目錄

socket

頭文件

延遲時(shí)間

通信協(xié)議地址

TCP/IP

服務(wù)端

客戶端

編程步驟

服務(wù)端

客戶端

編程步驟

1. 初始化 WSAStartup

2. 創(chuàng)建 socket

2.1 協(xié)議族

2.2 socket 類(lèi)型

2.3 協(xié)議

3. 綁定 bind （服務(wù)端）

4. 監(jiān)聽(tīng) listen（服務(wù)端）

5. 請(qǐng)求連接 connect（客戶端）

6. 接收請(qǐng)求 accept（服務(wù)端）

7. 發(fā)送數(shù)據(jù) send（客戶端）

8. 接收數(shù)據(jù) recv（服務(wù)端）

9. 關(guān)閉 closesocket

10. 停止使用 WSACleanup

實(shí)例

服務(wù)端

客戶端

異常

socket

????用于描述地址和端口，是一個(gè)通信鏈句柄。

????套接字編程有三種：

1. 流式套接字（SOCK_STREAM）：面向連接，準(zhǔn)確無(wú)誤，但效率慢，要求數(shù)據(jù)正確性。

2. 數(shù)據(jù)報(bào)套接字（SOCK_DGRAM）：無(wú)連接，只傳輸，無(wú)數(shù)據(jù)校驗(yàn)、效率高。

頭文件

#include <WinSock2.h>
#include <WS2tcpip.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

延遲時(shí)間

struct timeval {
        long    tv_sec;         /* seconds */
        long    tv_usec;        /* microseconds */
};

• tv_sec : 毫秒；

• tx_usec : 微妙。

通信協(xié)議地址

#include <netinet/in.h>

// ipv4
struct sockaddr_in
{
    sa_family_t sin_family; // 地址族（Address Family)
    uint16_t sin_port; // 16位TCP/UDP端口號(hào)
    struct in_addr sin_addr; // 32位 IP地址
    char sin_zero[8]; // 不使用
}

struct in_addr
{
    In_addr_t s_addr; // 32位 IPv4地址
}

• sin_port、sin_addr : 必須是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序（NBO）；

• 一般可視化數(shù)字 : 主機(jī)字節(jié)序（HBO）;

• 該結(jié)構(gòu)體解決了 sockaddr（sin_family、sa_data[14]） 的缺陷：把目標(biāo)地址和端口信息混合在一起；

• sockaddr_in 是 internet 環(huán)境下套接字的地址形式；

補(bǔ)充如下：

// ipv6
struct sockaddr_in6 { 
    sa_family_t     sin6_family;   /* AF_INET6 */ 
    in_port_t       sin6_port;     /* port number */ 
    uint32_t        sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ 
    struct in6_addr sin6_addr;     /* IPv6 address */ 
    uint32_t        sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ 
};
struct in6_addr { 
    unsigned char   s6_addr[16];   /* IPv6 address */

TCP/IP

????客戶端向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器接收請(qǐng)求后，提供相應(yīng)的服務(wù)。

服務(wù)端

????建立 socket，聲明自身的端口號(hào)和地址并綁定到 socket，使用 listen 打開(kāi)監(jiān)聽(tīng)，然后不斷用 accept 去查看是否有連接，有就捕獲 socket，并通過(guò) recv 獲取消息的內(nèi)容，通信完成后調(diào)用 closeSocket 關(guān)閉這個(gè)對(duì)應(yīng) accept 到的 socket ，如果不再需要等待則 closeSocket 關(guān)閉自身 socket。

客戶端

????建立 socket，通過(guò)端口號(hào)和地址確定目標(biāo)服務(wù)器，使用 Connect 連接到服務(wù)器，send 發(fā)送消息，等待處理，通信完成后調(diào)用 closeSocket 關(guān)閉 socket。

編程步驟

服務(wù)端

1、加載套接字庫(kù)，創(chuàng)建套接字（WSAStartup() / socket() ）;

2、綁定套接字到一個(gè) IP 地址和一個(gè)端口上（ bind() ）;

3、將套接字設(shè)置為監(jiān)聽(tīng)模式等待連接請(qǐng)求（ listen() ）;

