网络程序设计实验4单播通信实验

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 #include #include using namespace std;

#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 #include #include using namespace std;

#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; }

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r1j6.html