【网络编程01】socket的基础知识-简单网络通信程序

1.什么是socket

　　socket(套接字),简单来说是IP地址与端口(port)的组合，可以与远程主机的应用程序进行通信。通过IP地址可以确定一台主机，而通过端口则可以确定某一个应用程序。IP+端口则可以完全确定某台主机的某个应用。socket起源于UNIX,类似一种特殊文件，可以进行打开，关闭，读写操作。总而言之，有了socket就可以与网络上的主机进行通信。

2.TCP/UDP 协议

　　要进行网络通信，就要进行一定规则约束，TCP/UDP就是这样的协议，规定了通信的规则。

　　TCP是可靠的，面向连接的双向数据传输协议。可靠是指数据不会重复，也不会丢失。每当发送方发送一个数据给接收方时，如果接收方接收到了该数据，则会发送确认信息给发送方表示”我已经收到该数据了，你可以发送下一条数据了“，收到确认信息后，发送方才会发送下一条数据。这样就可以确定信息的无误。双向传输指双方都可以作为发送方或接收方。

　　UDP是不可靠的，无连接的双向传输协议。UDP协议只管发送数据，不会确认你有没有收到，只负责发，不负责确认，所以是不可靠的。UDP适用于传输视频之类的，视频就算丢失一两帧也不会有太大影响。

　　socket既可以是基于TCP,也可以是基于UDP的，根据需求选择即可。

3.一个简单的通信程序

　　用一个简单的例子来说明socket的用法。用socket写的程序一般分为，两部分，一个是服务器端，一个是客户端.

　　下面说明服务器端创建过程

　　1）.首先要有套接字才能进行通信，创建套接字的函数是

　

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

　　af:表示地址族，常用的有AF_INET表示使用IPV4地址，AF_INET6表示使用IPV6地址

　　type：传输类型常用有SOCK_STREAM ,SOCK_DGRAM，流式传输，报文传输

　　protocol:要使用的协议常用有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP，分别表示TCP,UDP协议

　　返回一个套接字描述符，也就是一个整型。

　　2）.用bind()函数确定socket各种属性

 int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);  

　　sock:要绑定的套接字

　　addr：SOCKADDR地址结构体，里面包含使用的协议，IP地址，端口等。要自己设定

　　addrlen：SOCKADDR的大小，可以用sizeof()获取

　　下面的代码展示创建一个套接字与绑定的过程

 //使用IPV4地址，TCP协议
 serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 SOCKADDR_IN addr;
 addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip过来连接都接受
 addr.sin_family = AF_INET;//使用IPV4地址
 addr.sin_port = htons();//使用6666号端口
 bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//将套接字与端口6666，设定接收的ip绑定

　3）.listen函数监听

　　设定属性后，服务器端就可以开始监听了，监控是否有客户端请求连接。

　　函数原型

 int listen(int sock, int backlog); 

　　sock：套接字

　　backlog：允许多少个客服端连接

　4）.accept函数等待连接

　　accept是一个阻塞函数，如果没有客户端清求连接会一直等待在这里

 int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); 

　　sock:套接字，

　　addr:SOCKADDR 结构体

　　addrlen:addr的长度，可以用sizeof求到

　　要注意该函数的返回值，它会返回一个新的套接字，这个新的套接字是用来与客户端通信的套接字，之前那个套接字是监听的套接字，要分清楚。

　　5）.send/recv发送/接收信息

　　与客户端连接成功后就可以进行通信了。可以通信的函数有write/read,send/recv等，这里介绍send/recv

 int send(int sockfd, const char *buf, size_t len, int flags);

 int recv(int sockfd, char*buf, size_t len, int flags);

　　sockfd:套接字

　　buf:发送数据的缓冲区

　　len:发送数据的长度

　　flags:标志，一般为零

　　6）.closesocket函数关闭套接字

　　closesocket()关闭套接字

　　下面是一个完整的服务器端的代码

 #include<stdio.h>
 #include<WinSock2.h>
 #pragma comment (lib,"ws2_32.lib")
 int main()
 {
     SOCKET serverSocket;//监视的套接字
     SOCKET newSocket;//用来通信的套接字
     SOCKADDR_IN newAddr;//保存客户端的socket地址信息
     SOCKADDR_IN addr;//地址结构体，包括ip port(端口)