4、請(qǐng)求到后，接收連接請(qǐng)求，返回一個(gè)新的對(duì)應(yīng)于此連接的套接字（ accept() ）;

5、用返回的套接字和客戶端進(jìn)行通信（send() / recv()）;

6、返回，等待另一個(gè)連接請(qǐng)求；

7、關(guān)閉套接字，關(guān)閉加載的庫(kù)（closeSocket() / WSACleanup()）。

客戶端

1、加載套接字庫(kù)，創(chuàng)建套接字（WSAStartup() / socket()）；

2、向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求（connect()）；

3、和服務(wù)器進(jìn)行通信（send() / recv()）；

4、關(guān)閉套接字，關(guān)閉加載的套接字庫(kù)（closesocket() / WSACleanup()）；

編程步驟

1. 初始化 WSAStartup

????WSAStartup 必須是第一個(gè) Windows 套接字函數(shù)。它允許指定 Windows 套接字版本，并檢索特定 Windows 套接字實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)信息。

int WSAAPI WSAStartup(
  [in]  WORD      wVersionRequested, // 版本2.2 —— 0x0202 —— MAKEWORD(2,2)
  [out] LPWSADATA lpWSAData
);

• [in] wVersionRequested

  調(diào)用方可以使用的最高版本的 Windows 套接字規(guī)范。 高順序字節(jié)指定次要版本號(hào);低順序字節(jié)指定主版本號(hào)。

• [out] lpWSAData

  指向?WSADATA?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，該結(jié)構(gòu)用于接收 Windows 套接字實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)信息。

  如果?WSADATA?結(jié)構(gòu)的?wVersion?成員對(duì)調(diào)用方不可接受的，則應(yīng)用程序或 DLL 應(yīng)調(diào)用?WSACleanup?來(lái)釋放 Winsock DLL 資源，并且無(wú)法初始化 Winsock 應(yīng)用程序。

2. 創(chuàng)建 socket

????創(chuàng)建的 socket 默認(rèn)是一個(gè)主動(dòng)類(lèi)型的。

SOCKET socket(
    int domain, // 協(xié)議族
    int type, // socket 類(lèi)型
    int protocol // 協(xié)議類(lèi)型
);

2.1 協(xié)議族

????domain，指明通信域，決定了 socket 的地址類(lèi)型。

2.2 socket 類(lèi)型

????type，指定通信類(lèi)型，常用的有 SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM。

2.3 協(xié)議

????protocol，指定協(xié)議，對(duì)于 TCP 可指定為 IPPROTO_TCP，UDP 可為 IPPROTO_UDP。?

3. 綁定 bind （服務(wù)端）

int bind(
    SOCKET sockfd, // 創(chuàng)建的 socket
    const struct sockaddr_in *addr, // 通信協(xié)議地址
    socklen_t addrlen // 對(duì)應(yīng)協(xié)議地址的長(zhǎng)度
);

4. 監(jiān)聽(tīng) listen（服務(wù)端）

????將 socket 變?yōu)楸粍?dòng)類(lèi)型的，等待客戶端的連接請(qǐng)求。

int listen(
    SOCKET sockfd, // 監(jiān)聽(tīng)的 socket 描述字
    int backlog // 相應(yīng) socket 可排隊(duì)的最大連接個(gè)數(shù)
);

5. 請(qǐng)求連接 connect（客戶端）

int connect(
    SOCKET sockfd, // 連接的 socket 描述字
    const struct sockaddr_in *addr, // 通信協(xié)議地址 
    socklen_t addrlen // socket 地址長(zhǎng)度
);

????通信協(xié)議地址賦值：

• 賦值地址：

  • inet_pton(AF_INET, “127.0.0.1”, &addr.sin_addr)；

  • addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(“127.0.0.1”);

• 賦值端口：

  • addr.sin_port = htons(8008);

6. 接收請(qǐng)求 accept（服務(wù)端）

SOCKET accept(
    SOCKET sockfd, // 服務(wù)器的 socket 描述字，監(jiān)聽(tīng) socket 描述字
    struct sockaddr_in *addr, // 通信協(xié)議地址
    socklen_t *addrlen // 協(xié)議地址的長(zhǎng)度
);

