C语言WinSock学习笔记第1/2页

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 */ 
}; 

1. h_name为主机名字。
2. h_aliases为主机别名列表。
3. h_addrtype为地址类型。
4. h_length为地址类型。
5. 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) 

1. s为欲设置属性的套接字。
2. level为套接字选项的级别，用法同上。
3. optname为设置选项的名称
4. optval为存放选项值的缓冲区指针。
5. 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 
}