C++ 实现socket通信(TCP/IP)实例

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       首先声明,博主之前从来没有写过通信方面的东西,这次之所以写这个是因为项目需要,因此本文主要介绍一个使用C++语言及Socket来实现TCP/IP通信的实例,希望可以帮助入门者。

一、什么是TCP/IP?

        TCP提供基于IP环境下的数据可靠性传输,事先需要进行三次握手来确保数据传输的可靠性。详细的博主不再赘述,感兴趣的朋友可以去search一下。

二、什么是socket?    

        socket顾名思义就是套接字的意思,用于描述地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通过socket向网络发出请求或者回应。

        socket编程有三种,流式套接字(SOCK_STREAM),数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW),前两者较常用。基于TCP的socket编程是流式套接字。

三、client/server即C/S模式:

       TCP/IP通信中,主要是进行C/S交互。废话不多说,下面看看具体交互内容:

       服务端:建立socket,申明自身的port和IP,并绑定到socket,使用listen监听,然后不断用accept去查看是否有连接。如果有,捕获socket,并通过recv获取消息的内容,通信完成后调用closeSocket关闭这个对应accept到的socket。如果不需要等待任何客户端连接,那么用closeSocket直接关闭自身的socket。

        客户端:建立socket,通过端口号和地址确定目标服务器,使用Connect连接到服务器,send发送消息,等待处理,通信完成后调用closeSocket关闭socket。

四、编程步骤

1、server端

(1)加载套接字库,创建套接字(WSAStartup()/socket());

#include<winsock.h>#pragma comment(lib,"ws2_32.lib") void initialization(); int main(){  //创建套接字  s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   }    void initialization() {	//初始化套接字库	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号	WSADATA wsadata;	int err;	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);	if (err != 0) {		cout << "初始化套接字库失败!" << endl;	}	else {		cout << "初始化套接字库成功!" << endl;	}	//检测版本号	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {		cout << "套接字库版本号不符!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "套接字库版本正确!" << endl;	}	//填充服务端地址信息}

 (2)绑定套接字到一个IP地址和一个端口上(bind());

server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);server_addr.sin_port = htons(5010);

   (3)将套接字设置为监听模式等待连接请求(listen());

//设置套接字为监听状态if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) {	cout << "设置监听状态失败!" << endl;	WSACleanup();}else {	cout << "设置监听状态成功!" << endl;}cout << "服务端正在监听连接,请稍候...." << endl;

   (4)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());

//接受连接请求len = sizeof(SOCKADDR);s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR *)&accept_addr, &len);if (s_accept == SOCKET_ERROR) {  cout << "连接失败!" << endl;  WSACleanup();  return 0;}  cout << "连接建立,准备接受数据" << endl;

    (5)用返回的套接字和客户端进行通信(send()/recv());

//接收数据while (1) {	recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);	if (recv_len < 0)        {	  cout << "接受失败!" << endl;	  break;	}	else         {	  cout << "客户端信息:" << recv_buf << endl;	}	cout << "请输入回复信息:";	cin >> send_buf;	send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);	if (send_len < 0)         {	  cout << "发送失败!" << endl;	  break;	}}

    (6)返回,等待另一个连接请求;

  (7)关闭套接字,关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup());

//关闭套接字closesocket(s_server);closesocket(s_accept);//释放DLL资源WSACleanup();return 0;

     2、Client端

    (1)加载套接字库,创建套接字(WSAStartup()/socket);

#include<winsock.h>#pragma comment(lib,"ws2_32.lib") void initialization(); int main(){//创建套接字s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); } void initialization() {	//初始化套接字库	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号	WSADATA wsadata;	int err;	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);	if (err != 0) {		cout << "初始化套接字库失败!" << endl;	}	else {		cout << "初始化套接字库成功!" << endl;	}	//检测版本号	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {		cout << "套接字库版本号不符!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "套接字库版本正确!" << endl;	}	//填充服务端地址信息 }

   (2)向服务器发出连接请求(connect());

if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {		cout << "服务器连接失败!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "服务器连接成功!" << endl;	}

  (3)和服务器进行通信(send()/recv());

//发送,接收数据	while (1) {		cout << "请输入发送信息:";		cin >> send_buf;		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);		if (send_len < 0) {			cout << "发送失败!" << endl;			break;		}		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);		if (recv_len < 0) {			cout << "接受失败!" << endl;			break;		}		else {			cout << "服务端信息:" << recv_buf << endl;		} 	}

