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C++实现socket通信(TCP IP)

辛琪  收录于  类别 C++
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C++:实现socket通信（TCP/IP）实例

​ 首先声明，博主之前从来没有写过通信方面的东西，这次之所以写这个是因为项目需要，因此本文主要介绍一个使用C++语言及Socket来实现TCP/IP通信的实例，希望可以帮助入门者。

  • 本教程，属于基础教程，针对入门者，如需更深入的功能，自行扩展；
  • IP地址用于确定目标主机，端口号用于确定目标应用程序。

一、什么是TCP/IP？

​ TCP提供基于IP环境下的数据可靠性传输，事先需要进行三次握手来确保数据传输的可靠性。详细的博主不再赘述，感兴趣的朋友可以去search一下。

二、什么是socket?

​ socket顾名思义就是套接字的意思，用于描述地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通过socket向网络发出请求或者回应。

​ socket编程有三种，流式套接字（SOCK_STREAM）,数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW),前两者较常用。基于TCP的socket编程是流式套接字。

三、client/server即C/S模式：

​ TCP/IP通信中，主要是进行C/S交互。废话不多说，下面看看具体交互内容：

​ 服务端：建立socket，申明自身的port和IP，并绑定到socket，使用listen监听，然后不断用accept去查看是否有连接。如果有，捕获socket，并通过recv获取消息的内容，通信完成后调用closeSocket关闭这个对应accept到的socket。如果不需要等待任何客户端连接，那么用closeSocket直接关闭自身的socket。

​ 客户端：建立socket，通过端口号和地址确定目标服务器，使用Connect连接到服务器，send发送消息，等待处理，通信完成后调用closeSocket关闭socket。

四、编程步骤

1、server端

（1）加载套接字库，创建套接字（WSAStartup()/socket()）;

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#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
 
void initialization();
 
int main()
{
  //创建套接字
  s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 
 
 
}
 
 
  void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字库失败！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字库成功！" << endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字库版本号不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字库版本正确！" << endl;
	}
	//填充服务端地址信息
}

（2）绑定套接字到一个IP地址和一个端口上（bind()）;

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server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(5010);

（3）将套接字设置为监听模式等待连接请求（listen()）;

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//设置套接字为监听状态
if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) 
{
	cout << "设置监听状态失败！" << endl;
	WSACleanup();
}
else 
{
	cout << "设置监听状态成功！" << endl;
}
cout << "服务端正在监听连接，请稍候...." << endl;

（4）请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字（accept()）;

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//接受连接请求
len = sizeof(SOCKADDR);
s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR *)&accept_addr, &len);
if (s_accept == SOCKET_ERROR) 
{
  cout << "连接失败！" << endl;
  WSACleanup();
  return 0;
}
  cout << "连接建立，准备接受数据" << endl;

（5）用返回的套接字和客户端进行通信（send()/recv()）;

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//接收数据
while (1)
 {
	recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);
	if (recv_len < 0)
        {
	  cout << "接受失败！" << endl;
	  break;
	}
	else 
        {
	  cout << "客户端信息:" << recv_buf << endl;
	}
	cout << "请输入回复信息:";
	cin >> send_buf;
	send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);
	if (send_len < 0) 
        {
	  cout << "发送失败！" << endl;
	  break;
	}
}

(6)返回，等待另一个连接请求；

（7）关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup());

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//关闭套接字
closesocket(s_server);
closesocket(s_accept);
//释放DLL资源
WSACleanup();
return 0;

2、Client端

（1）加载套接字库，创建套接字（WSAStartup()/socket）;

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#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
 
void initialization();
 
int main()
{
//创建套接字
s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 
}
 
void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字库失败！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字库成功！" << endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字库版本号不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字库版本正确！" << endl;
	}
	//填充服务端地址信息
 
}

(2)向服务器发出连接请求（connect()）;

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if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		cout << "服务器连接失败！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "服务器连接成功！" << endl;
	}

(3)和服务器进行通信（send()/recv()）;

