TCP/IP Winsock编程要点

 

TCP/IP Winsock 编程要点

作者： Ackarlix

 

利用 Winsock 编程由同步和异步方式，同步方式逻辑清晰，编程专注于应用，在抢先式的多任务操作系统中 (WinNt 、 Win2K) 采用多线程方式效率基本达到异步方式的水平，应此以下为同步方式编程要点。

　　 1 、快速通信

　　 Winsock 的 Nagle 算法将降低小数据报的发送速度，而系统默认是使用 Nagle 算法 , 使用

int setsockopt( SOCKET s, int level, int optname, const char FAR *optval, int optlen ); 函数关闭它

　　例子：

SOCKET sConnect; sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); int bNodelay = 1; int err; err = setsockopt( sConnect, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&bNodelay, sizoeof(bNodelay));// 不采用延时算法 if (err != NO_ERROR) TRACE ("setsockopt failed for some reason/n");;

　　 2 、 SOCKET 的 SegMentSize 和收发缓冲
　　 TCPSegMentSize 是发送接受时单个数据报的最大长度，系统默认为 1460 ，收发缓冲大小为 8192 。
　　在 SOCK_STREAM 方式下，如果单次发送数据超过 1460 ，系统将分成多个数据报传送，在对方接受到的将是一个数据流，应用程序需要增加断帧的判断。当然可以采用修改注册表的方式改变 1460 的大小，但 MicrcoSoft 认为 1460 是最佳效率的参数，不建议修改。
　　在工控系统中，建议关闭 Nagle 算法，每次发送数据小于 1460 个字节（推荐 1400 ），这样每次发送的是一个完整的数据报，减少对方对数据流的断帧处理。
　　 3 、同步方式中减少断网时 connect 函数的阻塞时间
　　同步方式中的断网时 connect 的阻塞时间为 20 秒左右，可采用 gethostbyaddr 事先判断到服务主机的路径是否是通的，或者先 ping 一下对方主机的 IP 地址。
　　 A 、采用 gethostbyaddr 阻塞时间不管成功与否为 4 秒左右。
　　例子：

LONG lPort=3024; struct sockaddr_in ServerHostAddr;// 服务主机地址 ServerHostAddr.sin_family=AF_INET; ServerHostAddr.sin_port=::htons(u_short(lPort)); ServerHostAddr.sin_addr.s_addr=::inet_addr("192.168.1.3"); HOSTENT* pResult=gethostbyaddr((const char *) & (ServerHostAddr.sin_addr.s_addr),4,AF_INET); if(NULL==pResult) { int nErrorCode=WSAGetLastError(); TRACE("gethostbyaddr errorcode=%d",nErrorCode); } else { TRACE("gethostbyaddr %s/n",pResult->h_name);; }

　　 B 、采用 PING 方式时间约 2 秒左右
　　暂略
4 、同步方式中解决 recv ， send 阻塞问题
　　采用 select 函数解决，在收发前先检查读写可用状态。
　　 A 、读
　　例子：

TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms 钟延迟 , 实际为 0-10 毫秒 int nSelectRet; int nErrorCode; FD_SET fdr = {1, sConnect}; nSelectRet=::select(0, &fdr, NULL, NULL, &tv01);// 检查可读状态 if(SOCKET_ERROR==nSelectRet) { nErrorCode=WSAGetLastError(); TRACE("select read status errorcode=%d",nErrorCode); ::closesocket(sConnect); goto 重新连接（客户方），或服务线程退出（服务方） ; } if(nSelectRet==0)// 超时发生，无可读数据 { 继续查读状态或向对方主动发送 } else { 读数据 }

　　 B 、写

TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms 钟延迟 , 实际为 9-10 毫秒 int nSelectRet; int nErrorCode; FD_SET fdw = {1, sConnect}; nSelectRet=::select(0, NULL, NULL,&fdw, &tv01);// 检查可写状态 if(SOCKET_ERROR==nSelectRet) { nErrorCode=WSAGetLastError(); TRACE("select write status errorcode=%d",nErrorCode); ::closesocket(sConnect); //goto 重新连接（客户方），或服务线程退出（服务方） ; } if(nSelectRet==0)// 超时发生，缓冲满或 网络 忙 { // 继续查写状态或查读状态 } else { // 发送 }

　　 5 、改变 TCP 收发缓冲区大小

　　系统默认为 8192 ，利用如下方式可改变。

SOCKET sConnect; sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); int nrcvbuf=1024*20; int err=setsockopt( sConnect, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,// 写缓冲，读缓冲为 SO_RCVBUF (char *)&nrcvbuf, sizeof(nrcvbuf)); if (err != NO_ERROR) { TRACE("setsockopt Error!/n"); } 在设置缓冲时，检查是否真正设置成功用 int getsockopt( SOCKET s, int level, int optname, char FAR *optval, int FAR *optlen );

　　 6 、服务方同一端口多 IP 地址的 bind 和 listen

　　在可靠性要求高的应用中，要求使用双网和多 网络 通道，再服务方很容易实现，用如下方式可建立客户对本机所有 IP 地址在端口 3024 下的请求服务。

SOCKET hServerSocket_DS=INVALID_SOCKET; struct sockaddr_in HostAddr_DS;// 服务器主机地址 LONG lPort=3024; HostAddr_DS.sin_family=AF_INET; HostAddr_DS.sin_port=::htons(u_short(lPort)); HostAddr_DS.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); hServerSocket_DS=::socket( AF_INET, SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); if(hServerSocket_DS==INVALID_SOCKET) { AfxMessageBox(" 建立数据服务器 SOCKET 失败 !"); return FALSE; } if(SOCKET_ERROR==::bind(hServerSocket_DS,(struct sockaddr *)(&(HostAddr_DS)),sizeof(SOCKADDR))) { int nErrorCode=WSAGetLastError (); TRACE("bind error=%d/n",nErrorCode); AfxMessageBox("Socket Bind 错误 !"); return FALSE; } if(SOCKET_ERROR==::listen(hServerSocket_DS,10))//10 个客户 { AfxMessageBox("Socket listen 错误 !"); return FALSE; } AfxBeginThread(ServerThreadProc,NULL,THREAD_PRIORITY_NORMAL);

　　在客户方要复杂一些，连接断后，重联不成功则应换下一个 IP 地址连接。也可采用同时连接好后备用的方式。
　　 7 、用 TCP/IP Winsock 实现变种 Client/Server
　　传统的 Client/Server 为客户问、服务答，收发是成对出现的。而变种的 Client/Server 是指在连接时有客户和服务之分，建立好通信连接后，不再有严格的客户和服务之分，任何方都可主动发送，需要或不需要回答看应用而言，这种方式在工控行业很有用，比如 RTDB 作为 I/O Server 的客户，但 I/O Server 也可主动向 RTDB 发送开关状态变位、随即事件等信息。在很大程度上减少了 网络 通信负荷、提高了效率。
　　采用 1-6 的 TCP/IP 编程要点，在 Client 和 Server 方均已接收优先，适当控制时序就能实现。