winsock学习笔记（一）


作者：肖进

socket（套接字）

◆先看定义：

typedef unsigned int u_int;
typedef u_int socket;

◆socket相当于进行网络通信两端的插座，只要对方的socket和自己的socket有通信联接，双方就可以发送和接收数据了。其定义类似于文件句柄的定义。

◆socket有五种不同的类型：

1、流式套接字(stream socket)
定义：

#define sock_stream 1 

流式套接字提供了双向、有序的、无重复的以及无记录边界的数据流服务，适合处理大量数据。它是面向联结的，必须建立数据传输链路，同时还必须对传输的数据进行验证，确保数据的准确性。因此，系统开销较大。

2、 数据报套接字(datagram socket)

定义：

#define sock_dgram 2 

数据报套接字也支持双向的数据流，但不保证传输数据的准确性，但保留了记录边界。由于数据报套接字是无联接的，例如广播时的联接，所以并不保证接收端是否正在侦听。数据报套接字传输效率比较高。

3、原始套接字(raw-protocol interface)

定义：

#define sock_raw 3 

原始套接字保存了数据包中的完整ip头，前面两种套接字只能收到用户数据。因此可以通过原始套接字对数据进行分析。
其它两种套接字不常用，这里就不介绍了。

◆socket开发所必须需要的文件(以winsock v2.0为例)：

头文件：winsock2.h

库文件：ws2_32.lib

动态库：w32_32.dll

一些重要的定义

1、数据类型的基本定义：这个大家一看就懂。

typedef unsigned char u_char;
typedef unsigned short u_short;
typedef unsigned int u_int;
typedef unsigned long u_long;

2、 网络地址的数据结构，有一个老的和一个新的的，请大家留意，如果想知道为什么，
请发邮件给bill gate。其实就是计算机的ip地址，不过一般不用用点分开的ip地
址，当然也提供一些转换函数。

◆ 旧的网络地址结构的定义，为一个4字节的联合：

struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } s_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } s_un_w;
u_long s_addr;
} s_un;
#define s_addr s_un.s_addr /* can be used for most tcp & ip code */
//下面几行省略,反正没什么用处。
};

其实完全不用这么麻烦，请看下面:

◆ 新的网络地址结构的定义：
非常简单，就是一个无符号长整数 unsigned long。举个例子：ip地址为127.0.0.1的网络地址是什么呢？请看定义：

#define inaddr_loopback 0x7f000001

3、 套接字地址结构

(1)、sockaddr结构：

struct sockaddr {
u_short sa_family; /* address family */
char sa_data[14]; /* up to 14 bytes of direct address */
};

sa_family为网络地址类型，一般为af_inet，表示该socket在internet域中进行通信，该地址结构随选择的协议的不同而变化，因此一般情况下另一个与该地址结构大小相同的sockaddr_in结构更为常用，sockaddr_in结构用来标识tcp/ip协议下的地址。换句话说，这个结构是通用socket地址结构，而下面的sockaddr_in是专门针对internet域的socket地址结构。

(2)、sockaddr_in结构

struct sockaddr_in {
short sin_family;
u_short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};

sin _family为网络地址类型，必须设定为af_inet。sin_port为服务端口，注意不要使用已固定的服务端口，如http的端口80等。如果端口设置为0，则系统会自动分配一个唯一端口。sin_addr为一个unsigned long的ip地址。sin_zero为填充字段，纯粹用来保证结构的大小。

◆ 将常用的用点分开的ip地址转换为unsigned long类型的ip地址的函数：

unsigned long inet_addr(const char far * cp )

用法：

unsigned long addr=inet_addr("192.1.8.84")

◆ 如果将sin_addr设置为inaddr_any，则表示所有的ip地址，也即所有的计算机。

#define inaddr_any (u_long)0x00000000

4、 主机地址：

先看定义：

struct hostent {
char far * h_name; /* official name of host */
char far * far * h_aliases; /* alias list */
short h_addrtype; /* host address type */
short h_length; /* length of address */
char far * far * h_addr_list; /* list of addresses */
#define h_addr h_addr_list[0] /* address, for backward compat */
};
h_name为主机名字。
h_aliases为主机别名列表。
h_addrtype为地址类型。
h_length为地址类型。
h_addr_list为ip地址，如果该主机有多个网卡，就包括地址的列表。

