Windows网络编程笔记之一：winsock简介

1.winsock 的初始化

    int WASStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSADATA);

    wVersionRequested 高字节制定所需winsock库的次版本，低字节是主版本。可以使用宏MAKEWORD(x, y), x为高字节，y为低字节。

    typdef strcut WSADATA

    {

        WORD wVersion; // 将要使用的winsock版本

        WORD wHightVersion;  //包含现有winsock库的最高版本

        char       szDescription[WSADESCRIPTION_LEN + 1]; 

        char       szSystemStatus[WDASYS_STATUS_LEN + 1];

        unsigned short iMaxSocket;  //同时打开的最大套接字数量

        unsigned shorot iMaxUdpDg; // 数据表的最大长度

        char FAR* lpVendorInfo;   

    }

 

    在使用winsock接口编写好应用程序之后，应该使用WSACleanup函数，这个函数能够使得winsock释放所有由winsock分配的资源，并取消这个应用程序挂起的winsock调用。

    int WSACleanup(void);

 

2. 错误检查和处理

    int WSAGetLastError(void);

    返回winsock的错误代码。

 

3. 协议寻址

　　3.1 IPV4寻址

　　ipv4中，计算机分配一个32位的地址，客户机要通过tcp或udp和服务器通信时，必须指定一个ip地址和一个端口号，服务器打算监听传入的客户端请求时，也必须指定一个ip地址和端口号。

　　在winsock中，应用程序通过SOCKADDR_IN结构指定ip地址和服务器端口号。

　　struct sockaddr_in

　　{

　　　　short sin_family; //字段必须为AF_INT,  以告知winsock此时正在使用ip地址簇。

　　　　u_short sin_port; //标识服务器服务的TCP或UDP通信端口。

　　　　struct in_addr sin_addr; //把ip地址作为一个4字节存储起来。

　　　　char sin_zero[8];//字节填充，使得SOCKADDR_IN和SOCKADDR结构的长度一样。

　　};

　　网络字节顺序采用big-endian（从最有意义的字节到最无意义的字节，intel86处理器采用little-endian)。

　　主机字节转换为网络字节顺序的四个API：

　　u_long htonl(u_long hostlong); 

　　int WSAHtonl(SOCKET s,  u_long hostlong, u_long FAR* lpnetlong);

　　u_short htons(u_short hostshort);

　　int WSAHtons(SOCKET s, u_short hostshort, u_short FAR* lpnetshort);

　　网络字节顺序转换为主机字节顺序的四个API：

　　u_long ntohl(u_long netlong);

　　int WSANtohl(SOCKET s, u_long netlong, ulong FAR* lphostlong);

　　u_short ntohs(u_short netshort);

　　int WSANtohs(SOCKET s, u_short netshort, u_short FAR* lphostshort);

4. 创建套接字

 

　　两个函数socket和WSASocket可以创建套接字,socket定义如下：

　　SOCKET socket(

　　int af, // ipv4应设为AF_INET

　　int type, //协议的套接字类型 TCP/IP创建套接字，设为SOCK_STREAM, UDP/IP应设为SOCK_DGRAM

　　int protocol //用于给定地址族和套接字类型具有多重入口时，对具体的传送做限定，TCP应设为IPPROTO_TCP, UPD应设为IPPPROTO_UDP

　　);　　

 

5. 面向连接的通信

　　在IP中，面向连接的通信通过TCP/IP完成的，TCP提供两个计算机之间可靠无误的数据传输，TCP通信在源计算机和目标计算机之间建立一个虚拟连接，建立连接后，计算机之间便能以双向字节流的防暑进行数据交换。

　　

 

　　5.1服务器API函数

　　服务器等待任意数量的客户机与之建立连接，必须在一个已知的名称上监听连接。在TCP/IP中，这个名称就是本地IP地址，再加上一个端口号。

　　winsock第一步是通过bind API将一个给定的套接字绑定到已知的名称上，第二步用listen API函数将套接字设为监听模式，最后，若客户端试图建立连接，服务器必须通过accept或WSAAccept调用接受连接。

 

　　5.1.1绑定

　　bind函数可将指定的套接字同一个已知地址绑定到一起，函数如下：

　　int bind(

　　SOCKET   s, //等待客户端连接的套接字

　　const struct sockaddr FAR* name, //根据使用的协议，填充一个地址缓冲区

　　int namelen //name缓冲区的地址长度

　　);

 

　　5.1.2监听

　　指示套接字等候连接传入的api是listen函数，定义如下：

　　int listen(

　　SOCKET s,  //被绑定的套接字

　　int backlog  //被搁置的连接最大长度

　　);

 

　　5.1.3接受连接

　　通过函数accept， WSAAccept， AcceptEx函数完成。accept函数如下：

　　SOCKET accept(

　　SOCKET s, // 绑定的套接字，处于监听模式

　　struct sockaddr FAR* addr, //协议对应的SOCKADDR地址，函数返回后，这个结构会包含发出连接请求的客户端的ip地址信息，对于ipv4,返回ipv4的信息，对应的结构体为SOCKADDR_IN.

