简单的服务器、客户端程序实验报告

简单的客户/服务器程序设计与实现

实验目的及要求：

1、熟悉Microsoft Visual Studio 2008编程环境。

2、了解TCP与UDP协议，以及它们之间的区别。 3、了解客户/服务器模型原理。

4、熟悉Socket编程原理，掌握简单的套接字编程。

实验设备：

硬件：PC机(两台以上)、网卡、已经设定好的以太网环境 软件：Microsoft Visual Studio 2008

实验内容及步骤：

1、编写用TCP协议实现的Client端和Server端程序并调试通过。 程序分两部分：客户程序和服务器程序。 工作过程是： 服务器首先启动，它创建套接字之后等待客户的连接；客户启动后创建套接字，然后和服务器建立连接；建立连接后，客户接收键盘输入，然后将数据发送到服务器，服务器收到到数据后，将接收到的字符在屏幕上显示出来。或者服务器接收键盘输入，然后将数据发送到客户机，客户机收到数据后，将接收到的字符在屏幕上显示出来。 程序流程如下：

服务器方 Socket()建立流式套接字，返回套接字号。 客户方 bind()，套接字s与本地地址相连。 Socket(),建立流失套接字， 返回套接字号 listen()，通知TCP，服务器准备好接收连接。 accept(),接受连接，等待客户端的连接．．． connect(),将套接字s与远 地主机连接 连接建立，accept()返回，得到新的套接字,sc send()/recv(),在套接字上读 recvt()/send(),在套接字sc上读/写数据，直到数/写数据，直到数据交换完 据交换完毕 closesocket(),关闭套接字sc closesocket(),关闭套接字 结束TCP对话 closesocket(),关闭最初套接字s,服务结束

2、编写用UDP协议实现的Client端和Server端程序并调试通过（做完第一个实验的基础上做该实验）。

服务器方 客户方

Socket()建立流式套接字，返回套接字号。 Socket(),建立流失套接字， 返回套接字号 bind()，套接字s与本地地址相连。 将套接字与远地主机连接 send()/recv(),在套接字上读 recvt()/send(),在套接字上读/写数据，直到数据交换完毕 /写数据，直到数据交换完 closesocket(),关闭套接字 closesocket(),关闭套接字 结束UDP对话

3、编写用TCP协议实现Client端与Server端的一段对话程序。Server端根据用户的输入来提示Client端下一步将要进行操作。

所用函数及结构体参考： 1、创建套接字——socket()

功能：使用前创建一个新的套接字

格式：SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int procotol);

参数：af：代表网络地址族，目前只有一种取值是有效的，即AF_INET，代表internet地址族；

Type：代表网络协议类型，SOCK_DGRAM代表UDP协议，SOCK_STREAM代表TCP

协议；

Protocol：指定网络地址族的特殊协议，目前无用，赋值0即可。 返回值为SOCKET，若返回INVALID_SOCKET则失败。

2、指定本地地址——bind()

功能：将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。

格式：int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen); 参数：s: 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。 其它：没有错误，bind()返回0，否则SOCKET_ERROR 地址结构说明：

struct sockaddr_in {

short sin_family;//AF_INET

u_short sin_port;//16位端口号，网络字节顺序

struct in_addr sin_addr;//32位IP地址，网络字节顺序 char sin_zero[8];//保留 }

3、建立套接字连接——connect()和accept() 功能：共同完成连接工作

格式：int PASCAL FAR connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen); SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR * name, int FAR * addrlen); 参数：s: 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。

4、监听连接——listen()

功能：用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。 格式：int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);

5、数据传输——send()与recv() 功能：数据的发送与接收

格式：int PASCAL FAR send(SOCKET s, const char FAR* buf, int len, int flags); int PASCAL FAR recv(SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags); 参数：buf:指向存有传输数据的缓冲区的指针。

6、多路复用——select()

