tcp_ip課程設計

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文檔簡介

1、　　計算機學院計算機科學與技術專業(yè)　　《網(wǎng)絡工程案例教學及綜合實踐》報告　?。?012/2013學年第一學期）　　學生姓名： 　　學生班級： 　　學生學號： </p&

2、gt;　　指導教師： 　　2013年1月3日　　目錄　　一.設計目的：1　　二.設計內(nèi)容：

3、1　　三.原理分析：1　　3.1套接字的概念：1　　3.2 WinSock應用程序接口：2　　3.3 工作模型2　　總體設計：2</b&g

4、t;　　4.1基于TCP（面向連接）的Socket編程3　　4.2基于UDP（面向無連接）的socket編程4　　五.詳細設計:4　　六.運行結果：12　　一.設計目

5、的：　　理解客戶機/服務器模型的工作原理；　　掌握套接字的概念；　　掌握基于套接字的面向連接和無連接客戶機/服務器程序的設計原理和相關的WinSock API函數(shù)；　　掌握基于TCP和UDP的程序設計方法。<

6、/p>　　二.設計內(nèi)容：　　基于TCP的應用編程：編寫一個Client/Server程序?qū)?，服務器程序負責接收客戶機進程的連接請求，并在服務器進程與客戶機進程之間建立通信連接，然后接收客戶機進程的傳送數(shù)據(jù)并將其顯示在服務器端，同時將歡迎信息發(fā)送給客戶機進程，最后關閉該客戶機進程的連接；客戶機進程首先提出對指定服務器的連接請求，建立

7、連接后向服務器進程發(fā)送已經(jīng)建立連接的數(shù)據(jù)信息，同時接收服務器進程發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并顯示在客戶端。采用WinSock API實現(xiàn)代碼。　　基于UDP的應用編程：實現(xiàn)一個基于UDP的客戶機/服務器程序，通過設定不同的命令行參數(shù)來確定應用進程的不同角色，即充當客戶機進程還是服務器進程。當兩個進程運行后，彼此之間可以輪流發(fā)送消息，對方接收后顯示出來。<b&g

8、t;　　三.原理分析：　　3.1套接字的概念：　　套接字（Socket） 1. Socket的出現(xiàn)，使得程序員可以很方便的訪問TCP/IP，從而開發(fā)各種網(wǎng)絡應用的程序 2. 套接字存在于通信區(qū)域中，通信區(qū)域也叫地址族，他是一個抽象的概念，主要用于通過套接字通信的進程的共有特性綜合在一起。套接字通常只與同一個區(qū)域的套接字交換數(shù)據(jù)。

9、套接字的類型 1. 流式套接字（SOCK_STREAM）提供面向連接的，可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務，數(shù)據(jù)無差錯，無重復的發(fā)送，且按發(fā)送的順序接收，基于TCP協(xié)議；2. 數(shù)據(jù)保式套接字(SOCK_DGRAM) 提供無連接的服務，數(shù)據(jù)包以獨立包形式發(fā)送，不提供無錯誤的保證，數(shù)據(jù)可能丟失或重復，且接收順序混亂，基于UDP協(xié)議。　　3.2 WinSock應用程序接口：<

10、;p>　　WinSock是一個基于套接字模型的API(應用程序接口)，在Microsoft Windows操作系統(tǒng)類中使用。它在Berkekley接口函數(shù)的基礎上，還增加了基于消息驅(qū)動機制的Windows擴展函數(shù)。其中WinSock 1.1只支持TCP/IP網(wǎng)絡，WinSock2.0則增加了對更多協(xié)議的支持。WinSock包括以下3類的函數(shù):　　1.WinSock API包含的Berkel

11、ey Socket函數(shù)。這類函數(shù)分兩部分，其一是用于網(wǎng)絡I/P的函數(shù)；其二是不涉及網(wǎng)絡I/O，在本地端完成的函數(shù)。　　2.檢索有關域名，通信服務和協(xié)議等Internet信息的數(shù)據(jù)庫函數(shù)。　　3.Berkekley Socket API的Windows轉用的擴展函數(shù)。　　3.3 工作模型</

