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突破编程_C++_网络编程（Windows 套接字（概述））

时间：2024-04-05 16:01:38浏览次数：30  
标签：Windows 编程 C++ buffer clientSocket serverAddr printf 接字 WSAGetLastError

1 什么是 Window 套接字编程

1.1 基本概念

Windows 的套接字（Socket）是基于 Windows 操作系统的网络通信编程接口。它起源于 UNIX 系统的 Berkeley 套接字，但经过微软和第三方厂商的共同制定，形成了一套适用于 Windows 环境的标准，即 Windows Socket 规范，简称 WinSock。

Windows 的套接字提供了一种抽象层，使得应用程序能够通过网络进行通信，无论是在同一台计算机上还是在不同的计算机之间。它允许应用程序发送和接收数据包，以便与其他应用程序进行交互。同时，套接字也用于定义通信协议的类型，例如 TCP 套接字或 UDP 套接字，以满足不同的传输需求。

在使用 Windows 的套接字进行编程时，开发者需要遵循一定的步骤，包括创建套接字、绑定 IP 地址和端口号、监听连接请求、建立连接、发送和接收数据，以及最后关闭套接字等。这些步骤共同构成了基于 Windows 的套接字通信的基础流程。

1.2 套接字编程的基本步骤

Windows 套接字编程的基本步骤，针对 TCP 和 UDP 两种协议，有些许差异，具体如下：

（1）对于 TCP 协议：

  • 创建套接字：使用 socket() 函数创建一个套接字，并指定协议族（通常为 IPv4 或 IPv6）、套接字类型（对于 TCP，通常使用 SOCK_STREAM）以及协议（通常为 0，表示选择默认协议）。
  • 绑定地址和端口：使用 bind() 函数将套接字绑定到本地的 IP 地址和端口号上。这样，其他主机就可以通过这个地址和端口号与你的应用程序进行通信。
  • 监听连接（仅适用于服务器端）：对于服务器端的套接字，使用 listen() 函数将其设置为监听模式，等待客户端的连接请求。
  • 接受或发起连接：
    • 服务器端：使用 accept() 函数接受客户端的连接请求，并返回一个新的套接字用于与该客户端通信。
    • 客户端：使用 connect() 函数向服务器发起连接请求。
  • 数据交换：
    • 发送数据：使用 send() 函数发送数据。
    • 接收数据：使用 recv() 函数接收数据。TCP是面向连接的协议，因此数据会按照发送的顺序到达接收端。
  • 关闭套接字：通信结束后，使用 close() 或 closesocket() 函数关闭套接字，释放资源。

（2）对于 UDP 协议：

  • 创建套接字：同样使用 socket() 函数创建套接字，但这次套接字类型应指定为 SOCK_DGRAM，表示数据报套接字。
  • 绑定地址和端口：同样使用 bind() 函数将套接字绑定到本地的 IP 地址和端口号上。
  • 数据交换：
    • 发送数据：使用 sendto() 函数发送数据，并指定目标地址和端口号。
    • 接收数据：使用 recvfrom() 函数接收数据，并获取发送方的地址和端口号。UDP是无连接的协议，因此数据可能不按照发送的顺序到达接收端，也可能出现丢失或重复的情况。
  • 关闭套接字：通信结束后，同样使用 close() 或 closesocket() 函数关闭套接字。

注意：这些步骤仅描述了 TCP 和 UDP 套接字编程的基本流程。在实际应用中，还需要考虑错误处理、并发处理、数据缓冲区管理等方面的问题。此外，对于复杂的网络应用，可能还需要使用多线程或多进程来处理多个并发连接和数据交换任务。

2 Windows 套接字编程示例（TCP）

在 Windows 环境下进行 TCP 套接字编程通常涉及创建套接字、绑定、监听、接受连接、发送和接收数据，以及关闭套接字等步骤。以下是一个简单的 TCP 服务器和客户端的示例代码。

