Socket编程学习之道：揭开Socket编程的面纱
那么我想问：
1. 什么是TCP/IP、UDP？
2. Socket在哪里呢？
3. Socket是什么呢？
4. 你会使用它们吗？
什么是TCP/IP、UDP？
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议。是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相相应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。
这里有一张图，表明了这些协议的关系。
图1
TCP/IP协议族包含运输层、网络层、链路层。如今你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。
Socket在哪里呢？
在图1中，我们没有看到Socket的影子，那么它究竟在哪里呢？还是用图来说话，一目了然。
图2
原来Socket在这里。
Socket是什么呢？
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket事实上就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是所有，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
你会使用它们吗？
前人已经给我们做了好多的事了，网络间的通信也就简单了很多，但毕竟还是有挺多工作要做的。曾经听到Socket编程。认为它是比較高深的编程知识。可是仅仅要弄清Socket编程的工作原理。神奇的面纱也就揭开了。
一个生活中的场景。
你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就能够讲话了。
等交流结束，挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理，或许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。
图3
先从server端说起。server端先初始化Socket，然后与port绑定(bind)，对port进行监听(listen)。调用accept堵塞，等待client连接。在这时假设有个client初始化一个Socket。然后连接server(connect)。假设连接成功，这时client与server端的连接就建立了。client发送数据请求，server端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给client。client读取数据，最后关闭连接。一次交互结束。
在这里我就举个简单的样例，我们走的是TCP协议这条路（见图2）。样例用MFC编写，执行的界面例如以下：
图4
图5
在client输入server端的IP地址和发送的数据，然后按发送button。server端接收到数据，然后回应client。client读取回应的数据，显示在界面上。
以下是接收数据和发送数据的函数：
int Receive(SOCKET fd,char *szText,int len)
{
int cnt;
int rc;
cnt=len;
while(cnt>0)
{
rc=recv(fd,szText,cnt,0);
if(rc==SOCKET_ERROR)
{
return -1;
}
if(rc==0)
return len-cnt;
szText+=rc;
cnt-=rc;
}
return len;
}
int Send(SOCKET fd,char *szText,int len)
{
int cnt;
int rc;
cnt=len;
while(cnt>0)
{
rc=send(fd,szText,cnt,0);
if(rc==SOCKET_ERROR)
{
return -1;
}
if(rc==0)
return len-cnt;
szText+=rc;
cnt-=rc;
}
return len;
}
server端：
在server端，主要是启动Socket和监听线程。
#define DEFAULT_PORT 2000
void CServerDlg::OnStart()
{
sockaddr_in local;
DWORD dwThreadID = 0;
local.sin_family=AF_INET;
//设置的port为DEFAULT_PORT。
local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);
//IP地址设置成INADDR_ANY,让系统自己主动获取本机的IP地址。
local.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;
//初始化Socket
m_Listening = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(m_Listening == INVALID_SOCKET)
{
return ;
}
//将本地地址绑定到所创建的套接字上
if(bind(m_Listening,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) == SOCKET_ERROR )
{
closesocket(m_Listening);
return ;
}
//创建监听线程，这样也能响应界面上操作。
m_hListenThread = ::CreateThread(NULL,0,ListenThread,this,0,&dwThreadID);
m_StartBtn.EnableWindow(FALSE);
m_StopBtn.EnableWindow(TRUE);
}
监听线程函数：
DWORD WINAPI CServerDlg::ListenThread(LPVOID lpparam)
{
CServerDlg* pDlg = (CServerDlg*)lpparam;
if(pDlg == NULL)
return 0;
SOCKET Listening = pDlg->m_Listening;
//開始监听是否有client连接。
if(listen(Listening,40) == SOCKET_ERROR)
{
return 0;
}
char szBuf[MAX_PATH];
//初始化
memset(szBuf,0,MAX_PATH);
while(1)
{
SOCKET ConnectSocket;
sockaddr_in ClientAddr;
int nLen = sizeof(sockaddr);
//堵塞直到有client连接。不然多浪费CPU资源。
ConnectSocket = accept(Listening,(sockaddr*)&ClientAddr,&nLen);
//都到client的IP地址。
char *pAddrname = inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr);
pDlg->Receive(ConnectSocket,szBuf,100);
//界面上显示请求数据。
pDlg->SetRequestText(szBuf);
strcat(szBuf," :我是老猫，收到（");
strcat(szBuf,pAddrname);
strcat(szBuf,"）");
//向client发送回应数据
pDlg->Send(ConnectSocket,szBuf,100);
}
return 0;
}
server端一直在监听是否有client连接。如有连接，处理client的请求，给出回应，然后继续监听。
client：
client的发送函数：
#define DEFAULT_PORT 2000
void CClientDlg::OnSend()
{
DWORD dwIP = 0;
TCHAR szText[MAX_PATH];
memset(szText,0,MAX_PATH);
m_IP.GetWindowText(szText,MAX_PATH);
//把字符串形式的IP地址转成IN_ADDR结构须要的形式。
dwIP = inet_addr(szText);
m_RequestEdit.GetWindowText(szText,MAX_PATH);
sockaddr_in local;
SOCKET socketTmp;
//必须是AF_INET,表示该socket在Internet域中进行通信
local.sin_family=AF_INET;
//port号
local.sin_port=htons(DEFAULT_PORT);
//server的IP地址。
local.sin_addr.S_un.S_addr=dwIP;
////初始化Socket
socketTmp=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
//连接server
if(connect(socketTmp,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local)) < 0)
{
closesocket(socketTmp);
MessageBox("连接server失败。");
return ;
}
//发送请求，为简单仅仅发100字节。在server端也规定100字节。
Send(socketTmp,szText,100);
//读取server端返回的数据。
memset(szText,0,MAX_PATH);
//接收server端的回应。
Receive(socketTmp,szText,100);
TCHAR szMessage[MAX_PATH];
memset(szMessage,0,MAX_PATH);
strcat(szMessage,szText);
//界面上显示回应数据。
m_ReplyBtn.SetWindowText(szMessage);
closesocket(socketTmp);
}
client就一个函数完毕了一次通信。
在这里IP地址为何用127.0.0.1呢？使用这个IP地址。server端和client就能执行在同一台机器上。这样调试方便多了。当然你能够在你朋友的机器上执行Server程序(本人在局域网中測试过)。在自己的机器上执行Client程序。当然输入的IP地址就该是你朋友机器的IP地址了。
简单的理论和实践都说了。如今Socket编程不神奇了吧？希望对你有些帮助。
