网络程序设计实验4单播通信实验.doc
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网络程序设计
实验报告
实验名称：
单播通信实验
实验类型：
设计型
指导教师：
专业班级：
姓名：
学号：
电子邮件：
实验地点：
实验日期：
年 月日
实验成绩：
__________________________
一、实验目的
l掌握TCP服务器程序和客户程序的编程流程；
熟悉面向连接的C/S程序使用的winsockAPI。
二、实验设计
实验内容：
1、编写一个TCP回显服务器，将收到的客户端信息发送给客户端，同时能在同客户端建立连接后显示客户端地址信息和当前连接数。
2、编写一个TCP客户端程序能连接到你编写的服务器，接收服务器信息。
主函数使用intmain（intargc,char**argv）形式传入服务器IP地址和端口。
3、测试你编写的程序，将测试数据、测试结果和结果分析写入实验报告。
实验步骤：
1）创建套接字函数socket
SOCKETsocket（intaf，inttype，intprotocol）；
//由于采用流套接字进行数据传输，因此type参数必须设置为SOCK_STREAM，protocol参数必须设置为IPPROTO_TCP。
2）绑定本地地址到所创建的套接字函数bind
intbind（SOCKETs，conststructsockaddr*name，intnamelen）；
3）监听网络连接请求函数listen
intlisten（SOCKETs，intbacklog）；
4）连接请求函数connect
intconnect（SOCKETs，conststructsockaddrFAR*name，intnamelen）；
5）接受请求函数accept
SOCKETaccept（SOCKETs，structsockaddr*addr，int*addrlen）；
6）发送数据函数send
intsend（SOCKETs，constchar*buf，intlen，intflags）；
7）接收数据函数recv
intrecv（SOCKETs，char*buf，intlen，intflags）；
8）关闭套接字函数closesocket
intclosesocket（SOCKETs）；
三、实验过程（包含实验结果）
1）服务端通过socket（）函数建立的套接字sListen与在accept函数返回后得到的新套接字sClient是两个不同的套接字，区别在于：
前者用于服务端监听连接，在服务端主进程中只创建一次，并且绑定一个固定的端口号，以便客户端根据该端口号进行连接；后者用于与具体某个发起连接请求的客户端进行数据的交换。
它们之间的联系在于：
套接字sListen在监听到连接后，会将该连接的相关请求放到一个缓冲区中，套接字sClient在处理完上一个连接后，会查询该缓冲区的状态，并据此决定是否需要开始一次新的通信过程。
请对照图3-3认真领会服务端两类套接字的作用。
2）每个客户在建立连接后，可与服务端负责数据通信的套接字sClient进行多次数据交换，只有在所有数据交换完成后，由任一方执行closesocket（），双方才会关闭该次连接，并释放对应的套接字。
流程图：
Server
Client
Socket（）
bind（）
Recvfrom（）
阻塞，等待客户连接请求
处理服务请求
Sendto（）
Closesocket（）
Socket（）
bind（）
Sendto（）
Recvfrom（）
Closesocket（）
服务请求
服务应答
socket（），建立流式套接字，返回套接字句柄sListen。
bind（），关联一个本地地址到套接字sListen。
listen（），设置backlog值，进入监听状态。
accept（），等待接受客户连接请求。
建立连接，accept函数返回，得到新的套接字，如sClient。
recv（）/send（），在套接字sClient上收发数据，直到完成交换。
closesocket（），关闭套接字sClient。
closesocket（），关闭监听套接字sListen，服务结束。
服务端
socket（），建立流式套接字s。
connect（），将套接字s与服务器连接。
recv（）/send（），在套接字s上收发数据，直到数据完成交换。
closesocket（），关闭套接字s，结束TCP对话。
客户端
运行结果截图：
四、讨论与分析
1、accept（）函数，connect（）函数会阻塞吗？
如果阻塞，说明在什么情况下阻塞。
请给出在VC环境下的验证方法。
答：
accept（）函数：
请求队列为空就阻塞；不为空就不会阻塞。
connect（）函数：
不会阻塞，如果没服务器处理，过一会儿其就会自动返回，连接失败，不会坚持到底。
2、connect（）函数调用触发什么过程？
答：
触发三次握手过程。
3、你在服务端和客户端分别使用了哪些WinsockAPI函数，起什么作用？
答：
服务端：
recv（）——接收数据函数；
bind（）——绑定本地地址到所创建的套接字函数；
listen（）——进入监听状态；
accept（）——等待接受客户连接请求；
send（）——发送数据函数
客户端：
bind（）——可以使用来绑定，也可以不用。
connect（）——将套接字与服务器连接。
recv（）/send（）——在套接字上收发数据，直到数据完成交换。
五、实验者自评（从实验设计、实验过程、对实验知识点的理解上给出客观公正的自我评价）
通过此次实验我对tcp协议有了更深的理解。
六、附录：
关键代码（给出适当注释，可读性高）
Client
//TcpClient.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#pragmacomment（lib,"WS2_32.lib"）
#defineBUF_SIZE64//缓冲区大小
intmain（intargc,CHAR*argv[]）
{
WSADATAwsd; //用于初始化WindowsSocket
SOCKETsHost; //与服务器进行通信的套接字
SOCKADDR_INservAddr; //服务器地址
charbuf[BUF_SIZE]; //用于接受数据缓冲区
intretVal; //调用各种Socket函数的返回值
//初始化WindowsSocket
if（WSAStartup（MAKEWORD（2,2）,&wsd）!