12、b>　　網(wǎng)絡應用程序一般是以客戶機/服務器的模型的方式工作的。而因特網(wǎng)便是客戶機/服務器模型的一個典型應用。在這種工作方式中，一個服務器程序通常事先啟動，并在一個熟知端口偵聽對服務器的請求，如FTP服務器，Web服務器等。當客戶機應用程序需要某種服務時，需向提供這種服務的服務器發(fā)出請求，服務器在接收到請求后，向客戶機發(fā)出相應請求信息。這樣客戶機應用程序和服務器程序之間便建立了通信連接，此后

13、可以進行數(shù)據(jù)通信。通信任務完成后需要關閉它們之間的通信連接?；赥CP（面向連接）和基于UDP（面向非連接）應用程序的工作流程如下所示：　　四.總體設計：　　4.1基于TCP（面向連接）的Socket編程：服務器端順序： 1. 加載套接字庫 2. 創(chuàng)建套接字（socket） 3. 將套接字綁定到一個本地地址和

14、端口上（bind） 4. 將套接字設為監(jiān)聽模式，準備接收客戶請求（listen） 5. 等待客戶請求的到來；當請求帶來后，接受連接請求，返回一個新的對應于此次連接的套接字（accept） 6. 用返回的套接字和客戶端進行通信（send/recv） 7. 返回，等待另一個客戶請求 8. 關閉套接字(closesocket) 客戶端程序： 1. 加載套接字庫 2. 創(chuàng)建套接字(socket) 3. 向服務器發(fā)送連接請求（c

15、onnect） 4. 和服務器端進行通信(send/receive) 5. 關閉套接字(closesocket) 4.2基于UDP（面向無連接）的socket編程：服務器端（接收端）程序： 1. 加載套接字庫 2. 創(chuàng)建套接字（socket） 3. 將套接字綁定到一個本地地址和端口上（bind） 4. 等待接收數(shù)據(jù)（recvfrom） 5. 關閉套接字(closesocket)

16、;　　五.詳細設計:　　(一).基于TCP的服務器/客戶機程序:　　服務器端TCPserver.cpp:　　#include<winsock2.h>　　#include<iostream>

17、　　using namespace std;　　#include <string.h>　　void main() 　　{ 　　//加載套接字（winsock）庫

18、　　WORD wVersionRequested; 　　WSADATA wsaData; 　　int err; 　　wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 ); //版本號為2.2　　err = WSAS

19、tartup( wVersionRequested, &wsaData ); 　　if ( err != 0 ) { 　　return; 　　} 　　if ( LOBYTE( wsaDat

20、a.wVersion ) != 2 || 　　HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) { 　　WSACleanup( ); 　　return; 　　} </p&g

21、t;　　//創(chuàng)建套接字 　　SOCKET sockServer=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //SOCK_STREAM參數(shù)設置為TCP連接 　　SOCKADDR_IN addrServer; //設置服務器端套接字的相關屬性 <p&

22、gt;　　addrServer.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY); //設置IP 　　addrServer.sin_family=AF_INET; 　　addrServer.sin_port=htons(5000); //設置端口號 　　//將套接字綁定到本地地址和指定

23、端口上 　　bind(sockServer,(SOCKADDR*)&addrServer,sizeof(SOCKADDR)); 　　//將套接字設置為監(jiān)聽模式，并將最大請求連接數(shù)設置成5，超過此數(shù)的請求全部作廢 　　listen(sockServer,5);

24、SOCKADDR_IN addrClient; //用來接收客戶端的設置，包括IP和端口 　　int len=sizeof(SOCKADDR); 　　while(1) //不斷監(jiān)聽 　　{ 　　//得到創(chuàng)建連接后的一個新的套接字，用來

25、和客戶端進行溝通，原套接字繼續(xù)監(jiān)聽客戶的連接請求 　　SOCKET sockConn=accept(sockServer,(SOCKADDR*)&addrClient, &len); 　　if(sockConn!=INVALID_SOCKET) //創(chuàng)建成功 　　{ </b

