Tcp通信协议

TCP即Transmission Control Protocol，传输控制协议。与UDP不同，它是面向连接和数据流的可靠传输协议。也就是说，它能使一台计算机上的数据无差错的发往网络上的其他计算机，所以当要传输大量数据时，我们选用TCP协议。

TCP协议的程序使用的是客户端/服务器模式，在Qt中提供了QTcpSocket类来编写客户端程序，使用QTcpServer类编写服务器端程序。我们在服务器端进行端口的监听，一旦发现客户端的连接请求，就会发出newConnection()信号，我们可以关联这个信号到我们自己的槽函数，进行数据的发送。而在客户端，一旦有数据到来就会发出readyRead()信号，我们可以关联此信号，进行数据的接收。其实，在程序中最难理解的地方就是程序的发送和接收了，为了让大家更好的理解，我们在这一节只是讲述一个传输简单的字符串的例子，在下一节再进行扩展，实现任意文件的传输。

该文档描述了Tcp通信协议的过程。该项目的功能是客户端控制服务器中的灯和蜂鸣器。该协议中设定了灯为0x00，其中灯亮为0x01、灯灭为0x02。设定蜂鸣器为0x01，其中蜂鸣器响为0x01、蜂鸣器关闭为0x02。若成功则返回0x00否则返回0x01。

TCP服务器端：

在服务器端的程序中我们监听任何一台计算机的端口，这里使用的是6666，然后我们关联newConnection()信号和自己写的槽newConnection()，在该槽中我们关联readyRead()信号和自己写的receiveMessage()接收客户端数据的槽。

注：在写通信协议时服务器端要用结构体指针进行编写，这样更方便通信协议的更改。要用结构体指针指向QByteArry 的对象中的数据部分的首地址，可将结构体中的变量与data()中的数据对应，用结构体指针指向结构体变量取出QByteArry中的数据，这就是用结构体来传送数据。

.h中：

1)、定义两个结构体一个是接收客户端发来的数据结构体、此时用结构体指针(CTRL *a;)指向数据首地址，一个是返回客户端结果的结构体、将结果返回给客户端。并相应定义两个私有的结构体指针RESULT *result;CTRL *ctrl;

.h中：两个结构体为预处理命令

#pragma pack(push,1)//为了结构体中变量字节对齐改变了按照以最大字节对

齐规则。接收客户端发来的数据结构体

typedef struct

{

char objects;

char results;

}RESULT;

#pragma pack(pop)

#pragma pack(push,1)//返回客户端结果的结构体

typedef struct

char ctrldevice;

char ctrlorder;

}CTRL;

#pragma pack(pop)

2)、定义QTcpServer对象tcpserver用于监听。定义QTcpSocket*serverreceive 用于接收下一个连接、与指定的端口的计算机建立连接并且往客户端中写入数据。定义的私有成员对象private:

QTcpSocket *serverreceive;

QTcpServer *tcpServer;

CTRL *a;//结构体指针a指向用于接收客户端的数据

QPixmap pixmap;

RESULT *result;

3)、定义公有成员函数他们是控制灯和蜂鸣器，控制灯和蜂鸣器的状态的函数分别调用给客户端发送相应结果的函数newConnect()。

void Ctrl();

void ctrlbulb();灯的亮与灭

void ctrlborn();蜂鸣器的响与不响

4)、定义私有槽

void receiveMessage();接收客户端发送的数据

void newConnect();给客户端发送响应结果

void newconnection();建立下一个连接并实现serverreceive发出信号readyRead()与槽receiveMessage()的连接。

.cpp中

在构造函数中，服务器要监听任何一台计算机的端口号6666，监听时要进行判断。建立新连接newconnection()，接收客户端发送来的数据receiveMessage()，向客户端发送响应结果newConnect()。实现灯和蜂鸣器的控制函数Ctrl()以及实现灯和蜂鸣器开关的函数ctrlbulb()、ctrlborn()。

在构造中

tcpServer = new QTcpServer(this);

if(!tcpServer->listen(QHostAddress::Any,6666))