另外还有几个类似的结构，这里就不一一介绍了。

5、 常见tcp/ip协议的定义：

#define ipproto_ip 0 
#define ipproto_icmp 1 
#define ipproto_igmp 2 
#define ipproto_tcp 6 
#define ipproto_udp 17 
#define ipproto_raw 255 

具体是什么协议，大家一看就知道了。

套接字的属性

为了灵活使用套接字，我们可以对它的属性进行设定。

1、 属性内容：

//允许调试输出
#define so_debug 0x0001 /* turn on debugging info recording */
//是否监听模式
#define so_acceptconn 0x0002 /* socket has had listen() */
//套接字与其他套接字的地址绑定
#define so_reuseaddr 0x0004 /* allow local address reuse */
//保持连接
#define so_keepalive 0x0008 /* keep connections alive */
//不要路由出去
#define so_dontroute 0x0010 /* just use interface addresses */
//设置为广播
#define so_broadcast 0x0020 /* permit sending of broadcast msgs */
//使用环回不通过硬件
#define so_useloopback 0x0040 /* bypass hardware when possible */
//当前拖延值
#define so_linger 0x0080 /* linger on close if data present */
//是否加入带外数据
#define so_oobinline 0x0100 /* leave received oob data in line */
//禁用linger选项
#define so_dontlinger (int)(~so_linger)
//发送缓冲区长度
#define so_sndbuf 0x1001 /* send buffer size */
//接收缓冲区长度
#define so_rcvbuf 0x1002 /* receive buffer size */
//发送超时时间
#define so_sndtimeo 0x1005 /* send timeout */
//接收超时时间
#define so_rcvtimeo 0x1006 /* receive timeout */
//错误状态
#define so_error 0x1007 /* get error status and clear */
//套接字类型
#define so_type 0x1008 /* get socket type */

2、 读取socket属性：

int getsockopt(socket s, int level, int optname, char far * optval, int far * optlen)

s为欲读取属性的套接字。level为套接字选项的级别，大多数是特定协议和套接字专有的。如ip协议应为 ipproto_ip。

optname为读取选项的名称
optval为存放选项值的缓冲区指针。
optlen为缓冲区的长度

用法：

int ttl=0; //读取ttl值
int rc = getsockopt( s, ipproto_ip, ip_ttl, (char *)&ttl, sizeof(ttl));
//来自ms platform sdk 2003

3、 设置socket属性：

int setsockopt(socket s,int level, int optname,const char far * optval, int optlen)

s为欲设置属性的套接字。
level为套接字选项的级别，用法同上。
optname为设置选项的名称
optval为存放选项值的缓冲区指针。
optlen为缓冲区的长度

用法：

int ttl=32; //设置ttl值
int rc = setsockopt( s, ipproto_ip, ip_ttl, (char *)&ttl, sizeof(ttl));

套接字的使用步骤

1、启动winsock：对winsock dll进行初始化，协商winsock的版本支持并分配必要的
资源。（服务器端和客户端）

int wsastartup( word wversionrequested, lpwsadata lpwsadata )

wversionrequested为打算加载winsock的版本，一般如下设置：
wversionrequested=makeword(2,0)
或者直接赋值：wversionrequested=2

lpwsadata为初始化socket后加载的版本的信息,定义如下：
typedef struct wsadata {
word wversion;
word whighversion;
char szdescription[wsadescription_len+1];
char szsystemstatus[wsasys_status_len+1];
unsigned short imaxsockets;
unsigned short imaxudpdg;
char far * lpvendorinfo;
} wsadata, far * lpwsadata;

如果加载成功后数据为：

wversion＝2表示加载版本为2.0。
whighversion＝514表示当前系统支持socket最高版本为2.2。
szdescription="winsock 2.0"
szsystemstatus="running"表示正在运行。
imaxsockets＝0表示同时打开的socket最大数，为0表示没有限制。
imaxudpdg＝0表示同时打开的数据报最大数，为0表示没有限制。
lpvendorinfo没有使用，为厂商指定信息预留。

该函数使用方法：

word wversion=makeword(2,0);
wsadata wsdata;
int nresult= wsastartup(wversion,&wsdata);
if(nresult !=0)
{
//错误处理
}

2、创建套接字：（服务器端和客户端）

socket socket( int af, int type, int protocol );
af为网络地址类型，一般为af_inet，表示在internet域中使用。
type为套接字类型，前面已经介绍了。
protocol为指定网络协议，一般为ipproto_ip。

