简单的服务器、客户端程序实验报告

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15简单的客户/服务器程序设计与实现实验目的与要求：1、熟悉MicrosoftVisualStudio2008编程环境。2、了解TCP与UDP协议，以与它们之间的区别。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：MicrosoftVisualStudio2008实验容与步骤：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。listen()，通知TCP，服务器准备好接收连接。accept(),接受连接，等待客户端的连接连接建立，accept()返回，得到新的套接字,screcvt()/send(),在套接字sc上读/写数据，直到数据交换完毕closesocket(),关闭套接字scclosesocket(),关闭最初套接字s,服务结束Socket(),建立流失套接字，返回套接字号connect(),将套接字s与远地主机连接send()/recv(),在套接字上读/写数据，直到数据交换完closesocket(),关闭套接字结束TCP对话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。bind()，套接字s与本地地址相连。recvt()/send(),在套接字上读/写数据，直到数据交换完毕closesocket(),关闭套接字Socket(),建立流失套接字，返回套接字号将套接字与远地主机连接send()/recv(),在套接字上读/写数据，直到数据交换完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。所用函数与结构体参考：1、创建套接字socket()功能：使用前创建一个新的套接字格式：SOCKETPASCALFARsocket(intaf,inttype,intprocotol);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：intPASCALFARbind(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);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：structsockaddr_inshortsin_family;/AF_INETu_shortsin_port;/16位端口号，网络字节顺序structin_addrsin_addr;/32位IP地址，网络字节顺序charsin_zero8;/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：intPASCALFARconnect(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);SOCKETPASCALFARaccept(SOCKETs,structsockaddrFAR*name,intFAR*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：intPASCALFARlisten(SOCKETs,intbacklog);5、数据传输send()与recv()功能：数据的发送与接收格式：intPASCALFARsend(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags);intPASCALFARrecv(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags);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：intPASCALFARselect(intnfds,fd_setFAR*readfds,fd_setFAR*writefds,fd_setFAR*exceptfds,conststructtimevalFAR*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：BOOLPASCALFARclosesocket(SOCKETs);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：typedefstructWSADataWORDwVersion;WORDwHighVersion;charszDescriptionWSADESCRIPTION_LEN+1;charszSystemStatusWSASYS_STATUS_LEN+1;unsignedshortiMaxSockets;unsignedshortiMaxUdpDg;charFAR*lpVendorInfo;WSADATA;typedefWSADATAFAR*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：structsockaddr_inshortsin_family;u_shortsin_port;structin_addrsin_addr;charsin_zero8;其中in_addr的定义如下：structin_addrunionstructu_chars_b1,s_b2,s_b3,s_b4;S_un_b;structu_shorts_w1,s_w2;S_un_w;u_longS_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shortsin_family，代表网络地址族，如前所述，只能取值AF_INET；第二个字段u_shortsin_port，代表IP地址端口，由程序员指定；第三个字段structin_addrsin_addr，代表IP地址；第四个字段charsin_zero8，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#pragmacomment(lib,WS2_32)SOCKETsock1,sock2;intsin_size;structsockaddr_inmy_addr,their_addr;charname20;/初始化函数TcpvoidInit()printf(nnnServer:TCPnnn);/建立套接字constWORDwMinver=0x0101;WSADATAwsadata;if(0!=:WSAStartup(wMinver,&wsadata)perror(Startsocketerror!);if(INVALID_SOCKET=(sock1=:socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)perror(Createsocketerror!);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,(structsockaddr*)&my_addr,sizeof(my_addr)perror(Bindingstreamsocket);exit(1);/开始侦听if(SOCKET_ERROR=:listen(sock1,5)perror(Listeningstreamsocket);exit(1);/接受连接printf(Readytoserveclient.Pleaseconnect.nnn);sin_size=sizeof(structsockaddr_in);if(sock2=accept(sock1,(structsockaddr*)&their_addr,&sin_size)=-1)perror(Acceptingstreamsocket);exit(1);printf(Acceptinganewconnet:%s,inet_ntoa(their_addr.sin_addr);/选择菜单intmenu()char*s=(char*)malloc(2*sizeof(char);intc;printf(nnnServer:Menunnn);printf(*nn);printf(*1.SendMessage*n);printf(*2.ReceiveMessage*n);printf(*3.Exit*nn);printf(*n);doprintf(nEnteryourchoice:);gets(s);if(s0=0)gets(s);c=atoi(s);while(c3);free(s);returnc;/消息发送函数voidSend()charMsg10240;printf(nPleaseInputthemessage:);gets(Msg);Msg10239=0;:send(sock2,Msg,strlen(Msg),0);/消息接收函数voidReceive()intlen;charbuf10240;for(inti=0;i10240;i+)bufi=0;if(len=:recv(sock2,buf,10240,0)=-1)perror(Recevingdataerror);exit(1);printf(TheReceivedMessage:%sn,buf);/主函数voidmain()Init();for(;)switch(menu()case1:Send();break;case2:Receive();break;case3:exit(0);/:closesocket(sock2);:closesocket(sock1);:WSACleanup();Server端界面：Client端代码：/client.cpp:定义控制台应用程序的入口点。/#include#include#include#include#pragmacomment(lib,WS2_32)SOCKETsock1,sock2;intsin_size;structsockaddr_inmy_addr,their_addr;charname20;/初始化函数TcpvoidInit()printf(nnnClient:TCPnnn);/建立套接字constWORDwMinver=0x0101;WSADATAwsadata;if(0!=:WSAStartup(wMinver,&wsadata)perror(Startsocketerror!);if(INVALID_SOCKET=(sock1=:socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)perror(Createsocketerror!);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(structsockaddr_in);if(sock2=(:connect(sock1,(LPSOCKADDR)&my_addr,sin_size)=-1)perror(Acceptingstreamsocket);exit(1);/选择菜单intmenu()char*s=(char*)malloc(2*sizeof(char);intc;printf(nnnClient:Menunnn);printf(*nn);printf(*1.SendMessage*n);printf(*2.ReceiveMessage*n);printf(*3.Exit*nn);printf(*n);doprintf(nEnteryourchoice:);gets(s);if(s0=0)gets(s);c=atoi(s);while(c3);free(s);returnc;/消息发送函数voidSend()charMsg10240;printf(nPleaseInputthemessage:);gets(Msg);Msg10239=0;:send(sock1,Msg,strlen(Msg),0);/消息接收函数voidReceive()intlen;charbuf10240;for(inti=0;i10240;i+)bufi=0;if(len=:recv(sock1,buf,10240,0)=-1)perror(Recevingdataerror);exit(1);printf(TheReceivedMessage:%sn,buf);/主函数voidmain()Init();for(;)switch(menu()case1:Send();break;case2:Receive();break;case3:exit(0);:closesocket(sock2);:closesocket(sock1);:WSACleanup();Client端界面：实验结果与心得: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：通过本次实验与课上老师讲解，了解了TCP与UDP协议和它们之间的区别，以与客户/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与进一步理解。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。