第14课网络编程

TCP/IP 是用于因特网 (Internet) 的通信协议。

TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 ( Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。

在 TCP/IP 中包含一系列用于处理数据通信的协议：

TCP (传输控制协议) - 应用程序之间通信
UDP (用户数据包协议) - 应用程序之间的简单通信
IP (网际协议) - 计算机之间的通信
ICMP (因特网消息控制协议) - 针对错误和状态
DHCP (动态主机配置协议) - 针对动态寻址

协议族

TCP/IP 是基于 TCP 和 IP 这两个最初的协议之上的不同的通信协议的大的集合。

TCP - 传输控制协议 (Transmission Control Protocol)

TCP 用于从应用程序到网络的数据传输控制。

TCP 负责在数据传送之前将它们分割为 IP 包，然后在它们到达的时候将它们重组。

UDP - 用户数据报协议 (User Datagram Protocol)

UDP 是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，它主要用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序的检查与排序由应用层完成，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP 协议基本上是IP协议与上层协议的接口。UDP协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。

IP - 网际协议（Internet Protocol）

IP 负责计算机之间的通信。

IP 负责在因特网上发送和接收数据包。

HTTP - 超文本传输协议（Hyper Text Transport Protocol）

HTTP 负责 web 服务器与 web 浏览器之间的通信。

HTTP 用于从 web 客户端（浏览器）向 web 服务器发送请求，并从 web 服务器向 web 客户端返回内容（网页）。

HTTPS - 安全的 HTTP

HTTPS 负责在 web 服务器和 web 浏览器之间的安全通信。

作为有代表性的应用，HTTPS 会用于处理信用卡交易和其他的敏感数据。

SSL - 安全套接字层（Security Socket Layer）

SSL 协议用于为安全数据传输加密数据。（一种加密的通讯协定，用在使用者与网服器之间）

SMTP - 简易邮件传输协议（Simple Message Transfer Protocol）

SMTP 协议用于传输电子邮件。SMTP 负责把邮件发送到另一台计算机。

通常情况下，邮件会被送到一台邮件服务器（SMTP 服务器），然后被送到另一台（或几台）服务器，然后最终被送到它的目的地。

SMTP 也可以传送纯文本，但是无法传输诸如图片、声音或者电影之类的二进制数据。

SMTP 使用 MIME 协议通过 TCP/IP 网络来发送二进制数据。MIME 协议会将二进制数据转换为纯文本。

MIME - 多用途因特网邮件扩展 (multipurpose internet mail extensions)

MIME 协议使 SMTP 有能力通过 TCP/IP 网络传输多媒体文件，包括声音、视频和二进制数据。

IMAP - 因特网消息访问协议（Internet Message Access Protocol）

与 POP 类似，IMAP 协议同样被邮件程序使用。

IMAP 协议与 POP 协议之间的主要差异是：如果 IMAP 连上了邮件服务器，它不会自动地将邮件下载到邮件程序之中。

IMAP 使你有能力在下载邮件之前先通过邮件服务器端查看他们。通过 IMAP，你可以选择下载这些邮件或者仅仅是删除它们。比方说你需要从不同的位置访问邮件服务器，但是仅仅希望回到办公室的时候再下载邮件，IMAP 在这种情况下会很有用。

POP - 邮局协议(post office protocol)

POP 协议被邮件程序用来取回邮件服务器上面的邮件。

假如你的邮件程序使用 POP，那么一旦它连接上邮件服务器，你的所有的邮件都会被下载到邮件程序中（或者称之为邮件客户端）。

FTP - 文件传输协议（File Transfer Protocol）

FTP 负责计算机之间的文件传输。

NTP - 网络时间协议(Network Time Protocol)

