Day2：Windows网络编程-TCP

今天开始进入Windows网络编程的学习，在学习的时候总是陷入Windows复杂的参数，纠结于这些。从老师的讲解中，这些内容属于是定式，主要学习写的逻辑。给自己提个醒，要把精力放在正确的位置，不要无端耗费精力。

关于C/S模式

C：Client 客户端：

• 打开一个通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口
• 向服务器发服务请求，等待并接收应答，继续提出请求
• 请求结束后关闭通信通道并终止

S：Server 服务端：

• 首先服务器先启动，并根据请求提供相应的服务
• 打开一个通信通道，在某一地址和端口上接收请求
• 等待客户请求到达该端口
• 接收到服务请求，处理该请求并发送应答信号
• 返回第二步，等待另一客户请求
• 关闭服务器

关于TCP与UDP

TCP：面向连接的套接字

• 传输过程中数据不会丢失
• 按顺序传输数据
• 传输的过程中不存在数据边界

UDP：面向消息的套接字

• 强调快速传输而非顺序
• 传输的数据可能丢失也可能损毁
• 限制每次传输数据的大小
• 传输的数据由数据边界

关于IP

是分配给用户上网使用的网际协议

常见的IP地址分为IPv4与IPv6两大类两大类

关于端口

为区分程序中创建的套接字而分配给套接字的序号

不同的端口对应不同的应用程序

端口有65536之多

关于套接字类型与协议设置

SOCK_STREAM 对应TCP协议

SOCK_DGRAM 对应UDP

SOCK_RAW 可以读写内核没有处理的IP数据包，避开 TCP/IP 处理机制，被传送的数据报可以被直接传送给需要它的的应用程序

关于网络编程的基本函数和基本数据结构

两个重要的数据结构：

struct sockaddr {
    u_short sa_family; //16 位地址类型 2 字节
    char sa_data[14]; //14 字节地址数据：ip + port
};

struct sockaddr_in {
    short sin_family; //16 位地址类型
    u_short sin_port; //16 位端口号 65535 2 的 16 次方
    struct in_addr sin_addr; //32 位 IP 地址 4 字节
    char sin_zero[8]; //8 字节填充
};

TCP 套接字

TCP Server

代码如下：

#include 
#include 
#include 

// error LNK2019: 无法解析的外部符号 __imp__accept@12，函数 _main 中引用了该符号
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")   // 导入库

int main()
{
	printf("TCP Server\n");
	// 0. 初始化网络库 加载套接字库 这是个标准做法，直接拷贝即可
	WORD wVersionRequested;
	WSADATA wsaData;
	int err;
	wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
	// 1、初始化套接字库
	err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
	if (err != 0)
	{
		printf("WSAStartup errorNum = %d\n", GetLastError());
		return err;
	}
	if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2)
	{
		printf("LOBYTE errorNum = %d\n", GetLastError());
		WSACleanup();
		return -1;
	}

	// 1. 安装电话机
	// AF_INET指定了使用 IPv4 地址和 TCP/IP 协议栈进行网络通信。
	// 用于指定套接字的类型，表示基于流的传输协议，常用于 TCP 协议的网络通信。
	// 第三个参数由前两个决定。
	// 光标放在socket()函数上，摁下F1，转到官方文档
	SOCKET sockSrv = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   //socket 函数创建一个绑定到特定传输服务提供者的套接字。
	if (INVALID_SOCKET == sockSrv)
	{
		printf("socket errorNum = %d\n", GetLastError());
		return -1;
	}
	
	// 2. 分配电话号码，填充参数
	SOCKADDR_IN addSrv;  // SOCKADDR_IN结构指定 AF_INET 地址系列的传输地址和端口。
	// 设置为任何IP
	addSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
	addSrv.sin_family = AF_INET;
	addSrv.sin_port = htons(6000);
	// 根据官方文档，这里需要强转 
	if (SOCKET_ERROR == bind(sockSrv, (SOCKADDR*)&addSrv, sizeof(SOCKADDR))) // 绑定函数将本地地址与套接字相关联。
	{
		printf("bind errorNum = %d\n", GetLastError());
		return -1;
	}
	
	// 3. 监听 listen
	// 将套接字置于侦听传入连接的状态。
	if (SOCKET_ERROR == listen(sockSrv, 5))
	{
		printf("listen errorNum = %d\n", GetLastError());
		return -1;
	}

	SOCKADDR_IN addrCli;
	int len = sizeof(SOCKADDR);
	while (true)
	{
		// 4.分配一台分机去处理客户端的连接
		printf("begin accept: \n");
		SOCKET sockConn = accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrCli,&len);
		printf("end accept: \n");
		char sendBuf[100] = { 0 };
		sprintf_s(sendBuf, 100, "Welcome %s to bingo!",inet_ntoa(addrCli.sin_addr));
		int iLen = send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf),0);
		char recvBuf[100] = { 0 };
		iLen = recv(sockConn, recvBuf, 100, 0);
		printf("recvBuf = %s\n", recvBuf);
		// 关闭分机
		closesocket(sockConn);
	}
	// 关闭总机
	closesocket(sockSrv);
	WSACleanup();
	system("pause");
	return 0;
}

