TCP套接字編程實現

一、基於TCP的套接字編程實現流程：

1.  服務器端流程簡介：

            （1）創建套接字（socket）

            （2）將套接字綁定到一個本地地址和端口上（bind）

            （3）將套接字設定為監聽模式，准備接受客戶端請求（listen）

            （4）阻塞等待客戶端請求到來。當請求到來后，接受連接請求，返回一個新的對應於此客戶端連接的套接字sockClient（accept）

            （5）用返回的套接字sockClient和客戶端進行通信（send/recv）；

            （6）返回，等待另一個客戶端請求（accept）

            （7）關閉套接字（close）

2.  客戶端流程簡介：

            （1）  創建套接字（socket）

            （2）  向服務器發出連接請求（connect）

            （3）  和服務器進行通信（send/recv）

            （4）  關閉套接字（close）

                                                             

二、 send和recv函數的理解：

 　當調用socket創建套接字時，同時在內核中生成發送和接收緩沖區。

• 設置為connect模式時（客戶端模式），調用send會將用戶自定義的buff中的數據拷貝到發送緩沖區，緩沖區數據的發送由TCP/IP模型完成；

• 設置為listen模式時（服務器端模式），發送緩沖區不再使用，接收緩沖區只存放客戶端的連接請求。而accpet函數返回的新建套接字sockfd會再生成兩個新緩沖區，發送和接收緩沖區。當調用recv時，recv先等待sockfd的發送緩沖區中數據按協議傳送完畢，再檢查sockfd的接收緩沖區，如果接收緩沖區沒有數據或正在傳送，則recv等待；否則recv將接收緩沖區中的數據拷貝到用戶定義的buff中（ps：當接收緩沖區中數據長度大於buff長度時，recv要調用多次才能完全拷貝完成）。recv返回的是每次實際拷貝的數據長度，若拷貝出錯則返回SOCKET_ERROR，若網絡中斷則返回0。

• send和recv只是從發送/接收緩沖區中拷貝數據，真正的讀寫數據是由TCP/IP協議完成的

三、C++客戶端/服務器端的簡單實現：

（1）Sever實現：

#include <Winsock2.h>
#include <cstdio>
#include <iostream>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main()
{
        //1. 加載socket函數庫
        WSADATA wsaData;
        SOCKET sockServer;
        SOCKADDR_IN addrServer;
        SOCKET sockClient;
        SOCKADDR_IN addrClient;
        WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);     //加載套接字庫

        //2. 創建套接字
        addrServer.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);      //INADDR_ANY表示任何IP，即允許所有的客戶端連接到本地服務端
        addrServer.sin_family = AF_INET;          //設置為IP通信
        addrServer.sin_port = htons(6000);        //綁定端口6000
        sockServer = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);       //創建流式套接字
        std::cout<<"創建套接字成功"<<std::endl;

        //3. 將套接字綁定到 固定IP和固定端口
        bind(sockServer, (SOCKADDR*)&addrServer,  sizeof(SOCKADDR));    //進行端口和IP地址的綁定
        std::cout<<"綁定套接字成功"<<std::endl;

        //4. 將套接字設置為監聽模式，等待連接到來
        listen(sockServer,5);           //監聽隊列為5
        std::cout<<"監聽連接中......"<<std::endl;
        int len = sizeof(SOCKADDR);
        char sendBuf[100];      //發送至客戶端的字符串
        char recvBuf[100];       //接受客戶端返回的字符串

        //5. 阻塞服務端的進程，直到有客戶端連接為止
        sockClient = accept(sockServer,  (SOCKADDR*)&addrClient,  &len);  //sockClinet為返回的新的客戶端連接
        std::cout<<"收到連接："<<inet_ntoa(addrClient.sin_addr)<<std::endl;

        //6. 接收並打印客戶端數據
        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. 關閉socket
        closesocket(sockClient);
        WSACleanup();
        return 0;
}

（2）Client實現：

#include <WinSock2.h>  
#include <stdio.h>
#include <iostream>  
#include <cstring>
#pragma comment(lib, “ws2_32.lib”)  
  
int main()  
{  
    //1. 加載套接字  
    WSADATA wsaData;   
    if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)  
    {  
        printf(”Failed to load Winsock”);  
        return;  
    }  
  
    //2. 創建套接字
    SOCKADDR_IN addrSrv;  
    addrSrv.sin_family = AF_INET;  
    addrSrv.sin_port = htons(6000);  //端口號6000
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //訪問的服務器IP  
    SOCKET sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  //創建客戶端套接字
  
    //3. 向服務器發出連接請求  
   if(connect(sockClient, (struct  sockaddr*)&addrSrv, sizeof(addrSrv)) == INVALID_SOCKET)
   {  
        std::cout<<"Connect failed:"<<WSAGetLastError()<<std::endl;  
        return;  
    }

    //4.接收和發送數據  
    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. 關閉套接字  
    closesocket(sockClient);  
    WSACleanup();  
    return 0;
}