功能：用来检测一个或多个套接字状态。

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); 参数：readfds:指向要做读检测的指针

writefds:指向要做写检测的指针

exceptfds:指向要检测是否出错的指针 timeout:最大等待时间

7、关闭套接字——closesocket() 功能：关闭套接字s

格式：BOOL PASCAL FAR closesocket (SOCKET s);

8、WSADATA类型和LPWSADATA类型

WSADATA类型是一个结构，描述了Socket库的一些相关信息，其结构定义如下： typedef struct WSAData {

WORD wVersion; WORD wHighVersion;

char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1]; char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1]; unsigned short iMaxSockets; unsigned short iMaxUdpDg;

char FAR * lpVendorInfo; } WSADATA;

typedef WSADATA FAR *LPWSADATA;

值得注意的就是wVersion字段，存储了Socket的版本类型。LPWSADATA是WSADATA的指针类型。它们不用程序员手动填写，而是通过Socket的初始化函数WSAStartup读取出来。

9、sockaddr_in、in_addr类型

sockaddr_in定义了socket发送和接收数据包的地址。 定义：

struct sockaddr_in { short sin_family; u_short sin_port;

struct in_addr sin_addr; char sin_zero[8]; };

其中in_addr的定义如下： struct in_addr { union {

struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b; struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w; u_long S_addr; } S_un;

首先阐述in_addr的含义，很显然它是一个存储ip地址的联合体，有三种表达方式： （1）用四个字节来表示IP地址的四个数字； （2）用两个双字节来表示IP地址； （3）用一个长整型来表示IP地址。

给in_addr赋值的一种最简单方法是使用inet_addr函数，它可以把一个代表IP地址的字符串赋值转换为in_addr类型，如

addrto.sin_addr.s_addr=inet_addr(\"192.168.0.2\");

本例子中由于是广播地址，所以没有使用这个函数。其反函数是inet_ntoa，可以把一个in_addr类型转换为一个字符串。

sockaddr_in的含义比in_addr的含义要广泛，其各个字段的含义和取值如下：

第一个字段short sin_family，代表网络地址族，如前所述，只能取值AF_INET； 第二个字段u_short sin_port，代表IP地址端口，由程序员指定； 第三个字段struct in_addr sin_addr，代表IP地址；

第四个字段char sin_zero[8]，是为了保证sockaddr_in与SOCKADDR类型的长度相等而填充进来的字段。

Sever端代码：

// server.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

#include

#include #include #include

#pragma comment(lib, \"WS2_32\") SOCKET sock1,sock2; int sin_size ;

struct sockaddr_in my_addr,their_addr; char name[20];

//初始化函数Tcp void Init() {

printf(\"\\n\\n\\n Server: TCP\\n\\n\\n\"); //建立套接字 const WORD wMinver=0x0101; WSADATA wsadata; if(0!=::WSAStartup(wMinver,&wsadata)) perror(\"Start socket error!\");

if(INVALID_SOCKET==(sock1=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))) perror(\"Create socket error!\"); my_addr.sin_family=AF_INET; my_addr.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY; my_addr.sin_port=htons(1000); if(SOCKET_ERROR==::bind(sock1,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(my_addr)))

{ perror(\"Binding stream socket\"); exit(1); } //开始侦听 if(SOCKET_ERROR==::listen(sock1,5)) { perror(\"Listening stream socket\"); exit(1); } //接受连接 printf(\" Ready to serve client. Please connect...\\n\\n\\n\");

sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); if((sock2=accept(sock1,(struct sockaddr *)&their_addr,&sin_size))==-1)

{ perror(\"Accepting stream socket\"); exit(1); }

printf(\" Accepting a new connet:%s\

}

//选择菜单 int menu() { char *s=(char*)malloc(2*sizeof(char)); int c; printf(\"\\n\\n\\n Menu\\n\\n\\n\");

printf(\" *********************************\\n\\n\");

printf(\" *\\n\");

printf(\" *\\n\");

printf(\" *\\n\\n\");

printf(\" *********************************\\n\");

do { printf(\"\\n gets(s); if(s[0]=='\\0'){ gets(s); } c=atoi(s); }while(c<0||c>3); free(s); return c; }