26、>　　char sendInfo[100]; 　　//inet_ntoa將結構轉換為十進制的IP地址字符串 　　sprintf(sendInfo,"welcome %s to this test!",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));

27、　　//成功建立連接后向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，結果將顯示在客戶端上 　　send(sockConn,sendInfo,strlen(sendInfo)+1,0); 　　//從客戶端接收數(shù)據(jù)，結果顯示在服務器上 　　char recvInfo[100];

28、recv(sockConn,recvInfo,100,0); 　　printf("%s\n",recvInfo); 　　//將本次建立連接中得到套接字關閉 　　closesocket(sockConn); 　　}

29、　　else 　　{ 　　int errCode=WSAGetLastError(); 　　printf("the errcode is:%d\n",errCode); <

30、;/p>　　} 　　} 　　//如果本程序不是死循環(huán)，那么在此處還應添加以下代碼： 　　closesocket(sockServer); //對一直處于監(jiān)聽狀態(tài)的套接字進行關閉 <

31、p>　　WSACleanup(); //終止對winsocket庫的使用 　　}　　客戶端TCPclient.cpp:　　#include<winsock2.h>　　#include<iostream>&

32、lt;/p>　　using namespace std;　　#include <string.h>　　void main() 　　{ 　　//加載套接字庫

33、　　WORD wVersionRequested; 　　WSADATA wsaData; 　　int err; 　　wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 ); //版本號為2.2

34、　　err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData ); 　　if ( err != 0 ) { 　　return; 　　}

35、;　　if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || 　　HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) { 　　WSACleanup( ); 　　return;

36、　　} 　　SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //SOCK_STREAM參數(shù)設置為TCP連接 　　SOCKADDR_IN addrServer; //服務器地址結構 　　addrServer.sin_addr.S_un.S_add

37、r=inet_addr("127.0.0.1"); //服務器地址 　　addrServer.sin_port=htons(5000); //服務器端口號 　　addrServer.sin_family=AF_INET; 　　//與服務器端建立連接，進行通信 <p

38、>　　int connReult=connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrServer,sizeof(SOCKADDR)); 　　if(connReult!=WSAEADDRNOTAVAIL) //訪問成功 　　{ 　　//成功建立

39、連接后向服務器端發(fā)送數(shù)據(jù)，結果將顯示在服務器端上 　　send(sockClient,"this is lisi!",strlen("this is zhangsan!")+1,0); 　　//接收來自服務器端發(fā)送來的信息 　　char recvInfo[100]; <

40、;/p>　　recv(sockClient,recvInfo,100,0); 　　printf("%s\n",recvInfo); 　　} 　　else <p&

41、gt;　　{ 　　int errCode=WSAGetLastError(); 　　printf("the errcode is:%d\n",errCode); 　　} 　　c

42、losesocket(sockClient); 　　WSACleanup(); 　　}　　(二)基于UDP的服務器/客戶機程序:　　服務端UDPserver.cpp:　　#include &l

43、t;winsock2.h>　　#include <iostream>　　using namespace std;　　void main() 　　{ 　　//加載套接字（win

44、sock）庫，加載這段代碼拷貝于MSDN中WSAStartup的介紹 　　WORD wVersionRequested; 　　WSADATA wsaData; 　　int err; 　　wVersionRequested = MAKE

45、WORD( 2, 2 ); //版本號為2.2 　　err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData ); 　　if ( err != 0 ) { 　　return;

46、;　　} 　　if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || 　　HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) { 　　WSACleanup( ); 　　return; </

47、b>　　} 　　//創(chuàng)建套接字 　　//注意第二個參數(shù)和TCP設置不同 　　SOCKET sockServer=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

48、;　　SOCKADDR_IN addrServer; //設置服務器端套接字的地址結構的相關屬性 　　addrServer.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY); //設置IP 　　addrServer.sin_family=AF_INET; 　　ad

49、drServer.sin_port=htons(6000); //設置端口號 　　//將套接字和服務器地址結構綁定 　　bind(sockServer,(SOCKADDR*)&addrServer,sizeof(SOCKADDR)); 　　SOCKADDR_IN addrClient;

