用C語言進行最基本的socket編程

什么是socket
　　你經常聽到人們談論着 “socket”，或許你還不知道它的確切含義。現在讓我告訴你：它是使用 標准Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其它程序通訊的方式。什么？你也許聽到一些Unix高手(hacker)這樣說過：“呀，Unix中的一切就是文件！”那個家伙也許正在說到一個事實：Unix 程序在執行任何形式的 I/O 的時候，程序是在讀或者寫一個文件描述符。一個文件描述符只是一個和打開的文件相關聯的整數。但是(注意后面的話)，這個文件可能是一個網絡連接，FIFO，管道，終端，磁盤上的文件或者什么其它的東西。Unix 中所有的東西就是文件！所以，你想和Internet上別的程序通訊的時候，你將要使用到文件描述符。你必須理解剛才的話。現在你腦海中或許冒出這樣的念頭：“那么我從哪里得到網絡通訊的文件描述符呢？”，這個問題無論如何我都要回答：你利用系統調用 socket()，它返回套接字描述符 (socket descriptor)，然后你再通過它來進行send() 和 recv()調用。“但是...”，你可能有很大的疑惑，“如果它是個文件描述符，那么為什 么不用一般調用read()和write()來進行套接字通訊？”簡單的答案是：“你可以使用！”。詳細的答案是：“你可以，但是使用send()和recv()讓你更好的控制數據傳輸。”存在這樣一個情況：在我們的世界上，有很多種套接字。有DARPA Internet 地址 (Internet 套接字)，本地節點的路徑名 (Unix套接字)，CCITT X.25地址 (你可以將X.25 套接字完全忽略)。也許在你的Unix 機器上還有其它的。我們在這里只講第一種：Internet 套接字。
Internet 套接字的兩種類型 ：
　　什么意思？有兩種類型的Internet 套接字？是的。不，我在撒謊。其實還有很多，但是我可不想嚇着你。我們這里只講兩種。除了這些, 我打算另外介紹的 "Raw Sockets" 也是非常強大的，很值得查閱。
那么這兩種類型是什么呢？一種是"Stream Sockets"（流格式），另外一種是"Datagram Sockets"（數據包格式）。我們以后談到它們的時候也會用到"SOCK_STREAM" 和 "SOCK_DGRAM"。數據報套接字有時也叫“無連接套接字”(如果你確實要連接的時候可以用connect()。) 流式套接字是可靠的雙向通訊的數據流。如果你向套接字按順序輸出“1，2”，那么它們將按順序“1，2”到達另一邊。它們是無錯誤的傳遞的，有自己的錯誤控制，在此不討論。
    有什么在使用流式套接字？你可能聽說過 telnet，不是嗎？它就使用流式套接字。你需要你所輸入的字符按順序到達，不是嗎？同樣，WWW瀏覽器使用的 HTTP 協議也使用它們來下載頁面。實際上，當你通過端口80 telnet 到一個 WWW 站點，然后輸入 “GET pagename” 的時候，你也可以得到 HTML 的內容。為什么流式套接字可以達到高質量的數據傳輸？這是因為它使用了“傳輸控制協議 (The Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP” (請參考 RFC-793 獲得詳細資料。)TCP 控制你的數據按順序到達並且沒有錯
誤。你也許聽到 “TCP” 是因為聽到過 “TCP/IP”。這里的 IP 是指“Internet 協議”(請參考 RFC-791。) IP 只是處理Internet 路由而已。
    那么數據報套接字呢？為什么它叫無連接呢？為什么它是不可靠的呢？有這樣的一些事實：如果你發送一個數據報，它可能會到達，它可能次序顛倒了。如果它到達，那么在這個包的內部是無錯誤的。數據報也使用 IP 作路由，但是它不使用 TCP。它使用“用戶數據報協議 (User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP” (請參考 RFC-768。)
    為什么它們是無連接的呢？主要是因為它並不象流式套接字那樣維持一個連接。你只要建立一個包，構造一個有目標信息的IP 頭，然后發出去。無需連接。它們通常使用於傳輸包-包信息。簡單的應用程序有：tftp, bootp等等。
    你也許會想：“假如數據丟失了這些程序如何正常工作？”我的朋友，每個程序在 UDP 上有自己的協議。例如，tftp 協議每發出的一個被接受到包，收到者必須發回一個包來說“我收到了！” (一個“命令正確應答”也叫“ACK” 包)。如果在一定時間內(例如5秒)，發送方沒有收到應答，它將重新發送，直到得到 ACK。這一ACK過程在實現SOCK_DGRAM 應用程序的時候非常重要。

簡單的發送和接收實現

服務器端接收代碼：

 

#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")
#include <stdio.h>
#include <memory.h>
 
void main()
{
WSAData wsd;
WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd);
 
SOCKET s =NULL;
s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
struct sockaddr_in ch;
memset(&ch,0,sizeof(ch));
ch.sin_family=AF_INET;
ch.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
ch.sin_port=htons(1041);
int b=bind(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch));
#define QUEUE_SIZE 5
int l=listen(s,QUEUE_SIZE);
printf("正在監聽本機的1041端口！\n");
SOCKET sc=accept(s,0,0);
printf("客戶端已經連接到本機的1041端口！\n");
#define BUF_SIZE 4096
int receByt=0;
while(1)
{
char buf[BUF_SIZE];
receByt=recv(sc,buf,BUF_SIZE,0);
buf[receByt]='\0';
if(receByt>0)
{
printf("接收的消息是：%s\n",buf);
}
else
{
printf("接收消息結束！");
break;
}
 