//服务器监听

//if(!tcpServer->listen(QHostAddress::LocalHost,6666))

{

qDebug() << tcpServer->errorString();

close();

}

//connect(tcpSocket,SIGNAL(readyRead()),SLOT(receiveMessage()));

connect(tcpServer,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(newconnection())) ;

//连接信号和相应槽函数

void Widget::Ctrl()

{

qDebug()<<"111111111";

if(a->ctrldevice==0x00)//灯

{

qDebug()<<"1.11111111111";

result->objects=0x00;//将灯的控制设为0x00

ctrlbulb();

}

if(a->ctrldevice==0x01)

{

qDebug()<<"1.22222222222";

result->objects=0x01;

ctrlborn();

}

}

void Widget::ctrlbulb()//灯

{

qDebug()<<"1.1.1111111111111";

switch(a->ctrlorder)

{

case0x01:

qDebug()<<"1.1.1.1111111111111";

pixmap.load(":/resource/qrc/002.bmp",0,Qt::AvoidDither|Qt::ThresholdA lphaDither|Qt::ThresholdDither);

ui->labelbulb->setPixmap(pixmap);

result->results=0x00;

break;

case0x02:

qDebug()<<"1.1.2.11111111111";

pixmap.load(":/resource/qrc/001.bmp",0,Qt::AvoidDither|Qt::ThresholdA lphaDither|Qt::ThresholdDither);

ui->labelbulb->setPixmap(pixmap);

result->results=0x00;

break;

default:

result->results=0x01;

break;

newConnect();

}

void Widget::ctrlborn()//喇叭

{

qDebug()<<"1.2.11111111111";

switch(a->ctrlorder)

{

case0x01:

qDebug()<<"1.1.1.1111111111111";

pixmap.load(":/resource/qrc/102.bmp",0,Qt::AvoidDither|Qt::ThresholdA lphaDither|Qt::ThresholdDither);

ui->labelborn->setPixmap(pixmap);

result->results=0x00;

break;

case0x02:

qDebug()<<"1.1.2.11111111111";

pixmap.load(":/resource/qrc/101.bmp",0,Qt::AvoidDither|Qt::ThresholdA lphaDither|Qt::ThresholdDither);

ui->labelborn->setPixmap(pixmap);

result->results=0x00;

break;

default:

result->results=0x01;

break;

}

newConnect();

}

/*给客户端发送响应结果*/

void Widget::newConnect()

{

serverreceive->abort();//取消已有的连接

qDebug()<<"333333333333";

//与IP为58.154.45.53的计算机建立连接

serverreceive->connectToHost("58.154.48.53",6666,QIODevice::WriteOnly );

QByteArray byte;

qDebug()<<"44444444444";

byte.append(result->objects).append(result->results);

qDebug()<<"5555555555555";

serverreceive->write(byte.data(),byte.size());

qDebug()<

qDebug()<<"666666666666";

}

/*建立新连接*/

void Widget::newconnection()

{

qDebug()<<"111111111111";

serverreceive=tcpServer->nextPendingConnection();

connect(serverreceive,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(receiveMessage()) );

}

/*接收客户端发送来的请求*/

void Widget::receiveMessage()

{

qDebug()<<"222222222222";

QByteArray buf(serverreceive->readAll());

//QDataStream datas(&buf,QIODevice::ReadOnly);

qDebug()<<"1"<

qDebug()<<"2"<

/*结构体指向*/

a = (CTRL*)(buf.data());//QByteArry对象buf中的数据data（）部分

qDebug()<ctrldevice;

qDebug()<ctrlorder;

//a->ctrldevice=buf.at(0);

//a->ctrlorder=buf.at(1);

Ctrl();

}

TCP客户端：

这里我们客户端和服务器端是互通的，二者可以交换使用。因此客户端也使用了结构体指针，客户端使用结构体。在客户端的程序中我们监听服务器任何一台计算机的端口，这里使用的是6666，然后我们关联newConnection()信号和自己写的槽newConnection()，在该槽中我们关联readyRead()信号和自己写的receiveMessage()接收服务器端数据的槽。客户端向服务器中每发送一次数据连接请求一次。

