用VC++6.0的Sockets API实现一个聊天室程序

1.VC++网络编程及Windows Sockets API简介

  VC++对网络编程的支持有socket支持,WinInet支持,MAPI和ISAPI支持等。其中,Windows Sockets API是TCP/IP网络环境里,也是Internet上进行开发最为通用的API。最早美国加州大学Berkeley分校在UNIX下为TCP/IP协议开发了一个API,这个API就是著名的Berkeley Socket接口(套接字)。在桌面操作系统进入Windows时代后,仍然继承了Socket方法。在TCP/IP网络通信环境下,Socket数据传输是一种特殊的I/O,它也相当于一种文件描述符,具有一个类似于打开文件的函数调用-socket()。可以这样理解Socket实际上是一个通信端点,通过它,用户的Socket程序可以通过网络和其他的Socket应用程序通信。Socket存在于一个"通信域"(为描述一般的线程如何通过Socket进行通信而引入的一种抽象概念)里,并且与另一个域的Socket交换数据。Socket类型有三类。第一种是SOCK_STREAM(流式),提供面向连接的可靠的通信服务,比如telnet,http。第二种是SOCK_DGRAM(数据报),提供无连接不可靠的通信,比如UDP。第三种是SOCK_RAW(原始),主要用于协议的开发和测试,支持通信底层操作,比如对IP和ICMP的直接访问。

   2.Windows Socket机制分析

  2.1一些基本的Socket系统调用

  主要的系统调用包括:socket()-创建Socket;bind()-将创建的Socket与本地端口绑定;connect()与accept()-建立Socket连接;listen()-服务器监听是否有连接请求;send()-数据的可控缓冲发送;recv()-可控缓冲接收;closesocket()-关闭Socket。

  2.2Windows Socket的启动与终止

  启动函数WSAStartup()建立与Windows Sockets DLL的连接,终止函数WSAClearup()终止使用该DLL,这两个函数必须成对使用。

  2.3异步选择机制

  Windows是一个非抢占式的操作系统,而不采取UNIX的阻塞机制。当一个通信事件产生时,操作系统要根据设置选择是否对该事件加以处理,WSAAsyncSelect()函数就是用来选择系统所要处理的相应事件。当Socket收到设定的网络事件中的一个时,会给程序窗口一个消息,这个消息里会指定产生网络事件的Socket,发生的事件类型和错误码。

  2.4异步数据传输机制

  WSAAsyncSelect()设定了Socket上的须响应通信事件后,每发生一个这样的事件就会产生一个WM_SOCKET消息传给窗口。而在窗口的回调函数中就应该添加相应的数据传输处理代码。

   3.聊天室程序的设计说明

  3.1实现思想

  在Internet上的聊天室程序一般都是以服务器提供服务端连接响应,使用者通过客户端程序登录到服务器,就可以与登录在同一服务器上的用户交谈,这是一个面向连接的通信过程。因此,程序要在TCP/IP环境下,实现服务器端和客户端两部分程序。

  3.2服务器端工作流程

  服务器端通过socket()系统调用创建一个Socket数组后(即设定了接受连接客户的最大数目),与指定的本地端口绑定bind(),就可以在端口进行侦听listen()。如果有客户端连接请求,则在数组中选择一个空Socket,将客户端地址赋给这个Socket。然后登录成功的客户就可以在服务器上聊天了。

  3.3客户端工作流程

  客户端程序相对简单,只需要建立一个Socket与服务器端连接,成功后通过这个Socket来发送和接收数据就可以了。

4.核心代码分析

  限于篇幅,这里仅给出与网络编程相关的核心代码,其他的诸如聊天文字的服务器和客户端显示读者可以自行添加。

  4.1服务器端代码

  开启服务器功能:

