TCP/IP网络通信程序设计

TCP/IP网络通信程序设计

    湖北大学数学与计算机科学学院(430062) 党德鹏    本文介绍了TCP/IP网络应用程序的面向对象设计方法,并给出了用Visual C++4.2中MFC在Windows 95环境下开发的程序实例。    1 Sockets与Winsock 95    Winsock 95是在Unix Sockets及Windows Sockets基础上发展起来的。Sockets原是BSD为了Unix支持互联网通信而设计的4.3BSD Unix版本中的API,它采用客户-服务器模式的通信机制,使网络客户方和服务器方通过Sockets实现网络之间的联接和数据交换;Win dows Sockets描述定义了一个Microsoft Windows的网络编程界面,它为Windows TCP/IP 提供了一个BSD型套接字,除与4.3BSD Unix Sockets完全兼容外,还包括一个扩充文件,通过一组附加的API实现Windows式(即事件驱动)的编程风格;而Winsock 95则是在Microso ft Windows 95中进行网络应用程序设计的接口。Windows 95在Internet支配域中的TCP /IP协议定义了Winsock 95网络编程规范,溶入了许多新特点。MFC中提供了相应的CSock et类来实现网络通信。    2 Sockets编程原理    Sockets同时支持数据流Sockets和数据报Sockets。    下面是利用Socket进行通信连接的过程框图。其中图1是面向连接的时序图,图2是无连接的时序图。图1图2    由图可以看出,客户与服务器的关系是不对称的。对于TCP C/S,服务器首先启动,然后在某一时刻启动客户与服务器建立连接。服务器与客户开始都必须调用socket()建立一个套接字socket,然后服务器调用bind()将套接字与一个本地网络地址捆扎在一起,再调用listen()使套接字处于一种被动的准备接收状态,同时规定它的请求队列长度,之后服务器就可以调用accept()来接收客户连接。客户打开套接字之后,便可通过调用conne ct()和服务器建立连接。连接建立之后,客户和服务器之间就可以通过连接发送和接收数据。最后,待数据传送结束,双方调用closesocket()关闭套接字。对于UDP C/S,客户并不与服务器建立一个连接,而仅仅给服务器发送一张包含服务器地址的数据报。相似地,服务器也不从客户端接收一个连接,只是调用函数recvfrom,等待从客户端来的数据。依照recvfrom返回的协议地址以及数据报,服务器就可以给客户送一个应答。    3 Winsock 95编程方法    用Visual C++4.2以MFC在Windows 95中实现网络编程,主要就是利用CSocket类及其如下相关成员函数:    (1)BOOL Create (UINT nSocketPort=0,int nSocketType=SOCK_STREAM,long lEve nt=FD_READFD_WRITEFD_OODFD_ACCEPTFD_CONNECTFD_CLOSE,LPCTSTRlpszSocket Address=NULL    该函数用来建立Socket。    (2)BOOL Bind(UINT nSocketPort,LPCTSTR lpszSocketAddess=NULL)    该函数的作用是将Socket端口与网络地址连接起来。    (3)BOOL Listen(int nConnectionBacklog=5)    该函数的作用是等待Socket请求。    (4)Virtual BOOL Accept(CAsyncSocket & rConnected Socket,Socket,SOCKADDR*  lpSock Addr=NULL,int * lpSock AddrLen=NULL)    该函数的作用是取得队列上第一个连接请求并建立一个具有与Socket相同特性的套接字。    (5)BOOL Connect (LPCTSTR lpszHostAddress,UINT nHostPort)    该函数的作用是提出请求。其中,lpszHostAddress和nHostPort为接受请求进程的网络地址和Socket端口号。    (6)virtual void Close()该函数的作用是关闭Socket。    使用以上类及成员函数,按照以下步骤,就可以设计出合适的通信程序:    Server:Construct→Creat→Bind→Listen→Accept→Send→Close;    Client:Constuct→Creat→Connect→Receive→Close。    4 程序实例    我们用Visual C++4.2中MFC在Windows 95环境下设计了一个daytime cliont程序,清单如下:    头文件HEAD.H内容:    #define IDM_STRAT 200    #define IDM_EDIT 200    class Mainwnd:public CFrame Wnd    {public:Mainwnd();    afx_msg int OnCreat(LPCREATESTRUCT);    afx_msg void OnStart(void);    DECLARE_MESSAGE_MAP();    private:Cstatic CSStatic;    CEdit LineEdit;    CButten StartButton;};    class PengApp:public CWinApp    {public:BOOL InitInstance();}    源程序Client.CPP清单:    #include<afxwin.h>    #include<winsock.h>    #include "head.h"    const int nPort=13;    PengApp theApp;    Main Wnd:Main Wnd()    {if(!Create (NULL,"Communication Program",WS_OVERLAPPEDWINDOW,rectDefaul t)) AfxAbort();}    int Mainwnd:OnCreate(LPCREATESTRUCT)    {Rect rect;SetRect(& rect,80,50,160,70);    Create("Host Name:",WS_CHILDWS_VISIBLESS_LEFT,rect,this);    SetRect(& rect,60,80,180,100);    LineEdit.Create(WS_CHILDWS_VISIBLEWS_DLGFRAMEES_LEFT,rect,this,IDM_ED IT);    SetRect(&rect,100,120,140,140);    StartButton,Create("start",WS_CHILDVS_VISIBLEBS_PUSHBUTTON,rect,this,I DM_START);    return 0;}    BEGIN_MESSAGE_MAP(Main Wnd,CFrameWnd)    ON_WM_CREATE()    ON_BN_CLICKED(IDM_START,OnStart)    END_MESSAGE_MAP()    BOOL ControlApp:InitInstance()    {m_pMainWnd=new Main Wnd();    m_pMainWnd→ShowWindow (m_nCmdShow);    m_pMainWnd→UpdateWindow();    return;}    Void Main Wnd:Onstart(void)    {CSocket TimeClient;    if(! AfxSocketInit()) MessageBox("WindowsSocket initial failed!","Receiv e",MB_ICONSTOP);    if(! TimeClient.Create()) MessageBox("ReceiveSocket create failed","Rece ive",MB_I(ON)STOP);    else TimeClient.connect(strAddr,nPort);    TimeClient.ReceiveFrom(csReceiveText,csCounts,LineEdit.GetWinText,nPort)    MessageBox(TimeClient.csReceiveText);    TimeClient.Close();}