50、;　　int len=sizeof(SOCKADDR); 　　char recvBuf[100]; 　　char tempBuf[100]; 　　char sendBuf[100]; 　　while(1) <

51、;/p>　　{ 　　//從客戶端接收數(shù)據(jù) 　　int result=recvfrom(sockServer,recvBuf,100,0,(SOCKADDR *)&addrClient,&len); 　　if(result==SOCK

52、ET_ERROR) 　　{ 　　int errCode=WSAGetLastError(); 　　printf("error:%d",errCode); 　　break; //退出循環(huán) &l

53、t;p>　　} 　　else 　　{ 　　if(recvBuf[0]=='q') //對方請求退出 　　{ </

54、b>　　//同樣將退出請求發(fā)送回去 　　sendto(sockServer,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR*)& addrClient,sizeof(SOCKADDR)); 　　printf("the chat end!&

55、quot;); 　　break; 　　} 　　else 　　{ 　　//將對方

56、發(fā)送過來的信息前段加上IP地址進行輸出 　　sprintf(tempBuf,"%s said:%s",inet_ntoa(addrClient.sin_addr),recvBuf); 　　printf("%s\n",tempBuf); 　　//將用戶的鍵盤輸入發(fā)送到對方 &

57、lt;/p>　　printf("pleas input the message:\n"); 　　gets(sendBuf); //得到鍵盤輸入內(nèi)容 　　sendto(sockServer,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)& addrClient,size

58、of(SOCKADDR)); 　　} 　　} 　　} 　　closesocket(sockServer); 　　WS

59、ACleanup(); 　　}　　客戶端UDPclient.cpp:　　#include <winsock2.h>　　#include <iostream>　　usin

60、g namespace std;　　void main() 　　{ 　　//加載套接字（winsock）庫，加載這段代碼拷貝于MSDN中WSAStartup的介紹 　　WORD wVersionRequested;

61、;　　WSADATA wsaData; 　　int err; 　　wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 ); //版本號為2.2 　　err = WSAStartup( wVersionRequested, &ws

62、aData ); 　　if ( err != 0 ) { 　　return; 　　} 　　if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || &

63、lt;p>　　HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) { 　　WSACleanup( ); 　　return; 　　} 　　//創(chuàng)建套接字 &l

64、t;/b>　　SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); //注意第二個參數(shù)和TCP設置不同 　　SOCKADDR_IN addrServer; //服務器地址結構 　　addrServer.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(&

65、quot;127.0.0.1"); //服務器地址 　　addrServer.sin_family=AF_INET; 　　addrServer.sin_port=htons(6000); //服務器端口號 　　char tempBuf[100]; 　　char

66、recvBuf[100]; 　　char sendBuf[100]; 　　int len=sizeof(SOCKADDR); 　　while(1) 　　{

67、;　　printf("plese input the message:\n"); 　　gets(sendBuf); //得到用戶的鍵盤輸入 　　sendto(sockClient,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrServer,sizeof(SOCKADDR)); <

68、/p>　　int result=recvfrom(sockClient,recvBuf,100,0,(SOCKADDR *)&addrServer,&len); 　　if(result==SOCKET_ERROR) 　　{ 　　in

69、t errCode=WSAGetLastError(); 　　printf("error:%d",errCode); 　　break; //退出循環(huán) 　　} 　　else &l

70、t;/p>　　{ 　　if(recvBuf[0]=='q') //對方請求退出 　　{ 　　//同樣將退出請求發(fā)送回去 　　sendto(sockCli

71、ent,"q",strlen("q")+1,0,(SOCKADDR*)& addrServer,sizeof(SOCKADDR)); 　　printf("the chat end!"); 　　break; &

72、lt;b>　　} 　　else 　　{ 　　//將對方發(fā)送過來的信息前段加上IP地址進行輸出 　　sprintf(tempBuf,"%s said:%s&quo

73、t;,inet_ntoa(addrServer.sin_addr),recvBuf); 　　printf("%s\n",tempBuf); 　　} 　　}

74、　} 　　closesocket(sockClient); 　　WSACleanup(); 　　}　　六.運行結果：　　程序運行結果如

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