

using namespace std;

int main(int argv, char* argc[])
{
	//初始化
	WSADATA wsaData;
	int status = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
	//printf("status=%d\\n", status);
	//创建套接字
	SOCKET clntSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	//向服务器发送消息
	sockaddr_in sockAddr;
	memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));			//每个字节都用0填充
	sockAddr.sin_family = PF_INET;
	sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	sockAddr.sin_port = htons(8888);
	connect(clntSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));

	//接收服务器消息
	char szBuffer[MAXBYTE] = { 0 };
	recv(clntSock, szBuffer, MAXBYTE, NULL);

	//输出接收到的数据
	cout << "服务端：" << szBuffer << endl;

	//向服务端发送消息
	printf("请发送消息: ");
	char str[MAXBYTE];
	scanf_s("%s", str, sizeof(str));
	send(clntSock, str, strlen(str) + sizeof(char), NULL);

	//关闭套接字
	closesocket(clntSock);

	//终止dll
	WSACleanup();

	system("pause");

	return 0;
}

3.一些说明

a.为什么客户端不需要bind()

有连接的socket客户端通过调用Connect函数在socket数据结构中保存本地和远端信息，无须调用bind()，因为这种情况下只需知道目的机器的IP地址，而客户通过哪个端口与服务器建立连接并不需要关心，socket执行体为你的程序自动选择一个未被占用的端口(>1024)，并通知你的程序数据什么时候打开端口。

4.项目来源

传送门

以上是关于Socket编程的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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