• 返回值是一個(gè)由內(nèi)核自動(dòng)生成的全新 socket 描述字，代表與返回客戶端的 TCP 連接。

7. 發(fā)送數(shù)據(jù) send（客戶端）

int WSAAPI send(
  [in] SOCKET     sockfd, // 連接的 socket 描述字
  [in] const char *sendbuf, // 發(fā)送的多字節(jié)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
  [in] int        buflen, // 發(fā)送多字節(jié)長(zhǎng)度
  [in] int        flags // 指定進(jìn)行調(diào)用的方式
);

// Linux
// read()

• buflen :

  • 大于發(fā)送緩沖區(qū)的長(zhǎng)度，返回 SOCKET_ERROR；

  • 小于或等于時(shí)，send 先檢查協(xié)議是否在發(fā)送 socket 數(shù)據(jù)，是則等待發(fā)送完，否則就進(jìn)行比較 socket 發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間：

    • 大于剩余空間大小，則一直等待 socket 發(fā)送完；

    • 小于剩余空間大小，則將 sendbuf 數(shù)據(jù) copy 到剩余空間中。

• flags :

8. 接收數(shù)據(jù) recv（服務(wù)端）

int WSAAPI recv(
  [in] SOCKET     sockfd, // 標(biāo)識(shí)連接的 socket 描述字
  [in] const char *recvbuf, // 接收的多字節(jié)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
  [in] int        buflen, // 接收的多字節(jié)長(zhǎng)度
  [in] int        flags // 指定進(jìn)行調(diào)用的方式
);

// Linux
// read()

• recvbuf : 接收數(shù)據(jù)之前，必須 memset 進(jìn)行清空，接收的數(shù)據(jù)不一定填滿空間；

• 返回值：

  • 未發(fā)生錯(cuò)誤，則將返回接收到的字符數(shù)，recvbuf 指向的緩沖區(qū)將包含接收的數(shù)據(jù)；

  • 如果連接已正常關(guān)閉，則返回 0；

  • 否則返回 SOCKET_ERROR ，通過(guò)調(diào)用?WSAGetLastError?來(lái)檢索特定的錯(cuò)誤代碼。

錯(cuò)誤代碼：recv 函數(shù) (winsock2.h) - Win32 apps | Microsoft Learn

9. 關(guān)閉 closesocket

int closesocket(
  [in] SOCKET s
);

• 返回：

  • 無(wú)異常，返回 0 ；

  • 否則將返回一個(gè) SOCKET_ERROR 值：

    錯(cuò)誤代碼	意義
    WSANOTINITIALISED	未初始化調(diào)用?WSAStartup
    WSAENETDOWN	網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)出現(xiàn)故障
    WSAENOTSOCK	描述符不是套接字
    WSAEINPROGRESS	阻止 Windows 套接字 1.1 調(diào)用正在進(jìn)行中，或者服務(wù)提供商仍在處理回調(diào)函數(shù)。
    WSAEINTR	（阻止）Windows Socket 1.1 調(diào)用已通過(guò)?WSACancelBlockingCall?取消。
    WSAEWOULDBLOCK	套接字標(biāo)記為非阻塞，但延遲結(jié)構(gòu)的?l_onoff?成員設(shè)置為非零，l_linger?成員的延遲結(jié)構(gòu)設(shè)置為非零超時(shí)值。

補(bǔ)充：close 標(biāo)記 TCP socket 為已關(guān)閉，不可作為讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的第一個(gè)參數(shù)：

// Linux
#include <unistd.h>
int close(int fd);

注意：close 只是使 socket 描述字的引用計(jì)數(shù) -1，當(dāng)引用計(jì)數(shù)為 0 才會(huì)觸發(fā) TCP 客戶端向服務(wù)器發(fā)送終止連接請(qǐng)求。

10. 停止使用 WSACleanup

int WSACleanup();

