Winsock编程实例---TCP&UDP

0x1 基于TCP的通信

1、服务端

1.1 创建基本流程
创建一个TCP服务端的程序需要调用的函数流程：

1. 初始化函数库 >> WSAStartup()
2. 创建套接字 >> socket()
3. 绑定套接字 >> bind()
4. 监听端口 >> listen()
5. 获取连接请求 >> accept()
6. 发送或者接收数据 >> send()
7. Winsock库的释放 >> WSACleanup()

1.2 代码实现

(1) 初始化函数库

WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);

说明：WSAStartup的参数1->初始化winsock库的版本号；参数2-> 指向WSADATA的指针，而这个结构体用来存储WSAStartup函数调用后返回WindowsSockets数据。在程序的开始处调用该初始化函数，在程序中就可以使用Winsock相关的所有API函数。
(2) 创建套接字

SOCKET sListen = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

说明：socket()函数参数1-> 指定协议族，在windows下使用的有两个，AF_INET,PF_INET，这两个宏在Winsock2.h的定义是相同的。一般在调用socket()函数时应该使用PF_INET,而在设置地址时使用AF_INET。
参数2 -> 指定新套接字描述符的类型，一般使用的有3个，分别是SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM和SOCK_RAW，分别是流套接字，数据包套接字和原始协议接口。
参数3 -> 这里用来指定应用程序所使用的通信协议，可以使用的IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP，IPPROTO_ICMP等。此参数是根据参数2值进行选择。这里参数2使用的是SOCK_STREAM，所以参数3使用IPPROTO_TCP。
(3) 绑定套接字与地址信息

struct sockaddr_in ServerAddr; 
ServerAddr.sin_family = AF_INET;
ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.41.1");  //将点分十进制IP转换为长整数型数
ServerAddr.sin_port = htons(1234);                           //htons将整形变量从主机字节序转换为网络字节序
bind(sListen,(SOCKADDR *)&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));

说明：socket()函数可以创建新的套接字描述符，但它只是一个描述符，为网络资源做准备。要真正在网络中通信，需要本地的地址与本地的端口号信息。 通过bind函数进行信息的绑定，而bind函数的3个参数当中最重要当属参数2。
它是sockaddr的结构体，该结构体有16个字节，在该结构体之前使用sockaddr_in，为bind函数指定地址和端口时，向sockaddr_in结构体填充相应的内容。

Struct sockaddr_in{
	Short sin_family;
	u_short sin_port;
	struct in_addr sin_addr;
	char sin_zero[8];
};

而这里我们要此结构体的sin_family成员，它的取值有三种：
AF_UNIX(本机通信)
AF_INET(TCP/IP - IPv4)
AF_INET6(TCP/IP – IPv6)
(4) 监听端口

listen(sListen,SOMAXCONN);

说明：参数2 -> 定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度
(5) 获取连接请求

sockaddr_in ClientAddr;
int nSize = sizeof(ClientAddr);
SOCKET sClient = accept(sLisent,(SOCKADDR *)&ClientAddr,&nSize);

说明：accept从请求队列中获取连接信息，创建新的套接字描述符，获取客户端地址。
参数1-> 处于监听端套接字描述符
参数2-> 指向sockaddr结构体的指针，用来返回客户端的地址信息。
参数3-> 客户端sockaddr结构体的大小
(6) 到这里服务端的操作基本完成，只需等待客户端的连接，然后就可以进行数据传输了。

1.3 完整代码

#include 
#include 
#pragma comment(lib,"ws2_32")
int main()
{
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
	//创建套接字
	SOCKET sListen = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
	//对sockaddr_in结构体填充地址，端口等信息
	struct sockaddr_in ServerAddr; 
	ServerAddr.sin_family = AF_INET;
	ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.41.1");  //将点分十进制IP转换为长整数型数
	ServerAddr.sin_port = htons(1234);                           //htons将整形变量从主机字节序转换为网络字节序
	
	//绑定套接字与地址信息
	bind(sListen,(SOCKADDR *)&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
	//端口监听
	listen(sListen,SOMAXCONN);
	//获取连接请求
	sockaddr_in ClientAddr;
	int nSize = sizeof(ClientAddr);
	
	SOCKET sClient = accept(sListen,(SOCKADDR *)&ClientAddr,&nSize);
	//输出客户端使用的IP地址和端口号
	printf("ClientIP=%s:%d\r\n",inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr),ntohs(ClientAddr.sin_port));
	