//消息发送函数 void Send() { char Msg[10240]; printf(\"\\nPlease Input the message:\"); gets(Msg); Msg[10239]='\\0';

Server: * 1.Send Message * 2.Receive Message * 3.Exit Enter your choice:\"); ::send(sock2,Msg,strlen(Msg),0); }

//消息接收函数 void Receive() { int len; char buf[10240]; for(int i=0;i<10240;i++){ buf[i]='\\0'; }

if((len=::recv(sock2,buf,10240,0))==-1) { perror(\"Receving data error\"); exit(1); } printf(\"The Received Message:%s\\n\ }

//主函数 void main() { Init(); for(;;) { switch(menu()) { case 1: Send(); break; case 2: Receive(); break; case 3: exit(0); } } //::closesocket(sock2); ::closesocket(sock1);

}

Server端界面：

::WSACleanup();

Client端代码：

// client.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。// #include #include

#include #include

#pragma comment(lib, \"WS2_32\")

SOCKET sock1,sock2; int sin_size ;

struct sockaddr_in my_addr,their_addr; char name[20];

//初始化函数Tcp void Init() {

printf(\"\\n\\n\\n Client: TCP\\n\\n\\n\"); //建立套接字 const WORD wMinver=0x0101; WSADATA wsadata; if(0!=::WSAStartup(wMinver,&wsadata)) perror(\"Start socket error!\");

if(INVALID_SOCKET==(sock1=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))) perror(\"Create socket error!\"); my_addr.sin_family=AF_INET; my_addr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(\"192.168.93.48\"); my_addr.sin_port=htons(1000); //请求连接 printf(\" connecting...\"); sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); if(sock2=(::connect(sock1,(LPSOCKADDR)&my_addr,sin_size))==-1) { perror(\"Accepting stream socket\"); exit(1); } }

//选择菜单 int menu() { char *s=(char*)malloc(2*sizeof(char)); int c;

printf(\"\\n\\n\\n Client: Menu\\n\\n\\n\");

printf(\" *********************************\\n\\n\");

printf(\" * 1.Send Message *\\n\");

printf(\" * 2.Receive Message *\\n\");

printf(\" * 3.Exit *\\n\\n\");

printf(\" *********************************\\n\");

do { printf(\"\\n gets(s); if(s[0]=='\\0'){ gets(s); } c=atoi(s); }while(c<0||c>3); free(s); return c; }

//消息发送函数 void Send() { char Msg[10240]; printf(\"\\nPlease Input the message:\"); gets(Msg); Msg[10239]='\\0';

::send(sock1,Msg,strlen(Msg),0); }

//消息接收函数 void Receive() { int len; char buf[10240]; for(int i=0;i<10240;i++){ buf[i]='\\0'; }

Enter your choice:\");

if((len=::recv(sock1,buf,10240,0))==-1) { perror(\"Receving data error\"); exit(1); } printf(\"The Received Message:%s\\n\ }

//主函数 void main() { }

Client端界面： Init(); for(;;) { switch(menu()) { case 1: Send(); break; case 2: Receive(); break; case 3: exit(0); } } ::closesocket(sock2); ::closesocket(sock1); ::WSACleanup();

实验结果及心得:

实验结果截图：

客户端向服务端发送信息：

客户端接收服务端消息：

服务端接收消息：

实验心得：

通过本次实验及课上老师讲解，了解了TCP与UDP协议和它们之间的区别，以及客户/服务器模型的原理。通过C/S代码的编写运行，形象地看到客户/服务器端的运作方式，对于C/S模型有了很深刻的印象以及进一步理解。通过代码的编写，再一次熟悉Socket编程原

理，掌握简单的套接字编程。

第一次运行程序成功后，是在同一台电脑上进行C与S端的连接。在课上实验，将程序放在 2台台式机上进行运行，在与同学探讨中又将代码中有关部分，比如IP地址等进行了修改，最终使程序在2台电脑上运行成功。