NTP 用于在计算机之间同步时间（钟）。

DHCP - 动态主机配置协议（Dynamic host configuration protocol）

DHCP 用于向网络中的计算机分配动态 IP 地址。

SNMP - 简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol）

SNMP 用于计算机网络的管理。

LDAP - 轻量级的目录访问协议（Lightweight Directory Access Protocol）

LDAP 用于从因特网搜集关于用户和电子邮件地址的信息。

ICMP - 因特网消息控制协议（Internet Control Messages Protocol）

ICMP 负责网络中的错误处理。

ARP - 地址解析协议（Address Resolution Protocol）

ARP - 用于通过 IP 来查找基于 IP 地址的计算机网卡的硬件地址。

RARP - 反向地址解析协议（Reverse Address Resolution Protocol）

RARP 用于通过 IP 查找基于硬件地址的计算机网卡的 IP 地址。

BOOTP - 引导协议（BOOTstrapping Protocol）

BOOTP 用于从网络启动计算机。

PPTP - 点对点隧道协议（Point to Point Tunneling Protocol）

PPTP 用于私人网络之间的连接（隧道）。

主要层使用的协议：

网络字节顺序：TCP/IP采用高位先存模式

端口：0-65535，1024以下的端口号保留给预定义的服务，如http使用端口号80。自定义的网络应用程序，端口号必须大于1024。

相关函数：

1 WSAStartup:加载套接字库

2 socket:创建套接字

3 bind:将套接字绑定到本地的某个地址和端口上

4 inet_addr:将一点分十进制格式表示的IP地址转换成一个usigned long 型的值

inet_ntoa：作用跟 inet_addr相反

5 listen:将指定的套接字设置为监听模式

6 accept：接受客户端发送的连接请求

7 send:通过一个已经建立连接的套接字发送数据

8 recv:从一个已连接的套接字接收数据

9 connect:与一个指定的套接字建立连接

10 recvfrom:接收一个数据报信息并保存源地址

11 sendto：向一个特定的目的发放发送数据

12 htons：把一个u_short类型的值从主机字节顺序转换成TCP/IP网络字节顺序

htonl：把一个u_long类型的值从主机字节顺序转换成 TCP/IP网络字节顺序

1.TCP 流式套接字的编程步骤

在使用之前须链接库函数：工程 ->设置->Link-> 输入ws2_32.lib， OK！

服务器端程序：

1 、加载套接字库（ WSAStartup）。

2 、创建套接字（ socket ）。

3 、将套接字绑定到一个本地地址和端口上（ bind）。

4 、将套接字设为监听模式，准备接收客户请求（ listen）。

5 、等待客户请求到来；当请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字（ accept）。

6 、用返回的套接字和客户端进行通信（ send/recv）。

7 、返回，等待另一客户请求。

8 、关闭套接字。

客户端程序：

1 、加载套接字库

2 、创建套接字（ socket ）。

3 、向服务器发出连接请求（ connect）。

4 、和服务器端进行通信（ send/recv）。

5 、关闭套接字。

服务器端代码如下：

#include <Winsock2.h>// 加裁头文件

#include <stdio.h>// 加载标准输入输出头文件

void main()
{
     //1 加载套接字库
     WORD wVersionRequested;//版本号
     WSADATA wsaData;//windows socket数据，包含了版本信息
     int err;
     wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );//版本号1.1
     err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );//加载套接字库
     if ( err != 0 )
     {
          return;
     }
     //判断版本是否一致
     if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )
     {
          WSACleanup();//如果版本不是1.1就终止对套接字库的使用退出
          return;
     }

     //2 创建套接字
     //第1个参数指定地址族
     //第2个参数指定socket类型，SOCK_STREAM指定产生流式套接字
     //第3个参数是与特定的地址族相关的协议，0表示系统会自动选择一个合适协议
     SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

     SOCKADDR_IN addrSrv;
     addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);//INADDR_ANY表示绑定多任意一个地址（某些服务器有多个网卡，所以有多个IP地址），
     addrSrv.sin_family=AF_INET;//TCP/IP协议必须使用AF_INET
     addrSrv.sin_port=htons(6000);//端口

     //3 将套接字绑定到一个本地的地址和端口上
     bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

     //4 将套接字设为监听模式，准备接受客户请求
     listen(sockSrv,5);