注：在写通信协议时服务器端要用结构体进行编写，这样更方便通信协议的更改。要用结构体指针指向QByteArry 的对象中的数据部分的首地址，可将结构体中的变量与data()中的数据对应，用结构体指针指向结构体变量取出QByteArry中的数据，这就是用结构体来传送数据。

.h中

1）、定义两个结构体一个是控制服务器端的灯和蜂鸣器的操作，一个是接收服务

器发送来的响应结果数据。并相应的定义了结构体指针RESULT*recieveBuf;用结构体指向更方便。

说明：CONTROL这个结构体控制灯和蜂鸣器开关的操作，它声明的是局部变量用于向服务器写入数据。CONTROL handle;

#pragma pack(push,1)

typedef struct//控制服务器端的灯和蜂鸣器的开与关

{

char object;

char order;

}CONTROL;

#pragma pack(pop)

#pragma pack(push,1)

typedef struct//接收来服务器发送的的数据，

{

char object;

char results;

}RESULT;

#pragma pack(pop)

2）、定义了私有成员变量。定义QTcpServer对象tcpserver用于监听。定义QTcpSocket*serverreceive用于接收下一个连接、与指定的端口的计算机建立连接并且往服务器中写入数据。

private:

Ui::Widget *ui;

QTcpSocket *tcpsocket;//向服务器发送连接请求并写入数据的套接字

QTcpSocket *serverreceive;//接收下一个连接并读取服务器发送的数据QHostAddress hostaddress;//主机地址

RESULT *recieveBuf;//结构体指针指向data()数据首地址用于接收服务器

数据

QTcpServer *tcpserver;//监听服务器发送来的请求

3）、定义公有槽成员函数。说明在控制灯lampcontrol()和蜂鸣器buzzercontrol()的开关公有槽中，在向服务器发送控制命令的同时发送连接请求，也就是说每发一次控制命令均发送一次连接请求。

void lampcontrol();//与服务器连接，控制灯的开关，

void buzzercontrol();//与服务器连接，控制蜂鸣器的开关

void readMessage();//接收服务器的响应结果

void reSult();//根据服务器返回的结果做出相应的响应

void newconnection();/*接收下一个连接建立新连接，将TcpSocket的

readyRead()信号与readMessage()槽连接，接收服务

器的响应结果*/

.cpp中

在构造函数中，客户端要监听任何一台计算机的端口号6666，监听时要进行判断。建立新连接newconnection()时发出readyRead()信号读取服务器端发送来的数据readMessage()，向服务器端发送控制灯lampcontrol()和蜂鸣器

buzzercontrol()的命令以控制它们的开关newConnect()。实现了灯和蜂鸣器的开关动作。并且实现了根据服务器返回的响应结果作出相应的响应函数reSult()。

构造中：

ui->setupUi(this);

tcpsocket=new QTcpSocket;

tcpserver=new QTcpServer;

hostaddress="58.154.48.58";

//hostaddress="58.154.48.64";

connect(ui->lampButton,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(lampcontrol()));

connect(ui->buzzerButton,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(buzzercontrol()) );

//

connect(tcpsocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMessage()));

/*监听服务器发送的请求*/

tcpserver = new QTcpServer(this);

if(!tcpserver->listen(QHostAddress::Any,6666))

{

qDebug() << tcpserver->errorString();

close();

}

connect(tcpserver,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(newconnection())) ;

公有槽的实现以及连接：

/*控制灯的开关命令并向服务器发送该命令*/

void Widget::lampcontrol()

{

CONTROL handle;

QByteArray byte;

QString str="132456789";

qDebug()<<"123";

if(ui->lamplabel->text() == "等待灯的结果"||ui->lamplabel->text()=="关灯成功")

{

qDebug()<<"2313";

handle.object=0x00;

handle.order=0x01;

ui->lampButton->setText("关灯");

