C語言WinSock學習筆記第1/2頁

作者：肖進

Socket（通訊端）

◆先看定義：
typedef unsigned int u_int;
typedef u_int SOCKET;
◆Socket相當於進行網路通訊兩端的插座，只要對方的Socket和自己的Socket有通訊聯結，雙方就可以發送和接收資料了。其定義類似於檔案控制代碼的定義。

◆Socket有五種不同的類型：

1、流式通訊端(stream socket)
定義：
#define SOCK_STREAM 1
流式通訊端提供了雙向、有序的、無重複的以及無記錄邊界的資料流服務，適合處理大量資料。它是面向連接的，必須建立資料轉送鏈路，同時還必須對傳輸的資料進行驗證，確保資料的準確性。因此，系統開銷較大。

2、 資料通訊端(datagram socket)

定義：
#define SOCK_DGRAM 2
資料通訊端也支援雙向的資料流，但不保證傳輸資料的準確性，但保留了記錄邊界。由於資料通訊端是無聯結的，例如廣播時的聯結，所以並不保證接收端是否正在偵聽。資料通訊端傳輸效率比較高。

3、原始通訊端(raw-protocol interface)

定義：
#define SOCK_RAW 3
原始通訊端儲存了資料包中的完整IP頭，前面兩種通訊端只能收到使用者資料。因此可以通過原始通訊端對資料進行分析。
其它兩種通訊端不常用，這裡就不介紹了。

◆Socket開發所必須需要的檔案(以WinSock V2.0為例)：

標頭檔：Winsock2.h

庫檔案：WS2_32.LIB

動態庫：W32_32.DLL

一些重要的定義

1、資料類型的基本定義：這個大家一看就懂。
typedef unsigned char u_char;
typedef unsigned short u_short;
typedef unsigned int u_int;
typedef unsigned long u_long;
2、 網路地址的資料結構，有一個老的和一個新的的，請大家留意，如果想知道為什麼，
請發郵件給Bill Gate。其實就是電腦的IP地址，不過一般不用用點分開的IP地
址，當然也提供一些轉換函式。

◆ 舊的網路地址結構的定義，為一個4位元組的聯合：
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 */
//下面幾行省略,反正沒什麼用處。
};
其實完全不用這麼麻煩，請看下面:

◆ 新的網路地址結構的定義：
非常簡單，就是一個無符號長整數 unsigned long。舉個例子：IP地址為127.0.0.1的網路地址是什麼呢？請看定義：
#define INADDR_LOOPBACK 0x7f000001
3、 通訊端地址結構

(1)、sockaddr結構：
struct sockaddr {
u_short sa_family; /* address family */
char sa_data[14]; /* up to 14 bytes of direct address */
};
sa_family為網路地址類型，一般為AF_INET，表示該socket在Internet域中進行通訊，該地址結構隨選擇的協議的不同而變化，因此一般情況下另一個與該地址結構大小相同的sockaddr_in結構更為常用，sockaddr_in結構用來標識TCP/IP協議下的地址。換句話說，這個結構是通用socket地址結構，而下面的sockaddr_in是專門針對Internet域的socket地址結構。

(2)、sockaddr_in結構
struct sockaddr_in {
short sin_family;
u_short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
sin _family為網路地址類型，必須設定為AF_INET。sin_port為服務連接埠，注意不要使用已固定的服務連接埠，如HTTP的連接埠80等。如果連接埠設定為0，則系統會自動分配一個唯一連接埠。sin_addr為一個unsigned long的IP地址。sin_zero為填充欄位，純粹用來保證結構的大小。

◆ 將常用的用點分開的IP地址轉換為unsigned long類型的IP地址的函數：
unsigned long inet_addr(const char FAR * cp )
用法：
unsigned long addr=inet_addr("192.1.8.84")
◆ 如果將sin_addr設定為INADDR_ANY，則表示所有的IP地址，也即所有的電腦。
#define INADDR_ANY (u_long)0x00000000
4、 主機地址：

先看定義：
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為主機名稱字。
h_aliases為主機別名列表。
h_addrtype為地址類型。
h_length為地址類型。
h_addr_list為IP地址，如果該主機有多個網卡，就包括地址的列表。
另外還有幾個類似的結構，這裡就不一一介紹了。

5、 常見TCP/IP協議的定義：
#define IPPROTO_IP 0
#define IPPROTO_ICMP 1
#define IPPROTO_IGMP 2
#define IPPROTO_TCP 6
#define IPPROTO_UDP 17
#define IPPROTO_RAW 255
具體是什麼協議，大家一看就知道了。

