【網路編程01】socket的基礎知識-簡單網路通訊程式
1.什麼是socket
socket(套接字),簡單來說是IP地址與埠(port)的組合，可以與遠程主機的應用程式進行通訊。通過IP地址可以確定一台主機，而通過埠則可以確定某一個應用程式。IP+埠則可以完全確定某台主機的某個應用。socket起源於UNIX,類似一種特殊文件，可以進行打開，關閉，讀寫操作。總而言之，有了socket就可以與網路上的主機進行通訊。
2.TCP/UDP 協議
要進行網路通訊，就要進行一定規則約束，TCP/UDP就是這樣的協議，規定了通訊的規則。
TCP是可靠的，面向連接的雙向數據傳輸協議。可靠是指數據不會重複，也不會丟失。每當發送方發送一個數據給接收方時，如果接收方接收到了該數據，則會發送確認資訊給發送方表示」我已經收到該數據了，你可以發送下一條數據了「，收到確認資訊後，發送方才會發送下一條數據。這樣就可以確定資訊的無誤。雙向傳輸指雙方都可以作為發送方或接收方。
UDP是不可靠的，無連接的雙向傳輸協議。UDP協議只管發送數據，不會確認你有沒有收到，只負責發，不負責確認，所以是不可靠的。UDP適用於傳輸影片之類的，影片就算丟失一兩幀也不會有太大影響。
socket既可以是基於TCP,也可以是基於UDP的，根據需求選擇即可。
3.一個簡單的通訊程式
用一個簡單的例子來說明socket的用法。用socket寫的程式一般分為，兩部分，一個是伺服器端，一個是客戶端.
下面說明伺服器端創建過程
1）.首先要有套接字才能進行通訊，創建套接字的函數是
1 int socket(int af, int type, int protocol);
af:表示地址族，常用的有AF_INET表示使用IPV4地址，AF_INET6表示使用IPV6地址
type：傳輸類型常用有SOCK_STREAM ,SOCK_DGRAM，流式傳輸，報文傳輸
protocol:要使用的協議常用有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP，分別表示TCP,UDP協議
返回一個套接字描述符，也就是一個整型。
2）.用bind()函數確定socket各種屬性
1 int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sock:要綁定的套接字
addr：SOCKADDR地址結構體，裡面包含使用的協議，IP地址，埠等。要自己設定
addrlen：SOCKADDR的大小，可以用sizeof()獲取
下面的程式碼展示創建一個套接字與綁定的過程
1 //使用IPV4地址，TCP協議 2 serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); 3 SOCKADDR_IN addr; 4 addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip過來連接都接受 5 addr.sin_family = AF_INET;//使用IPV4地址 6 addr.sin_port = htons(6666);//使用6666號埠 7 bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//將套接字與埠6666，設定接收的ip綁定
3）.listen函數監聽
設定屬性後，伺服器端就可以開始監聽了，監控是否有客戶端請求連接。
函數原型
1 int listen(int sock, int backlog);
sock：套接字
backlog：允許多少個客服端連接
4）.accept函數等待連接
accept是一個阻塞函數，如果沒有客戶端清求連接會一直等待在這裡
1 int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
sock:套接字，
addr:SOCKADDR 結構體
addrlen:addr的長度，可以用sizeof求到
要注意該函數的返回值，它會返回一個新的套接字，這個新的套接字是用來與客戶端通訊的套接字，之前那個套接字是監聽的套接字，要分清楚。
5）.send/recv發送/接收資訊
與客戶端連接成功後就可以進行通訊了。可以通訊的函數有write/read,send/recv等，這裡介紹send/recv
1 int send(int sockfd, const char *buf, size_t len, int flags); 2 3 int recv(int sockfd, char*buf, size_t len, int flags);
sockfd:套接字
buf:發送數據的緩衝區
len:發送數據的長度
flags:標誌，一般為零
6）.closesocket函數關閉套接字
closesocket()關閉套接字
下面是一個完整的伺服器端的程式碼
1 #include<stdio.h> 2 #include<WinSock2.h> 3 #include<windows.h> 4 #pragma comment (lib,"ws2_32.lib") 5 int main() 6 { 7 SOCKET serverSocket;//監視的套接字 8 SOCKET newSocket;//用來通訊的套接字 9 SOCKADDR_IN newAddr;//保存客戶端的socket地址資訊 10 SOCKADDR_IN addr;//地址結構體，包括ip port(埠) 11 12 WSADATA data; 13 WORD version;//socket版本 14 int info; 15 char buf[32];//數據緩衝區 16 /* 17 在使用socket之前要進行版本的設定和初始化 18 看不懂不用管 19 */ 20 version = MAKEWORD(2, 2);//設定版本 21 info = WSAStartup(version, &data); 22 /*應用程式或DLL只能在一次成功的WSAStartup()調用之後 23 才能調用進一步的Windows Sockets API函數。 