Оглавление

Введение в протокол TCP/IP

Связь между протоколом TCP/IP и интерфейсом сетевого программирования WinSock.

Простой процесс программирования WinSock

Программирование сокетов в VC

·Серверная реализация

·Внедрение клиента

Результаты испытаний

Введение в протокол TCP/IP

Протокол TCP/IP охватывает очень широкий диапазон. Это четырехуровневый протокол, который включает определение различных требований к оборудованию и программному обеспечению. Точный термин протокола TCP/IP должен быть протоколом TCP/UDP/IP. Протокол UDP (Протокол пользовательских дейтаграмм) — это протокол, который защищает границы сообщений и не гарантирует надежную передачу данных. Протокол TCP (протокол управления передачей) — это протокол потоковой передачи. Он обеспечивает надежную, упорядоченную, двустороннюю передачу с ориентацией на соединение.

Защита границ сообщений означает, что протокол передачи рассматривает данные как независимое сообщение для передачи в Интернете, а принимающая сторона может получать только независимые сообщения. Другими словами, существует защищенная граница сообщения, и принимающая сторона может одновременно принимать только один пакет данных, отправленный отправляющей стороной.

Потоковая ориентация означает отсутствие защищенных границ сообщения. Если отправитель отправляет данные непрерывно, получатель может получить два или более пакетов данных за одно действие приема.

Например, если мы отправляем три последовательных пакета данных размером 2 КБ, 4 КБ и 8 КБ соответственно, эти три пакета данных поступят в сетевой стек принимающей стороны, независимо от их размера. буфер приема, который мы используем. Чтобы получить данные в этой области, мы должны выполнить три действия приема, прежде чем мы сможем получить все пакеты данных. Используя протокол TCP, если мы установим размер приемного буфера более 14 КБ, мы можем получать все пакеты данных одновременно, и нам потребуется только одно действие приема.

Это связано с тем, что защищенные границы сообщений протокола UDP делают каждое сообщение независимым. Однако потоковая передача рассматривает данные как поток данных. Она не рассматривает данные как сообщения одно за другим. Поэтому, когда многие люди используют протокол TCP для связи, они не знают, что TCP основан на потоковой передаче. Когда данные передаются непрерывно, они часто думают, что TCP потеряет пакеты. На самом деле это не так, потому что, когда используемый ими буфер достаточно велик, они могут получать два или более пакетов данных одновременно, и многие люди склонны игнорировать это и анализировать и проверять только первый пакет данных, а другие пакеты уже полученные игнорируются.

Связь между протоколом TCP/IP и интерфейсом сетевого программирования WinSock.

WinSock — это не сетевой протокол, это просто интерфейс сетевого программирования, то есть это не протокол, но он может получить доступ ко многим сетевым протоколам, и вы можете думать об этом как об инкапсуляции некоторых протоколов. WinSock теперь практически не зависит от протокола. Вы можете использовать WinSock для вызова функций нескольких протоколов. Итак, какова связь между WinSock и протоколом TCP/IP? Фактически, WinSock представляет собой инкапсуляцию протокола TCP/IP. Вы можете вызывать различные функции TCP/IP, вызывая функцию интерфейса WinSock. Например, если я хочу отправить данные по протоколу TCP/IP, вы можете использовать метод. Интерфейс WinSock. Функция Send() вызывает функцию отправки данных TCP/IP. Что касается конкретно отправки данных, WinSock уже инкапсулировал эту функцию.

Простой процесс программирования WinSock

Программирование WinSock разделено на две части: серверную и клиентскую. Общий процесс TCP-сервера выглядит следующим образом:

Для любого программирования на основе WinSock сначала необходимо инициализировать библиотеку WinSock DLL.

int WSAStarup( WORD wVersionRequested,LPWSADATA lpWsAData )。

wVersionRequested — это версия WinSock, которую мы запросили использовать.

Вызов этой функции интерфейса может инициализировать WinSock.

Затем необходимо создать сокет.

SOCKET Socket(int af,int type,int protocol);

Можно сказать, что сокеты являются ядром связи WinSock. Вся передача данных в WinSock осуществляется через сокеты. Сокеты содержат две части информации: одна — это IP-адрес, а другая — номер порта. Используя эти две части информации, вы можете определить любую информацию об узле связи. .

После вызова интерфейсной функции Socket() для создания сокета вы должны установить соединение между сокетом и адресом, с которым вам нужно связаться. Это соединение может быть достигнуто с помощью функции привязки.

int bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen) ;

struct sockaddr_in{

    short sin_family ;

    u_short sin_port;

    struct in_addr sin_addr ;

    char sin_sero[8] ;

}

Он содержит локальный адрес, который необходимо установить, включая семейство адресов, IP-адрес и информацию о порте. Поле sin_family должно быть установлено в значение AF_INET, что указывает WinSock использовать семейство IP-адресов. sin_port — это номер порта, который будет использоваться для связи. sin_addr — это информация об IP-адресе, которая будет использоваться для связи.

Здесь я также должен упомянуть о «обратном порядке байтов» и «обратном порядке байтов». Поскольку разные компьютеры обрабатывают данные по-разному, стандарт Интернета Intel за кулисами прямо противоположный, поэтому байты хоста должны быть преобразованы в сетевой порядок байтов. WinSock API предоставляет несколько функций.

