C++中的TCP通訊

這兩天簡單地看了下C++的socket通訊，提及socket通訊，就不得不說起TCP/IP 協議，這個協議大名鼎鼎，我想看過編程的至少據說過。在TCP/IP協議下，最多見的就是TCP和UDP，不過C++中的UDP我尚未看過，今天就簡單說說C++中的TCP通訊，大體分紅下面四部分：

1. TCP簡介
2. TCP通訊流程
3. Windows下TCP通訊API的簡介
4. TCP通訊的C++代碼

1，TCP簡介

TCP提供了一個徹底可靠的，面向鏈接的，全雙工的（包含兩個獨立且方向相反的鏈接）流傳輸服務，容許兩個應用程序創建一個鏈接，並在全雙工的方向上發送數據，而後終止鏈接。每個TCP鏈接均可靠的簡歷鏈接並完善的終止，在終止發生前，全部數據都會被可靠地傳送。

TCP通訊的客戶端和服務端每次通訊都會有3次握手的過程，這3次握手，確保數據可以準確地發送到對方。TCP通訊是分爲客戶端和服務端的。

2，TCP通訊流程

TCP通訊服務端和客戶端代碼是不一樣的。首先，服務端有一個ServerSocket，初始化之後（包括設置IP和端口，綁定監聽等過程），這些都設置好之後，就可使用accept（）方法等待客戶端鏈接了，這個方法是阻塞的。一旦鏈接成功，就會返回一個新的Socket，使用這個Socket就能夠接收數據和發送數據了。客戶端自始始終都只有一個Socket，這個Socket初始化之後，使用connect()方法和服務器進行鏈接，鏈接成功後，這個Socket就能夠進行通訊了。

服務端

客戶端

3，Windows下API簡介

在windows下進行TCP通訊，使用Ws2_32.dll動態連接庫。

1 . WSAStartup函數：該函數用於初始化Ws2_32.dll動態連接庫，在使用socket以前，必定要初始化該連接庫。
初始化：

WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData)//第一個參數表示winsock的版本，本例使用的是winsock2.2版本。

2 . socket函數，建立一個socket

//af:一個地址家族，一般爲AF_INET
//type:套接字類型，SOCK_STREAM表示建立面向流鏈接的套接字。爲SOCK_DGRAM，表示建立面向無鏈接的數據包套接字。爲SOCK_RAW，表示建立原始套接字
//protocol:套接字所用協議，不指定能夠設置爲0
//返回值就是一個socket
SOCKET socket(int af,int type,int protocol);

3 . bind函數：該函數用於將套接字綁定到指定的端口和地址。
第一個參數爲socket，第二個參數是一個結構指針，它包含了端口和IP地址信息，第三個參數表示緩衝區長度。須要說明的是，第二個參數在API中表示爲：const struct sockaddr FAR*,這個語法結構我還沒見過，網上說這是遠指針，win16時期的產物，算是長見識了。

SOCKADDR_IN addrSrv;
 addrSrv.sin_family = AF_INET;
 addrSrv.sin_port = htons(8888); //1024以上的端口號
 addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);//IP地址
 bind(sockSrv, (LPSOCKADDR)&addrSrv, sizeof(SOCKADDR_IN));

4 . listen函數：將socket設置爲監聽模式，服務端的socket特有。必須將服務端的socket設置爲監聽模式才能和服務端簡歷鏈接。
裏面有兩個參數，第一個參數爲socket，第二個參數爲等待鏈接最大隊列的長度。

listen(sockSrv,10)

5 . accept函數：服務端socket接收客戶端的鏈接請求，鏈接成功，則返回一個socket，該socket能夠在服務端發送和接收數據。第一個參數爲socket，第二個參數爲包含客戶端端口IP信息的sockaddr_in結構指針，第三個參數爲接收參數addr的長度。

int len = sizeof(SOCKADDR);
accept(sockSrv, (SOCKADDR *) &addrClient, &len);

6 . closesocket函數：關閉socket，裏面的惟一的一個參數就是要關閉的socket。
7 . connect函數：客戶端socket發送鏈接請求的函數，第一個參數是客戶端的socket，第二個參數是一個結構體指針，裏面包括鏈接主機的地址和ip，第三個參數爲緩衝區的長度。

connect(sockClient, (struct  sockaddr*)&addrSrv, sizeof(addrSrv));

8 . htons函數：將一個16位無符號短整型數據由主機排列方式轉化爲網絡排列方式，htonl函數的做用剛好相反。
9 . recv函數：接收數據，第一個參數爲socket，第二個參數爲接收數據緩衝區，第三個參數爲緩衝區的長度，第四個參數爲函數的調用方式。

char buff[1024];
recv(sockClient, buff, sizeof(buff), 0);