	//ntohs()是一个函数名，作用是将一个16位数由网络字节顺序转换为主机字节顺序
	
	//发送消息
	char szMsg[MAXBYTE] = {0};
	lstrcpy(szMsg,"Hello Client!\r\n");
	send(sClient,szMsg,strlen(szMsg)+sizeof(char),0);
	//strlen测长和sizeof测长
	
	//接受消息
	recv(sClient,szMsg,MAXBYTE,0);
	printf("Client Msg :%s \r\n",szMsg);
	
	WSACleanup();
	
	return 0;
}

2、客户端

2.1 基本流程
客户端和服务端调用的API基本相同：
WSAStartup() -> socket() -> connect() -> send()/recv() -> closesocket() -> WSACleanup()
2.2 代码实现
客户端只需要创建套接字然后填充sockaddr_in结构体的地址和端口等信息即可。

struct sockaddr_in ServerAddr;
ServerAddr.sin_family = AF_INET;
ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.41.1");
ServerAddr.sin_port = htons(1234);

此处填充的信息为需要连接的服务端的信息。

2.3 完整代码

#include 
#include 
#pragma comment (lib,"ws2_32")
int main()
{
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
	
	//创建套接字
	SOCKET sServer = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

	//对sockaddr_in结构体填充地址、端口等信息
	struct sockaddr_in ServerAddr;
	ServerAddr.sin_family = AF_INET;
	ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.41.1");
	ServerAddr.sin_port = htons(1234);
	
	//连接服务器 
	connect(sServer,(SOCKADDR *)&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
	
	char szMsg[MAXBYTE] = {0};

	//接收消息
	recv(sServer,szMsg,MAXBYTE,0);
	printf("Server Msg: %s \r\n",szMsg);

	//发送消息
	lstrcpy(szMsg,"Hello Server!!!\r\n");
	send(sServer,szMsg,sizeof(szMsg)+sizeof(char),0);

	WSACleanup();

	return 0;
}

0x2 基于UDP的通信

1、服务端

基于UDP协议的服务端程序不会去监听端口和等待请求连接，因此UDP协议的服务端程序会较短。

#include 
#include 
#pragma comment (lib,"ws2_32")
int main()
{
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);

	//创建套接字
	SOCKET sServer = socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);
	//对sockaddr_in结构体填充地址、端口等信息
	struct sockaddr_in ServerAddr;
	ServerAddr.sin_family = AF_INET;
	ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.41.1");
	ServerAddr.sin_port = htons(1245);  //htons将整形变量从主机字节序转变为网络字节序
	//绑定套接字与地址信息
	bind(sServer,(SOCKADDR *)&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
	//接受消息
	char szMsg[MAXBYTE] = {0};
	struct sockaddr_in ClientAddr;
	int nSize = sizeof(ClientAddr);
	recvfrom(sServer,szMsg,MAXBYTE,0,(SOCKADDR *)&ClientAddr,&nSize);
	printf("Client Msg:%s \r\n",szMsg);
	printf("ClientIP = %s:%d\r\n",inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr),ntohs(ClientAddr.sin_port));
	//发送消息
	lstrcpy(szMsg,"Hello Client,this is Server!\r\n");
	nSize = sizeof(ClientAddr);
	sendto(sServer,szMsg,strlen(szMsg)+sizeof(char),0,(SOCKADDR *)&ClientAddr,nSize);

	WSACleanup();
	return 0;
}

2、客户端

基于UDP客户端的代码相对于TCP协议的客户端代码来讲，不需要调用connect()函数进行连接，省去了TCP协议的"三次握手"的过程，可以直接发送数据给服务器。

#include 
#include 
#pragma comment(lib,"ws2_32")

int main()
{
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
	//创建套接字
	SOCKET sClient = socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);
	//对sockaddr_in结构体填充地址、端口等信息
	struct sockaddr_in = ServerAddr;
	ServerAddr.sin_family = AF_INET;
	ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("10.10.30.12");
	ServerAddr.sin_port = htons(1234);
	
	//发送消息
	char szMsg[MAXBYTE] = {0};
	lstrcpy(szMsg,"Hello Server This is Client !");
	int nSize = sizeof(ServerAddr);
	sendto(sClient,szMsg,strlen(szMsg)+sizeof(char),0,(SOCKADDR *)&ServerAddr,nSize);
	//接收消息
	nSize = sizeof(ServerAddr);
	recvfrom(sClient,szMsg,strlen(szMsg)+sizeof(char),0,(SOCKADDR*)&ServerAddr,nSize);
	printf("Server Msg:%s \r\n",szMsg);
	
	WSACleanup();
	return 0;
}

学长的博客：https://blog.roachs.cn/