Функция, преобразующая байты хоста в сетевые байты;

u_long htonl(u_long hostlong);

u_short htons(u_short hostshort);

Функция, преобразующая сетевые байты в байты хоста;

u_long ntohl(u_long netlong);

u_short ntohs(u_short netshort) ;

Таким образом, при настройке IP-адреса и порта вы должны преобразовать байты хоста в сетевые байты, прежде чем использовать функцию Bind() для привязки сокета и адреса.

Когда привязка завершена, сервер должен создать очередь прослушивания для получения запроса на соединение клиента.

int listen(SOCKET s,int backlog);

Эта функция может перевести сокет в режим прослушивания.

Если у клиента есть запрос на соединение, мы также должны использовать

int accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR* addr,int FAR* addrlen);

принимать запросы клиентов.

Теперь установка сервера в основном завершена, и процесс установки клиента заключается в инициализации WinSock, затем создании сокета Socket, а затем использовании

int connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen) ;

для подключения к серверу.

Ниже приведен простейший пример создания сервера и клиента:

Создание на стороне сервера:

WSADATA wsd;

SOCKET sListen;

SOCKET sclient;

UINT port = 800;

int iAddrSize;

struct sockaddr_in local , client;

WSAStartup( 0x11 , &wsd );

sListen = Socket ( AF_INET , SOCK_STREAM , IPPOTO_IP );

local.sin_family = AF_INET;

local.sin_addr = htonl( INADDR_ANY );

local.sin_port = htons( port );

bind( sListen , (struct sockaddr*)&local , sizeof( local ) );

listen( sListen , 5 );

sClient = accept( sListen , (struct sockaddr*)&client , &iAddrSize );

Создание клиента:

WSADATA wsd;

SOCKET sClient;

UINT port = 800;

char szIp[] = "127.0.0.1";

int iAddrSize;

struct sockaddr_in server;

WSAStartup( 0x11 , &wsd );

sClient = Socket ( AF_INET , SOCK_STREAM , IPPOTO_IP );

server.sin_family = AF_INET;

server.sin_addr = inet_addr( szIp );

server.sin_port = htons( port );

connect( sClient , (struct sockaddr*)&server , sizeof( server ) );

Когда сервер и клиент устанавливают соединение, и клиент, и сервер могут использовать

int send( SOCKET s,const char FAR* buf,int len,int flags);

int recv( SOCKET s,char FAR* buf,int len,int flags);

функция для получения и отправки данных, поскольку TCP-соединения являются двунаправленными.

При закрытии соединения любая из сторон может позвонить

int shutdown(SOCKET s,int how);

закрыть указанную функцию сокета, а затем вызвать

int closeSocket(SOCKET s) ;

чтобы закрыть дескриптор сокета, чтобы процесс связи был завершен.

Вы можете обратиться к последовательности использования системных вызовов, показанной на рисунке 6-32 на странице 295 учебника «Компьютерная сеть» (6-е издание):

Примечание. Приведенный выше код не проверяет возвращаемое значение функции. Если вы занимаетесь сетевым программированием, вам необходимо проверить результат вызова любой функции WinSock API, поскольку во многих случаях вызов функции может оказаться неудачным. Для функций, представленных выше, если тип возвращаемого значения — int, в случае сбоя вызова функции будет возвращен SOCKET_ERROR.

Программирование сокетов в VC

·Серверная реализация

Шаги по программированию на стороне сервера:

1: Загрузите библиотеку сокетов и создайте сокет (WSAStartup()/socket());

2: привязать сокет к IP-адресу и порту (bind());

3: Установите сокет в режим прослушивания и дождитесь запросов на соединение (listen());

4: После поступления запроса принять запрос на соединение и вернуть новый сокет, соответствующий соединению (accept());

5. Используйте возвращенный сокет для связи с клиентом (send()/recv());

6: Вернитесь и дождитесь следующего запроса на соединение;

7. Закройте сокет и закройте загруженную библиотеку сокетов (closesocket()/WSACleanup()).

Серверный код выглядит следующим образом:

#include <stdio.h>
#include <Winsock2.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[50];
		sprintf(sendBuf,"Welcome %s to here!",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));
		send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);
		char recvBuf[50];
		recv(sockConn,recvBuf,50,0);
		printf("%s\n",recvBuf);
		closesocket(sockConn);
	}
}

·Внедрение клиента

Шаги по программированию клиента:

1: Загрузите библиотеку сокетов и создайте сокет (WSAStartup()/socket());

2: Отправить запрос на соединение на сервер (connect());

3. Общайтесь с сервером (send()/recv());

4. Закройте сокет и закройте загруженную библиотеку сокетов (closesocket()/WSACleanup()).

Клиентский код выглядит следующим образом:

#include <stdio.h>
#include <Winsock2.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));
	send(sockClient,"hello",strlen("hello")+1,0);
	char recvBuf[50];
	recv(sockClient,recvBuf,50,0);
	printf("%s\n",recvBuf);
	closesocket(sockClient);
	WSACleanup();
}

Результаты испытаний

Заявление об авторских правах: Содержание этой статьи добровольно предоставлено пользователями Интернета, а мнения, выраженные в этой статье, представляют собой только точку зрения автора. Данный сайт лишь предоставляет услуги по хранению информации, не имеет никаких прав собственности и не несет соответствующей юридической ответственности. Если вы обнаружите на этом сайте какое-либо подозрительное нарушение авторских прав/незаконный контент, отправьте электронное письмо, чтобы сообщить. После проверки этот сайт будет немедленно удален.

Издатель: Full stack программист и руководитель стека, укажите источник для перепечатки: https://javaforall.cn/179419.html Исходная ссылка: https://javaforall.cn