作者：刘磊 2020.4.26　　　参考书目：《Windows网络编程》刘琰等著

一、流式套接字

流式套接字是基于可靠的数据流传输服务，特点是面向连接（一对一传输），可靠，流式套接字编程与TCP协议原理关系密切。适合大数据量的数据传输应用，可靠性要求高的传输应用。

二、TCP – 传输控制协议

TCP是一个面向连接的传输层协议，提供高可靠性字节流传输服务，主要用于一次传输要交换大量报文的情形。为了保证传输可靠，TCP增加了许多开销：确认，流量控制，计时器以及连接管理等。
建立连接的三次握手：

第一次，客户端发信息给服务器，服务器收到了，确认了客户端发送正常。
第二次，服务器发信息给客户端，客户端收到了，确认了服务器接收和发送都正常。
第三次，客户端发信息给服务器，服务器周到了，确认了客户端接收正常。

关闭连接的四次挥手：

第一次，客户端没有信息要发了，便会告诉服务器我要关闭了。
第二次，服务器发送一个信号给客户端，告诉客户端，我知道你要关闭了。
第三次，服务器自己也没有信息要发送，便会告诉客户端我要关闭了。 第四次，客户端发送一个信号给服务器，告诉服务器，我知道你要关闭了。

三、流式套接字通信过程

1、服务器基本通信过程：

1）Windows Sockets DLL初始化，协商版本号。
2）创建套接字，指定使用TCP通信。
3）指定本地地址和通信端口。
4）等待客户端的连接请求。
5）进行数据传输。
6）关闭套接字。
7）结束Windows Sockets DLL的使用，释放资源

2、客户端基本通信过程：

1）Windows Sockets DLL初始化，协商版本号。
2）创建套接字，指定使用TCP通信。
3）指定服务器地址和通信端口。
4）向服务器发起连接请求。
5）进行数据传输。
6）关闭套接字。
7）结束Windows Sockets DLL的使用，释放资源。

四、基于流式套接字的时间同步服务器设计

1、服务器编程步骤

1）引用头文件。

#include <time.h> #include <winsock.h> #include <stdio.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib"); #define MAXLINE 4096 //接收缓冲区长度 #define LISTENQ 1024 //监听队列长度 #define SERVER_PORT 13 //时间同步服务器端口号 

2）创建流式套接字。

if ((ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { printf("socket函数调用失败，错误号：%dn",WSAGetLastError()); WSACleanup(); return 1; } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));   servaddr.sin_family = AF_INET;   servaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1 "); servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); 

3）绑定服务器的时间服务端口到已创建的套接字。

iResult = bind(ListenSocket, (struct sockaddr *) & servaddr, sizeof(servaddr)); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("bind 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } 

4）把套接字变换成监听套接字。

iResult = listen(ListenSocket, LISTENQ); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("listen 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } 

5）接收客户连接，获取本地时间，发送应答。

//接收客户端连接请求，返回连接套接字ClientSocket   ClientSocket = accept(ListenSocket, NULL, NULL); if (ClientSocket == INVALID_SOCKET) { printf("accept 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } //获取当前时间   ticks = time(NULL); memset(buff, 0, sizeof(buff)); sprintf(buff, "%.24srn", ctime(&ticks)); printf("获取当前时间：%sn",buff); //发送时间   iSendResult = send(ClientSocket, buff, strlen(buff), 0); if (iSendResult == SOCKET_ERROR) { printf("send 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } printf("向客户端发送时间成功n"); 

6）主动中止连接。

iResult = shutdown(ClientSocket, SD_SEND); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("shutdown 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } 

7）等待其他客户端的连接请求，回到步骤5。

while(1); 

8）关闭套接字，释放资源，程序终止。

closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 0; 

2、客户端编程步骤

1）引用头文件。

#include <winsock.h> #include <stdio.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib");  #define MAXLINE 4096 //接收缓冲区长度 #define SERVER_PORT 13 //时间同步服务器端口号 

2）创建流式套接字。

if ((ConnectSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { printf("socket函数调用失败，错误号：%dn", WSAGetLastError()); WSACleanup(); return 1; } 

3）绑定服务器IP地址和端口

memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));   servaddr.sin_family = AF_INET;   servaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); 

4）与服务器建立连接。

iResult = connect(ConnectSocket, (sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("connect 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ConnectSocket); WSACleanup(); return 1; } 

