【20060407發(fā)表于blog.csdn.net，20090928重編輯】
（博主：此為轉(zhuǎn)載文章，出處已經(jīng)記不清，內(nèi)容有些泛泛而談，僅供參考）
一、客戶機(jī)/服務(wù)器模式
在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)進(jìn)程間的相互作用的主機(jī)模式是客戶機(jī)/服務(wù)器模式(Client/Server model)。該模式的建立基于以下兩點(diǎn)：
1、非對(duì)等作用；
2、通信完全是異步的。
客戶機(jī)/服務(wù)器模式在操作過(guò)程中采取的是主動(dòng)請(qǐng)示方式。
服務(wù)器方要先啟動(dòng)，并根據(jù)請(qǐng)示提供相應(yīng)服務(wù)，過(guò)程如下：
1、打開(kāi)一通信通道并告知本地主機(jī)，它愿意在某一個(gè)公認(rèn)地址上接收客戶請(qǐng)求。
2、等待客戶請(qǐng)求到達(dá)該端口。
3、接收到重復(fù)服務(wù)請(qǐng)求，處理該請(qǐng)求并發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。
4、返回第二步，等待另一客戶請(qǐng)求
5、關(guān)閉服務(wù)器。
然后死客戶方：
1、打開(kāi)一通信通道，并連接到服務(wù)器所在主機(jī)的特定端口。
2、向服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文，等待并接收應(yīng)答；繼續(xù)提出請(qǐng)求……
3、請(qǐng)求結(jié)束后關(guān)閉通信通道并終止。
二、基本套接字
為了更好說(shuō)明套接字編程原理，給出幾個(gè)基本的套接字，在以后的篇幅中會(huì)給出更詳細(xì)的使用說(shuō)明。
1、創(chuàng)建套接字——socket()
功能：使用前創(chuàng)建一個(gè)新的套接字
格式：SOCKET PASCAL FAR socket(int af,int type,int procotol);
af: 通信發(fā)生的區(qū)域
type: 要建立的套接字類型
procotol: 使用的特定協(xié)議
2、指定本地地址——bind()
功能：將套接字地址與所創(chuàng)建的套接字號(hào)聯(lián)系起來(lái)。
格式：int PASCAL FAR bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);
s: 是由socket()調(diào)用返回的并且未作連接的套接字描述符（套接字號(hào)）。
其它：沒(méi)有錯(cuò)誤，bind()返回0，否則SOCKET_ERROR
地址結(jié)構(gòu)說(shuō)明：
struct sockaddr_in
{
short sin_family; //AF_INET
u_short sin_port; //16位端口號(hào)，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序
struct in_addr sin_addr; //32位IP地址，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序
char sin_zero[8]; //保留
}
3、建立套接字連接——connect()和accept()
功能：共同完成連接工作
格式：int PASCAL FAR connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);
格式：SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR * name,int FAR * addrlen);
(參數(shù)同上)
4、監(jiān)聽(tīng)連接——listen()
功能：用于面向連接服務(wù)器，表明它愿意接收連接。
格式：int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);
5、數(shù)據(jù)傳輸——send()與recv()
功能：數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收
格式：int PASCAL FAR send(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);
格式：int PASCAL FAR recv(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);
buf:指向存有傳輸數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的指針。
