TCP套接字编程实现

一、基于TCP的套接字编程实现流程：

1.  服务器端流程简介：

            （1）创建套接字（socket）

            （2）将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）

            （3）将套接字设定为监听模式，准备接受客户端请求（listen）

            （4）阻塞等待客户端请求到来。当请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此客户端连接的套接字sockClient（accept）

            （5）用返回的套接字sockClient和客户端进行通信（send/recv）；

            （6）返回，等待另一个客户端请求（accept）

            （7）关闭套接字（close）

2.  客户端流程简介：

            （1）  创建套接字（socket）

            （2）  向服务器发出连接请求（connect）

            （3）  和服务器进行通信（send/recv）

            （4）  关闭套接字（close）

                                                             

二、 send和recv函数的理解：

 　当调用socket创建套接字时，同时在内核中生成发送和接收缓冲区。

• 设置为connect模式时（客户端模式），调用send会将用户自定义的buff中的数据拷贝到发送缓冲区，缓冲区数据的发送由TCP/IP模型完成；

• 设置为listen模式时（服务器端模式），发送缓冲区不再使用，接收缓冲区只存放客户端的连接请求。而accpet函数返回的新建套接字sockfd会再生成两个新缓冲区，发送和接收缓冲区。当调用recv时，recv先等待sockfd的发送缓冲区中数据按协议传送完毕，再检查sockfd的接收缓冲区，如果接收缓冲区没有数据或正在传送，则recv等待；否则recv将接收缓冲区中的数据拷贝到用户定义的buff中（ps：当接收缓冲区中数据长度大于buff长度时，recv要调用多次才能完全拷贝完成）。recv返回的是每次实际拷贝的数据长度，若拷贝出错则返回SOCKET_ERROR，若网络中断则返回0。

• send和recv只是从发送/接收缓冲区中拷贝数据，真正的读写数据是由TCP/IP协议完成的

三、C++客户端/服务器端的简单实现：

（1）Sever实现：

#include <Winsock2.h>
#include <cstdio>
#include <iostream>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main()
{
        //1. 加载socket函数库
        WSADATA wsaData;
        SOCKET sockServer;
        SOCKADDR_IN addrServer;
        SOCKET sockClient;
        SOCKADDR_IN addrClient;
        WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);     //加载套接字库

        //2. 创建套接字
        addrServer.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);      //INADDR_ANY表示任何IP，即允许所有的客户端连接到本地服务端
        addrServer.sin_family = AF_INET;          //设置为IP通信
        addrServer.sin_port = htons(6000);        //绑定端口6000
        sockServer = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);       //创建流式套接字
        std::cout<<"创建套接字成功"<<std::endl;

        //3. 将套接字绑定到 固定IP和固定端口
        bind(sockServer, (SOCKADDR*)&addrServer,  sizeof(SOCKADDR));    //进行端口和IP地址的绑定
        std::cout<<"绑定套接字成功"<<std::endl;

        //4. 将套接字设置为监听模式，等待连接到来
        listen(sockServer,5);           //监听队列为5
        std::cout<<"监听连接中......"<<std::endl;
        int len = sizeof(SOCKADDR);
        char sendBuf[100];      //发送至客户端的字符串
        char recvBuf[100];       //接受客户端返回的字符串

        //5. 阻塞服务端的进程，直到有客户端连接为止
        sockClient = accept(sockServer,  (SOCKADDR*)&addrClient,  &len);  //sockClinet为返回的新的客户端连接
        std::cout<<"收到连接："<<inet_ntoa(addrClient.sin_addr)<<std::endl;

        //6. 接收并打印客户端数据
        int recvlen = 0;
        if((recvlen = recv(sockClient,recvBuf,100,0)) > 0)
        {
        std::cout<<recvBuf<<std::endl;
        }
        send(sockClient, "Receive the Client Data", 23, 0);

        //7. 关闭socket
        closesocket(sockClient);
        WSACleanup();
        return 0;
}

（2）Client实现：

#include <WinSock2.h>  
#include <stdio.h>
#include <iostream>  
#include <cstring>
#pragma comment(lib, “ws2_32.lib”)  
  
int main()  
{  
    //1. 加载套接字  
    WSADATA wsaData;   
    if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)  
    {  
        printf(”Failed to load Winsock”);  
        return;  
    }  
  
    //2. 创建套接字
    SOCKADDR_IN addrSrv;  
    addrSrv.sin_family = AF_INET;  
    addrSrv.sin_port = htons(6000);  //端口号6000
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //访问的服务器IP  
    SOCKET sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  //创建客户端套接字
  
    //3. 向服务器发出连接请求  
   if(connect(sockClient, (struct  sockaddr*)&addrSrv, sizeof(addrSrv)) == INVALID_SOCKET)
   {  
        std::cout<<"Connect failed:"<<WSAGetLastError()<<std::endl;  
        return;  
    }

    //4.接收和发送数据  
    char recvbuff[1024];  
    memset(recvbuff, 0, sizeof(recvbuff));
    recv(sockClient, recvbuff, sizeof(recvbuff), 0);  
    std::string sendbuf = "hello, this is a Client…";  
    send(sockClient, sendbuf.c_str(), sendbuf.size(), 0);  
  
    //5. 关闭套接字  
    closesocket(sockClient);  
    WSACleanup();  
    return 0;
}