为了方便网络编程
年代初
由Microsoft联合了其他几家公司共同制定了一套WINDOWS下的网络编程接口
即Windows Sockets规范
它不是一种网络协议
而是一套开放的
支持多种协议的Windows下的网络编程接口
现在的Winsock已经基本上实现了与协议无关
你可以使用Winsock来调用多种协议的功能
但较常使用的是TCP/IP协议
Socket实际在计算机中提供了一个通信端口
可以通过这个端口与任何一个具有Socket接口的计算机通信
应用程序在网络上传输
接收的信息都通过这个Socket接口来实现
微软为VC定义了Winsock类如CAsyncSocket类和派生于CAsyncSocket 的CSocket类它们简单易用读者朋友当然可以使用这些类来实现自己的网络程序但是为了更好的了解Winsock API编程技术我们这里探讨怎样使用底层的API函数实现简单的 Winsock 网络应用程式设计分别说明如何在Server端和Client端操作Socket实现基于TCP/IP的数据传送最后给出相关的源代码
在VC中进行WINSOCK的API编程开发的时候需要在项目中使用下面三个文件否则会出现编译错误
．WINSOCKH: 这是WINSOCK API的头文件需要包含在项目中
．WSOCKLIB: WINSOCK API连接库文件在使用中一定要把它作为项目的非缺省的连接库包含到项目文件中去
．WINSOCKDLL: WINSOCK的动态连接库位于WINDOWS的安装目录下
一服务器端操作 socket（套接字）
)在初始化阶段调用WSAStartup()
此函数在应用程序中初始化Windows Sockets DLL 只有此函数调用成功后应用程序才可以再调用其他Windows Sockets DLL中的API函数在程式中调用该函数的形式如下WSAStartup((WORD)((<<|)（LPWSADATA）&WSAData)其中(<<|)表示我们用的是WinSocket版本WSAata用来存储系统传回的关于WinSocket的资料
)建立Socket
初始化WinSock的动态连接库后需要在服务器端建立一个监听的Socket为此可以调用Socket()函数用来建立这个监听的Socket并定义此Socket所使用的通信协议此函数调用成功返回Socket对象失败则返回INVALID_SOCKET(调用WSAGetLastError()可得知原因所有WinSocket 的函数都可以使用这个函数来获取失败的原因)
SOCKET PASCAL FAR socket( int af int type int protocol )参数: af:目前只提供 PF_INET(AF_INET)typeSocket 的类型 (SOCK_STREAMSOCK_DGRAM)protocol通讯协定(如果使用者不指定则设为)
如果要建立的是遵从TCP/IP协议的socket第二个参数type应为SOCK_STREAM如为UDP（数据报）的socket应为SOCK_DGRAM
)绑定端口
接下来要为服务器端定义的这个监听的Socket指定一个地址及端口（Port）这样客户端才知道待会要连接哪一个地址的哪个端口为此我们要调用bind()函数该函数调用成功返回否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR bind( SOCKET s const struct sockaddr FAR *nameint namelen );参 数 sSocket对象名nameSocket的地址值这个地址必须是执行这个程式所在机器的IP地址namelenname的长度
如果使用者不在意地址或端口的值那么可以设定地址为INADDR_ANY及Port为Windows Sockets 会自动将其设定适当之地址及Port ( 到 之间的值)此后可以调用getsockname()函数来获知其被设定的值
）监听
当服务器端的Socket对象绑定完成之后服务器端必须建立一个监听的队列来接收客户端的连接请求listen()函数使服务器端的Socket 进入监听状态并设定可以建立的最大连接数(目前最大值限制为 最小值为)该函数调用成功返回否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR listen( SOCKET s int backlog );参 数 s需要建立监听的Socketbacklog最大连接个数
服务器端的Socket调用完listen（）后如果此时客户端调用connect（）函数提出连接申请的话Server 端必须再调用accept() 函数这样服务器端和客户端才算正式完成通信程序的连接动作为了知道什么时候客户端提出连接要求从而服务器端的Socket在恰当的时候调用accept()函数完成连接的建立我们就要使用WSAAsyncSelect（）函数让系统主动来通知我们有客户端提出连接请求了该函数调用成功返回否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR WSAAsyncSelect( SOCKET s HWND hWndunsigned int wMsg long lEvent );参数 sSocket 对象hWnd 接收消息的窗口句柄wMsg传给窗口的消息
lEvent被注册的网络事件也即是应用程序向窗口发送消息的网路事件该值为下列值FD_READFD_WRITEFD_OOBFD_ACCEPTFD_CONNECTFD_CLOSE的组合各个值的具体含意为FD_READ希望在套接字S收到数据时收到消息FD_WRITE希望在套接字S上可以发送数据时收到消息FD_ACCEPT希望在套接字S上收到连接请求时收到消息FD_CONNECT希望在套接字S上连接成功时收到消息FD_CLOSE希望在套接字S上连接关闭时收到消息FD_OOB希望在套接字S上收到带外数据时收到消息
具体应用时wMsg应是在应用程序中定义的消息名称而消息结构中的lParam则为以上各种网络事件名称所以可以在窗口处理自定义消息函数中使用以下结构来响应Socket的不同事件
switch(lParam) {case FD_READ: … break;case FD_WRITE … break; …}
）服务器端接受客户端的连接请求
当Client提出连接请求时Server 端hwnd视窗会收到Winsock Stack送来我们自定义的一个消息这时我们可以分析lParam然后调用相关的函数来处理此事件为了使服务器端接受客户端的连接请求就要使用accept() 函数该函数新建一Socket与客户端的Socket相通原先监听之Socket继续进入监听状态等待他人的连接要求该函数调用成功返回一个新产生的Socket对象否则返回INVALID_SOCKET
SOCKET PASCAL FAR accept( SCOKET s struct sockaddr FAR *addrint FAR *addrlen );参数sSocket的识别码addr存放来连接的客户端的地址addrlenaddr的长度
）结束 socket 连接
