Socket编程指南及示例程序

例子代码就在我的博客中，包括六个UDP和TCP发送接受的cpp文件，一个基于MFC的局域网聊天小工具工程，和此小工具的所有运行时库、资源和执行程序。代码的压缩包位置是http://www.blogjava.net/Files/wxb_nudt/socket_src.rar。

1         前言

在一些常用的编程技术中，Socket网络编程可以说是最简单的一种。而且Socket编程需要的基础知识很少，适合初学者学习网络编程。目前支持网络传输的技术、语言和工具繁多，但是大部分都是基于Socket开发的，虽说这些“高级”的网络技术屏蔽了大部分底层实现，号称能极大程度的简化开发，而事实上如果你没有一点Socket基础，要理解和应用这些技术还是很困难的，而且会让你成为“半瓢水”。

深有感触的是当年我学习CORBA的时候，由于当时各方面的基础薄弱，整整啃了半年书，最终还是一头雾水。如果现在让我带一个人学CORBA，我一定会安排好顺序：首先弄清C++语法；然后是VC编译环境或者nmake的用法；接下来学习一些网络基础知识；然后是Socket编程；这些大概要花费3、4个月。有了这些基础学习CORBA一周即可弄懂，两个月就可以基于CORBA进行开发了。

好了，说了半天其实中心思想就一个，Socket很简单，很好学！如果你会C++或者JAVA，又懂一点点网络基础如TCP和UDP的机制，那么你看完本文就可以熟练进行Socket开发了。

2         Socket简介（全文摘抄）

（本节内容全部抄自网络，不保证正确性，有兴趣的可以看看！）

80年代初，美国政府的高级研究工程机构（ARPA）给加利福尼亚大学Berkeley分校提供了资金，让他们在UNIX *** 作系统下实现TCP/IP协议。在这个项目中，研究人员为TCP/IP网络通信开发了一个API（应用程序接口）。这个API称为Socket接口（套接字）。今天，SOCKET接口是TCP/IP网络最为通用的API，也是在INTERNET上进行应用开发最为通用的API。

90年代初，由Microsoft联合了其他几家公司共同制定了一套WINDOWS下的网络编程接口，即WindowsSockets规范。它是BerkeleySockets的重要扩充，主要是增加了一些异步函数，并增加了符合Windows消息驱动特性的网络事件异步选择机制。WINDOWSSOCKETS规范是一套开放的、支持多种协议的Windows下的网络编程接口。从1991年的1.0版到1995年的2.0.8版，经过不断完善并在Intel、Microsoft、Sun、SGI、Informix、Novell等公司的全力支持下，已成为Windows网络编程的事实上的标准。目前，在实际应用中的WINDOWSSOKCETS规范主要有1.1版和2.0版。两者的最重要区别是1.1版只支持TCP/IP协议，而2.0版可以支持多协议。2.0版有良好的向后兼容性，任何使用1.1版的源代码，二进制文件，应用程序都可以不加修改地在2.0规范下使用。

SOCKET实际在计算机中提供了一个通信端口，可以通过这个端口与任何一个具有SOCKET接口的计算机通信。应用程序在网络上传输，接收的信息都通过这个SOCKET接口来实现。在应用开发中就像使用文件句柄一样，可以对SOCKET句柄进行读，写 *** 作。

3         再说两句

网上很多文章对于Socket的来龙去脉有如教科书一般的精准。但是涉及具体编程技术就往往被VC等集成开发环境所毒害了，把Windows SDK、MFC、Socket、多线程、DLL以及编译链接等等技术搅合在一起煮成一锅夹生饭。

既然要学习Socket，就应该用最简单直白的方式把Socket的几个使用要点讲出来。我认为程序员最关心的有以下几点，按照优先级排列如下：

1.         Socket的机制是什么？

2.         用C/C++写Socket需要什么头文件、库文件、DLL，它们可以由谁提供，安装后一般处于系统的哪个文件夹内？

3.         编写Socket程序需要的编程基础是什么？

4.         Socket库内最重要的几个函数和数据类型是什么？

5.         两个最简单的例子程序；

6.         一个贴近应用的稍微复杂的Socket应用程序。

我将一一讲述这些要点，并给出从简到繁，从朴素到花哨的所有源代码以及编译链接的命令。

4         Socket的机制是什么？

我们可以简单的把Socket理解为一个可以连通网络上不同计算机程序之间的管道，把一堆数据从管道的A端扔进去，则会从管道的B端（也许同时还可以从C、D、E、F……端冒出来）。管道的端口由两个因素来唯一确认，即机器的IP地址和程序所使用的端口号。IP地址的含义所有人都知道，所谓端口号就是程序员指定的一个数字，许多著名的木马程序成天在网络上扫描不同的端口号就是为了获取一个可以连通的端口从而进行破坏。比较著名的端口号有http的80端口和ftp的21端口（我记错了么？）。当然，建议大家自己写程序不要使用太小的端口号，它们一般被系统占用了，也不要使用一些著名的端口，一般来说使用1000~5000之内的端口比较好。