=0）
{
printf（"WSAStartupfailed!
\n"）;
return1;
}
//创建套接字
sHost=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP）;
if（INVALID_SOCKET==sHost）
{
printf（"socketfailed!
\n"）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
//设置套接字为非阻塞模式
intiMode=1;
retVal=ioctlsocket（sHost,FIONBIO,（u_longFAR*）&iMode）;
if（retVal==SOCKET_ERROR）
{
printf（"ioctlsocketfailed!
\n"）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
//设置服务器地址
servAddr.sin_family=AF_INET;
servAddr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（/*"127.0.0.1"*/argv[1]）; //用户需要根据实际情况修改
servAddr.sin_port=htons（/*9990*/atoi（argv[2]））; //在实际应用中，建议将服务器的IP地址和端口号保存在配置文件中
intsServerAddlen=sizeof（servAddr）; //计算地址的长度
//循环等待
while（true）
{
//连接服务器
Sleep（200）;
retVal=connect（sHost,（SOCKADDR*）&servAddr,sizeof（servAddr））;
Sleep（200）;
if（SOCKET_ERROR==retVal）
{
interr=WSAGetLastError（）;
if（err==WSAEWOULDBLOCK||err==WSAEINVAL） //无法立即完成非阻塞套接字上的操作
{
//Sleep（500）;
continue;
}
elseif（err==WSAEISCONN） //已建立连接
{
break;
}
else
{
continue;
//printf（"connectfailed!
\n"）;
//closesocket（sHost）;
//WSACleanup（）;
//return-1;
}
}
}
//循环向服务器发送字符串，并显示反馈信息。
//发送quit将使服务器程序退出，同时客户端程序自身也将退出
while（true）
{
//向服务器发送数据
printf（"Pleaseinputastringtosend:
\n"）;
//接收输入的数据
std:
:
stringstr;
cin>>str;
//将用户输入的数据复制到buf中
ZeroMemory（buf,BUF_SIZE）;
strcpy（buf,str.c_str（））;
//循环等待
while（true）
{
//向服务器发送数据
retVal=send（sHost,buf,strlen（buf）,0）;
if（SOCKET_ERROR==retVal）
{
interr=WSAGetLastError（）;
if（err==WSAEWOULDBLOCK） //无法立即完成非阻塞套接字上的操作
{
Sleep（500）;
continue;
}
else
{
printf（"sendfailed!
\n"）;
closesocket（sHost）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
}
break;
}
while（true）
{
ZeroMemory（buf,BUF_SIZE）; //清空接收数据的缓冲区
retVal=recv（sHost,buf,sizeof（buf）,0）;//接收服务器回传的数据
if（SOCKET_ERROR==retVal）
{
interr=WSAGetLastError（）; //获取错误编码
if（err==WSAEWOULDBLOCK） //接收数据缓冲区暂无数据
{
Sleep（100）;
// printf（"waitingbackmsg!
\n"）;
continue;
}
elseif（err==WSAETIMEDOUT||err==WSAENETDOWN）
{
printf（"recvfailed!