用法：

socket sock=socket(af_inet,sock_stream,ipproto_ip);
if(sock==invalid_socket)
{
//错误处理
}

3、套接字的绑定：将本地地址绑定到所创建的套接字上。（服务器端和客户端）

int bind( socket s, const struct sockaddr far * name, int namelen )
s为已经创建的套接字。
name为socket地址结构，为sockaddr结构，如前面讨论的，我们一般使用sockaddr_in
结构，在使用再强制转换为sockaddr结构。
namelen为地址结构的长度。

用法：

sockaddr_in addr;
addr. sin_family=af_inet;
addr. sin_port= htons(0); //保证字节顺序
addr. sin_addr.s_addr= inet_addr("192.1.8.84")
int nresult=bind(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr));
if(nresult==socket_error)
{
//错误处理
}

4、 套接字的监听：（服务器端）

int listen(socket s, int backlog )

s为一个已绑定但未联接的套接字。
backlog为指定正在等待联接的最大队列长度，这个参数非常重要，因为服务器一般可
以提供多个连接。
用法：

int nresult=listen(s,5) //最多5个连接
if(nresult==socket_error)
{
//错误处理
}

5、套接字等待连接:：（服务器端）

socket accept( socket s, struct sockaddr far * addr, int far * addrlen )

s为处于监听模式的套接字。
sockaddr为接收成功后返回客户端的网络地址。
addrlen为网络地址的长度。

用法：

sockaddr_in addr;
socket s_d=accept(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr));
if(s==invalid_socket)
{
//错误处理
}

6、套接字的连结：将两个套接字连结起来准备通信。（客户端）

int connect(socket s, const struct sockaddr far * name, int namelen )

s为欲连结的已创建的套接字。
name为欲连结的socket地址。
namelen为socket地址的结构的长度。

用法：

sockaddr_in addr;
addr. sin_family=af_inet;
addr. sin_port=htons(0); //保证字节顺序
addr. sin_addr.s_addr= htonl(inaddr_any) //保证字节顺序
int nresult=connect(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr));
if(nresult==socket_error)
{
//错误处理
}

7、套接字发送数据：（服务器端和客户端）

int send(socket s, const char far * buf, int len, int flags )

s为服务器端监听的套接字。
buf为欲发送数据缓冲区的指针。
len为发送数据缓冲区的长度。
flags为数据发送标记。
返回值为发送数据的字符数。

◆这里讲一下这个发送标记，下面8中讨论的接收标记也一样：

flag取值必须为0或者如下定义的组合：0表示没有特殊行为。

#define msg_oob 0x1 /* process out-of-band data */
#define msg_peek 0x2 /* peek at incoming message */
#define msg_dontroute 0x4 /* send without using routing tables */
msg_oob表示数据应该带外发送，所谓带外数据就是tcp紧急数据。
msg_peek表示使有用的数据复制到缓冲区内，但并不从系统缓冲区内删除。
msg_dontroute表示不要将包路由出去。

用法：

char buf[]="xiaojin";
int nresult=send(s,buf,strlen(buf));
if(nresult==socket_error)
{
//错误处理
}

8、 套接字的数据接收：（客户端）

int recv( socket s, char far * buf, int len, int flags )

s为准备接收数据的套接字。
buf为准备接收数据的缓冲区。
len为准备接收数据缓冲区的大小。
flags为数据接收标记。
返回值为接收的数据的字符数。

用法：

char mess[1000];
int nresult =recv(s,mess,1000,0);
if(nresult==socket_error)
{
//错误处理
}

9、中断套接字连接：通知服务器端或客户端停止接收和发送数据。（服务器端和客户端）

int shutdown(socket s, int how)

s为欲中断连接的套接字。
how为描述禁止哪些操作，取值为：sd_receive、sd_send、sd_both。

#define sd_receive 0x00
#define sd_send 0x01
#define sd_both 0x02

用法：

int nresult= shutdown(s,sd_both);
if(nresult==socket_error)
{
//错误处理
}

10、 关闭套接字：释放所占有的资源。（服务器端和客户端）

int closesocket( socket s )

s为欲关闭的套接字。

用法：

int nresult=closesocket(s);
if(nresult==socket_error)
{
//错误处理
}