Question

socket编程。怎么实现数据包的转发？C语言版的。

比如说多个客户端之间的通信。服务器怎么实现数据的转发？

Answer 1

我也不知道····只好复制一份···共同学习~~ 要写网络程序就必须用Socket，这是程序员都知道的。而且，面试的时候，我们也会问对方会不会Socket编程？一般来说，很多人都会说，Socket编程基本就是listen，accept以及send，write等几个基本的操作。是的，就跟常见的文件操作一样，只要写过就一定知道。对于网络编程，我们也言必称TCP/IP，似乎其它网络协议已经不存在了。对于TCP/IP，我们还知道TCP和UDP，前者可以保证数据的正确和可靠性，后者则允许数据丢失。最后，我们还知道，在建立连接前，必须知道对方的IP地址和端口号。除此，普通的程序员就不会知道太多了，很多时候这些知识已经够用了。最多，写服务程序的时候，会使用多线程来处理并发访问。我们还知道如下几个事实：1。一个指定的端口号不能被多个程序共用。比如，如果IIS占用了80端口，那么Apache就不能也用80端口了。2。很多防火墙只允许特定目标端口的数据包通过。3。服务程序在listen某个端口并accept某个连接请求后，会生成一个新的socket来对该请求进行处理。于是，一个困惑了我很久的问题就产生了。如果一个socket创建后并与80端口绑定后，是否就意味着该socket占用了80端口呢？如果是这样的，那么当其accept一个请求后，生成的新的socket到底使用的是什么端口呢（我一直以为系统会默认给其分配一个空闲的端口号）？如果是一个空闲的端口，那一定不是80端口了，于是以后的TCP数据包的目标端口就不是80了--防火墙一定会组织其通过的！实际上，我们可以看到，防火墙并没有阻止这样的连接，而且这是最常见的连接请求和处理方式。我的不解就是，为什么防火墙没有阻止这样的连接？它是如何判定那条连接是因为connet80端口而生成的？是不是TCP数据包里有什么特别的标志？或者防火墙记住了什么东西？后来，我又仔细研读了TCP/IP的协议栈的原理，对很多概念有了更深刻的认识。比如，在TCP和UDP同属于传输层，共同架设在IP层（网络层）之上。而IP层主要负责的是在节点之间（End to End）的数据包传送，这里的节点是一台网络设备，比如计算机。因为IP层只负责把数据送到节点，而不能区分上面的不同应用，所以TCP和UDP协议在其基础上加入了端口的信息，端口于是标识的是一个节点上的一个应用。除了增加端口信息，UPD协议基本就没有对IP层的数据进行任何的处理了。而TCP协议还加入了更加复杂的传输控制，比如滑动的数据发送窗口（Slice Window），以及接收确认和重发机制，以达到数据的可靠传送。不管应用层看到的是怎样一个稳定的TCP数据流，下面传送的都是一个个的IP数据包，需要由TCP协议来进行数据重组。所以，我有理由怀疑，防火墙并没有足够的信息判断TCP数据包的更多信息，除了IP地址和端口号。而且，我们也看到，所谓的端口，是为了区分不同的应用的，以在不同的IP包来到的时候能够正确转发。TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。就像操作系统会提供标准的编程接口，比如Win32编程接口一样，TCP/IP也必须对外提供编程接口，这就是Socket编程接口--原来是这么回事啊！在Socket编程接口里，设计者提出了一个很重要的概念，那就是socket。这个socket跟文件句柄很相似，实际上在BSD系统里就是跟文件句柄一样存放在一样的进程句柄表里。这个socket其实是一个序号，表示其在句柄表中的位置。这一点，我们已经见过很多了，比如文件句柄，窗口句柄等等。这些句柄，其实是代表了系统中的某些特定的对象，用于在各种函数中作为参数传入，以对特定的对象进行操作--这其实是C语言的问题，在C++语言里，这个句柄其实就是this指针，实际就是对象指针啦。现在我们知道，socket跟TCP/IP并没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以，socket的出现只是可以更方便的使用TCP/IP协议栈而已，其对TCP/IP进行了抽象，形成了几个最基本的函数接口。比如create，listen，accept，connect，read和write等等。现在我们明白，如果一个程序创建了