2.1 TCP 服务器示例

#include <winsock2.h>  
#include <stdio.h>  
  
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  
  
int main() {  
    WSADATA wsaData;  
    SOCKET serverSocket, clientSocket;  
    struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;  
    int addrlen = sizeof(clientAddr);  
    char buffer[1024] = {0};  
    int bytesSent, bytesRecv;  
  
    // 初始化Winsock  
    if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {  
        printf("WSAStartup failed: %d\n", WSAGetLastError());  
        return 1;  
    }  
  
    // 创建套接字  
    serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
    if (serverSocket == INVALID_SOCKET) {  
        printf("Could not create socket: %d\n", WSAGetLastError());  
        WSACleanup();  
        return 1;  
    }  
  
    // 设置服务器地址信息  
    serverAddr.sin_family = AF_INET;  
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  
    serverAddr.sin_port = htons(12345); // 端口号  
  
    // 绑定套接字  
    if (bind(serverSocket, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {  
        printf("Bind failed: %d\n", WSAGetLastError());  
        closesocket(serverSocket);  
        WSACleanup();  
        return 1;  
    }  
  
    // 监听连接请求  
    if (listen(serverSocket, 5) == SOCKET_ERROR) {  
        printf("Listen failed: %d\n", WSAGetLastError());  
        closesocket(serverSocket);  
        WSACleanup();  
        return 1;  
    }  
  
    printf("Server is listening on port 12345...\n");  
  
    // 接受客户端连接  
    clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr*)&clientAddr, &addrlen);  
    if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {  
        printf("Accept failed: %d\n", WSAGetLastError());  
        closesocket(serverSocket);  
        WSACleanup();  
        return 1;  
    }  
  
    // 接收数据  
    bytesRecv = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);  
    if (bytesRecv > 0) {  
        buffer[bytesRecv] = '\0';  
        printf("Received: %s\n", buffer);  
    } else {  
        printf("recv failed: %d\n", WSAGetLastError());  
    }  
  
    // 发送响应  
    strcpy(buffer, "Hello from server!");  
    bytesSent = send(clientSocket, buffer, strlen(buffer), 0);  
    if (bytesSent == SOCKET_ERROR) {  
        printf("send failed: %d\n", WSAGetLastError());  
    } else {  
        printf("Sent: %s\n", buffer);  
    }  
  
    // 关闭套接字  
    closesocket(clientSocket);  
    closesocket(serverSocket);  
    WSACleanup();  
  
    return 0;  
}

在执行完服务端与客户端程序后，服务端程序的输出为：

Server is listening on port 12345...
Received: Hello from client!
Sent: Hello from server!

2.2 TCP 客户端示例

#include <winsock2.h>  
#include <stdio.h>  

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  

int main() {
	WSADATA wsaData;
	SOCKET clientSocket;
	struct sockaddr_in serverAddr;
	char buffer[1024] = { 0 };
	int bytesSent, bytesRecv;

	// 初始化Winsock  
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {
		printf("WSAStartup failed: %d\n", WSAGetLastError());
		return 1;
	}

	// 创建套接字  
	clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
		printf("Could not create socket: %d\n", WSAGetLastError());
		WSACleanup();
		return 1;
	}

	// 设置服务器地址信息
	serverAddr.sin_family = AF_INET;
	serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 服务器IP地址，这里假设为本地地址
	serverAddr.sin_port = htons(12345); // 服务器端口号

	// 连接服务器  
	if (connect(clientSocket, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {
		printf("Connect failed: %d\n", WSAGetLastError());
		closesocket(clientSocket);
		WSACleanup();
		return 1;
	}

	printf("Connected to server...\n");

	// 发送数据  
	strcpy(buffer, "Hello from client!");
	bytesSent = send(clientSocket, buffer, strlen(buffer), 0);
	if (bytesSent == SOCKET_ERROR) {
		printf("send failed: %d\n", WSAGetLastError());
	}
	else {
		printf("Sent: %s\n", buffer);
	}

	// 接收响应  
	bytesRecv = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
	if (bytesRecv > 0) {
		buffer[bytesRecv] = '\0';
		printf("Received: %s\n", buffer);
	}
	else {
		printf("recv failed: %d\n", WSAGetLastError());
	}

	// 关闭套接字  
	closesocket(clientSocket);
	WSACleanup();

	return 0;
}

在执行完服务端与客户端程序后，客户端程序的输出为：

Connected to server...
Sent: Hello from client!
Received: Hello from server!

