Использование протокола TCP/IP

В этой статье описывается создание двух простых консольных приложений, одно из которых (intcp) является сервером и получает сообщения, а другое (outtcp) является клиентом и отправляет сообщение серверу, используя протокол TCP/IP. Сообщения успешно отправляются и принимаются на одном компьютере и на разных компьютерах в одной локальной сети. Взаимодействие этих приложений через интернет автором пока не проверялось.

Приложение Outtcp

Код приложения содержит 3 функции:
1) функция ctime() возвращает текущее время
2) функция main() содержит основной код приложения
3) функция getSocketError() выдает сообщение об ошибке


Функция main()

Приведем полностью код функции main():
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[]) {
char clientRequest[REQUEST_MSG_SIZE];
sockaddr_in serverAddr; //server's socket address
int sockAddrSize; //size of socket address structure
SOCKET sHandle; //socket descriptor
unsigned nbyte
; //number of sended bytes
double starttime, endtime;
unsigned mlen; //message's length
char* serverName; //server's name
WSADATA wsaData; //data structure that is to receive
//details of the Windows Sockets
//implementation
Здесь мы объявляем переменные, используемые функцией.

serverName = argv[1];
В этой строке мы присваиваем серверу имя, которое представляет собой IP-адрес, полученный в качестве параметра при запуске программы. Если программа будет запущена без параметров, возникнет ошибка. При наличии более одного параметра, остальные параметры будут проигнорированы. Если оба приложения (outtcp и intcp) будут запускаться на одном компьютере, то в качестве имени сервера следует указывать 127.0.0.1

//initiate use of WS2_32.DLL by a process
if(WSAStartup(MAKEWORD(1, 1), &wsaData)) {
getSocketError();
getch();
return 0;
}
Функция WSAStartup() должна быть вызвана в первую очередь любым приложением или библиотекой DLL, которые используют сокеты. В качестве первого параметра указывается версия Windows Sockets, которую может использовать вызывающая программа. При успешном завершении этой функции структура wsaData заполняется информацией, характеризующей данную реализацию Windows Sockets.

//create client's socket
if((sHandle = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == INVALID_SOCKET)
{
getSocketError();
getch();
return 0;
}
Здесь мы создаем сокет с помощью функции socket(). Первый параметр этой функции - формат, в котором будет задан адрес, а второй параметр - тип создаваемого сокета. Для версии Windows Sockets 1.1 можно указывать только один из двух типов: SOCK_STREAM (создается двунаправленный поток байтов, используется протокол TCP) или SOCK_DGRAM (поддерживает передачу дейтаграмм, используется протокол UDP). С помощью третьего параметра можно указать протокол, используемый сокетом.

// build server socket address
sockAddrSize = sizeof(sockaddr_in);
memset(&serverAddr, 0, sockAddrSize);
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT_NUM);
Константа SERVER_PORT_NUM не является библиотечной и была определена нами в файле tcp.h.

if((serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(serverName))
== INADDR_NONE)
{
perror("unknown server name");
closesocket(sHandle);
getch();
return 0;
}
Здесь мы преобразуем полученный в качестве параметра при запуске программы адрес (который пока представлен в виде строки) в формат, соответствующий протоколу. Если адрес является недействительным, функция inet_addr() возвращает INADDR_NONE.

//connect to server
if(connect(sHandle, (sockaddr *)&serverAddr,
sockAddrSize) == -1)
{
getSocketError();
closesocket(sHandle);
getch();
return 0;
}
Функция connect() получает в качестве параметров дескриптор сокета, адрес структуры, содержащей информацию об адресе сервера, и размер этой структуры.

//fill string to send
printf("Introduce the string to send:\n");
gets(clientRequest);
mlen = strlen(clientRequest);
if(mlen >= REQUEST_MSG_SIZE) {
printf("Max length of message is %d bytes !\n",
REQUEST_MSG_SIZE-1);
getch();
return 0;
}
Запрашиваем у пользователя ввод строки, которую нужно передать серверу.

//send request to server
starttime = ctime();
if((nbyte
= send(sHandle, (char *)clientRequest,
mlen, MSG_DONTROUTE)) == SOCKET_ERROR
)
{
getSocketError();
closesocket(sHandle);
getch();
return 0;
}
Отправляем серверу введенную пользователем строку. Функция send() возвращает количество переданных байт или значение SOCKET_ERROR при неуспешном завершении.

if(nbyte != mlen)
printf("Write only %d (%d) bytes\n", nbyte, mlen);

endtime = ctime() - starttime;
printf("send_time = %f\n", (float)endtime);
closesocket(sHandle);
Выводим время, затраченное на пересылку данных и закрываем сокет с помощью функции closesocket().