     WSADATA data;
     WORD version;//socket版本
     int info;
     char buf[];//数据缓冲区
     /*
        在使用socket之前要进行版本的设定和初始化
        看不懂不用管
     */
     version = MAKEWORD(, );//设定版本
     info = WSAStartup(version, &data);
     /*应用程序或DLL只能在一次成功的WSAStartup()调用之后
            才能调用进一步的Windows Sockets API函数。
         根据版本初始化 windows socket,返回0表示成功
     */

     if (info != )
     {
         printf("初始化失败\n");
         return -;
     }
     if (LOBYTE(data.wVersion) !=  || HIBYTE(data.wVersion) != )
     {
         printf("加载失败\n");
         WSACleanup();
         return ;
     }
      //创建套接字，使用TCP协议
     serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
     addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip过来连接都接受
     addr.sin_family = AF_INET;//使用ipv4的地址
     addr.sin_port = htons();//设定应用占用的端口
     bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//将套接字与端口6666，接收的ip绑定
     listen(serverSocket, );//开始监听，是否有客服端请求连接
     printf("开始监听，等待连接..........\n");
     int len = sizeof(SOCKADDR);
     newSocket=accept(serverSocket, (SOCKADDR*)&newAddr,&len);
     sprintf(buf, "欢迎：%s 的用户连接", inet_ntoa(newAddr.sin_addr));
     send(newSocket, buf, , );//发送信息
     printf("连接成功，开始发送信息..........\n");
     recv(newSocket, buf, , );//接收信息
     printf("接收到的信息为：%s\n", buf);
     closesocket(newSocket);//关闭套接字
 }

　　运行结果

　　

　　客户端例子

　　客户端与服务器端不同，服务器端是等待连接的，而客户端是主动连接的，所以客户端没有listen函数监听，也没有accept函数等待连接。

　　客户端有一个connect函数用于主动连接服务器端。其余差不多

 int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

　　sock:套接字

　　serv_addr:SOCKADDR结构体

　　addrlen:serv_addr长度，可以用sizeof得到

　　客户端代码

　　

 #include<stdio.h>
 #include<WinSock2.h>
 #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")

 int main()
 {
     SOCKET clientSocket;
     SOCKADDR_IN addr;
     int len;
     char buf[];
     int info;
     WSADATA data;
     WORD version;
     //设定版本，与初始化
     version = MAKEWORD(, );
     info = WSAStartup(version, &data);
     if (info != )
     {
         printf("初始化失败\n");
         return -;
     }
     if (LOBYTE(data.wVersion) !=  || HIBYTE(data.wVersion) != )
     {
         printf("加载失败\n");
         WSACleanup();
         return ;
     }

     clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );//创建套接字
     //要连接的服务器的ip,因为现在服务器端就是本机，所以写本机ip
     //127.0.0.1一个特殊的IP地址，表示是本机的IP地址
     addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     //端口要与服务器相同，不然找不到
     addr.sin_port = htons();
     //用IPV4地址
     addr.sin_family = AF_INET;
     //主动连接服务器
     connect(clientSocket,(SOCKADDR*)&addr,sizeof(SOCKADDR));
     //接收服务发送的数据
     recv(clientSocket, buf, , );//接收数据
     printf("服务器发送的信息是:%s\n", buf);
     sprintf(buf, "%s","你好，服务器");
     //发送数据
     send(clientSocket, buf, , );
     //关闭套接字
     closesocket(clientSocket);
     return ;

 }

　　先启动服务器，再启动客户端。一次简单的通信就完成了

 

把这个简单的例子做出来，对于socket应该会有初步的认识，最起码应该学会怎么用。

下次利用socket写个简单的聊天程序，进一步加深对socket的认识。