\n"）;
closesocket（sHost）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
break;
}
break;
}
//ZeroMemory（buf,BUF_SIZE）; //清空接收数据的缓冲区
//retVal=recv（sHost,buf,sizeof（buf）+1,0）;//接收服务器回传的数据
printf（"RecvFromServer:
%s\n",buf）;
//如果收到quit，则退出
if（strcmp（buf,"quit"）==0）
{
printf（"quit!
\n"）;
break;
}
}
//释放资源
closesocket（sHost）;
WSACleanup（）;
//暂停，按任意键继续
system（"pause"）;
return0;
}
Sever
//TcpServer.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#pragmacomment（lib,"WS2_32.lib"）
#defineBUF_SIZE64//缓冲区大小
intnum=0;
sockaddr_inaddrClient; //客户端地址
DWORDWINAPIAnswerThread（LPVOIDlparam）
{
charbuf[BUF_SIZE]; //用于接受客户端数据的缓冲区
intretVal; //调用各种Socket函数的返回值
SOCKETsClient=（SOCKET）（LPVOID）lparam;
//循环接收客户端的数据，直接客户端发送quit命令后退出。
while（true）
{
ZeroMemory（buf,BUF_SIZE）; //清空接收数据的缓冲区
retVal=recv（sClient,buf,BUFSIZ,0）; //接收来自客户端的数据，因为是非阻塞模式，所以即使没有数据也会继续
if（SOCKET_ERROR==retVal）
{
interr=WSAGetLastError（）; //获取错误编码
if（err==WSAEWOULDBLOCK） //接收数据缓冲区暂无数据
{
Sleep（100）;
continue;
}
elseif（err==WSAETIMEDOUT||err==WSAENETDOWN）
{
printf（"recvfailed!
\n"）;
closesocket（sClient）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
}
//获取当前系统时间
SYSTEMTIMEst;
GetLocalTime（&st）;
charsDateTime[30];
sprintf（sDateTime,"%4d-%2d-%2d%2d:
%2d:
%2d",st.wYear,st.wMonth,st.wDay,st.wHour,st.wMinute,st.wSecond）;
//打印输出的信息
printf（"%s,RecvFromClient[%s:
%d]:
%s\n",sDateTime,inet_ntoa（addrClient.sin_addr）,addrClient.sin_port,buf）;
/*if（buf[0]=='q'&&buf[1]=='u'&&buf[2]=='i'&&buf[3]=='t'）
{
num--;
cout<<"当前连接数：
"< }*/
//如果客户端发送quit字符串，则服务器退出
if（strcmp（buf,"quit"）==0）
{
num--;
cout<<"当前连接数：
"< retVal=send（sClient,"quit",strlen（"quit"）,0）;
break;
}
else //否则向客户端发送回显字符串
{
charmsg[BUF_SIZE];
sprintf（msg,"Messagereceived-%s",buf）;
while（true）
{
//向服务器发送数据
retVal=send（sClient,msg,strlen（msg）,0）;
if（SOCKET_ERROR==retVal）
{
interr=WSAGetLastError（）;
if（err==WSAEWOULDBLOCK） //无法立即完成非阻塞套接字上的操作
{
Sleep（500）;
continue;
}
else
{
printf（"sendfailed!
\n"）;
closesocket（sClient）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
}
break;
}
}
}
//关闭套接字
closesocket（sClient）;
return0;
}
int_tmain（intargc,_TCHAR*argv[]）
{
WSADATAwsd; //WSADATA变量，用于初始化WindowsSocket
SOCKETsServer; //服务器套接字，用于监听客户端请求
SOCKETsClient; //客户端套接字，用于实现与客户端的通信
intretVal; //调用各种Socket函数的返回值
//初始化套接字动态库
if（WSAStartup（MAKEWORD（2,2）,&wsd）!
=0）
{
printf（"WSAStartupfailed!
\n"）;
return1;
}
//创建用于监听的套接字
sServer=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP）;
if（INVALID_SOCKET==sServer）
{
printf（"socketfailed!
\n"）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
//设置套接字为非阻塞模式
intiMode=1;
retVal=ioctlsocket（sServer,FIONBIO,（u_longFAR*）&iMode）;
if（retVal==SOCKET_ERROR）
{
printf（"ioctlsocketfailed!
\n"）;
WSACleanup（）;
return-1;
}
//设置服务器套接字地址
SOCKADDR_INaddrServ;
addrServ.sin_family=AF_INET;
addrServ.sin_port=htons（9990）; //监听端口为9990
addrServ.sin_addr.S_un.S_addr=htonl（IN
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