应用C++多人聊天室的构建

多人聊天室的构建

——基于CAsyncSocket 类的Windows Sockets编程

[提要]本章介绍了Socket的工作机制和基于CAsyncSocket 类的Sockets编程的基本方法。通过一个应用实例，编写服务端和客户端代码，实现多人之间信息传递。

一、TCP/IP 体系结构与特点

1、TCP/IP体系结构

TCP/IP协议实际上就是在物理网上的一组完整的网络协议。其中TCP是提供传输层服务，而IP则是提供网络层服务。TCP/IP包括以下协议：（结构如图1.1）

(图1.1)

IP：网间协议(Internet Protocol)，负责主机间数据的路由和网络上数据的存储。同时为ICMP，TCP，UDP提供分组发送服务。用户进程通常不需要涉及这一层。

ARP：地址解析协议(Address Resolution Protocol)，此协议将网络地址映射到硬件地址。

RARP：反向地址解析协议(Reverse Address Resolution Protocol)，此协议将硬件地址映射到网络地址

ICMP：网间报文控制协议(Internet Control Message Protocol)，此协议处理信关和主机的差错和传送控制。

TCP：传送控制协议(Transmission Control Protocol)，这是一种提供给用户进程的可靠的全双工字节流面向连接的协议。它要为用户进程提供虚电路服务，并为数据可靠传输建立检查。（注：大多数网络用户程序使用TCP）

UDP：用户数据报协议(User Datagram Protocol)，这是提供给用户进程的无连接协议，用于传送数据而不执行正确性检查。

FTP：文件传输协议(File Transfer Protocol)，允许用户以文件操作的方式（文件的增、删、改、查、传送等）与另一主机相互通信。

SMTP：简单邮件传送协议(Simple Mail Transfer Protocol)，SMTP协议为系统之间传送电子邮件。

TELNET：终端协议(Telnet Terminal Procotol)，允许用户以虚终端方式访问远程主机。

HTTP：超文本传输协议(Hypertext Transfer Procotol)

TFTP: 简单文件传输协议(Trivial File Transfer Protocol)

2、TCP/IP特点

TCP/IP协议的核心部分是传输层协议(TCP、UDP)，网络层协议(IP)和物理接口层，这三层通常是在操作系统内核中实现。因此用户一般不涉及。编程时，编程界面有两种形式：一、是由内核心直接提供的系统调用；二、使用以库函数方式提供的各种函数。前者为核内实现，后者为核外实现。用户服务要通过核外的应用程序才能实现，所以要使用套接字(socket)来实现。

图1.2是TCP/IP协议核心与应用程序关系图。

二、套接字工作方式

1、客户机/服务器模式

在TCP/IP网络中两个进程间相互作用的主机模式是客户机/服务器模式(Client/Server model)。该模式的建立基于以下两点：1、非对等作用；2、通信完全是异步的。客户机/服务器模式在操作过程中采取的是主动请示方式：

首先服务器方要先启动，并根据请示提供相应服务：（过程如下）

①打开一通信通道（端口）并告知本地主机，并在某一个公认地址上接收客户请求；

②等待客户请求到达该端口；

③接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号；

④返回第二步，等待另一客户请求

⑤关闭服务器。

客户方：

①打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口。

②向服务器发送服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求……

③请求结束后关闭通信通道并终止。

2、典型过程图

⑴面向连接的套接字的系统调用时序图

(图1.3) ⑵无连接协议的套接字调用时序图

(图1.4)

三、Windows套接类——CAsyncSocket类

1、CAsyncSocket类介绍

CAsyncSocket 类封装 Windows Sockets API。 CAsyncSocket 适合那些对网络通信细节了解，希望利用回调的便利通知网络事件的程序员使用。如果想利用 Windows Sockets 方便地处理 MFC 应用程序中的多个网络协议，而又不想放弃灵活性，可以考虑使用 CasyncSocket类。其在MFC中的类层次为：

Cobject

└CasyncSocket

2、CAsyncSocket类的主要成员函数

构造函数

CasyncSocket：构造CAsyncSocket对象

Create：创建套接字

属性操作函数：

Attach：对CAsyncSocket对象附加套接字句柄

Detach：从CAsyncSocket对象除去套接字句柄

FromHandle：返回CAsyncSocket对象的指针，给出套接字句柄

GetLastError：获得上一次运行失败的状态

GetPeerName：获得与套接字连接的对等套接字的地址

GetSockName：获得套接字的本地名

GetSockOpt：获得套接字选项

SetSockOpt：设置套接字选项

成员函数：

Accept：接受套接字上的连接

AsyncSelect：请求对于套接字的事件通知

Bind：与套接字有关的本地地址

Close：关闭套接字

Connect：对对等套接字建立连接

IOCtl：控制套接字模式

Listen 建立套接字，侦听即将到来的连接请求

Receive 从套接字接收数据

ReceiveFrom 恢复数据报并且存储资源地址

Send 给连接套接字发送数据

SendTo 给特定目的地发送数据

ShutDown 使套接字上的Send和/或Receive调用无效

虚函数：

OnAccept：通知侦听套接字，它可以通过调用Accept，接受挂起连接请求

OnClose：通知套接字，关闭对它的套接字连接

OnConnect：通知连接套接字，连接尝试已经完成，无论成功或失败

OnOutOfBandData：通知接收套接字，在套接字上有带外数据读入，通常是忙消息

OnReceive：通知侦听套接字，通过调用Receive恢复数据

OnSend：通知套接字，通过调用Send，它可以发送数据

数据成员

m_hSocket：指定附加在此CAsyncSocket对象上的SOCKET句柄

3、使用 CasyncSocket