服务端和客户端通信-TCP(含完整源代码)_tcp协议的源代码

简单TCP通信实验

目录

简单TCP通信实验

分析

1、套接字类型

2、socket编程步骤

3、socket编程实现具体思路

实验结果截图

程序代码

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实验设备：   

目标系统：windows

软件工具：vs2022/VC6/dev

实验要求：

1. 完成TCP服务端和客户端的程序编写；
2. 实现简单字符串的收发功能。
3. 需附上代码及运行结果截图。

实验内容：

分析：

1、套接字类型

  ① 流式套接字（SOCK_STREAM）: 提供面向连接的、可靠的字节流服务，用于TCP。

  ② 数据报套接字(SOCK_DGRAM）: 提供无连接的，不可靠的数据报服务，用于UDP。

  ③ 原始套接字（SOCK_RAW）: 允许对较低层的协议，如IP、ICMP直接访问。

复习TCP三次握手过程，理解TCP socket编程。

2、socket编程步骤

服务器端：

创建socket----socket（）

绑定的socket和端口号------bind（）

监听该端口号----listen（）

接收来自客户端的连接请求---accept（）

从socket中读取字符----recv（）

关闭socket---close（）

客户端：

创建socket-----socket（）

连接指定计算机的端口-----connect（）

向socket中写入信息-----send（）

关闭socket-----close（）

3、socket编程实现具体思路

服务器端：

其过程是首先服务器方要先启动，并根据请求提供相应服务

    1）打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一公认地址上的某端口接收客户请求；

    2）等待客户请求到达该端口；

    3）接收到客户端的服务请求时，处理该请求并发送应答信号。接收到并发服务请求，要激活一新进程来处理这个客户请求。新进程处理此客户请求，并不需要对其它请求作出应答。服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止。

    4）返回第（2）步，等待另一客户请求。

    5）关闭服务器

客户端：

1. 打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口；
2. 向服务器发服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求…
3. 请求结束后关闭通信通道并终止。

1. 代码实现过程分析

1）、创建套接字----socket（）

应用程序在使用套接字前，首先必须拥有一个套接字，系统调用socket()向应用程序提供创建套接字的手段，其调用格式如下：

SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int protocol)

该调用要接收三个参数：af、type、protocol。

Af--------指定通信发生的区域：AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等，而DOS、WINDOWS中仅支持AF_INET，它是网际网区域。因此，地址族与协议族相同。

Type----- 描述要建立的套接字的类型。这里分三种：

一、是TCP流式套接字(SOCK_STREAM)提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复地发送，且按发送顺序接收。内设流量控制，避免数据流超限；数据被看作是字节流，无长度限制。文件传送协议（FTP）即使用流式套接字。

二、是数据报式套接字(SOCK_DGRAM)提供了一个无连接服务。数据包以独立包形式被发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。网络文件系统（NFS）使用数据报式套接字。

三、是原始式套接字(SOCK_RAW)该接口允许对较低层协议，如IP、ICMP直接访问。常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。

Protocol-----说明该套接字使用的特定协议，如果调用者不希望特别指定使用的协议，则置为0，使用默认的连接模式。

2）指定本地地址---bind（）

当一个套接字用socket()创建后，存在一个名字空间(地址族)，但它没有被命名。bind()将套接字地址（包括本地主机地址和本地端口地址）与所创建的套接字号联系起来，即将名字赋予套接字，以指定本地半相关。其调用格式如下：

int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen); 

s----是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。
name-----是赋给套接字s的本地地址（名字），其长度可变，结构随通信域的不同而不同。
namelen-----表明了name的长度。如果没有错误发生，bind()返回0。否则返回SOCKET_ERROR。

3）建立套接字连接---connect（）与accept（）

这两个系统调用用于完成一个完整相关的建立，其中connect()用于建立连接。accept()用于使服务器等待来自某客户进程的实际连接。connect()的调用格式如下：

int PASCAL FAR connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);

参数s是欲建立连接的本地套接字描述符。
参数name指出说明对方套接字地址结构的指针。
对方套接字地址长度由namelen说明。
如果没有错误发生，connect()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。在面向连接的协议中，该调用导致本地系统和外部系统之间连接实际建立。、

accept()的调用格式如下：

SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR* addrlen); 

参数s为本地套接字描述符，在用做accept()调用的参数前应该先调用过listen()。

addr指向客户方套接字地址结构的指针，用来接收连接实体的地址。addr的确切格式由套接字创建时建立的地址族决定。

addrlen为客户方套接字地址的长度（字节数）。

如果没有错误发生，accept()返回一个SOCKET类型的值，表示接收到的套接字的描述符。否则返回值INVALID_SOCKET。

4）监听连接---listen（）

此调用用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。listen()需在accept()之前调用，其调用格式如下：

int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);

