东南大学计算机与网络第四次实验祥解

东南大学自动化学院

实验报告

课程名称：信息通信网络概论

第4次实验

实验名称：设计协议

院（系）：自动化专业：自动化

姓名：学号：

实验室：金智楼实验组别：

同组人员：实验时间：2013 年12 月23日评定成绩：审阅教师：

目录

一．实验目的和要求 (3)

二．实验原理 (3)

三．实验方案与实验步骤 (4)

四．实验设备与器材配置 (5)

五．实验记录 (5)

六．实验总结 (9)

七．思考题或讨论题 (9)

一．实验目的和要求

目的：

1.设计简单的应用层协议，

2.开发基于TCP/IP或UDP/IP的网络通信程序，实现数据传送和文件传输。

要求：

1.正确理解应用层协议的概念；

2.更深入了解客户/服务器模式的网络程序设计。

二．实验原理

1. 应用层协议

应用层协议的定义包括如下内容：

(1)交换的报文类型，如请求报文和响应报文；

(2)各种报文类型的语法，如报文中的各个字段公共详细描述;

(3)字段的语义，即包含在字段中信息的含义；

(4)进程何时、如何发送报文及对报文进行响应。

有些应用层协议是由RFC文档定义的，因此它们位于公共领域。例如，web的应用层的协议HTTP(超文本传输协议，RFC 2616)就作为一个RFC供大家使用。如果浏览器开发者遵从HTTP RFC规则，所开发出的浏览器就能访问任何遵从该文档标准的web，服务器并获取相应的web 页面。还有很多别的应用层协议是专用的．不能随意应用于公共领域。例如，很多现有的P2P 文件共享系统使用的是专用应用层协议。目的，应用层协议主要有以下几种。

2）SOCKET编程

服务器要创建一个用于侦听的套接字，为该套接字分配地址之后，调用listen()函数使它处于侦听状态；客户机在创建套接字完毕后，为套接字分配地址，然后调用connect()函数，请求与服务器套接字连接；服务器套接字在收到客户机的连接请示后，调用accept()函数，该函数创建一个用于连接的套接字。应用该套接字和客户机上的连接套接字，用户就可以在服务器和客户机之间进行数据传输了。在结束传输之后，客户机调用closesocket()函数关闭套接字，服务器也调用该函数关闭用于侦听和连接的套接字。

三．实验方案与实验步骤

1.基于TCP的socket编程

1)服务端

1)建立Socket初始化WinSock的动态连接库后，需要在服务器端建立一个监听的

Socket，为此可以调用Socket()函数用来建立这个监听的Socket，并定义此Socket

所使用的通信协议。此函数调用成功返回Socket对象，失败则返回

INVALID_SOCKET(调用WSAGetLastError()可得知原因，所有WinSocket 的函数都可

以使用这个函数来获取失败的原因)。

2)绑定端口接下来要为服务器端定义的这个监听的Socket指定一个地址及端口

（Port），这样客户端才知道待会要连接哪一个地址的哪个端口，为此我们要调用

bind()函数，该函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。

3)监听当服务器端的Socket对象绑定完成之后,服务器端必须建立一个监听的队列

来接收客户端的连接请求。listen()函数使服务器端的Socket 进入监听状态，并

设定可以建立的最大连接数(目前最大值限制为 5, 最小值为1)。该函数调用成功

返回0，否则返回SOCKET_ERROR。

服务器端的Socket调用完listen（）后，如果此时客户端调用connect（）函数提出连接申请的话，Server 端必须再调用accept() 函数，这样服务器端和客户端才算正式完成通信程序的连接动作。为了知道什么时候客户端提出连接要求，从而服务器端的Socket在恰当的时候调用accept()函数完成连接的建立，我们就要使用WSAAsyncSelect（）函数，让系统主动来通知我们有客户端提出连接请求了。该函数调用成功返回0，否则返回

