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简单的 Winsock 应用程式设计.doc

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TCP 连接建立与关闭相信各位读者现在对於 Winsock 的定义、系统环境,以及一些 Winsock Stack 及 Winsock 应用程式,都有基本的认识了。接下来笔者希望能分几期为各位读者介绍一下简单的 Winsock 网路应用程式设计。我们将以 Winsock 1.1 规格所定义的 46 个应用程式介面(API)为基础,逐步来建立一对 TCP socket 主从架构(Client / Server)的程式。在这两个程式中,Server 将使用 Winsock 提供的「非同步」(asynchronous)函式来建立 socket 连结、关闭、及资料收送等等;而 Client 则采类似传统 UNIX 的「阻拦式」(blocking)。由於我们的重点并不在於 MS Windows SDK 的程式设计,所以我们将使用最简便的方式来显示讯息;有关 MS Windows 程式的技巧,请各位读者自行研究相关的书籍及文章。今天我们先要看一下主从架构 TCP socket 的建立连结(connect)及关闭(close)。以前笔者曾简单地介绍过主从架构的概念,现在我们再以生活上更浅显的例子来说明一下,读者稍後也较容易能明白笔者的叙述。我们可以假设 Server 就像是电信局所提供的一些服务,比如「104 查号台」或「112 障碍台」。(1)电信局先建立好了一个电话总机,这就像是呼叫 socket() 函式开启了一个 socket。(2)接著电信局将这个总机的号码定为 104,就如同我们呼叫 bind() 函式,将 Server 的这个 socket 指定(bind)在某一个 port。当然电信局必须让用户知道这个号码;而我们的 Client 程式同样也要知道 Server 所用的 port,待会才有办法与之连接。(3)电信局的 104 查号台底下会有一些自动服务的分机,但是它的数量是有限的,所以有时你会拨不通这个号码(忙线)。同样地,我们在建立一个 TCP 的 Server socket 时,也会呼叫 listen() 函式来监听等待;listen() 的第二个参数即是 waiting queue 的数目,通常数值是由 1 到 5。(事实上这两者还是有点不一样。)(4)用户知道了电信局的这个 104 查号服务,他就可以利用某个电话来拨号连接这个服务了。这就是我们 Client 程式开启一个相同的 TCP socket,然後呼叫 connect() 函式去连接 Server 指定的那个 port。当然了,和电话一样,如果 waiting queue 满了、与 Server 间线路不通、或是 Server 没提供此项服务时,你的连接就会失败。(5)电信局查号台的总机接受了这通查询的电话後,它会转到另一个分机做服务,而总机本身则再回到等待的状态。Server 的 listening socket 亦是一样,当你呼叫了 accept() 函式之後,Server 端的系统会建立一个新的 socket 来对此连接做服务,而原先的 socket 则再回到监听等待的状态。(6)当你查询完毕了,你就可以挂上电话,彼此间也就离线了。Client 和 Server 间的 socket 关闭亦是如此;不过这个关闭离线的动作,可由 Client 端或 Server 端任一方先关闭。有些电话查询系统不也是如此吗?接下来,我们就来看主从架构的 TCP socket 是如何利用这些 Winsock 函式来达成的;并利用资策会资讯技术处的「WinKing」这个 Winsock Stack 中某项功能来显示 sockets 状态的变化。文章中仅列出程式的片段,完整的程式请看附录的程式。Server进入监听状态首先我们先看 Server 端如何建立一个 TCP socket,并使其进入监听等待的状态。在图 1. 上,我们可以看到最先被呼叫到的是 WSAStartup() 函式。WSAStartup格 式: int PASCAL FAR WSAStartup( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData );参 数: wVersionRequested 欲使用的 Windows Sockets API 版本lpWSAData 指向 WSADATA 资料的指标传回值: 成功 – 0失败 - WSASYSNOTREADY / WSAVERNOTSUPPORTED / WSAEINVAL说明: 此函式「必须」是应用程式呼叫到 Windows Sockets DLL 函式中的第一个,也唯有此函式呼叫成功後,才可以再呼叫其他 Windows Sockets DLL 的函式。此函式亦让使用者可以指定要使用的 Windows Sockets
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