Answer 2

网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用Socket()，该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。

下面用Socket实现一个windows下的c语言socket通信例子，用客户端传递一个字符串，服务器端进行接收。

【服务器端】
#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#include <winsock2.h>
#define SERVER_PORT 5208 //侦听端口
void main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int ret, nLeft, length;
SOCKET sListen, sServer; //侦听套接字，连接套接字
struct sockaddr_in saServer, saClient; //地址信息
char *ptr;//用于遍历信息的指针
//WinSock初始化
wVersionRequested=MAKEWORD(2, 2); //希望使用的WinSock DLL 的版本
ret=WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if(ret!=0)
{
printf("WSAStartup() failed!\n");
return;
}
//创建Socket,使用TCP协议
sListen=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sListen == INVALID_SOCKET)
{
WSACleanup();
printf("socket() faild!\n");
return;
}
//构建本地地址信息
saServer.sin_family = AF_INET; //地址家族
saServer.sin_port = htons(SERVER_PORT); //注意转化为网络字节序
saServer.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY); //使用INADDR_ANY 指示任意地址

//绑定
ret = bind(sListen, (struct sockaddr *)&saServer, sizeof(saServer));
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
printf("bind() faild! code:%d\n", WSAGetLastError());
closesocket(sListen); //关闭套接字
WSACleanup();
return;
}

//侦听连接请求
ret = listen(sListen, 5);
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
printf("listen() faild! code:%d\n", WSAGetLastError());
closesocket(sListen); //关闭套接字
return;
}

printf("Waiting for client connecting!\n");
printf("Tips: Ctrl+c to quit!\n");
//阻塞等待接受客户端连接
while(1)//循环监听客户端，永远不停止
{
length = sizeof(saClient);
sServer = accept(sListen, (struct sockaddr *)&saClient, &length);
if (sServer == INVALID_SOCKET)
{
printf("accept() faild! code:%d\n", WSAGetLastError());
closesocket(sListen); //关闭套接字
WSACleanup();
return;
}
char receiveMessage[5000];
nLeft = sizeof(receiveMessage);
ptr = (char *)&receiveMessage;
while(nLeft>0)
{
//接收数据
ret = recv(sServer, ptr, 5000, 0);
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
printf("recv() failed!\n");
return;
}
if (ret == 0) //客户端已经关闭连接
{
printf("Client has closed the connection\n");
break;
}
nLeft -= ret;
ptr += ret;
}
printf("receive message:%s\n", receiveMessage);//打印我们接收到的消息。

}
// closesocket(sListen);
// closesocket(sServer);
// WSACleanup();
}
【客户端】
#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <winsock2.h>
#define SERVER_PORT 5208 //侦听端口
void main()
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int ret;
SOCKET sClient; //连接套接字
struct sockaddr_in saServer; //地址信息
char *ptr;
BOOL fSuccess = TRUE;
//WinSock初始化
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2); //希望使用的WinSock DLL的版本
ret = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if(ret!=0)
{
printf("WSAStartup() failed!\n");
return;
}
//确认WinSock DLL支持版本2.2
if(LOBYTE(wsaData.wVersion)!=2 || HIBYTE(wsaData.wVersion)!=2)
{
WSACleanup();
printf("Invalid WinSock version!\n");
return;
}
//创建Socket,使用TCP协议
sClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sClient == INVALID_SOCKET)
{
WSACleanup();
printf("socket() failed!\n");
return;
}
//构建服务器地址信息
saServer.sin_family = AF_INET; //地址家族
saServer.sin_port = htons(SERVER_PORT); //注意转化为网络节序
saServer.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.1.127");
//连接服务器
ret = connect(sClient, (struct sockaddr *)&saServer, sizeof(saServer));
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
printf("connect() failed!\n");
closesocket(sClient); //关闭套接字
WSACleanup();
return;
}

char sendMessage[]="hello this is client message!";
ret = send (sClient, (char *)&sendMessage, sizeof(sendMessage), 0);
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
printf("send() failed!\n");
}
else
printf("client info has been sent!");
closesocket(sClient); //关闭套接字
WSACleanup();
}