6、多路復(fù)用——select()
功能：用來(lái)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)套接字狀態(tài)。
格式：int PASCAL FAR select(int nfds,fd_set FAR * readfds,fd_set FAR * writefds,
fd_set FAR * exceptfds,const struct timeval FAR * timeout);
readfds:指向要做讀檢測(cè)的指針
writefds:指向要做寫檢測(cè)的指針
exceptfds:指向要檢測(cè)是否出錯(cuò)的指針
timeout:最大等待時(shí)間
7、關(guān)閉套接字——closesocket()
功能：關(guān)閉套接字s
格式：BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);
三、典型過(guò)程圖
2.1 面向連接的套接字的系統(tǒng)調(diào)用時(shí)序圖
2.2 無(wú)連接協(xié)議的套接字調(diào)用時(shí)序圖
2.3 面向連接的應(yīng)用程序流程圖
四、WinSock簡(jiǎn)介
Windows Sockets 是從 Berkeley Sockets 擴(kuò)展而來(lái)的，其在繼承 Berkeley Sockets 的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了新的擴(kuò)充。這些擴(kuò)充主要是提供了一些異步函數(shù)，并增加了符合WINDOWS消息驅(qū)動(dòng)特性的網(wǎng)絡(luò)事件異步選擇機(jī)制。
Windows Sockets由兩部分組成：開(kāi)發(fā)組件和運(yùn)行組件。
開(kāi)發(fā)組件：Windows Sockets 實(shí)現(xiàn)文檔、應(yīng)用程序接口(API)引入庫(kù)和一些頭文件。
運(yùn)行組件：Windows Sockets 應(yīng)用程序接口的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(WINSOCK.DLL)。
五、WinSock主要擴(kuò)充說(shuō)明
1、異步選擇機(jī)制
Windows Sockets 的異步選擇函數(shù)提供了消息機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)事件選擇，當(dāng)使用它登記網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)用程序相應(yīng)窗口函數(shù)將收到一個(gè)消息，消息中指示了發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件，以及與事件相關(guān)的一些信息。Windows Sockets 提供了一個(gè)異步選擇函數(shù) WSAAsyncSelect()，用它來(lái)注冊(cè)應(yīng)用程序感興趣的網(wǎng)絡(luò)事件，當(dāng)這些事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)用程序相應(yīng)的窗口函數(shù)將收到一個(gè)消息。
函數(shù)結(jié)構(gòu)如下：
int PASCAL FAR WSAAsyncSelect(SOCKET s,HWND hWnd,unsigned int wMsg,long lEvent);
hWnd：窗口句柄
wMsg：需要發(fā)送的消息
lEvent：事件（以下為事件的內(nèi)容）
事件值含義：
FD_READ 期望在套接字上收到數(shù)據(jù)（即讀準(zhǔn)備好）時(shí)接到通知
FD_WRITE 期望在套接字上可發(fā)送數(shù)據(jù)（即寫準(zhǔn)備好）時(shí)接到通知
FD_OOB 期望在套接字上有帶外數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)接到通知
FD_ACCEPT 期望在套接字上有外來(lái)連接時(shí)接到通知
FD_CONNECT 期望在套接字連接建立完成時(shí)接到通知
FD_CLOSE 期望在套接字關(guān)閉時(shí)接到通知
例如：我們要在套接字讀準(zhǔn)備好或?qū)憸?zhǔn)備好時(shí)接到通知，語(yǔ)句如下：
rc=WSAAsyncSelect(s,hWnd,wMsg,FD_READ|FD_WRITE);
如果我們需要注銷對(duì)套接字網(wǎng)絡(luò)事件的消息發(fā)送，只要將 lEvent 設(shè)置為0
2、異步請(qǐng)求函數(shù)
