winsock实现简单握手

　　这两天在纷繁之中静下心来研究了一下winsock。用winsock实现了一个简单的三次握手。

　　第一次涉及网络编程，一开始茫然不知所措，而后多亏了大哥的耐心教导和细心指点才找到方向，在学习的过程中遇到了许多细节方面的问题，磕磕碰碰的最后终于把一个简单的三次握手server端和client端搞定，然后由内而外绽放出一个大大的smile。

　　网络中通过ip标识一台主机地址，两台主机的通讯其实是两台主机中的两个应用程序的通讯，而应用程序则是通过某个端口传输数据，数据在网络中的传输又要遵循网路上的各种协议，于是可以很自然的理解唯一标识网络中两个通讯的进程是（网络层）ip+（传输层）端口+协议。而这些跟socket有何关系呢？且看看socket官方定义：

“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，写操作。”

Windows下的socket三次握手整体流程：

在Windows下，建立工程，第一件事情初始化winsock，接着声明一个socket对象，然后通过bind方法给这个对象绑定一个端口，（当然在这里要区分是客户端还是服务器端，如果是客户端则不需要bind方法）接着listen方法侦听等待客户端的连接，若客户端connet后，服务器端就会接着accept方法来回应客户端的连接，如果在这个过程中每个函数都成功执行，则三次握手成功，否则可以通过WSAGetLastError()获取失败信息。 建立成功之后则是通过send和recv函数进行信息的传递。

每个方法细节上的要点概括如下：

第一步，初始化winsock，这部略过，代码处有注释；

第二步，创建socket对象，关键处是三个参数的理解和选择：socket(int domain, int type, int protocol);

• domain：即协议域，又称为协议族（family）。常用的协议族有，AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或称AF_UNIX，Unix域socket）、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
• type：指定socket类型。常用的socket类型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等（socket的类型有哪些？）。
• protocol：故名思意，就是指定协议。常用的协议有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。    

 （注意：并不是上面的type和protocol可以随意组合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时，会自动选择type类型对应的默认协议。当我们调用socket创建一个socket时，返回的socket描述字它存在于协议族（address family，AF_XXX）空间中，但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址，就必须调用bind()函数，否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。）                                                                                                                                                      

第三步，bind方法：int bind(socket s, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

• struct sockaddr_in {
      sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
      in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */
      struct in_addr sin_addr;   /* internet address */
  };
  
  /* Internet address. */
  struct in_addr {
      uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
  };

  ipv6对应的是： 
  

  struct sockaddr_in6 { 
      sa_family_t     sin6_family;   /* AF_INET6 */ 
      in_port_t       sin6_port;     /* port number */ 
      uint32_t        sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ 
      struct in6_addr sin6_addr;     /* IPv6 address */ 
      uint32_t        sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ 
  };
  
  struct in6_addr { 
      unsigned char   s6_addr[16];   /* IPv6 address */ 
  };

  Unix域对应的是： 
  

  #define UNIX_PATH_MAX    108
  
  struct sockaddr_un { 
      sa_family_t sun_family;               /* AF_UNIX */ 
      char        sun_path[UNIX_PATH_MAX];  /* pathname */ 
  };

• addrlen：对应的是地址的长度。

(通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址（如ip地址+端口号），用于提供服务，客户就可以通过它来接连服务器；而客户端就不用指定，有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()，而客户端就不会调用，而是在connect()时由系统随机生成一个)

第四步，listen()和connect()函数

int listen(int sockfd, int backlog);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字，第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的，listen函数将socket变为被动类型的，等待客户的连接请求。

connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字，第二参数为服务器的socket地址，第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。

第五步，accept()函数

TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后，就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后，就会调用accept()函数取接收请求，这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了，即类同于普通文件的读写I/O操作。

int accept(socket s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字，第二个参数为指向struct sockaddr *的指针，用于返回客户端的协议地址，第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功，那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字，代表与返回客户的TCP连接。（注意：accept的第一个参数为服务器的socket描述字，是服务器开始调用socket()函数生成的，称为监听socket描述字；而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字，当服务器完成了对某个客户的服务，相应的已连接socket描述字就被关闭。）

第六步，read(),write()函数

万事具备只欠东风，至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了，即实现了网咯中不同进程之间的通信！网络I/O操作有下面几组：

• read()/write()
• recv()/send()
• readv()/writev()
• recvmsg()/sendmsg()
• recvfrom()/sendto()

在此建议使用recvmsg()/sendmsg()

ssize_t sendmsg(socket s, const struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t recvmsg(socket s, struct msghdr *msg, int flags);

最后的close函数，close(socket s);就略了。

代码ps如下:

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<cstring >
#include<WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"WS2_32")
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	WSADATA wsaData;
    int Ret;
   // Initialize Winsock version 2.2
   if ((Ret = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData)) != 0)
   {
      // NOTE: Since Winsock failed to load we cannot use 
      // WSAGetLastError to determine the specific error for
      // why it failed. Instead we can rely on the return 
      // status of WSAStartup.
	cout<<"WSAStartup failed with error %d"<<Ret;
    exit(0);
	}
	char FAR *buf=new char[30];
	memset(buf,30,NULL);
	SOCKET socket1;
	socket1=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
	sockaddr_in addr;
	memset(&addr, 0, sizeof(addr));
	char buf1[20];
	memset(buf1,0,sizeof(buf1));
	gethostname(buf1,sizeof(buf1));
	hostent *hostaddr;
	hostaddr=gethostbyname(buf1);//通过一组函数gethostname 和gethostbyname获得本地ip地址
	addr.sin_addr=*((LPIN_ADDR)*hostaddr->h_addr_list);//涉及一个类型转换 建议Google LPIN_ADDR类型
	cout<<&addr.sin_addr.S_un.S_addr<<endl;
	addr.sin_family=AF_INET;
	//addr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");
	addr.sin_port=htons(2013);
	bind(socket1,(sockaddr *)&addr,sizeof(addr));
	cout<<WSAGetLastError()<<endl;
	listen(socket1,10);
	cout<<"等待客户端连接"<<endl;
	while(1)
	{
		char *buf="connectted";
		SOCKET SOC1=accept(socket1,NULL,NULL);//握手成功
		send(SOC1,buf,strlen(buf),0);
		cout<<WSAGetLastError;
	}
	return 0;
}