Internet服务端口测试程序的设计与实现

----一、程序的实用背景

----上网的朋友越来越多，遇到的问题也越来越多，最常见的就是关于域名服务器（DNS）、邮件服务（SMTP）和POP3的配置问题。例如，选用哪一个DNS，202.96.0.133还是202.96.26.243？记不清ISP的邮件服务器和域名服务器的IP地址，202.96.26.243还是245？

----另外一个问题就是，我们在下载文件的时候，往往面临从多个不同主机下载的选择（象sunsite有数十个镜像站点）。那么，选择哪一个站点进行下载是最快的呢？

----笔者为此编写了一个应用程序，试图对Internet的常用的网络通信端口（如Web、Email、FTP等）进行连接测试，获得服务端口的状态和响应时间指标，从而为我们更有效的使用Internet提供准确的参考数据。笔者为该程序命名为Tester（测试者），从后面叙述不难发现，Tester还可以作为简单的Internet系统性能测试工具来使用。

----虽然Tester也涉及了其它的编程方法，但就总体而言，Tester属于Socket应用程序。所以我们先从Socket编程的模型入手，介绍Tester程序的设计与实现。

----二、Socket编程模型

----Socket是网络通信的一个端点。我们知道，网络通信通常指两台主机或两个进程，通过网络传递它们之间的数据，这样的过程可以理解为网络的一次对话（Session）。网络对话的每一端就成为网络通信的端点，即网络通信实体的最小单位。当使用Socket接口对网络通信编程时，Socket是网络通信过程中端点的抽象表示。大多数网络通信采用客户/服务器模型，客户/服务器模型按照端点的工作性质来区分通信双方的端点。例如，客户/服务器模型将启动网络服务请求的端点视作客户进程或客户程序；对客户请求作出响应的端点是服务器进程或服务器程序。

----为了进行网络通信，程序在网络的对话的每一端都需要一个Socket，即客户端的Socket和服务器端的Socket。两个Socket之间的连接可以是面向连接的也可以是无连接的。虽然从目前看，Socket编程已经不再局限于UNIX系统，但是Socket接口在网络通信时仍然使用UNIX系统I/O概念，Socket接口模型仍然采用Open-Read-Write-Close方式。Socket编程的包括几个主要步骤：

----1、建立Socket；

----2、配置Socket；

----3、通过Socket发送数据；

----4、通过Socket接收数据；

----5、关闭Socket。

----三、CSocket编程模型

----对于网络通信编程的初学者来说，直接使用上述的socket模型会感觉困难和复杂。VisualC++的MFC（基础类库）提供了一些封装好的对象可供使用，这些对象的概念相对简单，编程相对容易。Tester程序就是使用MFC的几个与socket相关的类来实现的。

----在服务器Socket和客户Socket之间建立通信的过程如下文所述。

----1、创建CSocket对象。

----2、使用该对象产生SOCKET句柄。

----3、如果socket是客户，调用CAsyncSocket::Connect，连接本地的Socket和服务器Socket；

----如果socket是服务器，调用CAsyncSocket::Listen，开始侦听从客户端来的访问请求，如果收到请求，调用CAsyncSocket::Accept进行接收处理。

----4、建立CSocketFile对象，并且使该对象与CSocket对象具备一定的联系；

----5、建立CArchive对象，以便实现卸装（接收）数据和存储（发送）数据的目的。当然，该CArchive对象应该与前面的CSocketFile对象建立联系；

----6、使用CArchive对象在客户和服务器socket之间传递数据，从而实现服务器socket和客户机socket之间的通信。值得注意的是，一个给定的CArchive对象只能在单一的方向上传递数据：或者接收或者发送。一般情况下，可能需要两个CArchive对象来实现数据的双向传递。

----7、解析archive、socketfile、socket对象。

----四、程序的实现

----简单地讲，对于程序的实现，笔者主要考虑了三部分的内容：Socket、时钟以及界面。

----Socket（网络通信实体）

----Tester作为一个客户端的socket通信程序，包括TestSocket（Csocket派生类）、TestSocketFile（CSocketFile派生类）和TestArchiveIn、TestArchiveOut（CArchive派生类）等。这些对象的建立和使用与上述的CSocket编程模型相同。

----时钟（用于测试网络上Internet服务端口的响应时间）

----Tester在Socket连接建立的前后分别调用clock系统函数，从而可以利用二者的相对差别获得绝对时间参数。clock函数可以获得某一系统调用过程所耗费的时间。clock函数的返回值是处理器的计时单位次数。Tester的时间单位是毫秒。

...... //其它代码

clock_tstart=clock();

if(m_pSocket->Connect(lpszAddress,nPort))
{
clock_tend=clock();
...... //其它代码
}
else
{
clock_tend=clock();
...... //其它代码
}

...... //其它程序段

----从程序中可以看出，Tester记录的响应时间，是指处理器在整个网络通信的连接建立过程中的响应时间。这一结果和网络状况、服务器端的响应时间、本地系统的性能均有关系。实际上，网络用户在实际应用过程中真正的时间延迟，就是上述各个因素的总和。另外，Tester的响应时间结果是10次测试的平均数。所以，Tester测试的是整个网络应用的响应时间，是综合的指标。

----界面（与程序使用者进行交互，指令的输入和结果的输出）

----1、输入部分

----Tester使用了对话框对象：SetupDlg::CDialog，在对话框中，使用Check、Edit等控制件，并且通过这些控制向程序传递使用者所指示的测试信息。

----2、输出部分

----Tester是单文档界面（SDI）的应用程序。窗口风格见下面程序段：

......//其它代码

CEditView::PreCreateWindow(cs);
cs.style=AFX_WS_DEFAULT_VIEWWS_VSCROLL
ES_AUTOHSCROLLES_AUTOVSCROLLES_MULTILINE
ES_NOHIDESELES_READONLY;

......//其它代码

----利用Tester的菜单功能可以把每次的测试结果存为纯文本格式的文件。

----五、程序的应用举例

----Tester对于熟悉Internet应用的使用者来说，界面一目了然，操作十分简单。首先，使用者根据测试需要填写参数设置对话框；确认后，由Tester程序自动执行测试工作，并将测试结果显示于Tester窗口中。同时，用户也可以将测试结果存为文本文件。

----Tester的用户可以自定义一些服务端口进行测试（例如，对话框中没有列出的Gopher等Internet服务）。当然，在这种情况下，用户必须知道被测试的服务的Socket端口号。

----下面给出几个测试结果文件，仅供参考（笔者经由2631拨号上网进行测试）。

被测主机：163.net
测试时间：10:37,June09,1998

Internet服务状态响应时间(ms)
------------------------------------------------
FTPOFF
SMTPON2030
DNSOFF
POP3ON1050
HTTPON380

被测主机：ihw.com.cn
测试时间：10:38,June09,1998

Internet服务状态响应时间(ms)
--------------------------------------------
FTPOFF
SMTPON3670
POP3ON720
HTTPOFF

被测主机：www.yahoo.com
测试时间：10:38,June09,1998

Internet服务状态响应时间(ms)
------------------------------------------
FTPOFF
TELNETOFF
SMTPOFF
DNSOFF
POP3OFF
HTTPON1700


被测主机：www.microsoft.com
测试时间：10:39,June09,1998

Internet服务状态响应时间(ms)
----------------------------------------------------
FTPOFF
TELNETOFF
SMTPOFF
DNSOFF
POP3OFF
HTTPON930

被测主机：www.asia.microsoft.com
测试时间：10:39,June09,1998

Internet服务状态响应时间(ms)
--------------------------------------------------
HTTPON650