void OnServerOpen() //开启服务器功能
{
 WSADATA wsaData;
 int iErrorCode;
 char chInfo[64];
 if (WSAStartup(WINSOCK_VERSION, &wsaData)) //调用Windows Sockets DLL
  { MessageBeep(MB_ICONSTOP);
   MessageBox("Winsock无法初始化!", AfxGetAppName(), MB_OK|MB_ICONSTOP);
   WSACleanup();
   return; }
 else
  WSACleanup();
  if (gethostname(chInfo, sizeof(chInfo)))
  { ReportWinsockErr("/n无法获取主机!/n ");
   return; }
  CString csWinsockID = "/n==>>服务器功能开启在端口:No. ";
  csWinsockID += itoa(m_pDoc->m_nServerPort, chInfo, 10);
  csWinsockID += "/n";
  PrintString(csWinsockID); //在程序视图显示提示信息的函数,读者可自行创建
  m_pDoc->m_hServerSocket=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, DEFAULT_PROTOCOL);
  //创建服务器端Socket,类型为SOCK_STREAM,面向连接的通信
  if (m_pDoc->m_hServerSocket == INVALID_SOCKET)
  { ReportWinsockErr("无法创建服务器socket!");
   return;}
  m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_family = AF_INET;
  m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_port = htons(m_pDoc->m_nServerPort);
  if (bind(m_pDoc->m_hServerSocket, (LPSOCKADDR)&m_pDoc->m_sockServerAddr,   
     sizeof(m_pDoc->m_sockServerAddr)) == SOCKET_ERROR) //与选定的端口绑定
   {ReportWinsockErr("无法绑定服务器socket!");
    return;}
   iErrorCode=WSAAsyncSelect(m_pDoc->m_hServerSocket,m_hWnd,
   WM_SERVER_ACCEPT, FD_ACCEPT);
   //设定服务器相应的网络事件为FD_ACCEPT,即连接请求,
   // 产生相应传递给窗口的消息为WM_SERVER_ACCEPT
  if (iErrorCode == SOCKET_ERROR)
   { ReportWinsockErr("WSAAsyncSelect设定失败!");
    return;}
  if (listen(m_pDoc->m_hServerSocket, QUEUE_SIZE) == SOCKET_ERROR) //开始监听客户连接请求
   {ReportWinsockErr("服务器socket监听失败!");
    m_pParentMenu->EnableMenuItem(ID_SERVER_OPEN, MF_ENABLED);
    return;}
  m_bServerIsOpen = TRUE; //监视服务器是否打开的变量
 return;
}

  响应客户发送聊天文字到服务器:ON_MESSAGE(WM_CLIENT_READ, OnClientRead)

LRESULT OnClientRead(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
 int iRead;
 int iBufferLength;
 int iEnd;
 int iRemainSpace;
 char chInBuffer[1024];
 int i;
 for(i=0;(i   //MAXClient是服务器可响应连接的最大数目
  {}
 if(i==MAXClient) return 0L;
  iBufferLength = iRemainSpace = sizeof(chInBuffer);
  iEnd = 0;
  iRemainSpace -= iEnd;
  iBytesRead = recv(m_aClientSocket[i], (LPSTR)(chInBuffer+iEnd), iSpaceRemaining, NO_FLAGS);   //用可控缓冲接收函数recv()来接收字符
  iEnd+=iRead;
 if (iBytesRead == SOCKET_ERROR)
  ReportWinsockErr("recv出错!");
  chInBuffer[iEnd] = '/0';
 if (lstrlen(chInBuffer) != 0)
  {PrintString(chInBuffer); //服务器端文字显示
   OnServerBroadcast(chInBuffer); //自己编写的函数,向所有连接的客户广播这个客户的聊天文字
  }
 return(0L);
}

  对于客户断开连接,会产生一个FD_CLOSE消息,只须相应地用closesocket()关闭相应的Socket即可,这个处理比较简单。

  4.2客户端代码

  连接到服务器:

