(网络空间安全技术实践)9.1socket下基于tcp协议的通信编程实验

网络空间安全技术实践教程,吕秋云，王小军，胡耿然，汪云路，王秋华 西安电子科技大学出版社,第三篇 网络安全理论与技术实验篇,第九章 网络通信编程实验 9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,2,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,实验目的： 本实验要求掌握基于TCP协议的SOCKET API编程的基本原理和方法，并通过自己编程实现简单的流套接字的C/S模型。,网络空间安全技术实践教程,3,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,实验内容： 本次实验要求在理解基于流套接字（TCP协议）的编程时序的基础上，利用VS2010及以上环境下的SOCKET API来实现简单的网络通信系统，即设计实现一个简易通信软件系统，其中一个软件（客户端）实现发送信息功能，另一个软件（服务端）实现接收信息功能。,网络空间安全技术实践教程,4,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,实验要点说明：（实验难点说明） 理解TCP协议网络通信时序 分别建立服务器端和客户端程序,网络空间安全技术实践教程,5,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,实验准备：（实验环境，实验先有知识技术说明） 操作系统windows XP及以上 VS2010 以上开发环境,网络空间安全技术实践教程,6,实验步骤： 1）理解流套接字编程时序 基于流套接字(TCP协议)的网络通信时序如图9-1-1所示。网络通信涉及到2个独立的应用程序，为了理解方便，我们建立2个不同的应用程序，一个是服务器程序（server）主要用于接收数据，如图9-1-1左边所示，服务器端程序主要完成网络监听，接收连接请求、接受信息，回送信息等；另一个是客户端程序（client），主要用于发送数据，如图9-1-1右边所示，客户端程序主要是请求连接，发送信息，接收信息。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,7,实验步骤： 2）服务器端程序编程步骤 （1）新建服务器端工程 打开一个VS2010，建立一个新的MFC工程Server。需要注意的有两点：首先，在应用类型界面需要选择基于对话框的应用，如图9-1-2所示；其次，在高级选项界面要勾选“Windows Socket”，如图9-1-3所示，这样在之后的Socket编程工作中，用到相关头文件以及链接库等开发环境时就不再需要手工添加了。 建立成功后，进入Class View，如图9-1-4所示，可在主界面中根据功能设计好主对话框，如图9-1-5所示。需要说明的是，该程序运行后，用户就会看到界面显示的主对话框，如果关闭该对话框，程序运行进程就终止了。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,8,实验步骤： 2）服务器端程序编程步骤 （2）为控件添加变量 右键点击对话框，弹出菜单，如图9-1-6所示。选择Class Wizard，弹出对话框，如果添加变量，先点击选择一个控件ID，然后点击右边的“Add Variable”，输入变量名，并且选择变量类型，添加好变量后如图9-1-7所示。程序代码可以通过操作变量名来操作控件，方便编程。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,9,实验步骤： 2）服务器端程序编程步骤 （3）实现接收数据功能 由流套接字的时序图9-1-1中可知，服务器端程序需要监听和接收信息，故我们需要先绑定监听Socket端口。为了实现绑定端口的功能，我们添加一个函数SockInit，添加方法为右键CSocketAPIDlg类名，弹出菜单，如图9-1-8所示。选择“Add Function.”，弹出对话框，输入函数名SockInit，选择返回值void，点击确定后，即可成功创建函数，如图9-1-9所示。 成功创建成员函数后，即可添加函数代码，代码如下：,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,10,void CCChenSiSocketAPIServerDlg:SockInit(void) UpdateData(TRUE); BYTE nFild4; CString str_new; CString ipstr; m_mylocalip.GetAddress(nFild0, nFild1, nFild2, nFild3); ipstr.Format(“%d.%d.%d.%d“, nFild0, nFild1, nFild2, nFild3); /得到IP地址的CString形式 /以下是初始化一些地址和端口等参数 sockaddr_in myaddr; myaddr.sin_family = AF_INET;/使用的协议簇 myaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(ipstr);/本机IP地址 myaddr.sin_port = htons(m_myport);/本机通信端口 SOCKET server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/创建一个套接字，AF_INET为协议簇，/SOCK_STREAM表示使用TCP协议，0表示缺省。 bind(server, (sockaddr*),9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,11,while(1)/在死循环中一直监听端口，进入通信状态 SetDlgItemText(IDC_STATIC, “正在通信.“); SOCKET sockConn = accept(server, (sockaddr*) ,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,12,实验步骤： 2）服务器端程序编程步骤 （4）编译服务端程序 编写完成后，需要对代码进行编译，可以通过菜单或者工具栏按钮完成操作。 