C 语 言 设 计 一 个 Windows Socket

对程序员来说，可以把socket看成一个文件指针，只要向指针所指的文件读写数据，就可以实现双方通信。利用socket进行通信，有两种主要方式。

 

第一种是面向连接的流方式，两个通信的应用程序之间先要建立一种连接链路，数据才能被正确传送接收。这种方式对应的是TCP协议。特点是：通信可靠，对数据有校验和重发机制，通常用作数据文件的传输，如ftp、telnet。

 

第二种是无连接的数据报文方式，这时两台计算机像是把数据放在一封信里通过网络寄给对方，信在传输过程中可能会残缺不全，而且后发的信可能会先被收到，对应的是UDP协议。由于取消重发校验机制，能够达到较高的通信速率，可以用作一些对数据可靠性要求不高的通信，如实时语音，图像传送，广播信息。

 

在ISO的OSI网络七层协议中，WINSOCK主要负责是控制数据的输入输出，也就是传输层和网络层，屏蔽了数据链路层和物理层，给windows下的网络编程带了巨大变化。

 

l         WINSOCK的编程特点

 

网络通信中，由于网络拥挤或一次发送的数据量过大等原因，经产会发生交换的数据在短时间内不能传送完，收发数据的函数因此不能返回，这种现象叫阻塞。WINSOCK对有可能阻塞的函数提供两种处理方式：

 

1.         阻塞方式：收发数据的函数在被调用后一直要到传送完毕或者出错才能返回，期间，除了等待网络操作的完成不能进行任何操作。用户可能会因为长时间等待而关闭主窗口。

2.         非阻塞方式：函数被调用后立即返回，当网络操作传送完成后由WINSOCK给应用程序发送一个消息通知操作完成，可以根据发送的消息传出的参数判断操作是否正常。

 

l         WINSOCK基本的API

 

WSAStartup():初始化

函数原型：

int PASCAL FAR WSAStrartup(WORD wVersionRequest,LPWSADATA  lpWSAData);

 

windows socket由DLL形式提供，为了完成一系列初始化操作，每一个使用windows socket的应用程序必须进行WSAStartup（）调用，只有完成成功的调用后才能使用socket。

 

wVersionRequest :欲使用的windows socket API版本，这是一个WORD类型的整数，它的高位字节定义是次版本号，低位是主版本号。

 

lpWSAData：指向WSDATA资料的指针。

 

传回值：0表示成功，失败返回其它相应结果（失败的原因）。

 

Socket（）：创建一个Socket

函数原型：

SOCKET Scoket(int af, int type, int proctocol);

 

该函数功能与文件操作中的fopen类似。

 

af是address family。一般填写AF_INET 表示是在Internet上的socket；type是socket的类型，当采用流连接方式时写SOCK_STREAM,用数据报文方式写SOCK_DGRAM。proctocol一般为0，表示对两种类型的socket分别采用默认的TCP和UDP传输协议。函数返回值是WINSOCK定义的一种数据类型SOCKET，实际上是个整形数据，创建成功时，返回WINSOCK分配给程序的socket编号，后面调用传输函数，可以把它当作指针一样引用。创建失败返回INVALID_SOCKET。

 

bind（）：为创建socket指定通信对象。

函数原型：

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

 

成功创建socket后，就应该选定通信对象。首先是自己的程序要与网上的哪台计算机通话；其次在多任务时，该台计算机可能会有几个程序在工作，必须指定要与哪个程序通信。前者可通过网络IP来确定，后者通过端口号确定。端口号表示同一台计算机上不同的应用程序，可以在0－65535之间任选，在编制自己通信程序时，应指定端口号大于1024。TCP——21，UDP——69。

 

s：上一步创建好的套接字。

name：描述通信对象地址信息的结构体的指针，namelen是该结构体的长度。

 

struct socketadd_in{

      short  sin_family;    //一套地址族，通常设置为AF_INET(表示Internet上的socket)

      unsigned short  sin_port;  //端口号

      struct  in_addr;     //IP地址

      char   sin_zero[8];

}

//使该结构大小和SOCKADDR结构大小相同（SOCKADDR是一个无符号short型和长度为14的char型数组构成），sockadd_in加入这个数组长度也是16，目的是方便于地址操作。

 

IP地址in_addr的定义如下：

 

struct in_addr{

     union  {

          struct{

              unsigned char s_b1;

                   s_b2,s_b3,s_b4;

              }  S_un_b;

          struct{

              unsigned short  s_w1, s_w2;

              }  S_un_w;

          unsigned long S_addr;

        } S_un;

};

 

对一个IP地址是“10.14.25.90”sockaddr_in结构中的sin_addr可以被这样几种方法赋值：

M1：

sin_addr.S_un.S_un_b.s_b1=10;

sin_addr.S_un.S_un_b.s_b2=14;

sin_addr.S_un.S_un_b.s_b3=25;

sin_addr.S_un.S_un_b.s_b4=90;

M2:

sin_addr.S_un.S_sun_w.s_w1=(14<<8)|10;

sin_addr.S_un.S_sun_w.s_w2=(90<<8)|25;

M3:

sin_addr.S_un.S_addr=(90<<24)|(25<<16)|(14<<8)|10;

 

listen():设置等待连接状态

函数原型：

int listen(SOCKET s, int backlog);

 

对于服务器的程序，当申请到socket，并指定通信对象为INADDR_ANY之后，就应该等待一个客户机的程序要求连接，listen（）就是把一个socket设置这种状态的函数。backlog表示等待连接队列长度，可取1－5，如果服务器已经和其它客户程序连接，则后来这个连接被放在队列中，等待服务器空闲的时候连接。当队列达到指定长度backlog，再来连接会被拒绝。

 

accept（）：接收连接请求。

函数原型：

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

 

接收到连接后，会为这个连接建立一个新的socket用来与对方通信，并把它作为返回值，新建的socket与原来的socket有相同的特性，包括端口号，而原来的socket被释放，用于等待其它连接请求。新的SOCKET才是与客户端通信的实际的SOCKET。所以参数中SOCKET称为监听SOCKET，负责连接，而accpet返回的SOCKET成为会话SOCKET。addr和addrlen返回客户机的sockaddr_in结构体。

 

connect（）：请求建立连接。适用于客户机。

函数原型：

int connect (SOCKET s,struct sockaddr_in * name, int namlen);

 

send()/recv()：发送接收数据

函数原型：

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

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

 

s是连接的socket，buf和len是发送接收的数据包及其长度。flags一般为0。recv（）实际上是接收send（）的数据包，当读到的数据字节少于规定接收的数目时，就把数据全部接收，返回实际字节数。当多于规定值时，流方式下，剩余字节由下一个recv（）读出；在数据报文方式下，多余数据将被丢弃，这两个函数出错返回SOCKET_ERROR。

 

数据报文方式通信的socket，由于事先不建立连接，所以跳过了connect（）而直接调用以下方式：

 

int recvfrom (SOCKET s,char *buf, int len, int flags,struct sockaddr_infrom,int *fromlen);

int sendto   (SOCKET s, char *buf,  int len,  int flags, struct sockaddr_into, int *tolen);

 

from,fromlen,to,tolen分别表示接收发送数据对象。

 

closesocket（）：关闭socket

函数原型：

closesocket(SOCKET s);

 

通信结束，关闭socket。