5）循环接收服务器返回的应答，并显示获得时间。

memset(&recvline, 0, sizeof(recvline)); printf("当前时间是："); do {    iResult = recv(ConnectSocket, recvline, MAXLINE, 0); if (iResult > 0) printf("%s",recvline); else { if (iResult == 0) printf("对方连接关闭，退出n"); else printf("recv 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); } } while (iResult > 0); 

6）如果接收到服务器关闭或者网络出错的信号，则关闭套接字，释放资源，终止程序。

closesocket(ConnectSocket); WSACleanup(); return 0; 

3、server.c

#include <time.h> #include <winsock.h> #include <stdio.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib");  #define MAXLINE 4096 //接收缓冲区长度 #define LISTENQ 1024 //监听队列长度 #define SERVER_PORT 13 //时间同步服务器端口号  int main(int argc, char *argv[]) {   SOCKET ListenSocket = INVALID_SOCKET, ClientSocket = INVALID_SOCKET; int iResult; struct sockaddr_in servaddr; char buff[MAXLINE]; time_t ticks; int iSendResult; //初始化Windows Sockets DLL；协商版本号     WORD wVersionRequested;   WSADATA wsaData; //使用MAKEWORD(lowbyte, highbyte) 宏，在windef.h中声明     wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);   iResult = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData); if (iResult != 0) { printf("WSAStartup函数调用错误，错误号：%dn",WSAGetLastError()); return 1; } else { printf("初始化成功！n"); } //创建流式套接字  if ((ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { printf("socket函数调用失败，错误号：%dn",WSAGetLastError()); WSACleanup(); return 1; } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));   servaddr.sin_family = AF_INET;   servaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1 ");   servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); //绑定服务器地址   iResult = bind(ListenSocket, (struct sockaddr *) & servaddr, sizeof(servaddr)); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("bind 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } //设置服务器位监听状态，监听队列长度为LISTENQ   iResult = listen(ListenSocket, LISTENQ); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("listen 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } while (1) { //接收客户端连接请求，返回连接套接字ClientSocket     ClientSocket = accept(ListenSocket, NULL, NULL); if (ClientSocket == INVALID_SOCKET) { printf("accept 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } //获取当前时间     ticks = time(NULL); memset(buff, 0, sizeof(buff)); sprintf(buff, "%.24srn", ctime(&ticks)); printf("获取当前时间：%sn",buff); //发送时间     iSendResult = send(ClientSocket, buff, strlen(buff), 0); if (iSendResult == SOCKET_ERROR) { printf("send 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } printf("向客户端发送时间成功n"); //停止连接，不再发送数据     iResult = shutdown(ClientSocket, SD_SEND); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("shutdown 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 1; } //关闭套接字   closesocket(ClientSocket); printf("主动关闭连接n"); } closesocket(ListenSocket); WSACleanup(); return 0; } 

4、client.c

#include <winsock.h> #include <stdio.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib");  #define MAXLINE 4096 //接收缓冲区长度 #define SERVER_PORT 13 //时间同步服务器端口号  int main(int argc, char *argv[]) {  SOCKET ConnectSocket = INVALID_SOCKET; int iResult; struct sockaddr_in servaddr; char recvline[MAXLINE + 1]; //初始化Windows Sockets DLL；协商版本号     WORD wVersionRequested;   WSADATA wsaData; //使用MAKEWORD(lowbyte, highbyte) 宏，在windef.h中声明     wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);   iResult = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData); if (iResult != 0) { printf("WSAStartup函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); return 1; } else { printf("初始化成功！n"); } //创建流式套接字  if ((ConnectSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { printf("socket函数调用失败，错误号：%dn", WSAGetLastError()); WSACleanup(); return 1; } //服务器地址赋值  memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));   servaddr.sin_family = AF_INET;   servaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");;   servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); //向服务器请求连接    iResult = connect(ConnectSocket, (sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); if (iResult == SOCKET_ERROR) { printf("connect 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); closesocket(ConnectSocket); WSACleanup(); return 1; } //持续接收数据，直到服务器关闭连接  memset(&recvline, 0, sizeof(recvline)); printf("当前时间是："); do {     iResult = recv(ConnectSocket, recvline, MAXLINE, 0); if (iResult > 0) printf("%s",recvline); else { if (iResult == 0) printf("对方连接关闭，退出n"); else printf("recv 函数调用错误，错误号：%dn", WSAGetLastError()); } } while (iResult > 0); closesocket(ConnectSocket); WSACleanup(); return 0; } 

5、结果图