《C++socket编程详解》.doc

Visual C++网络编程概述 Visual C++（后面简写为VC）网络编程是指用户使用MFC类库（微软基础类库）在VC编译器中编写程序，以实现网络应用。用户通过VC编程实现的网络软件可以在网络中不同的计算机之间互传文件、图像等信息。本章将向用户介绍基于Windows操作系统的网络编程基础知识，其开发环境是VC。在VC编译器中，使用Windows Socket进行网络程序开发是网络编程中非常重要的一部分。 1.1 网络基础知识 如果用户要进行VC网络编程，则必须首先了解计算机网络通信的基本框架和工作原理。在两台或多台计算机之间进行网络通信时，其通信的双方还必须遵循相同的通信原则和数据格式。本节将向用户介绍OSI七层网络模型、TCP/IP协议以及C/S编程模型。 1.1.1 OSI七层网络模型 OSI网络模型是一个开放式系统互联的参考模型。通过这个参考模型，用户可以非常直观地了解网络通信的基本过程和原理。OSI参考模型如图1.1所示。 图1.1 OSI七层网络模型 用户从OSI网络模型可以很直观地看到，网络数据从发送方到达接收方的过程中，数据的流向以及经过的通信层和相应的通信协议。事实上在网络通信的发送端，其通信数据每到一个通信层，都会被该层协议在数据中添加一个包头数据。而在接收方恰好相反，数据通过每一层时都会被该层协议剥去相应的包头数据。用户也可以这样理解，即网络模型中的各层都是对等通信。在OSI七层网络模型中，各个网络层都具有各自的功能，如表1.1所示。 表1.1 各网络层的功能 协 议 层 名 功 能 概 述 物理硬件层 表示计算机网络中的物理设备。常见的有计算机网卡等 数据链路层 将传输数据进行压缩与加压缩 网络层 将传输数据进行网络传输 数据传输层 进行信息的网络传输 会话层 建立物理网络的连接 表示层 将传输数据以某种格式进行表示 应用层 应用程序接口 (注意：在表1.1中列出了OSI七层网络模型中各层的基本功能概述。用户根据这些基本的功能概述会对该网络模型有一个比较全面的认识。 1.1.2 TCP/IP协议 TCP/IP协议实际上是一个协议簇，其包括了很多协议。例如，FTP（文本传输协议）、SMTP（邮件传输协议）等应用层协议。TCP/IP协议的网络模型只有4层，包括数据链路层、网络层、数据传输层和应用层，如图1.2所示。 在TCP/IP网络编程模型中，各层的功能如表1.2所示。 表1.2 TCP/IP网络协议各层功能 协 议 层 名 功 能 概 述 数据链路层 网卡等网络硬件设备以及驱动程序 网络层 IP协议等互联协议 数据传输层 为应用程序提供通信方法，通常为TCP、UDP协议 应用层 负责处理应用程序的实际用于层协议 在数据传输层中，包括了TCP和UDP协议。其中，TCP协议是基于面向连接的可靠的通信协议。其具有重发机制，即当数据被破坏或者丢失时，发送方将重发该数据。而UDP协议是基于用户数据报协议，属于不可靠连接通信的协议。例如，当用户使用UDP协议发送一条消息时，并不知道该消息是否已经到达接收方，或者在传输过程中数据已经丢失。但是在即时通信中，UDP协议在对一些对时间要求较高的网络数据传输方面有着重要的 作用。 1.1.3 C/S编程模型 C/S编程模型是基于可靠连接的通信模型。在通信的双方必须使用各自的IP地址以及端口进行通信。否则，通信过程将无法实现。通常情况下，当用户使用C/S模型进行通信时，其通信的任意一方称为客户端，则另一方称为服务器端。 服务器端等待客户端连接请求的到来，这个过程称为监听过程。通常，服务器监听功能是在特定的IP地址和端口上进行。然后，客户端向服务器发出连接请求，服务器响应该请求则连接成功。否则，客户端的连接请求失败。C/S编程模型如图1.3所示。 图1.3 C/S编程模型 由于客户端连接服务器时，需要使用服务器的IP地址和监听端口号才能完成连接。所以，服务器的IP地址和端口必须是固定的。在这里，向用户介绍部分协议所使用的端口号码。例如，HTTP协议（网页浏览服务）所使用的端口号为80，FTP协议（文本传输）所使用的端口号是21。 (注意：用户在实际编程中，通信双方的连接以及数据通信均是基于Socket（套接字）进行的。 1.2 网络编程基础 网络应用程序可以使用MFC中封装的套接字类进行编程，也可以使用Windows API函数进行程序开发。相比较而言，MFC网络编程较简单一点，用户使用也非常方便。但是，使用MFC相关类编程会使用户对网络通信中的基本原理没有清晰的认识。而使用Windows API函数则恰好相反，可以使用户熟悉网络通信的基本原理。 1.2.1 Sockets套接字 用户在Windows中编写