　　int FAR* addrlen //返回addr的结构的长度

　　);

　　函数返回一个新的套接字描述符，对应已经接受的那个客户端连接。该客户端的所有后续操作都使用这个套接字。

 

　　5.2客户端API函数

　　客户端创建要简单的多，只许3个步骤

　　1.创建一个套接字。

　　2.建立一个SOCKADDR地址结构，结构名称为准备连接到的服务器名。对于TCP/IP， 为客户端所监听的服务器的IP地址和端口号。

　　3.用connect或WSAConnect初始化客户端与服务器的连接。

　　connect函数定义如下：

　　int connect(

　　SOCKET s, //建立连接的有效TCP套接字。

　　const struct sockaddr FAR* name, //TCP套接字的地址结构，（SOCKADDR_IN)，表示要连接的服务器。

　　int namelen //name参数的长度

　　);

 

　　5.3数据传输

　　要在已建立连接的套接字上发送数据，用send和WSASend，在已建立连接的套接字上接受数据recv和WSARecv。

　　所有收发数据的缓冲区都属于简单的char类型，即面向字节。

 

　　5.3.1 send和WSASend

　　int send(

　　SOCKET s, //已建立连接，用于发送数据的套接字

　　const char FAR* buf, //即将发送的数据

　　int len, //buf大小

　　int flags // 可为0，MSG_DONTROUTE或MSG_OOB，MSG_DONTROUTE。要求传输层不要将发出的数据路由出去，是否由下一层的传输来决定。

　　);

　　成功的情况下，send返回发送的字节数，错误返回SOCKET_ERROR。

 

　　int WSASend(

　　SOCKET s, //连接会话的有效句柄

　　LPWSABUF lpBuffers, //指向一组WSABUF结构的指针

　　DWORD dwBufferCount, //WSABUF的数量

　　LPDWORD lpNumberOfBytesSent, //写入包含已发送的字节数

　　DWORD dwFlags,

　　LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, //重叠IO

　　LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine //重叠IO完成例程

　　);

　　如果成功，返回0，否则返回SOCKET_ERROR

 

　　5.3.2 WSASendDisconnect

　　这个函数非常特殊，一般不用，原型如下：

　　int WSASendDisconnect(

　　SOCKET s,

　　LPWSABUF lpOutboundDisconnectData

　　);

 

　　5.3.3 recv和WSARecv

　　int recv(

　　SOCKET s, //准备接受数据的套接字

　　char FAR* buf, //接受数据的缓冲区

　　int len, //数据缓冲区的长度

　　int flags //

　　);

 

　　int WSARecv(

　　SOCKET s, //连接会话的有效句柄

　　LPWSABUF lpBuffers, //指向一组WSABUF结构的指针

　　DWORD dwBufferCount, //WSABUF的数量

　　LPDWORD lpNumberOfBytesSent, //收到的字节数

　　DWORD dwFlags,

　　LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, //重叠IO

　　LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine //重叠IO完成例程

　　);

 

　　5.3.4WSARecvDisconnect

　　int WSARecvDisconnect(

　　SOCKET s,

　　LPWSABUF lpInboundDisconnectData

　　);

　　和WADSendDisconnect一样，接收到的数据时断开数据，时另一端的WSASendDisconnect调用发出的，不能用于接受普通数据。

 

　　5.4流协议

　　流协议中，发送者和接受者可以将数据分解成小数据块，或者将数据合并为大数据块。

　　对于流套接字上收发数据所用的函数，它们不能保证需要读取或写入的数据的数量。

　　

　　散播-聚集IO：比如客户端发送到服务器的消息可能这样构成的，一个指定某种操作固定的32字节的头，一个64字节的数据块和一个16字节的尾。

　　就可以用3个WSABUF结构组成的数字调用WSASend，这3个结构分别对应3种消息类型，在接收端，3个WSABUF调用WSARecv。

 

　　5.5中断连接

　　完成了套接字连接，就要关掉它，并释放关联到套接字的所有资源，真正的释放与套接字关联的资源，调用closesocket即可。

　　但closesocket可能会带来负面影响，可能会导致数据的丢失。因此在调用closesocket之前，利用shutdown从容的终止连接。

 

　　5.5.1shutdown

　　为了保证通信双方能够收到应用程序发出的所有数据，对于一个好的应用程序来说，应该通知接收端“不再发送数据”。同样，通信对方也应如此。

　　int shutdown(

　　SOCKEt s,

　　int how

　　);

　　how 参数可以是后面的任何一个值：SD_RECEIVE, SD_SEND, SD_BOTH。

　　SD_RECEIVE表示不允许再调用接收函数。

　　SD_SEND表示不允许再调用发送函数。

　　SD_BOTH表示取消两端的收发操作。

　　并非所有的面向连接协议都支持从容关闭。

 