void OnSocketConnect()
{ WSADATA wsaData;
 DWORD dwIPAddr;
 SOCKADDR_IN sockAddr;
 if(WSAStartup(WINSOCK_VERSION,&wsaData)) //调用Windows Sockets DLL
 {MessageBox("Winsock无法初始化!",NULL,MB_OK);
  return;
 }
 m_hSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0); //创建面向连接的socket
 sockAddr.sin_family=AF_INET; //使用TCP/IP协议
 sockAddr.sin_port=m_iPort; //客户端指定的IP地址
 sockAddr.sin_addr.S_un.S_addr=dwIPAddr;
 int nConnect=connect(m_hSocket,(LPSOCKADDR)&sockAddr,sizeof(sockAddr)); //请求连接
 if(nConnect)
  ReportWinsockErr("连接失败!");
 else
  MessageBox("连接成功!",NULL,MB_OK);
  int iErrorCode=WSAAsyncSelect(m_hSocket,m_hWnd,WM_SOCKET_READ,FD_READ);
  //指定响应的事件,为服务器发送来字符
 if(iErrorCode==SOCKET_ERROR)
 MessageBox("WSAAsyncSelect设定失败!");
}

  接收服务器端发送的字符也使用可控缓冲接收函数recv(),客户端聊天的字符发送使用数据可控缓冲发送函数send(),这两个过程比较简单,在此就不加赘述了。

   5.小结

  通过聊天室程序的编写,可以基本了解Windows Sockets API编程的基本过程和精要之处。本程序在VC++6.0下编译通过,在使用windows 98/NT的局域网里运行良好。

用VC++制作一个简单的局域网消息发送工程

本工程类似于oicq的消息发送机制,不过他只能够发送简单的字符串。虽然简单,但他也是一个很好的VC网络学习例子。

  本例通过VC带的SOCKET类,重载了他的一个接受类mysock类,此类可以把接收到的信息显示在客户区里。以下是实现过程:

  建立一个MFC 单文档工程,工程名为oicq,在第四步选取WINDOWS SOCKetS支持,其它取默认设置即可。为了简单,这里直接把about对话框作些改变,作为发送信息界面。

  这里通过失去对话框来得到发送的字符串、获得焦点时把字符串发送出去。创建oicq类的窗口,获得VIEW类指针,进而可以把接收到的信息显示出来。

extern CString bb;
void CAboutDlg::OnKillFocus(CWnd* pNewWnd)
{
 // TODO: Add your message handler code here
 CDialog::OnKillFocus(pNewWnd);
 bb=m_edit;
}
对于OICQVIEW类
char aa[100];
CString mm;
CDC* pdc;
class mysock:public CSocket //派生mysock类,此类既有接受功能
{public:void OnReceive(int nErrorCode) //可以随时接收信息
 {
  CSocket::Receive((void*)aa,100,0);
  mm=aa;
  CString ll=" ";//在显示消息之前,消除前面发送的消息
  pdc->TextOut(50,50,ll);
  pdc->TextOut(50,50,mm);
 }
};

mysock sock1;
CString bb;
BOOL COicqView::OnSetCursor(CWnd* pWnd, UINT nHitTest, UINT message)
{
 CView::OnSetFocus(pOldWnd);

 // TODO: Add your message handler code here and/or call default
 bb="besting:"+bb; //确定发送者身份为besting
 sock1.SendTo(bb,100,1060,"192.168.0.255",0); //获得焦点以广播形式发送信息,端口号为1060

 return CView::OnSetCursor(pWnd, nHitTest, message);
}

int COicqView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
{
 if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)
  return -1;
  sock1.Create(1060,SOCK_DGRAM,NULL);//以数据报形式发送消息

  static CClientDC wdc(this); //获得当前视类的指针
  pdc=&wdc;
  // TODO: Add your specialized creation code here

  return 0;
}

运行一下,打开ABOUT对话框,输入发送信息,enter键就可以发送信息了,是不是有点像qq啊?



