基础知识整理
一、什么是TCP/IP？
TCP提供基于IP环境下的数据可靠性传输，事先需要进行三次握手来确保数据传输的可靠性。详细的博主不再赘述，感兴趣的朋友可以去search一下。
二、什么是socket?
socket顾名思义就是套接字的意思，用于描述地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通过socket向网络发出请求或者回应。
socket编程有三种，流式套接字（SOCK_STREAM）,数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW),前两者较常用。基于TCP的socket编程是流式套接字。
三、client/server即C/S模式：
TCP/IP通信中，主要是进行C/S交互。废话不多说，下面看看具体交互内容：
服务端：建立socket，申明自身的port和IP，并绑定到socket，使用listen监听，然后不断用accept去查看是否有连接。如果有，捕获socket，并通过recv获取消息的内容，通信完成后调用closeSocket关闭这个对应accept到的socket。如果不需要等待任何客户端连接，那么用closeSocket直接关闭自身的socket。
客户端：建立socket，通过端口号和地址确定目标服务器，使用Connect连接到服务器，send发送消息，等待处理，通信完成后调用closeSocket关闭socket。
socket函数详解
注意：
使用socketAPI前，要先将相关链接库（Ws2_32.lib）加入链接，并使用WSAStartUp函数初始化。
每个socket函数都可能失败（返回-1），需要判断结果
socket分成两种：
一种专门用来监听新链接（或新活动），这种socket叫做master socket，一般只存在于服务器
一种专门用来收发数据，这种socket叫做connected socket，客户端和服务器都存在
int socket(int af,int type,int protocol);
// 建立一个socket用于连接
af:address family，如AF_INET
type:连接类型，通常是SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
protocol:协议类型，通常是IPPROTO_TCP或IPPROTO_UDP
// 返回值：socket的编号，为-1表示失败
int bind(int socket,sockaddr * address,uint addrlen);
// 将一个地址和一个端口号绑定到一个socket连接上
// socket:之前创建的socket
// sockaddr:一个用来存放Ip地址和端口号的结构体
// addrlen:上述结构体的长度
// 返回值：为-1表示失败，若端口被占用，会从新绑定一个随机端口（仍返回失败）
// 地址绑定为0表示绑定本机所有IP
int sendto(int socket,char * buf,uint buflen,int flag,sockaddr * address,uint addrlen);【仅UDP】
// 向一个指定的地址发送缓冲区内指定长度的消息
// socket:之前创建的socket
// buf:要发送的缓冲区
// buflen:要发送的长度
// flag:一般为0
// sockaddr:目标地址
// addrlen:上述结构体的长度
// 返回值：发送出去的长度
int recvfrom(int socket,char * buf,uint buflen,int flag,sockaddr * fromaddr,int * addrlen);【阻塞】【仅UDP】
// 接收消息，可以获取发送方的地址
// fromaddr:发送方地址(输出参数)
// addrlen:发送方地址结构体的长度（输入输出参数）
// 返回值：>0表示收到的字节数，=0表示连接被关闭，-1表示出错
int recv(int socket,char * buf,uint buflen,int flag);【阻塞】
// UDP时：接收任何一个发送到该socket的消息（无法获取发送方地址）
// TCP时：接收一个已连接的socket (connected socket)发送的信息
// socket:UDP时，为之前创建的socket，TCP时，为connected socket
// buf:接收的缓冲区
// buflen:缓冲区的长度
// flag:一般为0
// 返回值：>0表示收到的字节数，=0表示连接被关闭，-1表示出错
// 注意：对于TCP，请确保socket是已连接的，因为只有已连接的socket会阻塞此函数
// 该函数实际上是从缓冲区取指定长度的数据，如果缓冲区没有数据，则会阻塞；如果没有取完，则下次使用此函数的时候不会阻塞
// 应注意：当一次无法获得对方发送的全部数据，在数据不完整的时候，程序可能无法向下执行，可以考虑将数据放在缓冲区中，等数据全部接收完成的时候再使用
int getsockname(int socket,sockaddr * address,int * addrlen);
// 获取指定socket上绑定的IP、端口信息（不能获取connected socket上的地址信息）
// address:socket上绑定的地址(输出参数)
// addrlen:socket上绑定的地址结构体的长度（输入输出参数）
int getpeername(int socket,,sockaddr * address,int * addrlen);【仅TCP】
// 获取一个已连接的socket的地址、端口信息
// 参数含义同上
struct sockaddr_in
一个用来指定IP地址和端口号的结构体（不太好用，建议将其封装）
family// 即address family，如AF_INET
port// 端口号（注意要按位倒序，使用htons函数）
sin_addr.S_un.S_addr// 一个为long类型的ip地址
该结构体所有成员的字序为网络字序，低字节在前，高字节在后
int listen(int socket,int maxconn);【仅TCP】【服务器】
// 将一个socket设置为监听状态,专门用来监听的socket叫做master socket
// maxconn:最大接收连接数
// 返回值：失败返回-1，成功返回0
int accept(int socket,sockaddr * fromaddr,int * addrlen);【阻塞】【仅TCP】【服务器】
// 接收一个客户机的连接，返回一个socket，来自客户机的socket叫connected socket
// socket:用来监听的socket（master socket）
// fromaddr:客户机的地址信息
// addrlen:地址结构体的长度（输入输出参数）
// 返回值：返回一个新的socket，这个socket专门用来与此客户机通讯（connected socket）
int connect(int socket,sockaddr * addr,int addrlen);【仅TCP】【客户端】
// 使用当前socket连接一个地址（与服务器建立正式连接），此函数会触发服务器端的accept、select函数
// 注意：服务端接收的socket值和客户端socket值不一样
// addr:一般是服务器地址
int send(int socket,char * buf,char buflen,int flag);【仅TCP】
// 向一个已连接的socket发送信息，这个socket应该是connected socket（非master socket）
int closesocket(int socket);
// 关闭一个已存在的socket【正常关闭】
// 失败返回-1，成功返回0
UDP通讯流程
WSAStartup()
socket()
bind()
sendto(connected socket)/recv()/recvfrom()
TCP通讯流程（服务器）：
WSAStartup()
socket()
bind()
listen()
accept()
send()/recv()
TCP通讯流程（客户端）：
WSAStartup()
socket()
bind()
connect()
send()/recv()
代码实例：
系统平台：windows 7
开发工具：Qt Creator
开发前在*.pro配置文件中引入socket库
LIBS += -lpthread libwsock32 libws2_32
服务端代码