3 Windows 套接字编程示例（UDP）

在 Windows 环境下，使用套接字（Socket）进行 UDP 编程涉及创建套接字、绑定套接字到特定的端口、发送和接收数据等步骤。以下是一个简单的 UDP 服务器和客户端示例代码。

3.1 UDP 服务器示例

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <winsock2.h>  
  
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  
  
#define SERVER_PORT 12345  
#define BUFFER_SIZE 1024  
  
int main() {  
    WSADATA wsaData;  
    SOCKET serverSocket;  
    struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;  
    int addrlen = sizeof(clientAddr);  
    char buffer[BUFFER_SIZE];  
    int bytesRecv;  
  
    // 初始化Winsock  
    if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {  
        printf("WSAStartup failed: %d\n", WSAGetLastError());  
        return 1;  
    }  
  
    // 创建UDP套接字  
    serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);  
    if (serverSocket == INVALID_SOCKET) {  
        printf("Could not create socket: %d\n", WSAGetLastError());  
        WSACleanup();  
        return 1;  
    }  
  
    // 设置服务器地址信息  
    serverAddr.sin_family = AF_INET;  
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  
    serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);  
  
    // 绑定套接字到服务器地址  
    if (bind(serverSocket, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {  
        printf("Bind failed: %d\n", WSAGetLastError());  
        closesocket(serverSocket);  
        WSACleanup();  
        return 1;  
    }  
  
    printf("UDP server is listening on port %d...\n", SERVER_PORT);  
  
    // 接收客户端数据  
    while (1) {  
        bytesRecv = recvfrom(serverSocket, buffer, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&clientAddr, &addrlen);  
        if (bytesRecv > 0) {  
            buffer[bytesRecv] = '\0';  
            printf("Received from client: %s\n", buffer);  
        } else {  
            printf("recvfrom failed: %d\n", WSAGetLastError());  
            break;  
        }  
    }  
  
    // 关闭套接字和Winsock库  
    closesocket(serverSocket);  
    WSACleanup();  
  
    return 0;  
}

在执行完服务器与客户端程序后，服务器程序的输出为：

UDP server is listening on port 12345...
Received from client: Hello from UDP client!

3.2 UDP 客户端示例

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>  
#include <winsock2.h>  

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  

#define SERVER_IP "127.0.0.1"  
#define SERVER_PORT 12345  
#define BUFFER_SIZE 1024  

int main() {
	WSADATA wsaData;
	SOCKET clientSocket;
	struct sockaddr_in serverAddr;
	char buffer[BUFFER_SIZE];
	int bytesSent;

	// 初始化Winsock  
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {
		printf("WSAStartup failed: %d\n", WSAGetLastError());
		return 1;
	}

	// 创建UDP套接字  
	clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
		printf("Could not create socket: %d\n", WSAGetLastError());
		WSACleanup();
		return 1;
	}

	// 设置服务器地址信息  
	serverAddr.sin_family = AF_INET;
	serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
	serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

	// 向服务器发送数据  
	strcpy(buffer, "Hello from UDP client!");
	bytesSent = sendto(clientSocket, buffer, strlen(buffer), 0, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
	if (bytesSent == SOCKET_ERROR) {
		printf("sendto failed: %d\n", WSAGetLastError());
	}
	else {
		printf("Sent: %s\n", buffer);
	}

	// 关闭套接字和Winsock库  
	closesocket(clientSocket);
	WSACleanup();

	system("pause");

	return 0;
}

在执行完服务器与客户端程序后，服务器程序的输出为：

Sent: Hello from UDP client!

标签：Windows,编程,C++,buffer,clientSocket,serverAddr,printf,接字,WSAGetLastError
From： https://blog.csdn.net/h8062651/article/details/137402388

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