揭开Socket编程的面纱文档格式.docx
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你会使用它们吗？
前人已经给我们做了好多的事了，网络间的通信也就简单了许多，但毕竟还是有挺多工作要做的。
以前听到Socket编程，觉得它是比较高深的编程知识，但是只要弄清Socket编程的工作原理，神秘的面纱也就揭开了。
一个生活中的场景。
你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。
等交流结束，挂断电话结束此次交谈。
生活中的场景就解释了这工作原理，也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。
图3
先从服务器端说起。
服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定（bind），对端口进行监听（listen），调用accept阻塞，等待客户端连接。
在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器（connect），如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。
客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。
在这里我就举个简单的例子，我们走的是TCP协议这条路（见图2）。
例子用MFC编写，运行的界面如下：
图4
图5
在客户端输入服务器端的IP地址和发送的数据，然后按发送按钮，服务器端接收到数据，然后回应客户端。
客户端读取回应的数据，显示在界面上。
下面是接收数据和发送数据的函数：
intReceive（SOCKETfd,char*szText,intlen）
{
intcnt;
intrc;
cnt=len;
while（cnt>
0）
{
rc=recv（fd,szText,cnt,0）;
if（rc==SOCKET_ERROR）
return
-1;
}
if（rc==0）
returnlen-cnt;
szText+=rc;
cnt-=rc;
returnlen;
}
intSend（SOCKETfd,char*szText,intlen）
rc=send（fd,szText,cnt,0）;
服务器端：
在服务器端，主要是启动Socket和监听线程。
#defineDEFAULT_PORT2000
voidCServerDlg:
:
OnStart（）
sockaddr_inlocal;
DWORDdwThreadID=0;
local.sin_family=AF_INET;
//设置的端口为DEFAULT_PORT。
local.sin_port=htons（DEFAULT_PORT）;
//IP地址设置成INADDR_ANY,让系统自动获取本机的IP地址。
local.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;
//初始化Socket
m_Listening=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
if（m_Listening==INVALID_SOCKET）
return;
//将本地地址绑定到所创建的套接字上
if（bind（m_Listening,（LPSOCKADDR）&
local,sizeof（local））==SOCKET_ERROR）
closesocket（m_Listening）;
//创建监听线程，这样也能响应界面上操作。
m_hListenThread=:
CreateThread（NULL,0,ListenThread,this,0,
&
dwThreadID）;
m_StartBtn.EnableWindow（FALSE）;
m_StopBtn.EnableWindow（TRUE）;
//监听线程函数：
WORDWINAPICServerDlg:
ListenThread（LPVOIDlpparam）
CServerDlg*pDlg=（CServerDlg*）lpparam;
if（pDlg==NULL）
return0;
SOCKETListening=pDlg->
m_Listening;
//开始监听是否有客户端连接。
if（listen（Listening,40）==SOCKET_ERROR）
charszBuf[MAX_PATH];
//初始化
memset（szBuf,0,MAX_PATH）;
while
（1）
SOCKETConnectSocket;
sockaddr_inClientAddr;
intnLen=sizeof（sockaddr）;
//阻塞直到有客户端连接，不然多浪费CPU资源。
ConnectSocket=accept（Listening,（sockaddr*）&
ClientAddr,&
nLen）;
//都到客户端的IP地址。
char*pAddrname=inet_ntoa（ClientAddr.sin_addr）;
pDlg->
Receive（ConnectSocket,szBuf,100）;
//界面上显示请求数据。
SetRequestText（szBuf）;
strcat（szBuf,"
:
我是老猫，收到（"
）;
strcat（szBuf,pAddrname）;
）"
//向客户端发送回应数据
Send（ConnectSocket,szBuf,100）;
服务器端一直在监听是否有客户端连接，如有连接，处理客户端的请求，给出回应，然后继续监听。
客户端：
客户端的发送函数：
voidCClientDlg:
OnSend（）
DWORDdwIP=0;
TCHARszText[MAX_PATH];
memset（szText,0,MAX_PATH）;
m_IP.GetWindowText（szText,MAX_PATH）;
//把字符串形式的IP地址转成IN_ADDR结构需要的形式。
dwIP=inet_addr（szText）;
m_RequestEdit.GetWindowText（szText,MAX_PATH）;
ockaddr_inlocal;
SOCKETsocketTmp;
//必须是AF_INET,表示该socket在Internet域中进行通信
//端口号
//服务器的IP地址。
local.sin_addr.S_un.S_addr=dwIP;
socketTmp=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
//连接服务器
if（connect（socketTmp,（LPSOCKADDR）&
local,sizeof（local））<
closesocket（socketTmp）;