}
int ic=closesocket(sc);
int is=closesocket(s);
 
}

 

 

 

 

客戶端發送的代碼：

 

#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")
#include <stdio.h>
#include <memory.h>
#include <string.h>
 
void main()
{
WSAData wsd;
WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd);
 
SOCKET s =NULL;
s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
struct sockaddr_in ch;
memset(&ch,0,sizeof(ch));
ch.sin_family=AF_INET;
ch.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
ch.sin_port=htons(1041);
 
int c=connect(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch));
printf("已經連接到服務器的1041端口！現在可以向服務器發送消息了！\n");
#define BUF_SIZE 4096
char info[1024],buf[BUF_SIZE];
 
while(1)
{
gets(info);
if(info[0]=='\0')
break;
strcpy(buf,info);
int nsend=send(s,buf,strlen(buf),0);
 
}
int ic=closesocket(s);
}

 

程序代碼經過了優化，並且整合多線程，把接收和發送放到同一個文件中，使用參數模式調用發送和接收模塊。增加了創建SOCKET的創建的時候s句柄（或對象）判斷返回值是否為INVALID_SOCKET，以及socket的bind操作的返回值是否為SOCKET_ERROR，其他socket的操作應該也判斷SOCKET_ERROR，以保證程序的穩定性，這里只是測試代碼就不去寫這么多了，剩下的就由你個人發揮。

 

#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")
#include <stdio.h>
#include <memory.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
 
 
void Receive();
void Send();
void creatThread();
 
SOCKET s =NULL;
pthread_t t[1000];
int threadCount=0;
 
void main(int argc,char* argv[])
{
  printf("本程序制作人學號：713901040041\n");
  printf("程序說明：服務器端和客戶端為同一個程序，請使用不同的參數運行.\n");
  printf("接收程序請使用 r參數；發送程序請使用 s參數。\n");
  //printf("len : %d\n", argc);
  //printf("count %d\n",argc);
  //printf("value: %s\n",argv[1]);
  //printf("%d",argv[1][0]=='r');
 
  if(argc<=1)
  {
    printf("please input program arguments ...\n");
    exit(0);
  }
  if(argc>1 && argv[1][0]=='r')
  {
    printf("run receive ...\n");
    Receive();
  }
  if(argc>1 && argv[1][0]=='s')
  {
    printf("run send ...\n");
    Send();
  }
}
 
 
void* receiveWork(void * args)
{
  SOCKET sc=accept(s,0,0);
  if(sc==INVALID_SOCKET)
  {
    printf("sc Error");
  }
  creatThread();
 
  printf("----------客戶端已經連接到本機的%d線程連接！\n",threadCount-2);
#define BUF_SIZE 4096
  int receByt=0;
  while(1)
  {
    char buf[BUF_SIZE];
    receByt=recv(sc,buf,BUF_SIZE,0);
    buf[receByt]='\0';
    if(receByt>0)
    {
      printf("線程接收的消息是：%s\n",buf);
    }
    else
    {
      printf("客戶端已退出，");
      break;
    }
       
  }
  int ic=closesocket(sc);
  printf("服務器結束連接！\n");
  return NULL;
}
 
void creatThread()
{
  pthread_create(&t[threadCount++],NULL,receiveWork,NULL);
}
 
 
void Receive()
{
  WSAData wsd;
  WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd);  
  s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
  if(s==INVALID_SOCKET)
  {
    printf("socket created Error");
  }
  struct sockaddr_in ch;
  memset(&ch,0,sizeof(ch));
  ch.sin_family=AF_INET;
  ch.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
  ch.sin_port=htons(1041);
  int b=bind(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch));
  if(b==SOCKET_ERROR)
  {
    printf("bind 失敗，出錯代碼是：%d\n",WSAGetLastError());
    exit(0);
  }
#define QUEUE_SIZE 5
  int l=listen(s,QUEUE_SIZE);
  printf("正在監聽本機的1041端口！\n");
   
  creatThread();
 
  for(int i=0;i<1000;i++)
  {
    pthread_join(t[i],NULL);
  }
 
int is=closesocket(s);
}
 
 
 
void Send()
{
  WSAData wsd;
  WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd);
 
  SOCKET s =NULL;
  s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
  if(s==INVALID_SOCKET)
  {
    printf("socket created Error");
  }
  struct sockaddr_in ch;
  memset(&ch,0,sizeof(ch));
  ch.sin_family=AF_INET;
  ch.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
  ch.sin_port=htons(1041);
 
  int c=connect(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch));
  printf("已經連接到服務器的1041端口！現在可以向服務器發送消息了！\n");
#define BUF_SIZE 4096
  char info[1024],buf[BUF_SIZE];
 
  while(1)
  {
    gets(info);
    if(info[0]=='\0')
      break;
    strcpy(buf,info);
    int nsend=send(s,buf,strlen(buf),0);
  }
  int ic=closesocket(s);
}

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