用Winsock实现语音全双工通信使用

摘要:在Windows 95环境下,基于TCP/IP协议,用Winsock完成了话音的端到端传输。采用双套接字技术,阐述了主要函数的使用要点,以及基于异步选择机制的应用方法。同时,给出了相应的实例程序。

   一、引言

  Windows 95作为微机的操作系统,已经完全融入了网络与通信功能,不仅可以建立纯Windows 95环境下的“对等网络”,而且支持多种协议,如TCP/IP、IPX/SPX、NETBUI等。在TCP/IP协议组中,TPC是一种面向连接的协义,为用户提供可靠的、全双工的字节流服务,具有确认、流控制、多路复用和同步等功能,适于数据传输。UDP协议则是无连接的,每个分组都携带完整的目的地址,各分组在系统中独立传送。它不能保证分组的先后顺序,不进行分组出错的恢复与重传,因此不保证传输的可靠性,但是,它提供高传输效率的数据报服务,适于实时的语音、图像传输、广播消息等网络传输。

  Winsock接口为进程间通信提供了一种新的手段,它不但能用于同一机器中的进程之间通信,而且支持网络通信功能。随着Windows 95的推出。Winsock已经被正式集成到了Windows系统中,同时包括了16位和32位的编程接口。而Winsock的开发工具也可以在Borland C++4.0、Visual C++2.0这些C编译器中找到,主要由一个名为winsock.h的头文件和动态连接库winsock.dll或wsodk32.dll组成,这两种动态连接库分别用于Win16和Win32的应用程序。

  本文针对话音的全双工传输要求,采用UDP协议实现了实时网络通信。使用VisualC++2.0编译环境,其动态连接库名为wsock32.dll。
二、主要函数的使用要点

  通过建立双套接字,可以很方便地实现全双工网络通信。

  1.套接字建立函数:

 

SOCKET socket(int family,int type,int protocol)

  对于UDP协议,写为:

SOCKRET s;
s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
或s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP)

  为了建立两个套接字,必须实现地址的重复绑定,即,当一个套接字已经绑定到某本地地址后,为了让另一个套接字重复使用该地址,必须为调用bind()函数绑定第二个套接字之前,通过函数setsockopt()为该套接字设置SO_REUSEADDR套接字选项。通过函数getsockopt()可获得套接字选项设置状态。需要注意的是,两个套接字所对应的端口号不能相同。此外,还涉及到套接字缓冲区的设置问题,按规定,每个区的设置范围是:不小于512个字节,大大于8k字节,根据需要,文中选用了4k字节。

  2.套接字绑定函数

int bind(SOCKET s,struct sockaddr_in*name,int namelen)

  s是刚才创建好的套接字,name指向描述通讯对象的结构体的指针,namelen是该结构体的长度。该结构体中的分量包括:IP地址(对应name.sin_addr.s_addr)、端口号(name.sin_port)、地址类型(name.sin_family,一般都赋成AF_INET,表示是internet地址)。

  (1)IP地址的填写方法:在全双工通信中,要把用户名对应的点分表示法地址转换成32位长整数格式的IP地址,使用inet_addr()函数。

  (2)端口号是用于表示同一台计算机不同的进程(应用程序),其分配方法有两种:1)进程可以让系统为套接字自动分配一端口号,只要在调用bind前将端口号指定为0即可。由系统自动分配的端口号位于1024~5000之间,而1~1023之间的任一TCP或UDP端口都是保留的,系统不允许任一进程使用保留端口,除非其有效用户ID是零(超级用户)。