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//发送,接收数据
	while (1) {
		cout << "请输入发送信息:";
		cin >> send_buf;
		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			cout << "发送失败！" << endl;
			break;
		}
		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			cout << "接受失败！" << endl;
			break;
		}
		else {
			cout << "服务端信息:" << recv_buf << endl;
		}
 
	}

(4)关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup()）

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//关闭套接字
	closesocket(s_server);
	//释放DLL资源
	WSACleanup();

五、Windows下基于VS2017实现的socket简单实例（TCP/IP）

(1)server端代码

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#include "pch.h"
#include<iostream>
#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;
void initialization();
int main() {
	//定义长度变量
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	int len = 0;
	//定义发送缓冲区和接受缓冲区
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	//定义服务端套接字，接受请求套接字
	SOCKET s_server;
	SOCKET s_accept;
	//服务端地址客户端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;
	SOCKADDR_IN accept_addr;
	initialization();
	//填充服务端信息
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
	server_addr.sin_port = htons(5010);
	//创建套接字
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (bind(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		cout << "套接字绑定失败！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字绑定成功！" << endl;
	}
	//设置套接字为监听状态
	if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) {
		cout << "设置监听状态失败！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "设置监听状态成功！" << endl;
	}
	cout << "服务端正在监听连接，请稍候...." << endl;
	//接受连接请求
	len = sizeof(SOCKADDR);
	s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR *)&accept_addr, &len);
	if (s_accept == SOCKET_ERROR) {
		cout << "连接失败！" << endl;
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	cout << "连接建立，准备接受数据" << endl;
	//接收数据
	while (1) {
		recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			cout << "接受失败！" << endl;
			break;
		}
		else {
			cout << "客户端信息:" << recv_buf << endl;
		}
		cout << "请输入回复信息:";
		cin >> send_buf;
		send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			cout << "发送失败！" << endl;
			break;
		}
	}
	//关闭套接字
	closesocket(s_server);
	closesocket(s_accept);
	//释放DLL资源
	WSACleanup();
	return 0;
}
void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字库失败！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字库成功！" << endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字库版本号不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字库版本正确！" << endl;
	}
	//填充服务端地址信息
 
}

（2）client端：

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#include "pch.h"
#include<iostream>
#include<winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;
void initialization();
int main() {
	//定义长度变量
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	//定义发送缓冲区和接受缓冲区
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	//定义服务端套接字，接受请求套接字
	SOCKET s_server;
	//服务端地址客户端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;
	initialization();
	//填充服务端信息
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	server_addr.sin_port = htons(1234);
	//创建套接字
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		cout << "服务器连接失败！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "服务器连接成功！" << endl;
	}
 
	//发送,接收数据
	while (1) {
		cout << "请输入发送信息:";
		cin >> send_buf;
		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			cout << "发送失败！" << endl;
			break;
		}
		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			cout << "接受失败！" << endl;
			break;
		}
		else {
			cout << "服务端信息:" << recv_buf << endl;
		}
 
	}
	//关闭套接字
	closesocket(s_server);
	//释放DLL资源
	WSACleanup();
	return 0;
}
void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
	if (err != 0) {
		cout << "初始化套接字库失败！" << endl;
	}
	else {
		cout << "初始化套接字库成功！" << endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		cout << "套接字库版本号不符！" << endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		cout << "套接字库版本正确！" << endl;
	}
	//填充服务端地址信息
 
}

注：对于入门级别学习的同学一些使用指导，想要让这俩程序跑起来，如果只有一台电脑，那么只需要在一台电脑上VS中创建两个不同的控制台应用程序，然后把server和client代码分别copy到这俩新建项目的主程序中，直接运行即可。

六、运行结果显示

（1）server端

https://cdn.jsdelivr.net/gh/xinqinew/pic@main/img/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI3OTIzMDQx,size_16,color_FFFFFF,t_70.jpeg

（2）client端

https://cdn.jsdelivr.net/gh/xinqinew/pic@main/img/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI3OTIzMDQx,size_16,color_FFFFFF,t_70-20220422083326274.jpeg

更新于 2022-01-08
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