通訊端的屬性

為了靈活使用通訊端，我們可以對它的屬性進行設定。

1、 屬性內容：
//允許調試輸出
#define SO_DEBUG 0x0001 /* turn on debugging info recording */
//是否監聽模式
#define SO_ACCEPTCONN 0x0002 /* socket has had listen() */
//通訊端與其他通訊端的地址綁定
#define SO_REUSEADDR 0x0004 /* allow local address reuse */
//保持串連
#define SO_KEEPALIVE 0x0008 /* keep connections alive */
//不要路由出去
#define SO_DONTROUTE 0x0010 /* just use interface addresses */
//設定為廣播
#define SO_BROADCAST 0x0020 /* permit sending of broadcast msgs */
//使用環回不通過硬體
#define SO_USELOOPBACK 0x0040 /* bypass hardware when possible */
//當前拖延值
#define SO_LINGER 0x0080 /* linger on close if data present */
//是否加入帶外資料
#define SO_OOBINLINE 0x0100 /* leave received OOB data in line */
//禁用LINGER選項
#define SO_DONTLINGER (int)(~SO_LINGER)
//發送緩衝區長度
#define SO_SNDBUF 0x1001 /* send buffer size */
//接收緩衝區長度
#define SO_RCVBUF 0x1002 /* receive buffer size */
//發送逾時時間
#define SO_SNDTIMEO 0x1005 /* send timeout */
//接收逾時時間
#define SO_RCVTIMEO 0x1006 /* receive timeout */
//錯誤狀態
#define SO_ERROR 0x1007 /* get error status and clear */
//通訊端類型
#define SO_TYPE 0x1008 /* get socket type */
2、 讀取socket屬性：
int getsockopt(SOCKET s, int level, int optname, char FAR * optval, int FAR * optlen)
s為欲讀取屬性的通訊端。level為通訊端選項的層級，大多數是特定協議和通訊端專有的。如IP協議應為 IPPROTO_IP。
optname為讀取選項的名稱
optval為存放選項值的緩衝區指標。
optlen為緩衝區的長度
用法：
int ttl=0; //讀取TTL值
int rc = getsockopt( s, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl));
//來自MS platform SDK 2003
3、 設定socket屬性：
int setsockopt(SOCKET s,int level, int optname,const char FAR * optval, int optlen)
s為欲設定屬性的通訊端。
level為通訊端選項的層級，用法同上。
optname為設定選項的名稱
optval為存放選項值的緩衝區指標。
optlen為緩衝區的長度

用法：
int ttl=32; //設定TTL值
int rc = setsockopt( s, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl));
通訊端的使用步驟

1、啟動Winsock：對Winsock DLL進行初始化，協商Winsock的版本支援並分配必要的
資源。（伺服器端和用戶端）
int WSAStartup( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData )

wVersionRequested為打算載入Winsock的版本，一般如下設定：
wVersionRequested=MAKEWORD(2,0)
或者直接賦值：wVersionRequested=2

LPWSADATA為初始化Socket後載入的版本的資訊,定義如下：
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;
如果載入成功後資料為：
wVersion＝2表示載入版本為2.0。
wHighVersion＝514表示當前系統支援socket最高版本為2.2。
szDescription="WinSock 2.0"
szSystemStatus="Running"表示正在運行。
iMaxSockets＝0表示同時開啟的socket最大數，為0表示沒有限制。
iMaxUdpDg＝0表示同時開啟的資料報最大數，為0表示沒有限制。
lpVendorInfo沒有使用，為廠商指定資訊預留。
該函數使用方法：
WORD wVersion=MAKEWORD(2,0);
WSADATA wsData;
int nResult= WSAStartup(wVersion,&wsData);
if(nResult !=0)
{
//錯誤處理
}
2、建立通訊端：（伺服器端和用戶端）
SOCKET socket( int af, int type, int protocol );
af為網路地址類型，一般為AF_INET，表示在Internet域中使用。
type為通訊端類型，前面已經介紹了。
protocol為指定網路通訊協定，一般為IPPROTO_IP。
用法：
SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP);
if(sock==INVALID_SOCKET)
{
//錯誤處理
}
3、通訊端的綁定：將本地地址綁定到所建立的通訊端上。（伺服器端和用戶端）
int bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen )
s為已經建立的通訊端。
name為socket地址結構，為sockaddr結構，如前面討論的，我們一般使用sockaddr_in
結構，在使用再強制轉換為sockaddr結構。
namelen為地址結構的長度。
用法：
sockaddr_in addr;
addr. sin_family=AF_INET;
addr. sin_port= htons(0); //保證位元組順序
addr. sin_addr.s_addr= inet_addr("192.1.8.84")
int nResult=bind(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr));
if(nResult==SOCKET_ERROR)
{
//錯誤處理
}
4、 通訊端的監聽：（伺服器端）
int listen(SOCKET s, int backlog )
s為一個已綁定但未聯結的通訊端。
backlog為指定正在等待聯結的最大隊列長度，這個參數非常重要，因為伺服器一般可
以提供多個串連。
用法：
int nResult=listen(s,5) //最多5個串連
if(nResult==SOCKET_ERROR)
{
//錯誤處理
}
5、通訊端等待串連:：（伺服器端）
SOCKET accept( SOCKET s, struct sockaddr FAR * addr, int FAR * addrlen )
s為處於監聽模式的通訊端。
sockaddr為接收成功後返回用戶端的網路地址。
addrlen為網路地址的長度。

用法：
sockaddr_in addr;
SOCKET s_d=accept(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr));
if(s==INVALID_SOCKET)
{
//錯誤處理
}