• 返回值：

  • 無(wú)異常返回 0；

  • 否則，返回 SOCKET_ERROR 值，調(diào)用 ?WSAGetLastError?來(lái)檢索特定的錯(cuò)誤代碼。

    錯(cuò)誤代碼	意義
    WSANOTINITIALISED*	未初始化調(diào)用?WSAStartup
    WSAENETDOWN	網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)出現(xiàn)故障
    WSAEINPROGRESS	阻止 Windows 套接字 1.1 調(diào)用正在進(jìn)行中，或者服務(wù)提供商仍在處理回調(diào)函數(shù)。

實(shí)例

服務(wù)端

#include <stdio.h>  
#include <winsock2.h>  

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  

int main(int argc, char* argv[])  
{  
    //初始化WSA  
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2);  
    WSADATA wsaData;  
    if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData)!=0)  
    {  
        return 0;  
    }  

    //創(chuàng)建套接字  
    SOCKET slisten = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);  
    if(slisten == INVALID_SOCKET)  
    {  
        printf("socket error !");  
        return 0;  
    }  

    //綁定IP和端口  
    sockaddr_in sin;  
    sin.sin_family = AF_INET;  
    sin.sin_port = htons(8888);  
    sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;   
    if(bind(slisten, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)  
    {  
        printf("bind error !");  
    }  

    //開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)  
    if(listen(slisten, 5) == SOCKET_ERROR)  
    {  
        printf("listen error !");  
        return 0;  
    }  

    //循環(huán)接收數(shù)據(jù)  
    SOCKET sClient;  
    sockaddr_in remoteAddr;  
    int nAddrlen = sizeof(remoteAddr);  
    char revData[255];   
    while (true)  
    {  
        printf("等待連接...\n");  
        sClient = accept(slisten, (SOCKADDR *)&remoteAddr, &nAddrlen);  
        if(sClient == INVALID_SOCKET)  
        {  
            printf("accept error !");  
            continue;  
        }  
        printf("接受到一個(gè)連接：%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));  

        //接收數(shù)據(jù)  
        int ret = recv(sClient, revData, 255, 0);         
        if(ret > 0)  
        {  
            revData[ret] = 0x00;  
            printf(revData);  
        }  

        //發(fā)送數(shù)據(jù)  
        const char * sendData = "你好，TCP客戶端！\n";  
        send(sClient, sendData, strlen(sendData), 0);  
        closesocket(sClient);  
    }  

    closesocket(slisten);  
    WSACleanup();  
    return 0;  
} 

客戶端

#include<WINSOCK2.H>
#include<STDIO.H>
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main()
{
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);
    WSADATA data;
    if(WSAStartup(sockVersion, &data)!=0)
    {
        return 0;
    }
    while(true){
        SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
        if(sclient == INVALID_SOCKET)
        {
            printf("invalid socket!");
            return 0;
        }

        sockaddr_in serAddr;
        serAddr.sin_family = AF_INET;
        serAddr.sin_port = htons(8888);
        serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
        if(connect(sclient, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR)
        {  //連接失敗 
            printf("connect error !");
            closesocket(sclient);
            return 0;
        }

        string data;
        cin>>data;
        const char * sendData;
        sendData = data.c_str();   //string轉(zhuǎn)const char* 
        //char * sendData = "你好，TCP服務(wù)端，我是客戶端\n";
        send(sclient, sendData, strlen(sendData), 0);
        //send()用來(lái)將數(shù)據(jù)由指定的socket傳給對(duì)方主機(jī)
        //int send(int s, const void * msg, int len, unsigned int flags)
        //s為已建立好連接的socket，msg指向數(shù)據(jù)內(nèi)容，len則為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，參數(shù)flags一般設(shè)0
        //成功則返回實(shí)際傳送出去的字符數(shù)，失敗返回-1，錯(cuò)誤原因存于error 

        char recData[255];
        int ret = recv(sclient, recData, 255, 0);
        if(ret>0){
            recData[ret] = 0x00;
            printf(recData);
        } 
        closesocket(sclient);
    }

    WSACleanup();
    return 0;    
} 

異常

• undefined reference to '_imp_WSAStartup‘

  解決方案：vs 屬性工具 -> 編譯選項(xiàng) -> 鏈接器命令行 -> 命令添加 -lwsock32。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-632550.html

到了這里，關(guān)于c++: websocket 客戶端與服務(wù)端之間的連接交互的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！