C网络socket编程指南.ppt
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Socket使用Win32 API2021/3/111 一個網路通訊程式2021/3/112 什麼是Socket凡是網路兩端互相連線傳送資料時的溝通介面就是socket，是一個網路系統的通訊函式庫，在任何作業系統中可以通用主要的5大函式：socket() 電話bind() 線路(第幾分機?)listen() 準備好接聽(啟用鈴聲)connect() 撥電話出去accept() 對方接聽2021/3/113 Socket函式，指定通訊協定2021/3/114 socket ( )函式int SOCKETint SOCKET socket(socket( intint af, ,intint type, , intint protocol );); af ：位址資料族系(family)，用不同方式表示網路位址type：通訊方式Protocal：傳輸協定編號回傳值：-1表示建立socket發生錯誤 若成功則回傳非負整數，稱為socket descriptor (socket描述子)2021/3/115 選項設定af: 選擇AF_INET Internet address family對應的網路位址資料格式是unsigned long(無號長整數)type：SOCK_STREAM 虛擬路徑連接方式(TCP用) SOCK_DGRAM 資料包方傳遞式(UDP用)protocal：選擇IPPROTO_TCP (TCP通訊協定) 或寫入0，交由系統設定2021/3/116 範例SOCKET sock;//宣告sock = socket(//設定AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); 2021/3/117 Bind函式，指定本地端位置2021/3/118 Bind()Bind()函式函式intint bind(bind(SOCKETSOCKET s, , const struct sockaddr*const struct sockaddr* name, , intint namelen ););s : : 指定好通訊協定的socket name : 指定本地端位址，資料格式為sockaddrsockaddrnamelen : : name之資料長度(單位byte)回傳值：-1表錯誤，否則為02021/3/119 Sockaddr_in Sockaddr_in 格式格式(IPv4(IPv4用用) )struct sockaddr_in { short sin_family;u_short sin_port; struct in_addr sin_addr; char sin_zero[8]; };sin_family:位址資料族系，同樣設定為AF_INETsin_port:主機開啟的通訊埠號 用htons() 寫入sin_addr:主機IP位址 in_addr資料格式sin_zero[8]:目前沒用處，保留以後使用2021/3/1110 in_addrin_addr格式格式typedef struct in_addr {union {struct {u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4;} S_un_b;struct {u_short s_w1,s_w2;} S_un_w;u_long S_addr;} S_un; } in_addr;使用了union的結構體，實際上的大小是一個32bit的長整數所以只要注意u_long S_addr這個變數 將IP對此變數寫入便可函式庫引入的標頭檔應該會有定義#define s_addr S_un.s_addr此後只要對前一頁之變數sin_addr.s_addr存取便可寫入時使用inet_addr(“IP位址字串”)轉換成unsigned long2021/3/1111 範例SOCKET Sock; sockaddr_in saServer; Sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);// 設定本機通訊用的位址saServer.sin_family = AF_INET; saServer.sin_port = htons(5150);//啟用5150 portsaServer.sin_addr.s_addr = inet_addr(“140.115.65.30”); //設定本機IP// 呼叫Bind函式 bind(Sock,(SOCKADDR*) &saServer, sizeof(saServer) ); 2021/3/1112 ListenListen函式函式 設定設定socketsocket等待外部連線等待外部連線 listen()是使Socket進入等待連線狀態，等待客戶端(Client) 連上線來，很顯然的呼叫此函式的主機，功能會是一台伺服器(Server)。
如果有Client想要連過來，此時可以呼叫connect()來跟Server 連線而Server接受後會建立新的socket和Client通訊，listen socket則繼續存在等待其他Client，直到關閉為止2021/3/1113 listen()listen()函式函式int listen( SOCKET s, int backlog ); s：設定好bind(),並且尚未連線的socketBacklog：等待Server接受連線前，同時最大連線數回傳值：-1表錯誤，否則為02021/3/1114 AcceptAccept函式函式 接受外部連線Blocking Non-blocking2021/3/1115 Accept() Accept() 函式函式SOCKET accept( SOCKET s, struct sockaddr* addr, int* addrlen ); s：一個設定為listen狀態的socketsddr：Client端位址資訊，由函式自動產生填入addrlen：sddr長度，由函式自動產生回傳值：-1表示錯誤，否則傳回另一個包含Client端資訊的新socket descriptor，作為傳送資料用傳進accept()的listen socket本身並沒有辦法作資料的傳輸，所以必須透過accept()產生一個包含通訊協定、Server、Client資訊的新socket，利用他就可以進行資料的傳輸了2021/3/1116 範例ListenSocket 為一個bind()過且未連線的socket// 設定socket為接聽外部連線用if (listen( ListenSocket, 1 ) == SOCKET_ERROR) printf("Error listening on socket.\n"); // 宣告一個用來和Client連線用的socket SOCKET AcceptSocket; // 接受外部連線while(1) { AcceptSocket = SOCKET_ERROR; //尚未取得socket descriptor，等待外部連線進入時重設while( AcceptSocket == SOCKET_ERROR ) { AcceptSocket = accept( ListenSocket, NULL, NULL ); } printf("Client connected.\n"); break; } 2021/3/1117 connect函式 與等待接聽的socket連線Client端若要與Server溝通，必須透過connect建立連線，經過驗證確定連線成功後，才能進行資料傳輸。