在 Berkeley Sockets 中請(qǐng)求服務(wù)是阻塞的，WINDOWS SICKETS 除了支持這一類函數(shù)外，還增加了相應(yīng)的異步請(qǐng)求函數(shù)——WSAAsyncGetXByY。
3、阻塞處理方法
Windows Sockets 為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序的套接字調(diào)用處于阻塞時(shí)，能夠放棄CPU讓其它應(yīng)用程序運(yùn)行，它在調(diào)用處于阻塞時(shí)便進(jìn)入一個(gè)叫“HOOK”的例程，此例程負(fù)責(zé)接收和分配WINDOWS消息，使得其它應(yīng)用程序仍然能夠接收到自己的消息并取得控制權(quán)。
WINDOWS 是非搶先的多任務(wù)環(huán)境，即若一個(gè)程序不主動(dòng)放棄其控制權(quán)，別的程序就不能執(zhí)行。因此在設(shè)計(jì)Windows Sockets 程序時(shí)，盡管系統(tǒng)支持阻塞操作，但還是反對(duì)程序員使用該操作。但由于 SUN 公司下的 Berkeley Sockets 的套接字默認(rèn)操作是阻塞的，WINDOWS 作為移植的 SOCKETS 也不可避免對(duì)這個(gè)操作支持。
在Windows Sockets 實(shí)現(xiàn)中，對(duì)于不能立即完成的阻塞操作做如下處理：DLL初始化→循環(huán)操作。在循環(huán)中，它發(fā)送任何 WINDOWS 消息，并檢查這個(gè) Windows Sockets 調(diào)用是否完成，在必要時(shí)，它可以放棄CPU讓其它應(yīng)用程序執(zhí)行（當(dāng)然使用超線程的CPU就不會(huì)有這個(gè)麻煩了^_^）。我們可以調(diào)用 WSACancelBlockingCall() 函數(shù)取消此阻塞操作。
在 Windows Sockets 中，有一個(gè)默認(rèn)的阻塞處理例程 BlockingHook() 簡(jiǎn)單地獲取并發(fā)送 WINDOWS 消息。如果要對(duì)復(fù)雜程序進(jìn)行處理，Windows Sockets 中還有 WSASetBlockingHook() 提供用戶安裝自己的阻塞處理例程能力；與該函數(shù)相對(duì)應(yīng)的則是 WSAUnhookBlockingHook()，它用于刪除先前安裝的任何阻塞處理例程，并重新安裝默認(rèn)的處理例程。請(qǐng)注意，設(shè)計(jì)自己的阻塞處理例程時(shí)，除了函數(shù) WSACancelBlockingHook() 之外，它不能使用其它的 Windows Sockets API 函數(shù)。在處理例程中調(diào)用 WSACancelBlockingHook()函數(shù)將取消處于阻塞的操作，它將結(jié)束阻塞循環(huán)。
4、出錯(cuò)處理
Windows Sockets 為了和以后多線程環(huán)境（WINDOWS/UNIX）兼容，它提供了兩個(gè)出錯(cuò)處理函數(shù)來(lái)獲取和設(shè)置當(dāng)前線程的最近錯(cuò)誤號(hào)。（WSAGetLastEror()和WSASetLastError()）
5、啟動(dòng)與終止
使用函數(shù) WSAStartup() 和 WSACleanup() 啟動(dòng)和終止套接字。
六、Windows Sockets網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)核心
我們終于可以開(kāi)始真正的 Windows Sockets 網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)了。不過(guò)我們還是先看一看每個(gè) Windows Sockets 網(wǎng)絡(luò)程序都要涉及的內(nèi)容。讓我們一步步慢慢走。
1、啟動(dòng)與終止
在所有Windows Sockets函數(shù)中，只有啟動(dòng)函數(shù)WSAStartup()和終止函數(shù)WSACleanup()是必須使用的。啟動(dòng)函數(shù)必須是第一個(gè)使用的函數(shù)，而且它允許指定 Windows Sockets API 的版本，并獲得 SOCKETS的特定的一些技術(shù)細(xì)節(jié)。本結(jié)構(gòu)如下：
int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
其中 wVersionRequested 保證 SOCKETS 可正常運(yùn)行的 DLL 版本，如果不支持，則返回錯(cuò)誤信息。我們看一下下面這段代碼，看一下如何進(jìn)行 WSAStartup() 的調(diào)用：