     //5 等待客户请求到来
     SOCKADDR_IN addrClient;//接收的客户端的地址信息
     int len=sizeof(SOCKADDR);
     while(1)
     {
          //接受客户的连接请求
          SOCKET sockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
          char sendBuf[100];
          sprintf(sendBuf,"Welcome %s to http://www.sunxin.org",
               inet_ntoa(addrClient.sin_addr));
          //向客户端发送数据
          send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);
          char recvBuf[100];
          //从客户端接收数据
          recv(sockConn,recvBuf,100,0);
          printf("%s\n",recvBuf);
          //当前通信完成，关闭已建立的套接字
          closesocket(sockConn);
     }
}

客户端代码如下：

#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>

void main()
{
     //1 加载套接字库
     WORD wVersionRequested;//版本号
     WSADATA wsaData;//windows socket数据，包含了版本信息
     int err;
     wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );//版本号1.1
     err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );//加载套接字库
     if ( err != 0 )
     {
          return;
     }
     //判断版本是否一致
     if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )
     {
          WSACleanup( );//如果版本不是1.1就终止对套接字库的使用并退出
          return;
     }

     //2 创建套接字库
     //第1个参数指定地址族
     //第2个参数指定socket类型，SOCK_STREAM指定产生流式套接字
    //第3个参数是与特定的地址族相关的协议，0表示系统会自动选择一个合适协议
     SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

     //3 向服务器发出连接请求
     SOCKADDR_IN addrSrv;
     addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");//使用本地回路地址，无论本机是否有网卡，都可以使用该IP地址
     addrSrv.sin_family=AF_INET;//TCP/IP协议必须使用AF_INET
     addrSrv.sin_port=htons(6000);//端口
     connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

     //4 和服务器通信
     char recvBuf[100];
     //接收数据
     recv(sockClient,recvBuf,100,0);
     printf("%s\n",recvBuf);
     //发送数据
     send(sockClient,"This is lisi",strlen("This is lisi")+1,0);

     //5 关闭套接字
     closesocket(sockClient);

     //6 终止对套接字库的使用
     WSACleanup();
}

2.UDP 型套接字。

服务器端（接收端）程序：

1 、创建套接字（ socket ）。

2 、将套接字绑定到一个本地地址和端口上（ bind）。

3 、等待接收数据（ recvfrom ）。

4 、关闭套接字。

客户端（发送端）程序：

1 、创建套接字（ socket ）。

2 、向服务器发送数据（ sendto ）。

3 、关闭套接字。

服务器端代码：

#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>

void main()
{
     //1 加载套接字库
     WORD wVersionRequested;//版本号
     WSADATA wsaData;//windows socket数据，包含了版本信息
     int err;
     wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );//版本号1.1
     err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );//加载套接字库
     if ( err != 0 )
     {
          return;
     }
     //判断版本是否一致
     if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )
     {
          WSACleanup( );//如果版本不是1.1就终止对套接字库的使用并退出
          return;
     }

     //2 创建套接字库
     //第1个参数指定地址族
     //第2个参数指定socket类型，SOCK_DGRAM指定产生数据报套接字
    //第3个参数是与特定的地址族相关的协议，0表示系统会自动选择一个合适协议
     SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

     //3 将套接字绑定到一个本地的地址和端口上
     SOCKADDR_IN addrSrv;
     addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);//INADDR_ANY表示绑定多任意一个地址（某些服务器有多个网卡，所以有多个IP地址），
     addrSrv.sin_family=AF_INET;
     addrSrv.sin_port=htons(6000);//端口
     bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

     //3 等待接收数据（注意基于UDP的网络程序使用的是recvfrom）
     SOCKADDR_IN addrClient;
     int len=sizeof(SOCKADDR);
     char recvBuf[100];
     recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
     printf("%s\n",recvBuf);

