Windows下Socket网络通信TCP传输Client端的C/C++实现详解
Windows下Socket网络通信TCP传输Client端的C/C++实现详解
Hikers、Wan
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前言
这几日在做有关网络通信的socket编程大作业，特此记录。先写TCP，这篇记录Windows上Client端的，下篇写Linux上Server端的。
代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#pragma comment(lib, "WS2_32")
#include
#include
#include
#define BUF_SIZE 1024
using namespace std;
int tcp_client()
{
//1.启动SOCKET库，版本为2.0
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 0);
err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
//处理启动失败
if (err != 0)
{
cout << "Socket2.0初始化失败，Exit!";
return 0;
}
//确认版本
if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 0)
{
WSACleanup();
return 0;
}
//2.创建socket
SOCKET sock; //socket
sock = socket(
AF_INET, //internetwork: UDP, TCP, etc
SOCK_STREAM, //TCP
0 //protocol
);
if (sock == INVALID_SOCKET) {
cout << "Socket 创建失败，Exit!";
return 0;
}
//3.设置发往的地址
SOCKADDR_IN addrto; //发往的地址
memset(&addrto, 0, sizeof(addrto));
addrto.sin_family = AF_INET;
addrto.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("39.105.16.186");
//端口号必须和服务器绑定的端口号一致
addrto.sin_port = htons(6666);
//申请链接服务器
if (connect(sock, (SOCKADDR*)&addrto, sizeof(SOCKADDR))==0)printf("connect success!\n");
else printf("connect failed!\n");
time_t start, finish;
int times = 2;
start = clock();
while (times>0) {
times -= 1;
char recvBuf[BUF_SIZE];
recv(sock, recvBuf, sizeof(recvBuf), 0);
cout << recvBuf << endl;
printf("Msg has been received!\n");
char sendBuf[BUF_SIZE];
sprintf(sendBuf, "Hello World! This is client");
send(sock, sendBuf, sizeof(sendBuf), 0);
}
finish = clock();
printf("Msg has been sent!\nTotal time:%fms", difftime(finish, start));
if (!closesocket(sock))
{
WSAGetLastError();
return 0;
}
if (!WSACleanup())
{
WSAGetLastError();
return 0;
}
cout << "客户端关闭" << endl;
return 0;
}
int main(){
tcp_client();
//udp_client();
}
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流程概览
重要知识点
先上文档：
https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/api/_winsock/
本博主要从初始化、连接、传输、关闭四个层面解析代码。
初始化
WSAStartup
int WSAStartup(
WORD wVersionRequired,
LPWSADATA lpWSAData
);
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使用Socket的程序在使用Socket之前必须调用WSAStartup函数。以后应用程序就可以调用所请求的Socket库中的其它Socket函数了。该函数执行成功后返回0。
先来看一段代码：
#include
#pragma comment(lib, "WS2_32")
int main()
{
WSADATA wsa={0};
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);//使用模块：wsastart(word(num，num),&ipwasdata)
return 0;
}
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MAKEWORD(a,b)是将两个byte型合并成一个word型，一个在高8位(b)，一个在低8位(a)。
比如A=2;B=1。A的二进制是0000 0010；B的二进制为0000 0001。B是表示高8位，A表示低8位 合并起来就是
0000 0001 0000 0010
即2 ^ 8 + 2 ^ 1=258;可尝试验证：
printf("%d",MAKEWORD(2, 1));
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word代表一个双字节型的数值，前面高位字节定义的是次版本号，后面低位字节定义的是主版本号。简单来说，MAKEWORD(2,2)就是调用2.2版，MAKEWORD(1,1)就是调用1.1版。
不同版本是有区别的，例如1.1版只支持TCP/IP协议，而2.0版可以支持多协议。2.0版有良好的向后兼容性，任何使用1.1版的源代码、二进制文件、应用程序都可以不加修改地在2.0规范下使用。
ipwasdata是指向WSADATA数据结构的指针，该数据结构将接收Windows套接字实现的详细信息。
使用wsastartup前需要
#include
#pragma comment(lib, "WS2_32")