24 根據版本初始化 windows socket,返回0表示成功 25 */ 26 27 if (info != 0) 28 { 29 printf("初始化失敗\n"); 30 return -1; 31 } 32 if (LOBYTE(data.wVersion) != 2 || HIBYTE(data.wVersion) != 2) 33 { 34 printf("載入失敗\n"); 35 WSACleanup(); 36 return 0; 37 } 38 //創建套接字，使用TCP協議 39 serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); 40 addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip過來連接都接受 41 addr.sin_family = AF_INET;//使用ipv4的地址 42 addr.sin_port = htons(6666);//設定應用佔用的埠 43 bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//將套接字與埠6666，接收的ip綁定 44 listen(serverSocket, 3);//開始監聽，是否有客服端請求連接 45 printf("開始監聽，等待連接..........\n"); 46 int len = sizeof(SOCKADDR); 47 newSocket=accept(serverSocket, (SOCKADDR*)&newAddr,&len); 48 sprintf(buf, "歡迎：%s 的用戶連接", inet_ntoa(newAddr.sin_addr)); 49 send(newSocket, buf, 32, 0);//發送資訊 50 printf("連接成功，開始發送資訊..........\n"); 51 recv(newSocket, buf, 32, 0);//接收資訊 52 printf("接收到的資訊為：%s\n", buf); 53 closesocket(newSocket);//關閉套接字 54 }
運行結果
客戶端例子
客戶端與伺服器端不同，伺服器端是等待連接的，而客戶端是主動連接的，所以客戶端沒有listen函數監聽，也沒有accept函數等待連接。
客戶端有一個connect函數用於主動連接伺服器端。其餘差不多
1 int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);
sock:套接字
serv_addr:SOCKADDR結構體
addrlen:serv_addr長度，可以用sizeof得到
客戶端程式碼
1 #include<stdio.h> 2 #include<Windows.h> 3 #include<Windows.h> 4 #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") 5 6 int main() 7 { 8 SOCKET clientSocket; 9 SOCKADDR_IN addr; 10 int len; 11 char buf[32]; 12 int info; 13 WSADATA data; 14 WORD version; 15 //設定版本，與初始化 16 version = MAKEWORD(2, 2); 17 info = WSAStartup(version, &data); 18 if (info != 0) 19 { 20 printf("初始化失敗\n"); 21 return -1; 22 } 23 if (LOBYTE(data.wVersion) != 2 || HIBYTE(data.wVersion) != 2) 24 { 25 printf("載入失敗\n"); 26 WSACleanup(); 27 return 0; 28 } 29 30 clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//創建套接字 31 //要連接的伺服器的ip,因為現在伺服器端就是本機，所以寫本機ip 32 //127.0.0.1一個特殊的IP地址，表示是本機的IP地址 33 addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); 34 //埠要與伺服器相同，不然找不到 35 addr.sin_port = htons(6666); 36 //用IPV4地址 37 addr.sin_family = AF_INET; 38 //主動連接伺服器 39 connect(clientSocket,(SOCKADDR*)&addr,sizeof(SOCKADDR)); 40 //接收服務發送的數據 41 recv(clientSocket, buf, 32, 0);//接收數據 42 printf("伺服器發送的資訊是:%s\n", buf); 43 sprintf(buf, "%s","你好，伺服器"); 44 //發送數據 45 send(clientSocket, buf, 32, 0); 46 //關閉套接字 47 closesocket(clientSocket); 48 return 0; 49 50 }
先啟動伺服器，再啟動客戶端。一次簡單的通訊就完成了
把這個簡單的例子做出來，對於socket應該會有初步的認識，最起碼應該學會怎麼用。
下次利用socket寫個簡單的聊天程式，進一步加深對socket的認識。