printf("Press any key\n");
getch();
return 0;
}


Функция getSocketError()

void getSocketError() {
LPVOID lpMsgBuf;
if (!FormatMessage(
FORMAT_MESSAGE_ALLOCATE_BUFFER |
FORMAT_MESSAGE_FROM_SYSTEM |
FORMAT_MESSAGE_IGNORE_INSERTS,
NULL,
GetLastError(),
MAKELANGID(LANG_NEUTRAL, SUBLANG_DEFAULT), // Default language
(LPTSTR) &lpMsgBuf,
0,
NULL ))
{
MessageBox(NULL, "Error number not found",
"Error", MB_OK | MB_ICONSTOP );
return;
}
// Display the string.
MessageBox(NULL, (LPCTSTR)lpMsgBuf, "Error",
MB_OK | MB_ICONSTOP);
// Free the buffer.
LocalFree(lpMsgBuf);
}
Функция getSocketError() выводит диалоговое окно с сообщением об ошибке. Текст сообщения мы получаем с помощью функции FormatMessage(), которая анализирует код ошибки, возвращаемый функцией Windows API GetLastError().


Приложение intcp

Код серверного приложения intcp содержит функции main() и getSocketError().

Функция main()

int main() {
sockaddr_in serverAddr; // server's socket address
sockaddr_in clientAddr; // client's socket address
int sockAddrSize; // size of socket address structure
SOCKET sHandle; // socket file descriptor
SOCKET newSHandle; // socket descriptor from accept
WSADATA wsaData; //data structure that is to receive details
//of the Windows Sockets implementation
int nbyte = 0; //number of sended bytes
char clientRequest[REQUEST_MSG_SIZE];

// set up the local address
sockAddrSize = sizeof(sockaddr_in);
memset(&serverAddr, 0, sockAddrSize);
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT_NUM);
serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
Структура serverAddr заполняется почти так же, как и в предыдущем приложении, но полю serverAddr.sin_addr.s_addr присваивается значение INADDR_ANY. Это означает, что IP-адрес клиента заранее не определен.

// initiate use of WS2_32.DLL by a process
if(WSAStartup(MAKEWORD(1, 1), &wsaData)) {
getSocketError();
getch();
return 0;
}

// create a TCP-based socket
if((sHandle = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == INVALID_SOCKET) {
getSocketError();
getch();
return 0;
}

// bind socket to local address
if(bind(sHandle, (sockaddr *)&serverAddr,
sockAddrSize) == -1 )
{
getSocketError();
closesocket(sHandle);
getch();
return 0;
}
Использование функций WSAStartup() и socket() аналогично предыдущему приложению. После удачного завершения функции socket() мы вызываем функцию bind(), которая связывает локальный адрес с сокетом.

// create queue for client connection requests
if(listen(sHandle, SERVER_MAX_CONNECTIONS) == -1) {
getSocketError();
closesocket(sHandle);
getch();
return 0;
}
Функция listen() переводит сокет в состояние ожидания запросов от клиентов. Эту функцию следует использовать для сокетов типа SOCK_STREAM. Функция listen() обычно используется серверными приложениями.

// accept new connect requests and spawn tasks to process them
// Note: newSHandle socket will take propreties of
// sHandle socket
if((newSHandle = accept(sHandle, (sockaddr *)&clientAddr,
&sockAddrSize)) == INVALID_SOCKET)
{
getSocketError();
closesocket(sHandle);
getch();
return 0;
}
Функция accept() извлекает из очереди запросов первый запрос для данного сокета, затем создает новый сокет, который и должен обработать этот запрос. Созданный сокет обладает точно такими же свойствами, что и первоначальный сокет, дескриптор которого передается функции в качестве первого параметра. При успешном завершении функция accept() возвращает дескриптор нового сокета.

nbyte = recv(newSHandle, (char *)clientRequest,
sizeof(clientRequest), MSG_PEEK);
if (nbyte != SOCKET_ERROR) {
printf("Have received %d bytes \n", nbyte);
printf("Data: %s\n", clientRequest);
}
else
getSocketError();
Здесь мы получаем сообщение от клиента с помощью функции recv(). Если четвертый параметр функции имеет значение MSG_PEEK, это означает, что функция будет считывать входящие данные. При этом данные копируются в буфер clientRequest (второй параметр), но не удаляются из очереди входящих данных. Если функция завершается удачно, то возвращаемое значение равно количеству полученных байт. В противном случае возвращается SOCKET_ERROR.

memset(clientRequest, 0, REQUEST_MSG_SIZE);
closesocket(sHandle);
closesocket(newSHandle);
printf("Press any key\n");
getch();
return 0;
}

Скачать исходники для приложений outtcp и intcp

Примечание: сначала следует запускать intcp. В противном случае при запуске outtcp будет выдано сообщение об ошибке: "Подключение не установлено, т.к. конечный компьютер отверг запрос на подключение". После запуска intcp запустите outtcp (указав адрес сервера), введите строку, которая будет передана приложению intcp и нажмите Enter. Строка будет выведена в окне приложения intcp.

Трубецкой Алексей
mailto: alextr438@yandex.ru



Опубликовал admin
28 Июл, Среда 2004г.



Программирование для чайников.