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#pragma comment(lib, “WS2_32”)相当于是把WS2_32.lib 这个库加入到工程文件中，运行一次后就可以注释掉。换言之只需在首次运行时写上。
Socket
https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/api/winsock2/nf-winsock2-socket
https://www.cnblogs.com/hgwang/p/6074038.html
SOCKET sock; //socket
sock = socket(
AF_INET, //internetwork: UDP, TCP, etc
SOCK_STREAM, //TCP
0 //protocol
);
if (sock == INVALID_SOCKET) {
cout << "Socket 创建失败，Exit!";
return 0;
}
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如果不出错，socket函数将返回socket的描述符（句柄），否则，将返回INVALID_SOCKET。
连接
https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/api/winsock/ns-winsock-sockaddr_in
如果未发生错误，则connect返回0。否则，它将返回SOCKET_ERROR，并且可以通过调用WSAGetLastError来检索特定的错误代码 。
先看代码，基本都是固定用法：
SOCKADDR_IN addrto; //发往的地址
memset(&addrto, 0, sizeof(addrto));
addrto.sin_family = AF_INET;
addrto.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("39.105.16.186");
//端口号必须和服务器绑定的端口号一致
addrto.sin_port = htons(6666);
//申请链接服务器
if (connect(sock, (SOCKADDR*)&addrto, sizeof(SOCKADDR))==0)printf("connect success!\n");
else printf("connect failed!\n");
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sockaddr以及in_addr
结构体定义如下：
typedef struct sockaddr_in {
short sin_family;
u_short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
} SOCKADDR_IN, *PSOCKADDR_IN, *LPSOCKADDR_IN;
struct in_addr {
union {
struct {
u_char s_b1;
u_char s_b2;
u_char s_b3;
u_char s_b4;
} S_un_b;
struct {
u_short s_w1;
u_short s_w2;
} S_un_w;
u_long S_addr;
} S_un;
};
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connect
向目标申请连接：
int WSAAPI connect(
SOCKET s,
const sockaddr *name,
int namelen
);
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参数说明
s
标识未连接套接字的描述符。
name
指向应建立连接的sockaddr结构的指针 。
namelen
name参数所指向的sockaddr结构的长度（以字节为单位）。
传输
char recvBuf[BUF_SIZE];
recv(sock, recvBuf, sizeof(recvBuf), 0);
cout << recvBuf << endl;
char sendBuf[BUF_SIZE];
sprintf(sendBuf, "Hello World! This is client");
send(sock, sendBuf, sizeof(sendBuf), 0);
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send
如果未发生错误，则send返回已发送的字节总数， 该总数可以小于len参数中请求发送的字节数。否则，将返回SOCKET_ERROR的值，并且可以通过调用WSAGetLastError来检索特定的错误代码 。
具体看文档。只重点说两条。一是返回值设置不能简单填宏定义的变量，最好用sizeof；二是第四个参数flag，百度基本没有讨论这个的，它的值一般填0，想了解更具体的可以看文档，反正我没看懂……
recv
如果未发生错误，则 recv返回接收到的字节数，并且buf参数指向的缓冲区将包含接收到的该数据。如果已正常关闭连接，则返回值为零。
recv的关注点和send一样。send/recv两个是一对。
sendto/recvfrom
和send/recv基本一样。最大的不同是在参数中指定了地址，然而在connect状态下可以直接用send/recv。UDP传输可用sendto/recvfrom。
关闭
closesocket
int closesocket(
IN SOCKET s
);
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如果没有错误发生， closesocket返回零。否则，将返回SOCKET_ERROR的值，并且可以通过调用WSAGetLastError来检索特定的错误代码 。
WSACleanup
int WSAAPI WSACleanup();
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如果操作成功，则返回值为零。否则，将返回值SOCKET_ERROR，并且可以通过调用WSAGetLastError来检索特定的错误号。
应用程序在完成对请求的Socket库的使用后，要调用WSACleanup函数来解除与Socket库的绑定并且释放Socket库所占用的系统资源。
心得
心得就是，有文档看文档，百度谷歌都没看文档好使。
我文档检索能力可能有问题，一开始的时候输入各种关键字，无论百度还是谷歌都没推荐给我上面po出来的微软官网文档。后来无意间才找到，真是打开新世界大门。
个人认为目前百度、CSDN上关于socket底层的博文质量都不高，所以想要认真学习的小伙伴一定要看文档！
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原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_45590789/article/details/106043426