WORD wVersionRequested; // 定義版本信息變量
WSADATA wsaData; //定義數(shù)據(jù)信息變量
int err; //定義錯(cuò)誤號(hào)變量
wVersionRequested = MAKEWORD(1,1);//給版本信息賦值
err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);//給錯(cuò)誤信息賦值
if(err!=0)
{
return;//告訴用戶找不到合適的版本
}
//確認(rèn) Windows Sockets DLL 支持 1.1 版本
//DLL 版本可以高于 1.1
//系統(tǒng)返回的版本號(hào)始終是最低要求的 1.1，即應(yīng)用程序與DLL 中可支持的最低版本號(hào)
if(LOBYTE(wsaData.wVersion)!= 1|| HIBYTE(wsaData.wVersion)!=1)
{
WSACleanup();//告訴用戶找不到合適的版本
return;
}
//Windows Sockets DLL 被進(jìn)程接受，可以進(jìn)入下一步操作
關(guān)閉函數(shù)使用時(shí)，任何打開(kāi)并已連接的 SOCK_STREAM 套接字被復(fù)位，但那些已由 closesocket() 函數(shù)關(guān)閉的但仍有未發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字不受影響，未發(fā)送的數(shù)據(jù)仍將被發(fā)送。程序運(yùn)行時(shí)可能會(huì)多次調(diào)用 WSAStartuo() 函數(shù)，但必須保證每次調(diào)用時(shí)的 wVersionRequested 的值是相同的。
2、異步請(qǐng)求服務(wù)
Windows Sockets 除支持 Berkeley Sockets 中同步請(qǐng)求，還增加了了一類異步請(qǐng)求服務(wù)函數(shù) WSAAsyncGerXByY()。該函數(shù)是阻塞請(qǐng)求函數(shù)的異步版本。應(yīng)用程序調(diào)用它時(shí)，由 Windows Sockets DLL 初始化這一操作并返回調(diào)用者，此函數(shù)返回一個(gè)異步句柄，用來(lái)標(biāo)識(shí)這個(gè)操作。當(dāng)結(jié)果存儲(chǔ)在調(diào)用者提供的緩沖區(qū)，并且發(fā)送一個(gè)消息到應(yīng)用程序相應(yīng)窗口。常用結(jié)構(gòu)如下：
HANDLE taskHnd;
char hostname="rs6000";
taskHnd = WSAAsyncBetHostByName(hWnd,wMsg,hostname,buf,buflen);
需要注意的是，由于 Windows 的內(nèi)存對(duì)像可以設(shè)置為可移動(dòng)和可丟棄，因此在操作內(nèi)存對(duì)象是，必須保證 WIindows Sockets DLL 對(duì)象是可用的。
3、異步數(shù)據(jù)傳輸
使用 send() 或 sendto() 函數(shù)來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，使用 recv() 或recvfrom() 來(lái)接收數(shù)據(jù)。Windows Sockets 不鼓勵(lì)用戶使用阻塞方式傳輸數(shù)據(jù)，因?yàn)槟菢涌赡軙?huì)阻塞整個(gè) Windows 環(huán)境。下面我們看一個(gè)異步數(shù)據(jù)傳輸實(shí)例。
假設(shè)套接字 s 在連接建立后，已經(jīng)使用了函數(shù) WSAAsyncSelect() 在其上注冊(cè)了網(wǎng)絡(luò)事件 FD_READ 和 FD_WRITE，并且 wMsg 值為 UM_SOCK，那么我們可以在 Windows 消息循環(huán)中增加如下的分支語(yǔ)句：
case UM_SOCK:
switch(lParam)
{
case FD_READ:
len = recv(wParam,lpBuffer,length,0);
break;
case FD_WRITE:
while(send(wParam,lpBuffer,len,0)!=SOCKET_ERROR)
break;
}
break;
4、出錯(cuò)處理
Windows 提供了一個(gè)函數(shù)來(lái)獲取最近的錯(cuò)誤碼 WSAGetLastError()，推薦的編寫方式如下：
len = send (s,lpBuffer,len,0);
if((len==SOCKET_ERROR)&&(WSAGetLastError()==WSAWOULDBLOCK)){
}