基于Winsock API的VC网络编程实战

基于Winsock API的VC网络编程实战,第1张

随着计算机信息技术的飞速发展,互联网与人类社会的工作、生活越来越紧密相关,它已经成为人类获取、交流信息的重要途径和手段。所以当前对于开发人员来说,网络编程已是必备的技能。本实例详细介绍了如何利用Winsock API编写网络应用程序。

  一、实现方法

  在网络编程中最常用的方案便是Client/Server (客户机/服务器)模型。在这种方案中客户应用程序向服务器程序请求服务。一个服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求,也就是说,服务进程一直处于休眠状态,直到一个客户向这个服务的地址提出了连接请求。在这个时刻,服务程序被"惊醒"并且为客户提供服务-对客户的请求作出适当的反应。

  为了方便这种Client/Server模型的网络编程,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Windows Sockets规范,它不是一种网络协议,而是一套开放的、支持多种协议的Windows下的网络编程接口。现在的Winsock已经基本上实现了与协议无关,你可以使用Winsock来调用多种协议的功能,但较常使用的是TCP/IP协议。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。

  微软为Visual C++定义了Winsock类如CAsyncSocket类和派生于CAsyncSocket 的CSocket类,它们简单易用,读者朋友当然可以使用这些类来实现自己的网络程序,但是为了更好的了解Winsock API编程技术,我们这里探讨怎样使用底层的API函数实现简单的 Winsock 网络应用程式设计,分别说明如何在Server端和Client端操作Socket,实现基于TCP/IP的数据传送,最后给出相关的源代码。

  在VC中进行WINSOCK的API编程开发的时候,需要在项目中使用下面的三个文件,否则会出现编译错误。

  1.WINSOCK.H: 这是WINSOCK API的头文件,需要包含在项目中。

  2.WSOCK32.LIB: WINSOCK API连接库文件。在使用中,一定要把它作为项目的非缺省的连接库包含到项目文件中去。

  3.WINSOCK.DLL: WINSOCK的动态连接库,位于WINDOWS的安装目录下。

  服务器端操作 socket(套接字)

  1.在初始化阶段调用WSAStartup()

  此函数在应用程序中初始化Windows Sockets DLL ,只有此函数调用成功后,应用程序才可以再调用其他Windows Sockets DLL中的API函数。在程式中调用该函数的形式如下:WSAStartup((WORD)((1<<8|1),(LPWSADATA)&WSAData),其中(1<<8|1)表示我们用的是WinSocket1.1版本,WSAata用来存储系统传回的关于WinSocket的资料。

  2、建立Socket

  初始化WinSock的动态连接库后,需要在服务器端建立一个监听的Socket,为此可以调用Socket()函数用来建立这个监听的Socket,并定义此Socket所使用的通信协议。此函数调用成功返回Socket对象,失败则返回INVALID_SOCKET(调用WSAGetLastError()可得知原因,所有WinSocket 的API函数都可以使用这个函数来获取失败的原因)。

  SOCKET PASCAL FAR socket( int af, int type, int protocol )

  参数: af:目前只提供 PF_INET(AF_INET);

     type:Socket 的类型 (SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM);

     protocol:通讯协定(如果使用者不指定则设为0);

  如果要建立的是遵从TCP/IP协议的socket,第二个参数type应为SOCK_STREAM,如为UDP(数据报)的socket,应为SOCK_DGRAM。

  3、绑定端口

  接下来要为服务器端定义的这个监听的Socket指定一个地址及端口(Port),这样客户端才知道待会要连接哪一个地址的哪个端口,为此我们要调用bind()函数,该函数调用成功返回0,否则返回SOCKET_ERROR。

  int PASCAL FAR bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name,int namelen );

  参 数: s:Socket对象名;

      name:Socket的地址值,这个地址必须是执行这个程式所在机器的IP地址;

      namelen:name的长度;

  如果使用者不在意地址或端口的值,那么可以设定地址为INADDR_ANY,及Port为0,Windows Sockets 会自动将其设定适当之地址及Port (1024 到 5000之间的值)。此后可以调用getsockname()函数来获知其被设定的值。

  4、监听

  当服务器端的Socket对象绑定完成之后,服务器端必须建立一个监听的队列来接收客户端的连接请求。listen()函数使服务器端的Socket 进入监听状态,并设定可以建立的最大连接数(目前最大值限制为 5, 最小值为1)。该函数调用成功返回0,否则返回SOCKET_ERROR。

  int PASCAL FAR listen( SOCKET s, int backlog );

  参 数: s:需要建立监听的Socket;

      backlog:最大连接个数;