TCP Client

代码如下：

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

int main()
{
	printf("Client\n");
	char sendBuf[] = "hello,world";
	//1 初始化网络库
	// 加载套接字库
	WORD wVersionRequested;
	WSADATA wsaData;
	int err;
	wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
	// 1、初始化套接字库
	err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
	if (err != 0)
	{
		printf("WSAStartup errorNum = %d\n", GetLastError());
		return err;
	}
	if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2)
	{
		printf("LOBYTE errorNum = %d\n", GetLastError());
		WSACleanup();
		return -1;
	}
	// 2 安装电话机
	// 新建套接字
	SOCKET sockCli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (INVALID_SOCKET == sockCli)
	{
		printf("socket errorNum = %d\n", GetLastError());
		return -1;
	}
	SOCKADDR_IN addrSrv;
	addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("10.134.142.81");
	addrSrv.sin_family = AF_INET;
	addrSrv.sin_port = htons(6000);
	// 3 连接服务器
	if (SOCKET_ERROR == connect(sockCli, (SOCKADDR*)&addrSrv, sizeof(SOCKADDR)))
	{
		printf("connect errorNum = %d\n", GetLastError());
		return -1;
	}
	// 4 接收和发送数据
	char recvBuf[100] = { 0 };
	int iLen = recv(sockCli, recvBuf, 100, 0);
	if (iLen < 0)
	{
		printf("recv errorNum = %d\n", GetLastError());
		return -1;
	}
	printf("Client recvBuf = %s\n", recvBuf);
	// 发送数据
	iLen = send(sockCli, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0);
	if (iLen < 0)
	{
		printf("send errorNum = %d\n", GetLastError());
		return -1;
	}
	// 关闭套接字
	closesocket(sockCli);
	WSACleanup();
	system("pause");
	return 0;
}

// 报错：严重性	代码	说明	项目	文件	行	禁止显示状态
// 错误	C4996	'inet_addr': Use inet_pton() or InetPton() instead or define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS to disable deprecated API warnings	TCP Client	C : \Users\mi\Desktop\Code - C++\MyNetPro\TCP Client\TCP Client.cpp	38
// 我们需要把它 _WINSOCK_DEPRECATED 忽略掉 工程属性 C++预处理器添加即可

结果如下：

关于Listen()

listen(sockSrv,5)：这个函数是规定了消息队列，最多可以有五个，后面再来的消息会来连接不上。

关于VS的启动项

设置哪个为启动项就会编译那个过程的C++文件

关于报错： _WINSOCK_DEPRECATED 

// 报错：严重性    代码    说明    项目    文件    行    禁止显示状态
// 错误    C4996    'inet_addr': Use inet_pton() or InetPton() instead or define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS to disable deprecated API warnings    TCP Client    C : \Users\mi\Desktop\Code - C++\MyNetPro\TCP Client\TCP Client.cpp    38
// 我们需要把它 _WINSOCK_DEPRECATED 忽略掉 工程属性 C++预处理器添加即可

优化recv与send，解决超大数据传输问题

接收端：

int MySocketRecv0(int sock, char* buf, int dateSize)
{
	//循环接收
	int numsRecvSoFar = 0;        // 目前受到的数据
	int numsRemainingToRecv = dateSize; // 剩余要收的数据
	printf("enter MySocketRecv0\n");
	while (1)
	{
		int bytesRead = recv(sock, &buf[numsRecvSoFar], numsRemainingToRecv, 0);
		printf("###bytesRead = %d,numsRecvSoFar = %d, numsRemainingToRecv = %d\n",
			bytesRead, numsRecvSoFar, numsRemainingToRecv);
		if (bytesRead == numsRemainingToRecv) // 一次性完全接收
		{
			return 0;
		}
		else if (bytesRead > 0) // 未接收完，更新已接受数据和未接受数据
		{
			numsRecvSoFar += bytesRead;
			numsRemainingToRecv -= bytesRead;
			continue;
		}
		else if ((bytesRead < 0) && (errno == EAGAIN))
		{
			continue;
		}
		else
		{
			return -1;
		}
	}
}

发送端：

int MySocketSend0(int socketNum, unsigned char* data, unsigned dataSize)
{
	unsigned numBytesSentSoFar = 0;
	unsigned numBytesRemainingToSend = dataSize;
	while (1)
	{
		int bytesSend = send(socketNum, (char const*)(&data[numBytesSentSoFar]),
			numBytesRemainingToSend, 0/*flags*/);
		if (bytesSend == numBytesRemainingToSend)
		{
			return 0;
		}
		else if (bytesSend > 0)
		{
			numBytesSentSoFar += bytesSend;
			numBytesRemainingToSend -= bytesSend;
			continue;
		}
		else if ((bytesSend < 0) && (errno == 11))
		{
			continue;
		}
		else
		{
			return -1;
		}
	}
}