三向交握(three-way handshake)機制：1.Client向Server提出連線要求(connect())2.Server若接到要求，則回應Clinet接到要求3.Client接到回應，向Server表示收到回覆至此才算連線建立完成，雙方可以開始交換資料若發生錯誤，則會由轉送中繼站回傳ICMP錯誤訊息connect函式讀到後，會回報錯誤給程式2021/3/1118 connect()connect()函式函式int connect( SOCKET s, const struct sockaddr* name, int namelen ); 設定方式請參照bind()函式name內資料為回傳值：-1表錯誤，否則回傳02021/3/1119 recv(),send()recv(),send()函式函式 處理資料收送處理資料收送從先前設定好Server與Client的通訊方式後，我們利用進行資料交換的函式recv(),send()來處理要溝通的資料，其實資料溝通的函式有許多種類，read(),write(),readv(),writev(),recvmsg(),sendmsg()等等，我們介紹recv()和send()給大家入門，其他函式的使用可以查閱MSDN或 man 說明文件2021/3/1120 recv() recv() 函式函式int recv( SOCKET s, char* buf, int len, int flags ); s：一個建立連線成功的socketbuf：呼叫recv，用來儲存收到資料的暫存器len：buf的長度(byte)flags：選擇工作模式，一般填入0回傳值：-1表錯誤，否則傳回接受到資料的長度(byte)2021/3/1121 send()send()函式函式int send( SOCKET s, const char* buf, int len, int flags); s：一個建立連線成功的socketbuf：用來儲存將送出資料的暫存器len：buf的長度(byte)flags：選擇工作模式，一般填入0回傳值：-1表錯誤，否則傳回送出資料的長度(byte)2021/3/1122 範例範例//Server端int bytesSent; int bytesRecv = SOCKET_ERROR; char sendbuf[32] = "Server: Sending Data."; char recvbuf[32] = ""; bytesRecv = recv( m_socket, recvbuf, 32, 0 ); printf( "Bytes Recv: %ld\n", bytesRecv ); bytesSent = send( m_socket, sendbuf, strlen(sendbuf), 0 ); printf( "Bytes Sent: %ld\n", bytesSent ); //Client端int bytesSent; int bytesRecv = SOCKET_ERROR; char sendbuf[32] = "Client: Sending data."; char recvbuf[32] = ""; bytesSent = send( m_socket, sendbuf, strlen(sendbuf), 0 ); printf( "Bytes Sent: %ld\n", bytesSent ); while( bytesRecv == SOCKET_ERROR ) { bytesRecv = recv( m_socket, recvbuf, 32, 0 ); if ( bytesRecv == 0 || bytesRecv == WSAECONNRESET ) { printf( "Connection Closed.\n"); break; } if (bytesRecv < 0) return; printf( "Bytes Recv: %ld\n", bytesRecv ); } 2021/3/1123 closesocket(),shutdown()closesocket(),shutdown()函式函式 中斷連線中斷連線在accept()或connect()成功後建立的通訊用socket，必須由Client或Server下達closesocket()或shutdown()來結束連線。
closesocket()可以用來終止TCP連線，但不會馬上關閉，必須等到該socket不在動作後才切斷連線，這和TCP協定中使用到的sliding window有關，這是用完再關的函式，而shutdown()是有強制性質的中斷連線函式，用來控制socket的IO一個好的中斷連線作法應有四步：1.結束傳送資料2.使用shutdown()，設定為禁止送出資料3.呼叫recv()，確定收到的資料長度為0，避免遺漏資訊4.closesocket() 來關閉socket註：在Winsock中使用的closesocket()和BSD socket中的close()是相同的2021/3/1124 closesocket() closesocket() 與與 shutdown() shutdown()函式函式int closesocket( SOCKET s ); int shutdown( SOCKET s, int how );s：使用中的socket how：控制socket工作的方式SD_RECEIVE 禁止輸入(disable recv()函式)SD_SEND 禁止輸出(disable send()函式)SD_BOTH 雙向禁止回傳值：-1表錯誤，否則傳回02021/3/1125 Server-Client Modelrecv() send()2021/3/1126 WINSOCKETSp#include