  服务器端的Socket调用完listen()后,如果此时客户端调用connect()函数提出连接申请的话,Server 端必须再调用accept() 函数,这样服务器端和客户端才算正式完成通信程序的连接动作。为了知道什么时候客户端提出连接要求,从而服务器端的Socket在恰当的时候调用accept()函数完成连接的建立,我们就要使用WSAAsyncSelect()函数,让系统主动来通知我们有客户端提出连接请求了。该函数调用成功返回0,否则返回SOCKET_ERROR。

  int PASCAL FAR WSAAsyncSelect( SOCKET s, HWND hWnd,unsigned int wMsg, long lEvent );

  参数: s:Socket 对象;
 
     hWnd :接收消息的窗口句柄;

     wMsg:传给窗口的消息;

     lEvent:被注册的网络事件,也即是应用程序向窗口发送消息的网路事件,该值为下列值FD_READ、FD_WRITE、FD_OOB、FD_ACCEPT、FD_CONNECT、FD_CLOSE的组合,各个值的具体含意为FD_READ:希望在套接字S收到数据时收到消息;FD_WRITE:希望在套接字S上可以发送数据时收到消息;FD_ACCEPT:希望在套接字S上收到连接请求时收到消息;FD_CONNECT:希望在套接字S上连接成功时收到消息;FD_CLOSE:希望在套接字S上连接关闭时收到消息;FD_OOB:希望在套接字S上收到带外数据时收到消息。具体应用时,wMsg应是在应用程序中定义的消息名称,而消息结构中的lParam则为以上各种网络事件名称。所以,可以在窗口处理自定义消息函数中使用以下结构来响应Socket的不同事件:  

switch(lParam) 
{
 case FD_READ:
   …  
   break;
 case FD_WRITE:
   …
   break;
 …
}
  5、服务器端接受客户端的连接请求

  当Client提出连接请求时,Server 端hwnd视窗会收到Winsock Stack送来我们自定义的一个消息,这时,我们可以分析lParam,然后调用相关的函数来处理此事件。为了使服务器端接受客户端的连接请求,就要使用accept() 函数,该函数新建一Socket与客户端的Socket相通,原先监听之Socket继续进入监听状态,等待他人的连接要求。该函数调用成功返回一个新产生的Socket对象,否则返回INVALID_SOCKET。

  SOCKET PASCAL FAR accept( SCOKET s, struct sockaddr FAR *addr,int FAR *addrlen );

  参数:s:Socket的识别码;

     addr:存放来连接的客户端的地址;

     addrlen:addr的长度

  6、结束 socket 连接

  结束服务器和客户端的通信连接是很简单的,这一过程可以由服务器或客户机的任一端启动,只要调用closesocket()就可以了,而要关闭Server端监听状态的socket,同样也是利用此函数。另外,与程序启动时调用WSAStartup()憨数相对应,程式结束前,需要调用 WSACleanup() 来通知Winsock Dll释放Socket所占用的资源。这两个函数都是调用成功返回0,否则返回SOCKET_ERROR。

  int PASCAL FAR closesocket( SOCKET s );

  参数:s:Socket 的识别码;

  int PASCAL FAR WSACleanup( void );

  参数: 无
客户端Socket的操作

  1、建立客户端的Socket

  客户端应用程序首先也是调用WSAStartup()函数来与Winsock的动态连接库建立关系,然后同样调用socket()来建立一个TCP或UDP socket(相同协定的sockets才能相通,TCP对TCP,UDP对UDP)。与服务器端的socket不同的是,客户端的socket可以调用bind()函数,由自己来指定IP地址及port号码;但是也可以不调用 bind(),而由 Winsock来自动设定IP地址及port号码。

  2、提出连接申请

  客户端的Socket使用connect()函数来提出与服务器端的Socket建立连接的申请,函数调用成功返回0,否则返回SOCKET_ERROR。

  int PASCAL FAR connect( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name, int namelen );

  参 数:s:Socket 的识别码;

     name:Socket想要连接的对方地址;

     namelen:name的长度;

  数据的传送

  虽然基于TCP/IP连接协议(流套接字)的服务是设计客户机/服务器应用程序时的主流标准,但有些服务也是可以通过无连接协议(数据报套接字)提供的。先介绍一下TCP socket 与UDP socket在传送数据时的特性:Stream (TCP) Socket提供双向、可靠、有次序、不重复的资料传送。Datagram(UDP) Socket虽然提供双向的通信,但没有可靠、有次序、不重复的保证,所以UDP传送数据可能会收到无次序、重复的资料,甚至资料在传输过程中出现遗漏。由于UDP Socket 在传送资料时,并不保证资料能完整地送达对方,所以绝大多数应用程序都是采用TCP处理Socket,以保证资料的正确性。一般情况下TCP Socket 的数据发送和接收是调用send() 及recv() 这两个函数来达成,而 UDP Socket则是用sendto() 及recvfrom() 这两个函数,这两个函数调用成功发挥发送或接收的资料的长度,否则返回SOCKET_ERROR。

  int PASCAL FAR send( SOCKET s, const char FAR *buf,int len, int flags );