参数s标识一个本地已建立、尚未连接的套接字号，服务器愿意从它上面接收请求。

backlog表示请求连接队列的最大长度，用于限制排队请求的个数，目前允许的最大值为5。

如果没有错误发生，listen()返回0。否则它返回SOCKET_ERROR。

listen()在执行调用过程中可为没有调用过bind()的套接字s完成所必须的连接，并建立长度为backlog的请求连接队列。

5）数据传输---send（）与recv（）

当一个连接建立以后，就可以传输数据了。常用的系统调用有send()和recv()。
send()调用用于s指定的已连接的数据报或流套接字上发送输出数据，格式如下：

int PASCAL FAR send(SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags);

参数s为已连接的本地套接字描述符。
buf 指向存有发送数据的缓冲区的指针，其长度由len 指定。
flags指定传输控制方式，如是否发送带外数据等。如果没有错误发生，
send()返回总共发送的字节数。否则它返回SOCKET_ERROR。

recv()调用用于s指定的已连接的数据报或流套接字上接收输入数据，格式如下：

int PASCAL FAR recv(SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);

参数s 为已连接的套接字描述符。
buf指向接收输入数据缓冲区的指针，其长度由len 指定。
flags指定传输控制方式，如是否接收带外数据等。
如果没有错误发生，recv()返回总共接收的字节数。如果连接被关闭，返回0。否则它返回SOCKET_ERROR。

6）关闭套接字---closesocket（）

closesocket()关闭套接字s，并释放分配给该套接字的资源；如果s涉及一个打开的TCP连接，则该连接被释放。closesocket()的调用格式如下：

BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);

参数s待关闭的套接字描述符。
如果没有错误发生，closesocket()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。

注意：client_in.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr（）

inet_addr（）内地址要查询本机的ip。或者直接用回环地址127.0.0.1

实验结果截图：

 

 

程序代码：

客户端：

#include<stdio.h>

#include <Winsock2.h>

#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")

#include<windows.h>

int main()

{

  char sendBuf[1024];

  char receiveBuf[1024];

  while (1)

  {

        WSADATA wsadata;

        if (0 == WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsadata))

        {

              printf("等待连接....\n");

             

        }

        else

        {

                    printf("连接失败！\n");

 

        }

        SOCKET clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

        SOCKADDR_IN client_in;

        client_in.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("172.29.18.16");//将网络地址字符串转换成二进制形式

        client_in.sin_family = AF_INET;

        client_in.sin_port = htons(6000);

        connect(clientSocket, (SOCKADDR*)&client_in, sizeof(SOCKADDR));

        recv(clientSocket, receiveBuf, 1024, 0);

        printf("收到来自服务器:  %s\n", receiveBuf);

      printf("向服务器发出： ");

        gets(sendBuf);

        send(clientSocket, sendBuf, 1024, 0);

        closesocket(clientSocket);

        WSACleanup();

  }

  return 0;

}

服务端：

#include<stdio.h>

#include <Winsock2.h>

#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")

#include<windows.h>

int main()

{

  char sendBuf[1024];

  char receiveBuf[1024];

  while (1)

  {

        //创建套接字，socket前的一些检查工作.

  //服务的启动

        WSADATA wsadata;//wsa 即windows socket async 异步套接字

        if (0 != WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsadata))

        {

              printf("未连接\n");

              return 0;

        }

        else

        {

              printf("连接成功！\n");

        }

       SOCKET serSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//创建可识别的套接字//parm1: af 地址协议族 ipv4 ipv6

                                                           //parm2:type 传输协议类型 流式套接字（SOCK_STREAM)，数据包套接字（SOCK_DGRAM)

                                                           //parm3:ptotoc1 使用具体的某个传输协议

       

        SOCKADDR_IN addr;                                  //需要绑定的参数，主要是本地的socket的一些信息。

        addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);     //ip地址，htonl即host本机 to:to  n:net l:unsigned long 大端存储，低字节在高位

        addr.sin_family = AF_INET;

        addr.sin_port = htons(6000);                       //端口 htons将无符号短整型转化为网络字节序

        bind(serSocket, (SOCKADDR*)&addr, sizeof(SOCKADDR));

        listen(serSocket, 5);                             

        SOCKADDR_IN clientsocket;

        int len = sizeof(SOCKADDR);

        SOCKET serConn = accept(serSocket, (SOCKADDR*)&clientsocket, &len);

        printf("向客户端发出: \n");

        gets(sendBuf);

        send(serConn, sendBuf, 1024, 0);

        recv(serConn, receiveBuf,1024, 0);

 

        printf("收到来自客户端： %s\n", receiveBuf);

        closesocket(serConn);//关闭

        WSACleanup();//释放资源

  }

  return 0;

}