Socket可以支持数据的发送和接收，它会定义一种称为套接字的变量，发送数据时首先创建套接字，然后使用该套接字的sendto等方法对准某个IP/端口进行数据发送；接收端也首先创建套接字，然后将该套接字绑定到一个IP/端口上，所有发向此端口的数据会被该套接字的recv等函数读出。如同读出文件中的数据一样。

5         所需的头文件、库文件和DLL

对于目前使用最广泛的Windows Socket2.0版本，所需的一些文件如下（以安装了VC6为例说明其物理位置）：

l         头文件winsock2.h，通常处于C:"Program Files"Microsoft Visual Studio"VC98"INCLUDE；查看该头文件可知其中又包含了windows.h和pshpack4.h头文件，因此在windows中的一些常用API都可以使用；

l         库文件Ws2_32.lib，通常处于C:"Program Files"Microsoft Visual Studio"VC98"Lib；

l         DLL文件Ws2_32.dll，通常处于C:"WINDOWS"system32，这个是可以猜到的。

6         编写Socket程序需要的编程基础

在开始编写Socket程序之前，需要以下编程基础：

l         C++语法；

l         一点点windows SDK的基础，了解一些SDK的数据类型与API的调用方式；

l         一点点编译、链接和执行的技术；知道cl和link的最常用用法即可。

7         UDP

用最通俗的话讲，所谓UDP，就是发送出去就不管的一种网络协议。因此UDP编程的发送端只管发送就可以了，不用检查网络连接状态。下面用例子来说明怎样编写UDP，并会详细解释每个API和数据类型。

7.1 UDP广播发送程序

下面是一个用UDP发送广播报文的例子。

#include <winsock2.h>

#include <iostream.h>

void main()

{

    SOCKET sock;   //socket套接字

    char szMsg[] = "this is a UDP test package";//被发送的字段

    //1.启动SOCKET库，版本为2.0

    WORD wVersionRequested;

    WSADATA wsaData;

    int err;  

    wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 ); 

    err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );

    if ( 0 != err ) //检查Socket初始化是否成功

    {

       cout<<"Socket2.0初始化失败，Exit!";

       return;

    }

    //检查Socket库的版本是否为2.0

    if (LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 0 )

    {

       WSACleanup( );

       return;

    }

    //2.创建socket，

    sock = socket(

       AF_INET,           //internetwork: UDP, TCP, etc

       SOCK_DGRAM,        //SOCK_DGRAM说明是UDP类型

       0                  //protocol

       );

    if (INVALID_SOCKET == sock ) {

       cout<<"Socket 创建失败，Exit!";

       return;

    }

    //3.设置该套接字为广播类型，

    bool opt = true;

    setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, reinterpret_cast<char FAR *>(&opt), sizeof(opt));

    //4.设置发往的地址

    sockaddr_in addrto;            //发往的地址 

    memset(&addrto,0,sizeof(addrto));

    addrto.sin_family = AF_INET;               //地址类型为internetwork

    addrto.sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST; //设置ip为广播地址

    addrto.sin_port = htons(7861);             //端口号为7861

    int nlen=sizeof(addrto);

    unsigned int uIndex = 1;

    while(true)

    {

       Sleep(1000); //程序休眠一秒

       //向广播地址发送消息

       if( sendto(sock, szMsg, strlen(szMsg), 0, (sockaddr*)&addrto,nlen)

           == SOCKET_ERROR )

           cout<<WSAGetLastError()<<endl;

       else

           cout<<uIndex++<<":an UDP package is sended."<<endl;

    }

    if (!closesocket(sock)) //关闭套接字

    {

       WSAGetLastError();

       return;

    }

    if (!WSACleanup())       //关闭Socket库

    {

       WSAGetLastError();

       return;

    }  

}

编译命令：

CL /c UDP_Send_Broadcast.cpp