SOCKET_ERROR。

4)服务器端接受客户端的连接请求当Client提出连接请求时，Server 端hwnd视窗

会收到Winsock Stack送来我们自定义的一个消息，这时，我们可以分析lParam，

然后调用相关的函数来处理此事件。为了使服务器端接受客户端的连接请求，就要

使用accept() 函数，该函数新建一Socket与客户端的Socket相通，原先监听之

Socket继续进入监听状态，等待他人的连接要求。该函数调用成功返回一个新产生

的Socket对象，否则返回INVALID_SOCKET。

5)结束 socket 连接结束服务器和客户端的通信连接是很简单的，这一过程可以由

服务器或客户机的任一端启动，只要调用closesocket()就可以了，而要关闭Server

端监听状态的socket，同样也是利用此函数。

2)客户端

1)建立客户端的Socket客户端应用程序首先也是调用WSAStartup() 函数来与

Winsock的动态连接库建立关系，然后同样调用socket() 来建立一个TCP或UDP

socket（相同协定的 sockets 才能相通，TCP 对 TCP，UDP 对 UDP）。与服务器

端的socket 不同的是，客户端的socket 可以调用 bind() 函数，由自己来指定

IP地址及port号码；但是也可以不调用 bind()，而由 Winsock来自动设定IP地

址及port号码。

2)提出连接申请客户端的Socket使用connect()函数来提出与服务器端的Socket

建立连接的申请，函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。

3)数据的传送虽然基于TCP/IP连接协议（流套接字）的服务是设计客户机/服务器应用程

序时的主流标准，但有些服务也是可以通过无连接协议（数据报套接字）提供的。

2.基于UDP的socket编程

服务器端

1：创建套接字（create）

2：将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）

3：等待接收数据（recvfrom）

4：关闭套接字

客户端

1：创建套接字（create ）

2：向服务器发送数据（sendto）

3：关闭套接字

四．实验设备与器材配置

计算机一台、软件Microsoft Visual Studio 6.0

五．实验记录

打开两个应用程序，一个选择“服务器”，并且点击“侦听”；另外一个选择“客户端”，并且点击“连接”，此时两个程序的消息发送窗口的信息框变为可写，输入消息可以进行客户端-服务器之间的发送和接收，发送和接收的消息可以存储在信息框内。

客户端和服务器端可以互发信息：输入框输入/n和/p，接收到的为指定的图像：

主要代码如下：

void CProject2Dlg::OnSelchangeComboCs()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

int set = m_cs_set.GetCurSel();

if(set==1)

{

m_server=FALSE;

this->GetDlgItem(IDC_SET_IPADDR)->EnableWindow(TRUE);

m_set_ip="127.0.0.1";

UpdateData(false);

this->SetDlgItemText(IDC_CONNECT,"连接");

this->SetWindowText("TCP/IP通信－客户端");

}

else if(set==0)

{

m_server=TRUE;

m_set_ip=" ";

this->GetDlgItem(IDC_SET_IPADDR)->EnableWindow(FALSE);

UpdateData(FALSE);

this->SetDlgItemText(IDC_CONNECT,"侦听");

this->SetWindowText("TCP/IP通信－服务器端");

}

}

void CProject2Dlg::OnConnect()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

UpdateData(TRUE);

int retb,ret,retc;

SOCKADDR_IN addr;

BOOL nret;

CString ServerIP;

ServerIP=m_set_ip;

if(m_active==TRUE)

return;

if(m_server==TRUE)

{

if( ((m_set_port)<=1024 )||((m_set_port)>4096) )

{

AfxMessageBox("请输入合理的端口号!");

}

ret=m_listensocket.Create(m_set_port,SOCK_STREAM);

if(ret == false)

{

m_static_state=" 无法建立服务器!";

UpdateData(FALSE);

m_listensocket.Close();

}

retb=m_listensocket.Listen(5);

if(retb==false)

{

m_static_state=" 无法侦听!!!";

UpdateData(FALSE);

}

m_static_state="服务器建立成功!正在侦听……";

m_list_msg.ResetContent();

m_list_msg.AddString("====>服务器正在侦听……");

this->GetDlgItem(IDC_CONNECT)->EnableWindow(FALSE);

this->GetDlgItem(IDC_COMBO_CS)->EnableWindow(FALSE);

UpdateData(FALSE);

m_active=TRUE;

}

else

{

ServerIP.TrimLeft();

ServerIP.TrimRight();

if( inet_addr(ServerIP)== INADDR_NONE)

{

AfxMessageBox("请输入正确的服务器IP地址!");

}

if( ((m_set_port)<=1024 )||((m_set_port)>4096) )

{

AfxMessageBox("请输入合理的端口号!");

}

retc=m_connectsocket.Create(0,SOCK_STREAM);

if(retc == false)

{

m_static_state=" 无法建立客户端!";

UpdateData(FALSE);

m_connectsocket.Close();

}

addr.sin_family=AF_INET;

addr.sin_port=htons(m_set_port);

addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(m_set_ip);

nret=m_connectsocket.Connect((SOCKADDR *)&addr,sizeof(SOCKADDR));

if( nret==TRUE )

{

AfxMessageBox("连接服务器失败!!");

m_connectsocket.Close();

}

else

{

m_static_state=" 正在连接服务器……";

this->GetDlgItem(IDC_CONNECT)->EnableWindow(FALSE);

this->GetDlgItem(IDC_COMBO_CS)->EnableWindow(FALSE);

UpdateData(FALSE);

m_active=TRUE;

}

}

}

void CProject2Dlg::OnServerAccept()

{

if(m_active==TRUE)

{

m_listensocket.Accept(m_connectsocket,NULL,NULL);

m_static_state=" 客户端已连接上——";

m_list_msg.AddString("====>客户端连接成功!");

UpdateData(FALSE);

CString welcome("Welcome my friend!");

m_connectsocket.Send(welcome,welcome.GetLength());