　　5.5.2 closesocket

　　int closesocket（SOCKET s）；

　　该函数会释放套接字描述符，在利用套接字的调用就会失败，出现WSAENOTSOCK，如果没有对套接字的其他引用，那么与套接字关联的资源都被释放，

　　包括丢弃队列中的数据。

 

6.无连接通信

　　在IP中，无连接通信通过UDP/IP完成，UDP不能确保可靠的数据传输，但能将数据发送到多个目标，或者接受多个源数据。

　　6.1接收端

　　先用socket或WSASocket创建套接字，再把这个套接字和准备接受数据的借口绑定在一起，通过bind函数完成，但不调用listen和accept函数。

　　只等待接受数据。

　　int recvfrom(

　　SOCKET s,

　　char FAR* buf,

　　int len,

　　int flags,

　　struct sockaddr FAR* from, //填入发送数据的工作站地址

　　int FAR* fromlen　　

　　);

　　返回读取的字节总数。

 

　　Winsock2版本的WSARecvFrom

　　int WSARecvFrom(

　　SOCKET S,

　　LPWSABUF lpBuffers,

　　DWORD  dwBufferCount,

　　LPDWORD lpNumberOfByteRecvd,

　　LPDWORD lpFlags,

　　struct sockadd FAR* lpFrom,

　　LPINT lpFromlen,

　　LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,

　　LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine

　　);

 

　　无连接套接字上接受（发送）数据的另一种方法是建立连接，无连接的套接字一旦建立，便可以利用SOCKADDR参数（被设为与之通信的远程接收端的地址）

　　调用connect或者WSAConnect。但事实上没有建立连接。

 

　　6.2发送端

　　先建立个套接字，然后调用sendto或者WSASendto

　　int sendto(

　　SOCKET s,

　　const char FAR* buf,

　　int len,

　　int flags,

　　const struct sockaddr FAR* to, //接收数据的工作站的目标地址

　　int tolen 

　　);

 

　　int WSASendto(

　　SOCKET s,

　　LPWSABUF lpBuffers,

　　DWORD dwBufferCount,

　　LPDWORD lpNumberOfByteSent, //真正发送到接收端的字节数

　　DWORD dwFlags,

　　const struct sockaddr FAR* lpTo, //接收端的地址信息

　　int iTolen, //sockaddr的结构长度

　　LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,

　　LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpOverlappedRoutine

　　);

 

　　6.3基于消息的协议

　　面向连接的通信同时也是流协议，无连接通信几乎都是基于消息的。

　　首先，由于面向消息的协议保留了数据边界，所以提交给发送函数的数据在被发送完之前会形成阻塞，对非阻塞IO模式而言，如果数据未能完全发送，

　　发送函数就会返回WSAEWOLUDBLOCK,这意味着下层的系统不能对不完整的数据进行处理，应该稍后再次调用发送函数。

　　在连接的另一端，对接受函数必须提供一个足够大的缓冲区，如果提供的缓冲区不够大，接收调用就会失败，将出现WSAEMSGSIZE错误。

　　发生这种情况时，缓冲区就会被填满，但未完全收完的数据会被抛弃。被截断的数据也无法恢复。

　　唯一的例外是支持部分消息的协议，当接受调用仅收到部分消息时，在WSARecv，WSARecvFrom返回前，将flag设为MSG_PARTIAL。

 

　　6.4释放套接字资源

　　由于无连接协议没有连接，所以也不会有对连接的正式关闭和从容关闭，在接收端或发送端完成接收发送数据时，只需调用closesocket。

　　　

7. 其他API函数

　　7.1 getpeername

　　获得连接上来的客户端的套接字地址信息，该信息是关于已建立的那个套接字的。

　　int getpeername(

　　SOCKET s,//连接上来的套接字

　　struct sockaddr FAR* name, //返回的是传递到连接调用的地址

　　int FAR* namelen

　　);

 

　　7.2 getsockname

　　返回的是给定套接字的本地接口的地址信息，就是本地sock的信息

　　int getsockname(

　　SOCKET s, 

　　struct sockaddr FAR* name,

　　int FAR* namelen

　　);

 

　　7.3WSADuplicateSocket

　　可以用另一个进程打开指向同一个下层套接字句柄，另外的进程也能对该套接字进行操作。必须考虑进程间通信。

　　int WSADuplicateSocket(

　　SOCKET s, //准备复制的套接字句柄

　　DWORD dwProcessId, //打算使用所复制的套接字的进程ID。

　　LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo //指向目标进程打开复制句柄所需的信息。

　　);

　　此函数复制的是套接字的描述符，而不是实际套接字，如果一个进程在复制的套接字上调用closesocket，会导致进程中的描述符被释放；

　　但在最后留下的那个描述符上调用closesocket之前，下层套接字会保持打开状态。

转载于:https://www.cnblogs.com/fatrony/archive/2012/05/16/2504433.html