网络编程

　　网络程序的实现可以有多种方式，Windows Socket就是其中一种比较简单的实现方法.Socket是连接应用程序与网络驱动程序的桥梁，Socket在应用程序中创建.通过绑定操作与驱动程序建立关系。此后应用程序送给Socket的数据，由Socket交给驱动程序向网络上发送出去.计算机从网络上收到与该Socket绑定的IP地址和端口号相关的数据后，由驱动程序交给Socket,应用程序便可从该Socket中提取接收到的数据。网络应用程序就是这样通过Socket进行数据的发送与接收的。
　　两台主机要进行通信，要遵循约定的规则，我们把这种规则称之为协议。为了标识在计算机上运行的每一个网络通信程序，为他们分别分配一个端口号。在发送数据时，除了指定接收数据的主机IP地址外，还要指定相应的端口号。这样，在指定IP地址的计算机上，将会由在指定端口号上等待数据的网络应用程序接收数据。
传输层：传输控制协议(TCP),用户数据报协议(UDP)
TCP:面向连接的可靠的传输协议。利用TCP协议进行通信时，首先要通过三步握手，以建立通信双方的连接。一旦连接建立好，就可以进行通信了。TCP提供了数据确认和数据重传的机制，保证了发送的数据一定能到达通信的对方。
UDP:是无连接的、不可靠的传输协议。采用UDP进行通信时，不需要建立连接，可以直接向一个IP地址发送数据，但是对方能否收到，就不敢保证了。我们知道在网络上传输的是电信号，既然是电信号，在传输过程中就会有衰减，因此数据有可能在网络上就消失了，也有可能我们所指定的IP地址还没有分配，或者该IP地址所对应的主机还没有运行，这些情况都有可能导致发送的数据接收不到。
　　端口是一种抽象的软件结构(包括一些数据结构和I/O缓冲区).应用程序通过系统调用与端口建立连接(binding)后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。端口用一个整数型标识符来表示，即端口号。端口号跟协议相关，TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全独立的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立。端口使用一个16位的数字来表示，它的范围是0-65535，1024以下的端口号保留给预定义的服务。例如，http使用80端口。
　　不同的计算机存放多字节值的顺序不同，有的机器在起始地址存放低位字节(低位先存)，有的机器在起始地址存放高位字节(高位先存)。基于Intel的CPU，即我们常用的PC机采用的是低位先存。为保证数据的正确性，在网络协议中需要指定网络字节顺序，TCP/IP协议使用16位整数和32位整数的高位先存格式。由于不同的计算机存放数据字节的顺序不同，这样发送方发送数据后，即使接收方接收到该数据，也有可能无法查看所接收到的数据。所以在网络中不同主机间进行通信时，要统一采用网络字节顺序。
　　在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户机/服务器模式(CliendServer)，即客户向服务器提出请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。
客户机/服务器模式的建立基于以下两点:首先，建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享，从而造就拥有众多资源的主机提供服务，资源较少的客户请求服务这一非对等作用。其次，网间进程通信完全是异步的，相互通信的进程间既不存在父子关系，又不共享内存缓冲区，因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系，为二者的数据交换提供同步，这就是基于客户机/服务器模式的TCP/IP.
一、套接字的类型
1.流式套接字(SOCK_STREAM)
提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送，且按发送顺序接收。流式套接字实际上是基于TCP协议实现的。
2.数据报式套接字(SOCK_DGRAM )
提供无连接服务。数据包以独立包形式发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。数据报式套接字实际上是基于UDP协议实现的。
3.原始套接字(SOCK_RAW)
二、基于TCP(面向连接)的socket编程
服务器端程序流程如下:
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.将套接字设为监听模式，准备接收客户请求(listen)。
4.等待客户请求到来;当请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept)。
5.用返回的套接字和客户端进行通信(send/recv)。
6.返回，等待另一客户请求。
7.关闭套接字。
基于TCP(面向连接)的socket编程的客户端程序流程如下:
1.创建套接字(socket)。
2.向服务器发出连接请求(connect)。
3.和服务器端进行通信(send/recv )。
4.关闭套接字。
　　在服务器端，当调用accept函数时，程序就会等待，等待客户端调用Connect函数发出连接请求，然后服务器端接受该请求，于是双方就建立了连接。之后，服务器端和客户端就可以利用send和recv函数进行通信了。读者应注意，在客户端并不需要调用bind函数。因为服务器需要接收客户端的请求，所以必须告诉本地主机它打算在哪个IP地址和哪个端口上等待客户请求，因此必须调用bind函数来实现这一功能。而对客户端来说，当它发起连接请求，服务器端接受该请求后，在服务器端就保存了该客户端的IP地址和端口的信息。这样，对服务器端来说，一旦建立连接之后，实际上它己经保存了客户端的IP地址和端口号的信息，因此就可以利用所返回的套接字调用send/recv函数与客户端进行通信。
三、基于UDP(面向无连接)的socket编程
服务器端也叫接收端，对于基于UDP(面向无连接)的套接字编程来说，它的服务器端和客户端这种概念不是很强化，我们也可以把服务器端，即先启动的一端称为接收端，发送数据的一端称为发送端，也称为客户端。
我们先看一下接收端程序的编写:
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.等待接收数据(recvfrom )。
4.关闭套接字。
对于基于UDP的套接字编程，为什么仍然需要调用bind函数进行绑定呢?应注意，虽然面向无连接的socket编程无须建立连接，但是为了完成这次通信，对于接收端来说，它必须先启动以接收客户端发送的数据，因此接收端必须告诉主机它是在哪个地址和端口上等待数据的到来，也就是说，接收端(服务器端)必须调用bind函数将套接字绑定到一个本地地址和端口上。
对于客户端程序的编写非常简单:
1.创建套接字(socket)。
2.向服务器发送数据(sendto)。
3.关闭套接字。
注意，在基于UDP的套接字编程时，利用的是sendto和recvfrom这两个函数实现数据的发送和接收，而基于TCP的套接字编程时，发送数据是调用send函数，接收数据调用recv函数。
套接字表示了通信的端点。我们利用套接字进行通信与利用电话机进行通信是一样的，套接字相当于电话机，IP地址相当于总机号码，而端口号则相当于分机。