     //关闭套接字
     closesocket(sockSrv);
    //终止对套接字库的使用
     WSACleanup();
}

客户端代码：

UDP 的不再加注释了。因为它比 TCP的简单多了。

3. 基于字符界面的聊天程序，用的是 UDP式套接字。

NetSrv代码：

#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>

void main()
{
     //1 加载套接字库
     WORD wVersionRequested;//版本号
     WSADATA wsaData;//windows socket数据，包含了版本信息
     int err;
     wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );//版本号1.1
     err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );//加载套接字库
     if ( err != 0 )
     {
          return;
     }
     //判断版本是否一致
     if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )
     {
          WSACleanup( );//如果版本不是1.1就终止对套接字库的使用并退出
          return;
     }

     //2 创建套接字库
     //第1个参数指定地址族
     //第2个参数指定socket类型，SOCK_DGRAM指定产生数据报套接字
    //第3个参数是与特定的地址族相关的协议，0表示系统会自动选择一个合适协议
     SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

     //3 将套接字绑定到一个本地的地址和端口上
     SOCKADDR_IN addrSrv;
     addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);//INADDR_ANY表示绑定多任意一个地址（某些服务器有多个网卡，所以有多个IP地址）
     addrSrv.sin_family=AF_INET;
     addrSrv.sin_port=htons(6000);//端口
     bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

     char recvBuf[100];
     char sendBuf[100];
     char tempBuf[200];
     SOCKADDR_IN addrClient;
     int len=sizeof(SOCKADDR);
     while(1)
     {
          //等待并接收数据
          recvfrom(sockSrv,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);
          if('q'==recvBuf[0])
          {
               //第一个字符是q，表示要退出聊天程序，于是给对方也发送一个q
               sendto(sockSrv,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR*)&addrClient,len);
               printf("Chat end!\n");
               break;//退出循环
          }

          sprintf(tempBuf,"%s say : %s",inet_ntoa(addrClient.sin_addr),recvBuf);
          printf("%s\n",tempBuf);

          //发送数据
          printf("Please input data:\n");
          gets(sendBuf);
          sendto(sockSrv,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrClient,len);
     }
     closesocket(sockSrv);//关闭套接字
     WSACleanup();//结束套接字库的使用
}

NetClient代码：

#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>

void main()
{
     //1 加载套接字库
     WORD wVersionRequested;//版本号
     WSADATA wsaData;//windows socket数据，包含了版本信息
     int err;
     wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );//版本号1.1
     err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
     if ( err != 0 )
     {
          return;
     }
     //判断版本是否一致
     if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )
     {
          WSACleanup( );//如果版本不是1.1就终止对套接字库的使用并退出
          return;
     }

     //2 创建套接字库
     //第1个参数指定地址族
     //第2个参数指定socket类型，SOCK_DGRAM指定产生数据报套接字
    //第3个参数是与特定的地址族相关的协议，0表示系统会自动选择一个合适协议
     SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

     SOCKADDR_IN addrSrv;
     addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");
     addrSrv.sin_family=AF_INET;
     addrSrv.sin_port=htons(6000);

     char recvBuf[100];
     char sendBuf[100];
     char tempBuf[200];

     int len=sizeof(SOCKADDR);

     while(1)
     {
          printf("Please input data:\n");
          gets(sendBuf);
          //发送数据
          sendto(sockClient,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,
               (SOCKADDR*)&addrSrv,len);
          //接收数据
          recvfrom(sockClient,recvBuf,100,0,(SOCKADDR*)&addrSrv,&len);
          if('q'==recvBuf[0])
          {
               sendto(sockClient,"q",strlen("q")+1,0,
                    (SOCKADDR*)&addrSrv,len);
               printf("Chat end!\n");
               break;
          }
          sprintf(tempBuf,"%s say : %s",inet_ntoa(addrSrv.sin_addr),recvBuf);
          printf("%s\n",tempBuf);

     }
     closesocket(sockClient);//关闭套接字
     WSACleanup();//结束套接字库的使用
}

4. 如何添加新的工程？

首先选择中 Build工具栏，然后在工程管理器上点击右键，选择增加新的工程即可。