结束服务器和客户端的通信连接是很简单的这一过程可以由服务器或客户机的任一端启动只要调用closesocket()就可以了而要关闭Server端监听状态的socket同样也是利用此函数另外与程序启动时调用WSAStartup()憨数相对应程式结束前需要调用 WSACleanup() 来通知Winsock Stack释放Socket所占用的资源这两个函数都是调用成功返回否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR closesocket( SOCKET s );参 数sSocket 的识别码int PASCAL FAR WSACleanup( void );参 数 无
二客户端Socket的操作
）建立客户端的Socket
客户端应用程序首先也是调用WSAStartup() 函数来与Winsock的动态连接库建立关系然后同样调用socket() 来建立一个TCP或UDP socket（相同协定的 sockets 才能相通TCP 对 TCPUDP 对 UDP）与服务器端的socket 不同的是客户端的socket 可以调用 bind() 函数由自己来指定IP地址及port号码但是也可以不调用 bind()而由 Winsock来自动设定IP地址及port号码
）提出连接申请
客户端的Socket使用connect()函数来提出与服务器端的Socket建立连接的申请函数调用成功返回否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR connect( SOCKET s const struct sockaddr FAR *name int namelen );参 数sSocket 的识别码nameSocket想要连接的对方地址namelenname的长度
三数据的传送
虽然基于TCP/IP连接协议（流套接字）的服务是设计客户机/服务器应用程序时的主流标准但有些服务也是可以通过无连接协议（数据报套接字）提供的先介绍一下TCP socket 与UDP socket 在传送数据时的特性Stream (TCP) Socket 提供双向可靠有次序不重复的资料传送Datagram (UDP) Socket 虽然提供双向的通信但没有可靠有次序不重复的保证所以UDP传送数据可能会收到无次序重复的资料甚至资料在传输过程中出现遗漏由于UDP Socket 在传送资料时并不保证资料能完整地送达对方所以绝大多数应用程序都是采用TCP处理Socket以保证资料的正确性一般情况下TCP Socket 的数据发送和接收是调用send() 及recv() 这两个函数来达成而 UDP Socket则是用sendto() 及recvfrom() 这两个函数这两个函数调用成功发挥发送或接收的资料的长度否则返回SOCKET_ERROR
int PASCAL FAR send( SOCKET s const char FAR *bufint len int flags );参数sSocket 的识别码buf存放要传送的资料的暂存区len buf的长度flags此函数被调用的方式
对于Datagram Socket而言若是 datagram 的大小超过限制则将不会送出任何资料并会传回错误值对Stream Socket 言Blocking 模式下若是传送系统内的储存空间不够存放这些要传送的资料send()将会被block住直到资料送完为止如果该Socket被设定为 NonBlocking 模式那么将视目前的output buffer空间有多少就送出多少资料并不会被 block 住flags 的值可设为 或 MSG_DONTROUTE及 MSG_OOB 的组合
int PASCAL FAR recv( SOCKET s char FAR *buf int len int flags );参数sSocket 的识别码buf存放接收到的资料的暂存区len buf的长度flags此函数被调用的方式
对Stream Socket 言我们可以接收到目前input buffer内有效的资料但其数量不超过len的大小
四自定义的CMySocket类的实现代码
根据上面的知识我自定义了一个简单的CMySocket类下面是我定义的该类的部分实现代码
//////////////////////////////////////CMySocket::CMySocket() : file://类的构造函数{ WSADATA wsaD; memset( m_LastError ERR_MAXLENGTH );// m_LastError是类内字符串变量初始化用来存放最后错误说明的字符串// 初始化类内sockaddr_in结构变量前者存放客户端地址后者对应于服务器端地址;memset( &m_sockaddr sizeof( m_sockaddr ) ); memset( &m_rsockaddr sizeof( m_rsockaddr ) );int result = WSAStartup((WORD)((<<|) &wsaD);//初始化WinSocket动态连接库;if( result != ) // 初始化失败{ set_LastError( WSAStartup failed! WSAGetLastError() );return;}}//////////////////////////////CMySocket::~CMySocket() { WSACleanup(); }//类的析构函数////////////////////////////////////////////////////int CMySocket::Create( void ){// m_hSocket是类内Socket对象创建一个基于TCP/IP的Socket变量并将值赋给该变量if ( (m_hSocket = socket( AF_INET SOCK_STREAM IPPROTO_TCP )) == INVALID_SOCKET ){set_LastError( socket() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ERR_SUCCESS; }///////////////////////////////////////////////int CMySocket::Close( void )//关闭Socket对象{if ( closesocket( m_hSocket ) == SOCKET_ERROR ){set_LastError( closesocket() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}file://重置sockaddr_in 结构变量memset( &m_sockaddr sizeof( sockaddr_in ) ); memset( &m_rsockaddr sizeof( sockaddr_in ) );return ERR_SUCCESS;}/////////////////////////////////////////int CMySocket::Connect( char* strRemote unsigned int iPort )//定义连接函数{if( strlen( strRemote ) == || iPort == )return ERR_BADPARAM;hostent *hostEnt = NULL;long lIPAddress = ;hostEnt = gethostbyname( strRemote );//根据计算机名得到该计算机的相关内容if( hostEnt != NULL ){lIPAddress = ((in_addr*)hostEnt>h_addr)>s_addr;m_sockaddrsin_addrs_addr = lIPAddress;}else{m_sockaddrsin_addrs_addr = inet_addr( strRemote );}m_sockaddrsin_family = AF_INET;m_sockaddrsin_port = htons( iPort );if( connect( m_hSocket (SOCKADDR*)&m_sockaddr sizeof( m_sockaddr ) ) == SOCKET_ERROR ){set_LastError( connect() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ERR_SUCCESS;}///////////////////////////////////////////////////////int CMySocket::Bind( char* strIP unsigned int iPort )//绑定函数{if( strlen( strIP ) == || iPort == )return ERR_BADPARAM;memset( &m_sockaddr sizeof( m_sockaddr ) );m_sockaddrsin_family = AF_INET;m_sockaddrsin_addrs_addr = inet_addr( strIP );m_sockaddrsin_port = htons( iPort );if ( bind( m_hSocket (SOCKADDR*)&m_sockaddr sizeof( m_sockaddr ) ) == SOCKET_ERROR ){set_LastError( bind() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ERR_SUCCESS;}//////////////////////////////////////////int CMySocket::Accept( SOCKET s )//建立连接函数S为监听Socket对象名{ int Len = sizeof( m_rsockaddr );memset( &m_rsockaddr sizeof( m_rsockaddr ) );if( ( m_hSocket = accept( s (SOCKADDR*)&m_rsockaddr &Len ) ) == INVALID_SOCKET ){set_LastError( accept() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ERR_SUCCESS;}/////////////////////////////////////////////////////int CMySocket::asyncSelect( HWND hWnd unsigned int wMsg long lEvent )file://事件选择函数{if( !IsWindow( hWnd ) || wMsg == || lEvent == )return ERR_BADPARAM;if( WSAAsyncSelect( m_hSocket hWnd wMsg lEvent ) == SOCKET_ERROR ){set_LastError( WSAAsyncSelect() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ERR_SUCCESS;}////////////////////////////////////////////////////int CMySocket::Listen( int iQueuedConnections )//监听函数{if( iQueuedConnections == )return ERR_BADPARAM;if( listen( m_hSocket iQueuedConnections ) == SOCKET_ERROR ){set_LastError( listen() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ERR_SUCCESS;}////////////////////////////////////////////////////int CMySocket::Send( char* strData int iLen )//数据发送函数{if( strData == NULL || iLen == )return ERR_BADPARAM;if( send( m_hSocket strData iLen ) == SOCKET_ERROR ){set_LastError( send() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ERR_SUCCESS;}/////////////////////////////////////////////////////int CMySocket::Receive( char* strData int iLen )//数据接收函数{if( strData == NULL )return ERR_BADPARAM;int len = ;int ret = ;ret = recv( m_hSocket strData iLen );if ( ret == SOCKET_ERROR ){set_LastError( recv() failed WSAGetLastError() );return ERR_WSAERROR;}return ret;}void CMySocket::set_LastError( char* newError int errNum )file://WinSock API操作错误字符串设置函数{memset( m_LastError ERR_MAXLENGTH ); memcpy( m_LastError newError strlen( newError ) );m_LastError[strlen(newError)+] = \;}
有了上述类的定义就可以在网络程序的服务器和客户端分别定义CMySocket对象建立连接传送数据了例如为了在服务器和客户端发送数据需要在服务器端定义两个CMySocket对象ServerSocket和ServerSocket分别用于监听和连接客户端定义一个CMySocket对象ClientSocket用于发送或接收数据如果建立的连接数大于一可以在服务器端再定义CMySocket对象但要注意连接数不要大于五
由于Socket API函数还有许多如获取远端服务器本地客户机的IP地址主机名等等读者可以再此基础上对CMySocket补充完善实现更多的功能
