网络程序设计实验4单播通信实验
更新时间:2024-06-04 21:32:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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网络程序设计 实验报告
实验名称:单播通信实验 实验类型:设计型 指导教师: 专业班级: 姓 名: 学 号: 电子邮件: 实验地点:
实 验 日 期: 年 月 日
实验成绩:__________________________
一、实验目的
? 掌握TCP服务器程序和客户程序的编程流程; 熟悉面向连接的C/S程序使用的winsock API。
二、实验设计
实验内容:
1、编写一个TCP回显服务器,将收到的客户端信息发送给客户端,同时能在同客户端建立连接后显示客户端地址信息和当前连接数。
2、编写一个TCP客户端程序能连接到你编写的服务器,接收服务器信息。主函数使用int main(int argc,char** argv)形式传入服务器IP地址和端口。
3、测试你编写的程序,将测试数据、测试结果和结果分析写入实验报告。 实验步骤:
1) 创建套接字函数socket
SOCKET socket(int af,int type,int protocol); //由于采用流套接字进行数据传输,因此type参数必须设置为SOCK_STREAM,protocol参数必须设置为IPPROTO_TCP。
2) 绑定本地地址到所创建的套接字函数bind
int bind(SOCKET s,const struct sockaddr* name,int namelen); 3) 监听网络连接请求函数listen
int listen(SOCKET s,int backlog); 4) 连接请求函数connect
int connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen); 5) 接受请求函数accept
SOCKET accept(SOCKET s,struct sockaddr* addr,int* addrlen); 6) 发送数据函数send
int send(SOCKET s,const char* buf,int len,int flags); 7) 接收数据函数recv
int recv(SOCKET s,char* buf,int len,int flags); 8) 关闭套接字函数closesocket
int closesocket(SOCKET s);
三、实验过程(包含实验结果)
1) 服务端通过socket()函数建立的套接字sListen与在accept函数返回后得到的新套
接字sClient是两个不同的套接字,区别在于:前者用于服务端监听连接,在服务端主进程中只创建一次,并且绑定一个固定的端口号,以便客户端根据该端口号进行连接;后者用于与具体某个发起连接请求的客户端进行数据的交换。它们之间的联系在于:套接字sListen在监听到连接后,会将该连接的相关请求放到一个缓冲区中,套接字sClient在处理完上一个连接后,会查询该缓冲区的状态,并据此决定是否需要开始一次新的通信过程。请对照图3-3认真领会服务端两类套接字的作用。
2) 每个客户在建立连接后,可与服务端负责数据通信的套接字sClient进行多次数据
交换,只有在所有数据交换完成后,由任一方执行closesocket(),双方才会关闭该次连接,并释放对应的套接字。
流程图:
Server Socket() Client Socket() bind() bind() Recvfrom() 阻塞,等待客户连接请求 服务请求 Sendto() 处理服务请求 服务应答 Sendto() Recvfrom() Closesocket() Closesocket()
服务端 socket(),建立流式套接字,返回套接字句柄bind(),关联一个本地地址到套接字listen(),设置backlog值,进入监听状态。 客户端 socket(),建立流式套接字s。 accept(),等待接受客户连接请求。 connect(),将套接字s与服务器连接。 建立连接,accept函数返回,得到新的套接字,如sClient。 recv()/send(),在套接字sClient上收发数据,直到完成交换。 recv()/send(),在套接字s上收发数据,直到数据完成交换。 closesocket(),关闭套接字sClient。 closesocket(),关闭监听套接字sListen,服务结束。 closesocket(),关闭套接字s,结束TCP对话。
运行结果截图:
四、讨论与分析
1、 accept()函数,connect( )函数会阻塞吗?如果阻塞,说明在什么情况下阻塞。 请给出在VC环境下的验证方法。
答:accept()函数:请求队列为空就阻塞;不为空就不会阻塞。
connect()函数:不会阻塞,如果没服务器处理,过一会儿其就会自动返回,连
接失败,不会坚持到底。
2、 connect()函数调用触发什么过程? 答:触发三次握手过程。
3、 你在服务端和客户端分别使用了哪些Winsock API函数,起什么作用? 答:服务端:
recv()——接收数据函数;
bind()——绑定本地地址到所创建的套接字函数; listen()——进入监听状态; accept()——等待接受客户连接请求; send()——发送数据函数 客户端:
bind() ——可以使用来绑定,也可以不用。 connect()——将套接字与服务器连接。
recv()/send()——在套接字上收发数据,直到数据完成交换。
五、实验者自评(从实验设计、实验过程、对实验知识点的理解上给出客观公正的自我评价)
通过此次实验我对tcp协议有了更深的理解。
六、附录:关键代码(给出适当注释,可读性高)
Client
// TcpClient.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 //
#include \ #include \
#include
#pragma comment(lib,\)
#define BUF_SIZE 64 // 缓冲区大小
int main(int argc, CHAR* argv[]) {
WSADATA wsd; // 用于初始化Windows Socket SOCKET sHost; // 与服务器进行通信的套接字 SOCKADDR_IN servAddr; // 服务器地址