如果使用菜单，可以选择Build - Build CChenSiSocketAPI Server 或者Build - Build Solution，如图9-1-10所示。 如果使用工具栏，可以选择如图9-1-11所示的按钮。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,13,实验步骤： 2）服务器端程序编程步骤 （4）编译服务端程序 如果编译完全成功，确保无语法错误时，会在Output中显示“Build: 1 succeed, 0 failed.”，如图9-1-12所示；如果编译存在错误，会显示在Error List中，如图9-1-13所示，编译器提示，在CChenSiSocketAPIServerDlg文件的第200行，发生了C2065错误，变量str_nea从没有被声明就使用了。经查证，是因为把str_new错写为str_nea，改正后即可编译成功。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,14,实验步骤： 3）客户端程序编程步骤 （1）新建客户端工程 打开VS2010，建立一个新的MFC工程Client，同样应记得勾选基于对话框选项和“Windows Socket”。建立成功后，为该对话框添加按钮、编辑控件和静态文本框控件，如图9-1-14所示。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,15,实验步骤： 3）客户端程序编程步骤 （2）为控件添加变量 按照服务器端中的设置方法为客户端对话框添加变量方法操作，添加好的变量如图如9-1-15所示。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,16,实验步骤： 3）客户端程序编程步骤 （3）实现发送数据功能 客户端准备实现当用户点击提交时，连接服务器，将界面中输入框的内容发送到服务器端。因此双击“send”按钮，进入该添加按钮事件的功能程序编写，代码如下： void CCChenSiSocketAPIClientDlg:OnBnClickedButton2() WSADATA wsd;/用来存储版本 WSAStartup(MAKEWORD(2,2), ,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,17,/得到IP地址的CString形式 CString ipstr; m_serverip.GetAddress(nFild0, nFild1, nFild2, nFild3); ipstr.Format(“%d.%d.%d.%d“, nFild0, nFild1, nFild2, nFild3); /以下是初始化一些地址和端口等参数 sockaddr_in serveraddr; serveraddr.sin_family = AF_INET; serveraddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(ipstr); serveraddr.sin_port = htons(m_port); if(connect(client, (sockaddr*) ,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,18,实验步骤： 3）客户端程序编程步骤 （4）编译客户端程序 编写完成后，同样需要对代码进行编译，操作方法与服务器端基本相同。把代码在编写过程中发声的各种错误改正后，即可编译成功。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,19,实验步骤： 4）运行服务端，客户端程序实现简易通信 编译成功后，可以通过菜单或者工具栏按钮来运行完成的程序。在编译成功的前提下，如果使用菜单，其中一种方法是选择Debug - Start Debugging，如图9-1-16所示；如果使用工具栏，可以选择如图9-1-17所示的按钮。 正常运行时，会显示MFC项目中所设计的主对话框，然后依据所编写的程序进行操作，完成需要的功能。本实验中需要同时运行Server和Client两个工程中的程序，如图9-1-18所示。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,20,实验步骤： 4）运行服务端，客户端程序实现简易通信 运行时，先在服务器端输入本机IP和将要进行通信的本机端口，点击bind绑定IP和端口；其次，在客户端输入服务器端的IP和通信端口，在发送框里输入要发送的信息，点击Send即可在服务器端的接收框中显示信息；最后，在需要结束通信的时候，发送“quit TCP”即可结束通信。运行结果如图9-1-19所示。,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,网络空间安全技术实践教程,21,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,实验结果要求 (1) 本实验中所建立的工程名应该是含有个人信息，如可加入姓名全拼构成唯一的工程名字，例如：CChenSiSocketAPIServer和CChenSiSocketAPIClient。 (2) 采用SOCKET API实现基于流套接字简易聊天软件通信过程。,网络空间安全技术实践教程,22,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,实验报告要求 实验报告要求有封面，实验目的，实验环境，实验结果及分析；其中实验结果及分析主要描述你编程步骤，关键功能及代码，编程过程中遇到的问题和经验等。,网络空间安全技术实践教程,23,9.1 SOCKET下基于TCP协议的通信编程实验,实验扩展要求 (1) 请在完成本节实验的基础上，在服务器端和发送端程序中添加代码，实现服务器向客户端发送信息，客户端接收信息的功能，从而实现服务器和客户端可以实现双向通信功能。 (2) 请参照本实验套接字编程，并结合数据报套接字的编程时序，利用SOCKET API实现基于UDP协议的数据报套接