10 . send函數：發送數據，裏面的參數基本和recv（）同樣。

代碼

服務端

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "winsock2.h"
 #include<cstdlib>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")//引用庫文件
using namespace std;


char recvBuf[100];
SOCKET sockConn;
/** * 在一個新的線程裏面接收數據 */
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{
             while(true){
                memset(recvBuf, 0, sizeof(recvBuf));
                // //接收數據
                recv(sockConn, recvBuf, sizeof(recvBuf), 0);
                printf("%s\n", recvBuf);
            }
            closesocket(sockConn);
}

int main()
{
    WSADATA wsaData;
    int port = 8888;//端口號
    if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
    {
        printf("初始化失敗");
        return 0;
    }

    //建立用於監聽的套接字,即服務端的套接字
    SOCKET sockSrv = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    SOCKADDR_IN addrSrv;
    addrSrv.sin_family = AF_INET;
    addrSrv.sin_port = htons(port); //1024以上的端口號
    /** * INADDR_ANY就是指定地址爲0.0.0.0的地址，這個地址事實上表示不肯定地址，或「全部地址」、「任意地址」。 通常來講，在各個系統中均定義成爲0值。 */
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);

    int retVal = bind(sockSrv, (LPSOCKADDR)&addrSrv, sizeof(SOCKADDR_IN));
    if(retVal == SOCKET_ERROR){
        printf("鏈接失敗:%d\n", WSAGetLastError());
        return 0;
    }

    if(listen(sockSrv,10) ==SOCKET_ERROR){
        printf("監聽失敗:%d", WSAGetLastError());
        return 0;
    }

    SOCKADDR_IN addrClient;
    int len = sizeof(SOCKADDR);

    while(1)
    {
        //等待客戶請求到來
        sockConn = accept(sockSrv, (SOCKADDR *) &addrClient, &len);
        if(sockConn == SOCKET_ERROR){
            printf("等待請求失敗:%d", WSAGetLastError());
            break;
        }

        printf("客戶端的IP是:[%s]\n", inet_ntoa(addrClient.sin_addr));

        //發送數據
        char sendbuf[] = "你好，我是服務端，我們一塊兒聊天吧";
        int iSend = send(sockConn, sendbuf, sizeof(sendbuf) , 0);
        if(iSend == SOCKET_ERROR){
            printf("發送失敗");
            break;
        }

        HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
        CloseHandle(hThread);

    }

    closesocket(sockSrv);
    WSACleanup();
    system("pause");
    return 0;
}

客戶端：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "winsock2.h"
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")//引用庫文件
using namespace std;

int main()
{
    //加載套接字
    WSADATA wsaData;
    char buff[1024];
    memset(buff, 0, sizeof(buff));

    if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
    {
        printf("初始化Winsock失敗");
        return 0 ;
    }

    SOCKADDR_IN addrSrv;
    addrSrv.sin_family = AF_INET;
    addrSrv.sin_port = htons(8888);//端口號
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");//IP地址

    //建立套接字
    SOCKET sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(SOCKET_ERROR == sockClient){
        printf("Socket() error:%d", WSAGetLastError());
        return 0;
    }

    //向服務器發出鏈接請求
    if(connect(sockClient, (struct  sockaddr*)&addrSrv, sizeof(addrSrv)) == INVALID_SOCKET){
        printf("鏈接失敗:%d", WSAGetLastError());
        return 0;
    }else
    {
        //接收數據
        recv(sockClient, buff, sizeof(buff), 0);
        printf("%s\n", buff);
    }

    //發送數據
    char buffs[] = "下面我們開始聊天了";
    send(sockClient, buffs, sizeof(buffs), 0);
    //不斷輸入，而後發送
    while(true){
        cin>>buffs;
        send(sockClient, buffs, sizeof(buffs), 0);
    }

    //關閉套接字
    closesocket(sockClient);
    WSACleanup();//釋放初始化Ws2_32.dll所分配的資源。
    system("pause");//讓屏幕暫留
    return 0;
}

效果圖：

有一個小問題就是使用cin輸入漢字的時候，偶爾會發生接收過程當中發生錯誤的現象。
我是在eclipse下寫得代碼，加載庫文件在eclipse下的配置請戳這裏：
加載庫文件在eclipse下的配置連接
關於打開窗口，只需打開項目目錄下debug文件下的對應的.exe文件便可打開窗口。使用eclipse下的控制檯連個程序並很差使。
最後，本篇文章的代碼參考了下面的博客：
博客地址
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