char buf[BUF_SIZE]; // 用于接受数据缓冲区
int retVal; // 调用各种Socket函数的返回值 // 初始化Windows Socket
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0) {
printf(\); return 1; }
// 创建套接字
sHost = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP); if(INVALID_SOCKET == sHost) {
printf(\); WSACleanup(); return -1; }
// 设置套接字为非阻塞模式 int iMode = 1;
retVal = ioctlsocket(sHost, FIONBIO, (u_long FAR*) &iMode); if(retVal == SOCKET_ERROR) {
printf(\); WSACleanup(); return -1; }
// 设置服务器地址
servAddr.sin_family = AF_INET;
servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(/*\argv[1]); // 用户需要根据实际情况修改
servAddr.sin_port = htons(/*9990*/atoi(argv[2]));
// 在实际应用中,建议将服务器的IP地址和端口号保存在配置文件中
int sServerAddlen = sizeof(servAddr); // 计算地址的长度 // 循环等待 while(true) {
// 连接服务器 Sleep( 200 );
retVal = connect(sHost,(SOCKADDR*)&servAddr,sizeof(servAddr)); Sleep( 200 );
if(SOCKET_ERROR == retVal) {
int err = WSAGetLastError();
if(err == WSAEWOULDBLOCK || err == WSAEINVAL) // 无法立即完成非阻塞套接字上的操作 {
//Sleep(500); continue; }
else if(err == WSAEISCONN) // 已建立连接 {
break; } else {
continue;
//printf(\ //closesocket(sHost); //WSACleanup();
//return -1; } } }
// 循环向服务器发送字符串,并显示反馈信息。
// 发送quit将使服务器程序退出,同时客户端程序自身也将退出 while(true) {
// 向服务器发送数据
printf(\); // 接收输入的数据 std::string str; cin>>str;
// 将用户输入的数据复制到buf中 ZeroMemory(buf,BUF_SIZE); strcpy(buf,str.c_str()); // 循环等待 while(true) {
// 向服务器发送数据
retVal = send(sHost,buf,strlen(buf),0); if(SOCKET_ERROR == retVal) {
int err = WSAGetLastError();
if(err == WSAEWOULDBLOCK) // 无法立即完成非阻塞套接字上的操作
{
Sleep(500); continue; } else {
printf(\); closesocket(sHost); WSACleanup(); return -1; } }
break; }
while(true) {
ZeroMemory(buf,BUF_SIZE); // 清空接收数据的缓
冲区
retVal = recv(sHost,buf,sizeof(buf),0); // 接收服务器回传的数据 if(SOCKET_ERROR == retVal) {
int err = WSAGetLastError(); // 获取错误编码 if(err == WSAEWOULDBLOCK) // 接收数据缓冲区暂无数据 {
Sleep(100);
// printf(\ continue; }
else if(err == WSAETIMEDOUT || err == WSAENETDOWN) {
printf(\); closesocket(sHost); WSACleanup(); return -1; }
break; } break; }
//ZeroMemory(buf,BUF_SIZE); // 清空接收数据的缓冲区 //retVal = recv(sHost,buf,sizeof(buf)+1,0); // 接收服务器回传的数据
printf(\,buf); // 如果收到quit,则退出
if(strcmp(buf, \) == 0) {
printf(\); break; } }
// 释放资源
closesocket(sHost); WSACleanup();
// 暂停,按任意键继续 system(\); return 0; }
Sever
// TcpServer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 //
#include \
#include
#pragma comment(lib,\)
#define BUF_SIZE 64 // 缓冲区大小
int num = 0;
sockaddr_in addrClient; // 客户端地址
DWORD WINAPI AnswerThread(LPVOID lparam) {
char buf[BUF_SIZE]; // 用于接受客户端数据的缓冲区
int retVal; // 调用各种Socket函数的返回值
SOCKET sClient=(SOCKET)(LPVOID)lparam;
// 循环接收客户端的数据,直接客户端发送quit命令后退出。 while(true) {
ZeroMemory(buf,BUF_SIZE); // 清空接收数据的缓冲区 retVal = recv(sClient,buf,BUFSIZ,0); // 接收来自客户端的数据,因为是非阻塞模式,所以即使没有数据也会继续 if(SOCKET_ERROR == retVal) {