   (4)关闭套接字,关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup())

//关闭套接字	closesocket(s_server);	//释放DLL资源	WSACleanup();

五、Windows下基于VS2017实现的socket简单实例(TCP/IP)

(1)server端代码

#include "pch.h"#include<iostream>#include<winsock.h>#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")using namespace std;void initialization();int main() {	//定义长度变量	int send_len = 0;	int recv_len = 0;	int len = 0;	//定义发送缓冲区和接受缓冲区	char send_buf[100];	char recv_buf[100];	//定义服务端套接字,接受请求套接字	SOCKET s_server;	SOCKET s_accept;	//服务端地址客户端地址	SOCKADDR_IN server_addr;	SOCKADDR_IN accept_addr;	initialization();	//填充服务端信息	server_addr.sin_family = AF_INET;	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);	server_addr.sin_port = htons(5010);	//创建套接字	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);	if (bind(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {		cout << "套接字绑定失败!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "套接字绑定成功!" << endl;	}	//设置套接字为监听状态	if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) {		cout << "设置监听状态失败!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "设置监听状态成功!" << endl;	}	cout << "服务端正在监听连接,请稍候...." << endl;	//接受连接请求	len = sizeof(SOCKADDR);	s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR *)&accept_addr, &len);	if (s_accept == SOCKET_ERROR) {		cout << "连接失败!" << endl;		WSACleanup();		return 0;	}	cout << "连接建立,准备接受数据" << endl;	//接收数据	while (1) {		recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);		if (recv_len < 0) {			cout << "接受失败!" << endl;			break;		}		else {			cout << "客户端信息:" << recv_buf << endl;		}		cout << "请输入回复信息:";		cin >> send_buf;		send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);		if (send_len < 0) {			cout << "发送失败!" << endl;			break;		}	}	//关闭套接字	closesocket(s_server);	closesocket(s_accept);	//释放DLL资源	WSACleanup();	return 0;}void initialization() {	//初始化套接字库	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号	WSADATA wsadata;	int err;	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);	if (err != 0) {		cout << "初始化套接字库失败!" << endl;	}	else {		cout << "初始化套接字库成功!" << endl;	}	//检测版本号	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {		cout << "套接字库版本号不符!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "套接字库版本正确!" << endl;	}	//填充服务端地址信息 }

(2)client端:

#include "pch.h"#include<iostream>#include<winsock.h>#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")using namespace std;void initialization();int main() {	//定义长度变量	int send_len = 0;	int recv_len = 0;	//定义发送缓冲区和接受缓冲区	char send_buf[100];	char recv_buf[100];	//定义服务端套接字,接受请求套接字	SOCKET s_server;	//服务端地址客户端地址	SOCKADDR_IN server_addr;	initialization();	//填充服务端信息	server_addr.sin_family = AF_INET;	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");	server_addr.sin_port = htons(1234);	//创建套接字	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);	if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {		cout << "服务器连接失败!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "服务器连接成功!" << endl;	} 	//发送,接收数据	while (1) {		cout << "请输入发送信息:";		cin >> send_buf;		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);		if (send_len < 0) {			cout << "发送失败!" << endl;			break;		}		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);		if (recv_len < 0) {			cout << "接受失败!" << endl;			break;		}		else {			cout << "服务端信息:" << recv_buf << endl;		} 	}	//关闭套接字	closesocket(s_server);	//释放DLL资源	WSACleanup();	return 0;}void initialization() {	//初始化套接字库	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号	WSADATA wsadata;	int err;	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);	if (err != 0) {		cout << "初始化套接字库失败!" << endl;	}	else {		cout << "初始化套接字库成功!" << endl;	}	//检测版本号	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {		cout << "套接字库版本号不符!" << endl;		WSACleanup();	}	else {		cout << "套接字库版本正确!" << endl;	}	//填充服务端地址信息 }

注:对于入门级别学习的同学一些使用指导,想要让这俩程序跑起来,如果只有一台电脑,那么只需要在一台电脑上VS中创建两个不同的控制台应用程序,然后把server和client代码分别copy到这俩新建项目的主程序中,直接运行即可。

六、运行结果显示

(1)server端

(2)client端

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