/**********
* tcp服务端
***********/
#include <iostream>
#include <string>
#include <winsock2.h>
using namespace std;
//定义消息长度
#define MAX_MSG_SIZE 1024
//初始化套接字库
void initWsaData(){
WSADATA wsaData;
WORD vcode = MAKEWORD(2,2);
int err = WSAStartup(vcode, &wsaData);
if(err == -1){
cout << "初始化套接字库失败" << endl;
}else{
cout << "初始化套接字库成功" << endl;
}
//检测版本号
if(LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wHighVersion) != 2){
cout << "套接字版本号不符" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "检验套接字版本号通过" << endl;
}
}
//socket通信
void mainTcp(){
initWsaData();
//创建套接字
SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//创建地址簇对象
sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(9888);
sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
//绑定套接字
int bindStatus = bind(sock, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin));
if(bindStatus == -1){
cout << "套接字绑定失败" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "套接字绑定成功" << endl;
}
//将套接字设为监听模式，等待客户端连接
int listenStatus = listen(sock, 128);
if(listenStatus == -1){
cout << "监听失败" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "设置监听成功,服务端正在监听中..." << endl;
}
//收到请求主后，接收连接请求，返回一个对应此次连接的新套接字
//接受连接请求
sockaddr_in sinAccept;
int len = sizeof (sin);
SOCKET newSock = accept(sock, (struct sockaddr*)&sinAccept, &len);
if(newSock == SOCKET_ERROR){
cout << "连接失败" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "连接建立成功，准备接收数据" << endl;
}
//用新建立的套接字和客户端进行通信
char recvBuf[MAX_MSG_SIZE];
char sendBuf[MAX_MSG_SIZE];
memset(recvBuf, 0, MAX_MSG_SIZE);
memset(sendBuf, 0, MAX_MSG_SIZE);
while (true) {
int recvStatus = recv(newSock, recvBuf, MAX_MSG_SIZE, 0);
if(recvStatus == -1){
cout << "接收数据失败" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "收到客户端发来的新消息:" << recvBuf << endl;
}
cout << "请输入回复消息:" ;
cin >> sendBuf;
int sendStatus = send(newSock, sendBuf, sizeof (sendBuf), 0);
if(sendStatus == -1){
cout << "消息发送失败" << endl;
break;
}
}
//关闭套接字及套接字库
closesocket(sock);
closesocket(newSock);
WSACleanup();
}
int main(){
mainTcp();
return 0;
}客户端代码
/**********
* tcp客户端
**********/
#include <iostream>
#include <string>
#include <winsock2.h>
using namespace std;
//定义消息长度
#define MAX_MSG_SIZE 1024
//初始化套接字库
void initWsaData(){
WSADATA wsaData;
WORD vCode = MAKEWORD(2, 2);
int err = WSAStartup(vCode, &wsaData);
if(err == -1){
cout << "初始化套接字库失败" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "初始化套接库成功" << endl;
}
//检查套接字库版本号
if( LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wHighVersion) != 2 ){
cout << "套接字库版本号不符" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "套接字库版本检验通过" << endl;
}
}
//socket通信
void mainTcp(){
initWsaData();
SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sock == SOCKET_ERROR){
cout << "创建套接字失败" << endl;
exit(-1);
}else{
cout << "创建套接字成功" << endl;
}
//设置地址
sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(9888);
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
//连接服务器
int connStatus = connect(sock, (struct sockaddr*)&sin, sizeof (sin));
if(connStatus == -1){
cout << "连接服务器失败" << endl;
exit(-1);
}
//发送与接收数据
while (true) {
cout << "请输入要发送的信息" << endl;
char sendBuf[MAX_MSG_SIZE];
memset(sendBuf, 0, MAX_MSG_SIZE);
cin >> sendBuf;
int sendStatus = send(sock, sendBuf, sizeof (sendBuf), 0);
if(sendStatus == 0){
cout << "发送信息失败" << endl;
break;
}
char recvBuf[MAX_MSG_SIZE];
memset(recvBuf, 0, MAX_MSG_SIZE);
int recvStatus = recv(sock, recvBuf, MAX_MSG_SIZE, 0);
if(recvStatus == -1){
cout << "接收消息失败" << endl;
break;
}else{
cout << "服务端信息:" << recvBuf << endl;
}
}
//关闭套接字及套接字库
closesocket(sock);
WSACleanup();
}
int main(){
mainTcp();
return 0;
}演示效果
借鉴自：
https://blog.csdn.net/qq_27923041/article/details/83857964
https://www.cnblogs.com/liedElxa/p/10795398.html
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