int err = WSAGetLastError(); // 获取错误编码 if(err == WSAEWOULDBLOCK) // 接收数据缓冲区暂无数据 {
Sleep(100); continue; }
else if(err == WSAETIMEDOUT || err == WSAENETDOWN) {
printf(\); closesocket(sClient);
WSACleanup(); return -1; } }
// 获取当前系统时间 SYSTEMTIME st; GetLocalTime(&st); char sDateTime[30]; sprintf(sDateTime,
\,st.wYear,st.wMonth,st.wDay,st.wHour,st.wMinute,st.wSecond);
// 打印输出的信息
printf(\Recv From Client [%s:%d] :%s\\n\, sDateTime, inet_ntoa(addrClient.sin_addr), addrClient.sin_port, buf);
/*if (buf[0] == 'q'&&buf[1] == 'u'&&buf[2] == 'i'&&buf[3] == 't') {
num--;
cout << \当前连接数:\ }*/
// 如果客户端发送quit字符串,则服务器退出 if(strcmp(buf, \) == 0) {
num--;
cout << \当前连接数:\ << num << endl;
retVal = send(sClient,\,strlen(\),0); break; }
else // 否则向客户端发送回显字符串 {
char msg[BUF_SIZE];
sprintf(msg, \, buf); while(true) {
// 向服务器发送数据
retVal = send(sClient, msg, strlen(msg),0); if(SOCKET_ERROR == retVal) {
int err = WSAGetLastError();
if(err == WSAEWOULDBLOCK) // 无法立即完成非阻塞套接字上的操作
{
Sleep(500);
continue; } else {
printf(\); closesocket(sClient); WSACleanup(); return -1; } }
break; }
} }
// 关闭套接字
closesocket(sClient); return 0; }
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
WSADATA wsd; // WSADATA变量,用于初始化Windows Socket SOCKET sServer; // 服务器套接字,用于监听客户端请求
SOCKET sClient; // 客户端套接字,用于实现与客户端的通信 int retVal; // 调用各种Socket函数的返回值
// 初始化套接字动态库
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0) {
printf(\); return 1; }
// 创建用于监听的套接字
sServer = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, IPPROTO_IP); if(INVALID_SOCKET == sServer) {
printf(\); WSACleanup(); return -1; }
// 设置套接字为非阻塞模式 int iMode = 1;
retVal = ioctlsocket(sServer, FIONBIO, (u_long FAR*) &iMode);
if(retVal == SOCKET_ERROR) {
printf(\); WSACleanup(); return -1; }
// 设置服务器套接字地址 SOCKADDR_IN addrServ;
addrServ.sin_family = AF_INET;
addrServ.sin_port = htons(9990); // 监听端口为9990 addrServ.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY); // 绑定套接字sServer到本地地址,端口9990 retVal = bind(sServer,(const struct sockaddr*)&addrServ,sizeof(SOCKADDR_IN)); if(SOCKET_ERROR == retVal) {
printf(\); closesocket(sServer); WSACleanup(); return -1; }
// 监听套接字
retVal = listen(sServer, SOMAXCONN); if(SOCKET_ERROR == retVal) {
printf(\); closesocket(sServer); WSACleanup(); return -1; }
// 接受客户请求
printf(\);
int addrClientlen = sizeof(addrClient); // 循环等待 while(true) {
sClient = accept(sServer,(sockaddr FAR*)&addrClient,&addrClientlen); if(INVALID_SOCKET == sClient) {
int err = WSAGetLastError();
if(err == WSAEWOULDBLOCK) // 无法立即完成非阻塞套接字上的操作
{
Sleep(100); continue;
}
}
// 创建专用通信线程
num++;
cout << \当前连接数:\ << num << endl;
printf(\
connect %d,port:%d\\n\,sClient,ntohs(addrClient.sin_port));
CreateThread(NULL, NULL, AnswerThread, (LPVOID)sClient, 0,NULL); }
// 释放套接字
closesocket(sServer); WSACleanup();
// 暂停,按任意键退出 system(\); return 0; }
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