MessageBox（"
连接服务器失败。
"
//发送请求，为简单只发100字节，在服务器端也规定100字节。
Send（socketTmp,szText,100）;
//读取服务器端返回的数据。
//接收服务器端的回应。
Receive（socketTmp,szText,100）;
CHARszMessage[MAX_PATH];
memset（szMessage,0,MAX_PATH）;
strcat（szMessage,szText）;
//界面上显示回应数据。
m_ReplyBtn.SetWindowText（szMessage）;
客户端就一个函数完成了一次通信。
在这里IP地址为何用127.0.0.1呢？
使用这个IP地址，服务器端和客户端就能运行在同一台机器上，这样调试方便多了。
当然你可以在你朋友的机器上运行Server程序（本人在局域网中测试过），在自己的机器上运行Client程序，当然输入的IP地址就该是你朋友机器的IP地址了。
简单的理论和实践都说了，现在Socket编程不神秘了吧？
希望对你有些帮助。
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以下是作者和读者的舌战，讨论的是套接字到底是什么东西，讨论来讨论去貌似没一个统一的意见
re:
BSDSocket是一个网络编程的API接口，它并非仅仅针对IP协议的。
把Socket放到TCP/UDP的协议上层似乎不是太妥当？
其实socket也没有层的概念，在文章中我说过，它其实是一个facade设计模式的应用，让编程变的更简单。
是一个软件抽象层。
在网络编程中，我们大量用的都是通过socket实现的。
将socket理解为tcp/udp的facade的确不够恰当。
第一，socket并不是以面向对象的方式提供的，在这里引用面向对象和设计模式的术语失妥。
第二，socket事实上并不是留给编程开发的，而是留给网络操作系统实现协议栈的一个支持模型。
例如berkeleysocket和windowssocket。
至于编程开发时使用的socket模型和相应的API，则是操作系统服务API。
事实上socket也不是tcp/udp服务的全部而是部分。
不过文章归纳得还不错，只是没有提到tcp/udp中端口的概念是一大遗憾。
如果用电话来对应网络会话的话，端口应该正好比分机号。
其实对于facade设计模式，我的理解是不能局限于面向对象。
facade定义是把很多复杂的东西放在后面，客户只需通过简单的接口，而不需要知道下面复杂的逻辑等。
当然由于我对socket还没有能达到很高的境界，所以还有很多不知的。
我自己也正在学习，比如在socket编程中，select函数还是有很重要的地位的，等自己正在明白了，还会有下篇的介绍。
楼主不够谦虚！
楼主可能为自己“创造性地”将socket理解为tcp/ip的facade偷偷高兴呢，其实极其错误！
tcp/ip仅仅是一套协议、规范，并没有实体存在，是完全抽象的；
socket模型则是清晰而具体的。
而大部分情况下，门面模型是可有可无的，只是为了满足封装一个简单的外部门面而存在的，而你根本没有绕开socket去直接操纵tcp/ip的可能。
换句话说，tcp/ip和socket并没有相提并论的前提，根本是为了解决同一个问题的两个步骤，是完全分离的。
我想这不是谦虚不谦虚的问题，有问题就可以争论，你说呢？
有一点我想你说错了，牛人是可以绕过socket去直接操纵tcp/ip的，只要他对tcp/ip协议很了解。
就说好的抓包程序，单用socket是无法实现的。
to航天奇侠：
是用SmartDraw软件作的图。
关系是不是搞反了哟。
tcp/ip应该是建立在socket的基础之上的，"
绕过socket去操作tcp/ip"
还是第一次听到这样说。
我们平时说的TCP/IP其实是一组协议，而不是一个叫TCP/IP的协议，它包括运输层，网络层，链路层。
我们经常用的是TCP和UDP。
我晕...抓包程序基本上是使用rawsocket（原始套接字）实现的,这是socket的高级功能，并不是因为对tcp/ip协议很了解，而是对socket很了解（当然不了解tcp/ip也无法理解高级的socket）。
离开特定操作系统（或者虚拟机）讨论tcp/ip的编程是没有意义的。
@yf2008:
没有tcp/ip建立在socket之上或者socket建立在tcp/ip之上这样的说法，都有自己的独立的完整体系，其功能也完全不同。
rawsocket其实就是跳过TCP，UDP这一层。
用socket我们不光是只发数据了，还要TCP和UDP的头。
为何不能跳过socket呢？
我个人觉得可以。
跳过它，都自己干。
当然这要很大的勇气和足够的知识。
呵呵。
我看socket编程还是有很多讨论的地方的吗？
欢迎多加讨论，这样我们就能搞清楚它了。
共同进步是我们的目标。
shootingstar re:
呵呵，越讨论越乱了*_*
谈谈我的看法：
ip仅仅是一个协议，大家按照这个协议规范来发送和解析这个某个流。
大家可以自己一个字节一个字节来构建自己的IP数据报文，并非一定需要通过socket接口。
（通过流行的winpcap，你可以抛开socket，发送自己构建的任意的IP报文）
socket是一个大家都认为好用的构建和解析IP协议的接口而已（当然socket并非仅仅能够构建和解析ip协议），其实有很多嵌入式设备还有其他的网络通讯接口（比如LWIP）。
只不过在大部分操作系统上socket更加通用而已。
将socket放在tcp协议的上层或许说有些不妥，那么将tcp放在socket上层就更没有道理了。
抓包程序完全可以不利用rawsocket，目前的sniffer都是直接从驱动程序获得网络流，然后自己解析的。
shootingstar:
我同意你的观点。
在我的文章中，我把socket看成一个抽象层，其实它不和运输层，网络层，链路层是同一概念的。
看成一个抽象层，是为了更好的表达我想说的意思。
在我看来，socket就是一组API，它把复杂的协议都放在后面了。
固执的楼主还在坚持tcp有一个叫socket的facade吗？
@shootingstar:
当然可以不通过rawsocket抓包，直接从数据链路层截获数据的话与tcp/udp就没有任何关系了。
我的意图是针对楼主的socket是tcp/udp的facade的讲法的，并没有说只能通过rawsocket抓包。
什么是facade模式，你知道吗？
为一组具有复杂且全面的接口对象提供一个简单特定的接口。
我没有说tcp有一个叫socket的发擦的，而是tcp/ip,把tcp/ip协议看成一个协议的子系统，socket是一组API，难道不像facade模式吗？
我不是听了你上面的话而感到气愤，也不是我固执，主要是你没有给我很有力的理由
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