}

}

void CProject2Dlg::OnClientConnect(int nErrorCode)

{

sockaddr_in name;

int len;

CString buf;

if(m_active==TRUE)

{

if(nErrorCode!=0)

{

m_list_msg.AddString("连接服务器错误!");

m_static_state=" 服务器连接错误……";

this->GetDlgItem(IDC_CONNECT)->EnableWindow(TRUE);

this->GetDlgItem(IDC_COMBO_CS)->EnableWindow(TRUE);

UpdateData(FALSE);

m_active=FALSE;

m_connectsocket.Close();

}

else

{

len=sizeof(sockaddr_in);

m_connectsocket.GetPeerName((SOCKADDR*)&name,&len);

m_list_msg.ResetContent();

buf="成功连接上服务器";

buf+=inet_ntoa(name.sin_addr);

m_list_msg.AddString(buf);

m_static_state=" 服务器连接成功!";

UpdateData(FALSE);

CString welcome("I am ");

welcome+=CLIENT;

m_connectsocket.Send(welcome,welcome.GetLength());

}

}

}

void CProject2Dlg::OnServerClose()

{

m_connectsocket.Close();

m_static_state=" 正在侦听……";

m_list_msg.ResetContent();

m_list_msg.AddString("====>客户端已退出……");

m_list_msg.AddString("====>服务器正在侦听……");

UpdateData(FALSE);

}

void CProject2Dlg::OnSocketClose()

{

if(m_active==FALSE)

return;

if(m_server==TRUE)

{

OnServerClose();

}

else

{

OnClientClose();

}

}

void CProject2Dlg::OnClientClose()

{

m_connectsocket.Close();

m_list_msg.ResetContent();

m_list_msg.AddString("服务器已断开。成功退出……");

m_static_state=" 已断开连接……";

this->GetDlgItem(IDC_CONNECT)->EnableWindow(TRUE);

this->GetDlgItem(IDC_COMBO_CS)->EnableWindow(TRUE);

UpdateData(FALSE);

m_active=FALSE;

}

void CProject2Dlg::OnSocketReceive()

{

if(m_server==TRUE)

{

OnServerReceive();

}

else

{

OnClientReceive();

}

}

void CProject2Dlg::OnServerReceive()

{

BOOL Act=FALSE;

CString nRev,nret;

char buf[MAX_BUFFER+1];

int ret,i,len;

ret=m_connectsocket.Receive(buf,MAX_BUFFER,0);

if(ret!=SOCKET_ERROR)

{

buf[ret]=NULL;

nRev=buf;

nret+=CLIENT;

nret+=":";

len=nret.GetLength();

nret=nRev.Right( ( (nRev.GetLength())-len ) );

if(nret.GetAt(0)=='/')

{

Act=DoAction(nret);

}

if(Act==FALSE)

{

m_list_msg.AddString((LPCTSTR)nRev);

}

i=m_list_msg.GetCount();

m_list_msg.SetCurSel(i-1);

m_list_msg.SetCurSel(-1);

UpdateData(FALSE);

}

else

AfxMessageBox("消息接收错误!");

}

void CProject2Dlg::OnClientReceive()

{

char buf[MAX_BUFFER+1];

BOOL Act=FALSE;

int ret,i,len;

CString nRev,nret;

ret=m_connectsocket.Receive(buf,MAX_BUFFER,0);

if(ret!=SOCKET_ERROR)

{

buf[ret]=NULL;

nRev=buf;

nret+=SERVER;

nret+=":";

len=nret.GetLength();

nret=nRev.Right( ( (nRev.GetLength())-len ) );

if(nret.GetAt(0)=='/')

{

Act=DoAction(nret);

}

if(Act==FALSE)

{

m_list_msg.AddString((LPCTSTR)nRev);

}

i=m_list_msg.GetCount();

m_list_msg.SetCurSel(i-1);

m_list_msg.SetCurSel(-1);

UpdateData(FALSE);

}

else

AfxMessageBox("消息接收错误!");

}

void CProject2Dlg::OnSendMsg()

{

// TODO: Add your control notification handler code here CString buf;

int nret;

BOOL Act=FALSE;

int nLen,i;

UpdateData(TRUE);

m_outmsg.TrimLeft();

if(m_outmsg.IsEmpty())

{

AfxMessageBox("对不起，不能发送空消息!");

return;

}

if(m_server==TRUE)

{

buf+=SERVER;

buf+=":";

}

else

{

buf+=CLIENT;

buf+=":";

}

buf+=m_outmsg;

nLen=buf.GetLength();

nret = m_connectsocket.Send((LPCTSTR)buf,nLen);

if(nret!=SOCKET_ERROR)

{

if(m_outmsg.GetAt(0)=='/')

{

Act=DoAction(m_outmsg);

}

if(Act==FALSE)

{

m_list_msg.AddString((LPCTSTR)buf);

}