Win32Tcp:

#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>
void main()
{
　　WORD wVersionRequested;
　　WSADATA wsaData;
　　int err;

　　wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );
　　err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
　　if ( err != 0 )
　　{
　　　　return;
　　}

　　if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
　　HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )
　　{
　　　　WSACleanup( );
　　　　return;
　　}
　　SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

　　SOCKADDR_IN addrSrv;
　　addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);
　　addrSrv.sin_family=AF_INET;
　　addrSrv.sin_port=htons(6000);

　　bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

　　listen(sockSrv,5);

　　SOCKADDR_IN addrClient;
　　int len=sizeof(SOCKADDR);

　　while(1)
　　{
　　　　SOCKET sockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
　　　　char sendBuf[100];
　　　　sprintf_s(sendBuf,"Welcome %s to http://www.sunxin.org",
　　　　inet_ntoa(addrClient.sin_addr));
　　　　send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);
　　　　char recvBuf[100];
　　　　recv(sockConn,recvBuf,100,0);
　　　　printf("%s\n",recvBuf);
　　　　closesocket(sockConn);
　　}
}

Win32Client:

#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>

void main()
{
　　WORD wVersionRequested;
　　WSADATA wsaData;
　　int err;

　　wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );
　　err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
　　if ( err != 0 )
　　{
　　　　return;
　　}

　　if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )
　　{
　　　　WSACleanup( );
　　　　return;
　　}
　　SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

　　SOCKADDR_IN addrSrv;
　　addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");
　　addrSrv.sin_family=AF_INET;
　　addrSrv.sin_port=htons(6000);
　　connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

　　char recvBuf[100];
　　recv(sockClient,recvBuf,100,0);
　　printf("%s\n",recvBuf);
　　send(sockClient,"This is lisi",strlen("This is lisi")+1,0);

　　closesocket(sockClient);
　　WSACleanup();
}

 

UDPSrv:

#include <WinSock2.h>
#include <stdio.h>
void main()
{
　　WORD wVersionRequested;
　　WSADATA wsaData;
　　int err = 0;
　　wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);
　　err = WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);
　　if (0 != err)
　　{
　　　　return;
　　}
　　if (2 != LOBYTE(wsaData.wVersion) || 2 != HIBYTE(wsaData.wVersion))
　　{
　　　　WSACleanup();
　　　　return;
　　}

　　SOCKET sockSrv = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
　　SOCKADDR_IN addrSvr;
　　addrSvr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
　　addrSvr.sin_family = AF_INET;
　　addrSvr.sin_port = htons(6000);

　　bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSvr,sizeof(SOCKADDR));

　　SOCKADDR_IN addrClient;
　　int len = sizeof(SOCKADDR);
　　char recvBuf[100] = "";
　　recvfrom(sockSrv,recvBuf,sizeof(recvBuf),0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
　　printf(recvBuf);
　　closesocket(sockSrv);
　　WSACleanup();
}

UDPClient:

#include <WinSock2.h>
#include <stdio.h>

void main()
{
　　WORD wVersionRequested;
　　WSADATA wsaData;
　　int nErr = 0;
　　wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);
　　nErr = WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);
　　if (0 != nErr)
　　{
　　　　return;
　　}
　　if (2 != LOBYTE(wsaData.wVersion) || 2 != HIBYTE(wsaData.wVersion))
　　{
　　　　WSACleanup();
　　　　return;
　　}

　　SOCKET sockClient = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
　　SOCKADDR_IN sockSrc;
　　sockSrc.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
　　sockSrc.sin_family = AF_INET;
　　sockSrc.sin_port = htons(6000);

　　sendto(sockClient,"Hello",strlen("Hello")+1,0,(SOCKADDR*)&sockSrc,sizeof(sockSrc));
　　closesocket(sockClient);
　　WSACleanup();
}