socket编程(C++/Windows)

目录

一、TCP通信流程

二、主要API分析

1.网络初始化

2.创建套接字（socket）

3.绑定端口（bind）

4.监听（listen）

5.客户端连接（connect）

6.接受连接（accept）

7.接收数据（recv）

8.发送数据（send）

9.关闭套接字（closesocket）

三、转换函数

1.htons函数（端口号）

2.inet_pton函数（IP地址）

四、服务端代码

五、客户端代码

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一、TCP通信流程

    

二、主要API分析

1.网络初始化

int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

• wVersionRequested：用于指定Windows Sockets API的版本。
• lpWSAData：指向WSADATA结构的指针，用于接收初始化的相关信息。

2.创建套接字（socket）

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

• af：地址族，如AF_INET（IPv4）。
• type：套接字类型，如SOCK_STREAM（流式套接字，用于TCP）。
• protocol：协议类型，通常设为0表示使用默认协议。

3.绑定端口（bind）

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

• s：要绑定的套接字。
• name：指向包含地址和端口信息的sockaddr结构体的指针。
• namelen：sockaddr结构体的长度。

4.监听（listen）

int listen(SOCKET s, int backlog);

• s：要设置为监听状态的套接字。
• backlog：等待连接队列的最大长度。

5.客户端连接（connect）

int connect(SOCKET s, const struct sockaddr* name, int namelen);

• s：要连接的套接字。
• name：指向包含服务端地址和端口信息的sockaddr结构指针。
• namelen：sockaddr结构的长度。

6.接受连接（accept）

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

• s：正在监听的套接字。
• addr：指向sockaddr结构的指针，用于接收连接客户端的地址信息，可以为空。
• addrlen：指向addr结构长度的指针，可以为空。

7.接收数据（recv）

int recv(SOCKET s, char* buf, int len, int flags);

• s：接收数据的套接字。
• buf：用于存储接收数据的缓冲区。
• len：缓冲区的大小。
• flags：标志位，通常设为0。

8.发送数据（send）

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

• s：发送数据的套接字。
• buf：要发送数据的缓冲区。
• len：要发送数据的长度。
• flags：标志位，通常设为0。

9.关闭套接字（closesocket）

int closesocket(SOCKET s);

• s：要关闭的套接字。

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三、转换函数

1.htons函数（端口号）

htons用于将主机字节序（Host Byte Order）转换为网络字节序（Network Byte Order）。

在网络通信中，不同的系统可能使用不同的字节顺序来表示数值，为了确保在网络中正确地传输数据，需要将数据转换为网络字节序，即将小端序转换为大端序。

u_short htons(u_short hostshort);

• hostshort：一个16位的无符号整数，表示主机字节序的值。

2.inet_pton函数（IP地址）

int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);

inet_pton用于将字符串形式的 IP 地址转换为网络字节序的二进制形式。

• af：地址族（AF_INET-IPv4，AF_INET6-IPv6）。
• src：IP地址字符串。
• dst：用于存储转换结果。

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四、服务端代码

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<WinSock2.h>
#include<thread>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

using namespace std;

int main(void)
{
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

	SOCKET listen_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (listen_socket == INVALID_SOCKET) {
		cerr << "error" << endl;
		return -1;
	}

	struct sockaddr_in local = { 0 };
	local.sin_family = AF_INET;
	local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
	local.sin_port = htons(9999);
	
	if (bind(listen_socket, (struct sockaddr*)&local, sizeof local) == INVALID_SOCKET) {
		cerr << "error" << endl;
		return -1;
	}

	if (listen(listen_socket, 128) == -1) {
		cerr << "error" << endl;
		return -1;
	}

	while (true){
		SOCKET client_socket = accept(listen_socket, nullptr, nullptr);
		if (client_socket == INVALID_SOCKET) {
			continue;
		}
        cout << "client connect: " << client_socket << endl;		

		thread th([](SOCKET client_socket){
			while (true) {
				char buffer[1024] = { 0 };
				int ret = recv(client_socket, buffer, sizeof buffer, 0);
				if (ret <= 0) {
					cout << "client disconnect: " << client_socket << endl;
					break;
				}
				cout << buffer << endl;
				send(client_socket, buffer, strlen(buffer), 0);
			}
			closesocket(client_socket);
		}, client_socket);

		th.detach();
	}

	return 0;
}

  

五、客户端代码

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<Winsock2.h>
#include<WS2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

using namespace std;

int main(void)
{
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

	SOCKET client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (client_socket == INVALID_SOCKET) {
		cerr << "error" << endl;
		return -1;
	}

	struct sockaddr_in target;
	target.sin_family = AF_INET;
	target.sin_port = htons(9999);
	inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &target.sin_addr.s_addr);
    //target.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

	if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&target, sizeof target) == INVALID_SOCKET) {
		cerr << "error" << endl;
		closesocket(client_socket);
		return -1;
	}

	while (true) {
		char buffer1[1024] = { 0 };
		cout << "enter: ";
		cin >> buffer1;
		send(client_socket, buffer1, strlen(buffer1), 0);

		char buffer2[1024] = { 0 };
		int ret = recv(client_socket, buffer2, sizeof buffer2, 0);
		if (ret <= 0) {
			cout << "server disconnect." << endl;
		}
		cout << buffer2 << endl;

	}
	closesocket(client_socket);

	return 0;
}

    

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参考视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1aW4y1w7Ui/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click