  参数:s:Socket 的识别码

     buf:存放要传送的资料的暂存区

     len buf:的长度

     flags:此函数被调用的方式

  对于Datagram Socket而言,若是 datagram 的大小超过限制,则将不会送出任何资料,并会传回错误值。对Stream Socket 言,Blocking 模式下,若是传送系统内的储存空间不够存放这些要传送的资料,send()将会被block住,直到资料送完为止;如果该Socket被设定为 Non-Blocking 模式,那么将视目前的output buffer空间有多少,就送出多少资料,并不会被 block 住。flags 的值可设为 0 或 MSG_DONTROUTE及 MSG_OOB 的组合。

  int PASCAL FAR recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags );

  参数:s:Socket 的识别码

    buf:存放接收到的资料的暂存区
 
    len buf:的长度

    flags:此函数被调用的方式

  对Stream Socket 言,我们可以接收到目前input buffer内有效的资料,但其数量不超过len的大小。

  本实例在WinSocket API知识的基础上,定义了一个基于网络的类CNetworking ,并利用该类实现了网络通信的基本功能,消息数据的传送,具体请参见代码部分。

  二、编程步骤

  1、 启动Visual C++6.0,生成一个Win32 exe应用程序,将该程序命名为"CNetWorking"

  2、 定义CNetWorking类,由于篇幅原因,具体实现参见代码部分,这里不给出其实现源代码;

  3、 设计程序的对话框和菜单(参见代码部分);

  4、 添加代码,编译运行程序。

三、程序代码

//////////////////////////////////////////////
#include <windows.h>
#include "resource.h"
#include "CConnection.h"
extern HWND hWndDialog; // used to pass the handle of the dialog the main.cpp
extern CConnection* Connection;
extern CNetworking Networking;
#define CONNECT_PORT 10205
void ReceiveCallback (DWORD ptr);
void CloseCallback (DWORD ptr);
void AcceptCallback (DWORD ptr);
BOOL CALLBACK SendString(
 HWND hwndDlg, // handle to dialog box
 UINT uMsg, // message
 WPARAM wParam, // first message parameter
 LPARAM lParam // second message parameter
);

BOOL CALLBACK SendFile(
 HWND hwndDlg, // handle to dialog box
 UINT uMsg, // message
 WPARAM wParam, // first message parameter
 LPARAM lParam // second message parameter
);

BOOL CALLBACK ConnectToIP(
 HWND hwndDlg, // handle to dialog box
 UINT uMsg, // message
 WPARAM wParam, // first message parameter
 LPARAM lParam // second message parameter
);

//////////////////////////////////////////////////////mian.cpp
#include "main.h"
#define MAX_LOADSTRING 100
HINSTANCE hInst; // current instance
HWND hWnd, hWndDialog; // handle of the dialog
TCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING]; // The title bar text
TCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING]; // The title bar text
CNetworking Networking;
CConnection* Connection = NULL;
int connections[8]; // holds our connection slots...
// Foward declarations of functions included in this code module:
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
void ReceiveCallback (DWORD ptr)
{
 char buff[1024] = "";
 CConnection* c = reinterpret_cast <CConnection*> (ptr);
 c->Receive (buff, 1024);
 MessageBox (hWnd, buff, "Information", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
}

void CloseCallback (DWORD ptr)
{
 MessageBox (hWnd, "The connection was closed.", "Information", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
}

void AcceptCallback (DWORD ptr)
{
 char cip[15];
 unsigned int cp = 0;
 CNetworking* net = reinterpret_cast <CNetworking*> (ptr);
 if (Connection && Connection->IsConnected ())
 {
  CConnection* c = net->GetAccepted ();
  while (c)
  {
   char nocon[] = "The host can not accept your connection at this time.";
   c->Send (nocon, sizeof (nocon));
   c->Disconnect ();
   delete c;
   c = net->GetAccepted ();
  };
 }
 else
 {
  if (Connection)
   delete Connection;
   Connection = net->GetAccepted ();
   Connection->PeerInfo (&cip[0], 15, &cp);
   Connection->SetReceiveFunc (ReceiveCallback);
   Connection->SetCloseFunc (CloseCallback);
   char ci[128];
   sprintf (ci, "A connection was accepted.\n\nClient Information:\n %s:%i\n\n", cip, cp);
   MessageBox (hWnd, ci, "Client Info", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
 }
}

int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,
LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow)
{
 // TODO: Place code here.
 MSG msg;
 // Initialize global strings
 LoadString(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING);
 LoadString(hInstance, IDS_NETWORKING, szWindowClass, MAX_LOADSTRING);
 MyRegisterClass(hInstance);
 // Perform application initialization:
 if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
 {
  return FALSE;
 }
 // Main message loop:
 while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
 {
  TranslateMessage(&msg);
  DispatchMessage(&msg);
 }
 return msg.wParam;
}

ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
 WNDCLASSEX wcex;
 wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
 wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
 wcex.lpfnWndProc = (WNDPROC)WndProc;
 wcex.cbClsExtra = 0;
 wcex.cbWndExtra = 0;
 wcex.hInstance = hInstance;
 wcex.hIcon = LoadIcon(hInstance, (LPCTSTR)IDI_NETWORKING);
 wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
 wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW);
 wcex.lpszMenuName = (LPCSTR)IDM_NETWORKING;
 wcex.lpszClassName = szWindowClass;
 wcex.hIconSm = LoadIcon(wcex.hInstance, (LPCTSTR)IDI_SMALL);
 return RegisterClassEx(&wcex);
}

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
{
 hInst = hInstance; // Store instance handle in our global variable
 hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPED | WS_CAPTION | WS_SYSMENU,
CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
 if (!hWnd)
 {
  return FALSE;
 }
 ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
 UpdateWindow(hWnd);
 return TRUE;
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
 int wmId, wmEvent;
 switch (message)
 {
  case WM_CREATE:
  {
   hWndDialog = NULL;
   SetWindowPos (hWnd, HWND_TOP, 0, 0, 200, 44, SWP_NOOWNERZORDER | SWP_NOMOVE);
   char jakobIP[225] = "";
   Networking.GetLocalIPs (jakobIP, 225);
   MessageBox(NULL, jakobIP, "Info", NULL);
   Networking.SetAcceptFunc (AcceptCallback);
   break;
  }
  case WM_COMMAND:
   wmId = LOWORD(wParam);
   wmEvent = HIWORD(wParam);
   // Parse the menu selections:
   switch (wmId)
   {
    case IDM_EXIT:
     DestroyWindow (hWnd);
     break;
    case IDM_LISTEN:
     if (Connection)
     {
      if (MessageBox (hWnd, "You are still connected to a computer.\nPress Yes if you want
to disconnect and No to abort.\n\nSince this is just a demonstration of what you
can\ndo with Networking I kept things simple.", NULL, MB_YESNO | MB_ICONSTOP) == IDNO)
       break;
       delete Connection;
      Connection = NULL;
     }
     if (!Networking.Listen (CONNECT_PORT))
     {
      char cPort[1024] = "";
      sprintf (cPort, "Unable to listen at port %i", CONNECT_PORT);
      MessageBox (hWnd, cPort, NULL, MB_OK | MB_ICONSTOP);
     }
     else
     {
      char cPort[1024] = "";
      sprintf (cPort, "Now listening at port %i!\nPress 'Ok' to accept
incoming connections.", CONNECT_PORT);
      MessageBox (hWnd, cPort, "Listening", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
     }
     break;
    case IDM_CANCELLISTEN:
     if (Networking.IsListening ())
      Networking.StopListen ();
     else
      MessageBox (hWnd, "Unable to cancel listen-process!\nMake sure you are listening.",
NULL, MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
      break;
    case IDM_CONNECT:
    {
     if (Connection)
     {
      Connection->Disconnect ();
     }
     DialogBox (hInst, "CONNECTIP", hWnd, ConnectToIP);
     break;
    }
    case IDM_SENDMSG:
     if (!Connection)
      MessageBox(hWnd, "Please connect before sending data.", NULL,
MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
     else
      DialogBox(hInst, "SENDMSG", hWnd, SendString);
      break;
    case IDM_DISCONNECT:
     if (Connection)
      Connection->Disconnect ();
     else
      MessageBox (hWnd, "Unable to close connection!\nMake sure you are connected.",
NULL, MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
      break;
    case IDM_LISTLAN:
    {
     char lanlist[1024] = "";
     Networking.GetNeighborhood (lanlist, 1024);
     MessageBox (hWnd, lanlist, "Information", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
    }
    default:
     return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
   }
   break;
  case WM_DESTROY:
   PostQuitMessage(0);
   break;
  default:
   return DefWindowProc (hWnd, message, wParam, lParam);
 }
 return 0;
}
  四、小结


  本实例用它可以发送、接收、连接、断开和获取对方端口各种不同的信息。该类的主要优点是完全将连接对象化,不需要窗口就可以处理网络消息,通过定义回调函数或事件即可,甚至连通知消息都可以不用。如果读者朋友正在开发网络应用程序,那么该类也许会对你有所帮助。

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原文地址: https://outofmemory.cn/zaji/2307457.html

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上一篇 2022-07-25

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