}

else if(ui->lamplabel->text()=="开灯成功")

{

qDebug()<<"456";

handle.object=0x00;

handle.order=0x02;

ui->lampButton->setText("开灯");

}

tcpsocket->abort();

//连接请求

tcpsocket->connectToHost(hostaddress,6666,QIODevice::WriteOnly);

byte.append(handle.object).append(handle.order);

tcpsocket->write(byte.data(),byte.size());

qDebug()<

tcpsocket->disconnectFromHost();

}

/*控制蜂鸣器的开关命令，并向服务器发送该命令*/

void Widget::buzzercontrol()

{

CONTROL handle;//局部变量向服务器发送控制

QByteArray byte;

qDebug()<<"0000000";

if(ui->buzzerlabel->text()=="等待蜂鸣器的结果"||ui->buzzerlabel->text()=="蜂鸣器关闭成功")

{

qDebug()<<"1111111";

handle.object=0x01;

handle.order=0x01;

ui->buzzerButton->setText("蜂鸣器关");

}else if(ui->buzzerlabel->text()=="蜂鸣器开启成功")

{

handle.object=0x01;

handle.order=0x02;

ui->buzzerButton->setText("蜂鸣器开");

}

tcpsocket->abort();

/*向服务器端发送数据的连接请求*/

tcpsocket->connectToHost(hostaddress,6666,QIODevice::WriteOnly);

byte.append(handle.object).append(handle.order);

//写入要发送给服务器数据

tcpsocket->write(byte.data(),byte.size());

qDebug()<<"22222222";

qDebug()<

tcpsocket->disconnectFromHost();//客户端关闭连接

}

/*建立新连接并执行读取服务器发送来的数据*/

void Widget::newconnection()

{

serverreceive=tcpserver->nextPendingConnection();

connect(serverreceive,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMessage())); }

/*读取服务器返回的结果也就是服务器发送来的数据*/

void Widget::readMessage()

{

qDebug()<<"33333333333333";

QByteArray buf(serverreceive->readAll());

qDebug()<<"1"<

qDebug()<<"2"<

recieveBuf->object=buf.at(0);

recieveBuf->results=buf.at(1);

reSult();

tcpsocket->disconnectFromHost();

}

/*根据服务器返回的响应结果作出相应的响应函数*/

void Widget::reSult()

{

if(recieveBuf->object==0x00)

{

//recieveBuf->object=0x00;

switch(recieveBuf->results)

{

case0x00:

if(ui->lamplabel->text()=="等待灯的结果"||ui->lamplabel->text()=="关灯成功")

{

ui->lamplabel->setText("开灯成功");

}

else if(ui->lamplabel->text()=="开灯成功")

{

ui->lamplabel->setText("关灯成功");

}

break;

case0x01:

if(ui->lamplabel->text()=="等待灯的结果"||ui->lamplabel->text()=="关灯失败")

{

ui->lamplabel->setText("开灯失败");

}

else if(ui->lamplabel->text()=="开灯失败")

{

ui->lamplabel->setText("关灯失败");

}

break;

}

qDebug()<<"99999999";

}

else if(recieveBuf->object==0x01)

{

switch(recieveBuf->results)

{

case0x00:

if(ui->buzzerlabel->text()=="等待蜂鸣器的结果"||ui->buzzerlabel->text()=="蜂鸣器关闭成功")

{

ui->buzzerlabel->setText("蜂鸣器开启成功");

}

else if(ui->buzzerlabel->text()=="蜂鸣器开启成功")

{

ui->buzzerlabel->setText("蜂鸣器关闭成功");

}

break;

case0x01:

if(ui->buzzerlabel->text()=="等待蜂鸣器的结果"||ui->buzzerlabel->text()=="蜂鸣器关闭失败")

{

ui->buzzerlabel->setText("蜂鸣器开启失败");

}

else if(ui->buzzerlabel->text()=="蜂鸣器关闭失败")

{

ui->buzzerlabel->setText("蜂鸣器关闭失败");

}

break;

}

qDebug()<<"8888888";

}

}