  2)进程可为套接字指定一特定端口。这对于需要给套接字分配一众所端口的服务器是很有用的。指定范围为1024和65536之间。可任意指定。

  在本程序中,对两个套接字的端口号规定为2000和2001,前者对应发送套接字,后者对应接收套接字。

  端口号要从一个16位无符号数(u_short类型数)从主机字节顺序转换成网络字节顺序,使用htons()函数。

  根据以上两个函数,可以给出双套接字建立与绑定的程序片断。

//设置有关的全局变量
SOCKET sr,ss;
HPSTR sockBufferS,sockBufferR;
HANDLE hSendData,hReceiveData;
DWROD dwDataSize=1024*4;
struct sockaddr_in therel.there2;
#DEFINE LOCAL_HOST_ADDR 200.200.200.201
#DEFINE REMOTE_HOST-ADDR 200.200.200.202
#DEFINE LOCAL_HOST_PORT 2000
#DEFINE LOCAL_HOST_PORT 2001
//套接字建立函数
BOOL make_skt(HWND hwnd)
{
struct sockaddr_in here,here1;
ss=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
sr=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if((ss==INVALID_SOCKET)||(sr==INVALID_SOCKET))
{
MessageBox(hwnd,“套接字建立失败!”,“”,MB_OK);
return(FALSE);
}
here.sin_family=AF_INET;
here.sin_addr.s_addr=inet_addr(LOCAL_HOST_ADDR);
here.sin_port=htons(LICAL_HOST_PORT);
//another socket
herel.sin_family=AF_INET;
herel.sin_addr.s_addr(LOCAL_HOST_ADDR);
herel.sin_port=htons(LOCAL_HOST_PORT1);
SocketBuffer();//套接字缓冲区的锁定设置
setsockopt(ss,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(char FAR*)sockBufferS,dwDataSize);
if(bind(ss,(LPSOCKADDR)&here,sizeof(here)))
{
MessageBox(hwnd,“发送套接字绑定失败!”,“”,MB_OK);
return(FALSE);
}
setsockopt(sr SQL_SOCKET,SO_RCVBUF|SO_REUSEADDR,(char FAR*)
sockBufferR,dwDataSize);
if(bind(sr,(LPSOCKADDR)&here1,sizeof(here1)))
{
MessageBox(hwnd,“接收套接字绑定失败!”,“”,MB_OK);
return(FALSE);
}
return(TRUE);
}
//套接字缓冲区设置
void sockBuffer(void)
{
hSendData=GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize);
if(!hSendData)
{
MessageBox(hwnd,“发送套接字缓冲区定位失败!”,NULL,
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return;
}
if((sockBufferS=GlobalLock(hSendData)==NULL)
{
MessageBox(hwnd,“发送套接字缓冲区锁定失败!”,NULL,
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
GlobalFree(hRecordData[0];
return;
}
hReceiveData=globalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize);
if(!hReceiveData)
{
MessageBox(hwnd,"“接收套接字缓冲区定位败!”,NULL
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return;
}
if((sockBufferT=Globallock(hReceiveData))=NULL)
MessageBox(hwnd,"发送套接字缓冲区锁定失败!”,NULL,
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
GlobalFree(hRecordData[0]);
return;
}
{

  3.数据发送与接收函数;

int sendto(SOCKET s.char*buf,int len,int flags,struct sockaddr_in to,int
tolen);
int recvfrom(SOCKET s.char*buf,int len,int flags,struct sockaddr_in
fron,int*fromlen)

  其中,参数flags一般取0。

  recvfrom()函数实际上是读取sendto()函数发过来的一个数据包,当读到的数据字节少于规定接收的数目时,就把数据全部接收,并返回实际接收到的字节数;当读到的数据多于规定值时,在数据报文方式下,多余的数据将被丢弃。而在流方式下,剩余的数据由下recvfrom()读出。为了发送和接收数据,必须建立数据发送缓冲区和数据接收缓冲区。规定:IP层的一个数据报最大不超过64K(含数据报头)。当缓冲区设置得过多、过大时,常因内存不够而导致套接字建立失败。在减小缓冲区后,该错误消失。经过实验,文中选用了4K字节。

  此外,还应注意这两个函数中最后参数的写法,给sendto()的最后参数是一个整数值,而recvfrom()的则是指向一整数值的指针。

  4.套接字关闭函数:closesocket(SOCKET s)

  通讯结束时,应关闭指定的套接字,以释与之相关的资源。

  在关闭套接字时,应先对锁定的各种缓冲区加以释放。其程序片断为:

void CloseSocket(void)
{
GlobalUnlock(hSendData);
GlobalFree(hSenddata);
GlobalUnlock(hReceiveData);
GlobalFree(hReceiveDava);
if(WSAAysncSelect(ss,hwnd,0,0)=SOCKET_ERROR)
{
MessageBos(hwnd,“发送套接字关闭失败!”,“”,MB_OK);
return;
}
if(WSAAysncSelect(sr,hwnd,0,0)==SOCKET_ERROR)
{
MessageBox(hwnd,“接收套接字关闭失败!”,“”,MB_OK);
return;
}
WSACleanup();
closesockent(ss);
closesockent(sr);
return;
}
 

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