Windows网络编程笔记4 -- Winsock 协议相关知识

       Win32平台上的Winsock编程,Winsock是一个与协议无关的接口。以下协议是我们需要了解的:

网络协议的特征包括:

  1、  面向消息

  2、  面向连接和无线接

  3、  可靠性和次序性

  4、  从容关闭(这是指协议中断,连接不会立即中断)

  5、  广播数据

  6、  多播数据

  7、  服务质量(QOS)

  8、  部分消息(大数据进行分段发送,分段接受)

  9、  路由选择(考虑协议是否可路由)

  10、  字节序

  11、  最大传输单元

Windows支持的协议如下图

Windows网络编程笔记4 -- Winsock 协议相关知识_第1张图片

 

Winsocket协议相关结构介绍

//获得系统中安装的网络协议的相关信息
int WSAEnumProtocols(
  _In_     LPINT lpiProtocols,//
  _Out_    LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolBuffer,//
  _Inout_  LPDWORD lpdwBufferLength//
);

其中的相关信息都保存在参数二当中,这个一个数据结构

 1 //本机协议信息
 2 typedef struct _WSAPROTOCOL_INFO {
 3   DWORD            dwServiceFlags1;//协议标志
 4   DWORD            dwServiceFlags2;//
 5   DWORD            dwServiceFlags3;//
 6   DWORD            dwServiceFlags4;//
 7   DWORD            dwProviderFlags;//
 8   GUID             ProviderId;//
 9   DWORD            dwCatalogEntryId;//
10   WSAPROTOCOLCHAIN ProtocolChain;//
11   int              iVersion;//
12   int              iAddressFamily;//
13   int              iMaxSockAddr;//
14   int              iMinSockAddr;//
15   int              iSocketType;//
16   int              iProtocol;//
17   int              iProtocolMaxOffset;//
18   int              iNetworkByteOrder;//
19   int              iSecurityScheme;//
20   DWORD            dwMessageSize;//
21   DWORD            dwProviderReserved;//
22   TCHAR            szProtocol[WSAPROTOCOL_LEN+1];//
23 } WSAPROTOCOL_INFO, *LPWSAPROTOCOL_INFO;//

而其中比较重要的参数是dwServiceFlags1,如下图Windows网络编程笔记4 -- Winsock 协议相关知识_第2张图片

 

如何打开Socket

  在可以调用一个Winsock函数之前,必须先加载一个版本正确的Winsock库。Winsock启动例程是WSAStartip();

      第一个参数是准备加载的Winsock库的版本号。就目前的 Win32平台而言,Winsock2库的最新版本是 2.2。唯一的例外是 Windows CE,它只支持 Winsock1.1版。如果需要Winsock2.2版,指定这个值(0x0202)或使用宏MAKEWORD(2,2)即可。高位字节指定副版本,而低位字节则指定主版本。

  第二个参数是 WSADATA结构,它是调用完成之后立即返回的。

  接着使用Winsocket函数

  最后清除,记住,每次调用WSACleanup,都需要调用相应的 WSACleanup,因为每次启动调用都会增加对加载 Winsock DLL的引用次数,它要求调用同样多次的 WSACleanup,以此抵消引用次数。

 1 // WSAData数据结构
 2 typedef struct WSAData {
 3   WORD           wVersion;//Winsock版本号
 4   WORD           wHighVersion;//最高版本号
 5   char           szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];//Winsock说明
 6   char           szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];//系统状态信息
 7   unsigned short iMaxSockets;//套接字的最大编号
 8   unsigned short iMaxUdpDg;//UDP数据报的最大容量
 9   char FAR       *lpVendorInfo;//厂商专有信息
10 } WSADATA, *LPWSADATA;
//1.启用socket库,初始化
    WSAData wsa;
    if (0 != WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsa))
    {
        cout<<"Socket2.0初始化失败,Exit!"<<endl;
        return ;
    }
//2.创建套接字
......
//3.绑定套接字
.....
//4.监听
......
//5.连接
.....
//6.通信
....
//7.断开
....
//8.清除
if (!WSACleanup())
    {
        WSAGetLastError();
        return;
    }

SOCKET 的使用有两种定义方式

//方法1
SOCKET WSASocket(
  _In_  int af,
  _In_  int type,
  _In_  int protocol,
  _In_  LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo,//0表示默认的协议条目
  _In_  GROUP g,//组参数始终为0
  _In_  DWORD dwFlags //
);
//方法2 SOCKET WSAAPI socket( _In_ int af,//地址家族 _In_ int type,//套接字类型 _In_ int protocol//协议字段 );

类型参考如

Windows网络编程笔记4 -- Winsock 协议相关知识_第3张图片

 

  在类型里可以看到一个不常用的套接字,原始套接字。

原始套接字

  raw socket,即原始套接字,可以接收本机网卡上的数据帧或者数据包,对与监听网络的流量和分析是很有作用的。

  原始套接字一种通信,允许你把其他协议封装在 U D P数据包中,比如说“互联网控制消息协议”(I C M P)。I C M P的目的是投递互联网主机间的控制、错误和信息型消息。由于 I C M P不提供任何数据传输功能,因此不能把它与 U D P或T C P同等看待,但它和 I P本身属于同一个级别。

创建套接字常用的结构如下

struct sockaddr {
        ushort  sa_family;//地址家族啊
        char    sa_data[14];//不同网络地址结构的大小
};

struct sockaddr_in{
   short sin_family;//地址家族
   unsigned short sin_port;//IP端口
   struct in_addr sin_addr;//IP地址
   char sin_zero[8];//填充结构,使其余SOCKETADDR的大小一致
};

还有一点需要注意在网络中传输的数据的顺序是网络字节顺序,和主机字节顺序不同,以下是几个相互转换的函数:

//将一个ip地址转换成一个32位无符号长整数。
unsigned long inet_addr(
  _In_  const char *cp
);
//将主机字节顺序转换成网络字节顺序
u_long WSAAPI htonl(
  _In_  u_long hostlong
);
//将主机字节顺序转换成16位网络字节顺序返回
u_short WSAAPI htons(
  _In_  u_short hostshort
);
一下两个刚好相反:
//将16位网络字节顺序转换成主机字节顺序返回
u_short WSAAPI ntohs(
  _In_  u_short netshort
);
//将网络字节顺序转换成主机字节顺序
u_long WSAAPI ntohl(
  _In_  u_long netlong
);

 

名字解析

   通过已知信息获取网络信息

//通过主机名获得主机的相关信息,返回值为hostent结构指针
struct hostent* FAR gethostbyname(
  _In_  const char *name
);


//通过主机名获得主机ip地址的相关信息,返回值为hostent结构指针
struct hostent* FAR gethostbyaddr(
  _In_  const char *addr,
  _In_  int len,
  _In_  int type
);

//hostent结构
typedef struct hostent {
  char FAR      *h_name;//正式主机名
  char FAR  FAR **h_aliases;//主机的别名
  short         h_addrtype;//ip地址类型
  short         h_length;//IP地址长度
  char FAR  FAR **h_addr_list;//主机的IP地址(网络字节顺序)
} HOSTENT, *PHOSTENT, FAR *LPHOSTENT;

//获得已知服务的端口号
struct servent* FAR getservbyname(
  _In_  const char *name,//服务名
  _In_  const char *proto//随便指向一个字串,这个字串表明name中的服务是在这个参数中的协议下面注册的。
);

   

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