网络聊天程序的设计与实现 去年今日，是数据库的课程设计，用Java写一个管理系统。当时忙的不可开交，一边要写程序，一边要复习从来都没学过的几门课程。当时要复习概率论，可我一点都没看，那怎么办，就看猴博士复习。答题的时候答得一塌糊涂，成绩放榜，我概率论竟然考到了83分。此情此景，犹在脑海中。如今，2021年已至岁末，大三上学期的生活也接近尾声，可我依然没有进入到复习的状态。既然课程设计已经开始了，那就从此刻开始复习吧！
TCP/IP协议与WinSock网络编程接口的关系 WinSock 并不是一种网络协议，它只是一个网络编程接口，也就是说，它不是协议，但是它可以访问很多种网络协议，你可以把它当作一些协议的封装。现在的 WinSock 已经基本上实现了与协议无关。你可以使用 WinSock 来调用多种协议的功能。那么，WinSock 和 TCP/IP 协议到底是什么关系呢？实际上，WinSock 就是 TCP/IP 协议的一种封装，你可以通过调用 WinSock 的接口函数来调用 TCP/IP 的各种功能.例如我想用 TCP/IP 协议发送数据，你就可以使用 WinSock 的接口函数 Send()来调用
TCP/IP 的发送数据功能，至于具体怎么发送数据，WinSock 已经帮你封装好了这种功能。
TCP/IP协议介绍 TCP/IP 协议包含的范围非常的广，它是一种四层协议，包含了各种硬件、软件需求的定义。TCP/IP 协议确切的说法应该是 TCP/UDP/IP 协议。UDP 协议(User Datagram Protocol 用户数据报协议)，是一种保护消息边界的，不保障可靠数据的传输。TCP 协议(Transmission Control Protocol 传输控制协议)，是一种流传输的协议。他提供可靠的、有序的、双向的、面向连接的传输。
保护消息边界，就是指传输协议把数据当作一条独立的消息在网上传输，接收端只能接收独立的消息。也就是说存在保护消息边界，接收端一次只能接收发送端发出的一个数据包。
而面向流则是指无保护消息边界的，如果发送端连续发送数据，接收端有可能在一次接收动作中，会接收两个或者更多的数据包。
举例来说，假如，我们连续发送三个数据包，大小分别是 2k、4k、8k，这三个数据包都已经到达了接收端的网络堆栈中，如果使用 UDP 协议，不管我们使用多大的接收缓冲区去接收数据，我们必须有三次接收动作，才能够把所有的数据包接收完。而使用 TCP 协议，我们只要把接收的缓冲区大小设置在 14k 以上，我们就能够一次把所有的数据包接收下来，只需要有一次接收动作。
这就是因为 UDP 协议的保护消息边界使得每一个消息都是独立的。而流传输，却把数据当作一串数据流，它不认为数据是一个一个的消息。所以有很多人在使用 TCP 协议通讯的时候，并不清楚 TCP 是基于流的传输，当连续发送数据的时候，他们时常会认为 TCP 会丢包。其实不然，因为当它们使用的缓冲区足够大时，它们有可能会一次接收到两个甚至更多的数据包，而很多人往往会忽视这一点，只解析检查了第一个数据包，而已经接收的其它据包却被忽略了。
WinSock编程简单流程 WinSock 编程分为服务器端和客户端两部分，TCP 服务器端的大体流程如下：
对于任何基于 WinSock 的编程首先必须要初始化 WinSock DLL 库。
int WSAStarup( WORD wVersionRequested,LPWSADATA lpWsAData )。
wVersionRequested 是我们要求使用的 WinSock 的版本。
调用这个接口函数可以初始化 WinSock 。
然后必须创建一个套接字(Socket)。
SOCKET Socket(int af,int type,int protocol);
套接字可以说是 WinSock 通讯的核心。WinSock 通讯的所有数据传输，都是通过套接字来完成的，套接字包含了两个信息，一个是 IP 地址，一个是 Port 端口号，使用这两个信息，就可以确定网络中的任何一个通讯节点。
当调用了 Socket()接口函数创建了一个套接字后，必须把套接字与你需要进行通讯的地址建立联系，可以通过绑定函数 bind 来实现这种联系。
int bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen) ; struct sockaddr_in{ short sin_family ; u_short sin_port; struct in_addr sin_addr ; char sin_sero[8] ;
}
就包含了需要建立连接的本地的地址，包括地址族、IP 和端口信息。sin_family 字段必须把它设为 AF_INET，这是告诉 WinSock 使用的是 IP 地址族。sin_port 就是要用来通讯的端口号。sin_addr 就是要用来通讯的 IP 地址信息。
在这里，必须还得提一下有关’大头(big-endian)’小头(little-endian)’。因为各种不同的计算机处理数据时的方法是不一样的，Intel X86 处理器上是用’小头’形式来表示多字节的编号，就是把低字节放在前面，把高字节放在后面，而互联网标准却正好相反，所以，必须把主机字节转换成网络字节的顺序。
WinSock API 提供了几个函数。
把主机字节转化成网络字节的函数; u_long htonl(u_long hostlong); u_short htons(u_short hostshort);
把网络字节转化成主机字节的函数;
u_long ntohl(u_long netlong); u_short ntohs(u_short netshort) ;
这样，设置 IP 地址和 port 端口时，就必须把主机字节转化成网络字节后，才能用 Bind()函数来绑
定套接字和地址。
当绑定完成之后，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。 int listen(SOCKET s,int backlog); 这个函数可以把套接字转成监听模式。如果客户端有了连接请求，我们还必须使用
int accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR* addr,int FAR* addrlen); 来接受客户端的请求。
现在基本上已经完成了一个服务器的建立，而客户端的建立的流程则是初始化 WinSock，然后创
建 Socket 套接字，再使用
int connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen) ; 来连接服务端。下面是一个最简单的创建服务器端和客户端的例子：
服务器端的创建：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 WSADATA wsd; 800 ;int iAddrSize; struct sockaddr_in local , client ;0x11 , &wsd ); sizeof ( local ) );5 );
客户端的创建：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 WSADATA wsd; 800 ;char szIp[] = "127.0.0.1" ;int iAddrSize; struct sockaddr_in server ;0x11 , &wsd ); sizeof ( server ) );
当服务器端和客户端建立连接以后，无论是客户端，还是服务器端都可以使用
1 2 int send ( SOCKET s,const char FAR* buf,int len,int flags) int recv ( SOCKET s,char FAR* buf,int len,int flags)
函数来接收和发送数据，因为，TCP 连接是双向的。当要关闭通讯连接的时候，任何一方都可以调用
1 int shutdown (SOCKET s,int how)
来关闭套接字的指定功能，再调用
1 int closeSocket (SOCKET s)
来关闭套接字句柄，这样一个通讯过程就算完成了。可以参考教材计算机网络（第 6 版）295 页图 6-32 所示的系统调用使用顺序：
注意：上面的代码没有任何检查函数返回值，如果你作网络编程就一定要检查任何一个 WinSock
API 函数的调用结果，因为很多时候函数调用并不一定成功。上面介绍的函数，返回值类型是 int 的话，如果函数调用失败的话，返回的都是 SOCKET_ERROR。
4．VC中socket编程步骤 sockets（套接字）编程有三种，流式套接字（SOCK_STREAM），数据报套接字（SOCK_DGRAM），
原始套接字（SOCK_RAW）；基于 TCP 的 socket 编程是采用的流式套接字。在这个程序中，将两个工程添加到一个工作区。要链接一个 ws2_32.lib 的库文件**(#pragma comment(lib,”ws2_32”))**。服务器端编程的步骤：
1：加载套接字库，创建套接字(WSAStartup()/socket())；
2：绑定套接字到一个 IP 地址和一个端口上(bind())； 3：将套接字设置为监听模式等待连接请求(listen())；
4：请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept())；
5：用返回的套接字和客户端进行通信(send()/recv())；
6：返回，等待另一连接请求；
7：关闭套接字，关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup())。
服务器端代码如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 #include <stdio.h> #include <Winsock2.h> void main () int err; 1 , 1 ); if ( err != 0 ) { return ; if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) { return ; 0 ); 6000 ); sizeof (SOCKADDR)); listen(sockSrv,5 ); int len=sizeof (SOCKADDR); while (1 ){ char sendBuf[50 ]; sprintf (sendBuf,"Welcome %s to here!" ,inet_ntoa(addrClient.sin_addr)); strlen (sendBuf)+1 ,0 ); char recvBuf[50 ];50 ,0 );printf ("%s\n" ,recvBuf);
客户端编程的步骤：
1：加载套接字库，创建套接字(WSAStartup()/socket())；
2：向服务器发出连接请求(connect())；
3：和服务器端进行通信(send()/recv())；
4：关闭套接字，关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup())。
客户端的代码如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 #include <stdio.h> #include <Winsock2.h> void main () { int err; 1 , 1 ); if ( err != 0 ) { return ; if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) { return ; 0 ); "127.0.0.1" ); 6000 );sizeof (SOCKADDR));"hello" ,strlen ("hello" )+1 ,0 );char recvBuf[50 ];50 ,0 );printf ("%s\n" ,recvBuf);
设计步骤 sockets（套接字）编程有三种，流式套接字（SOCK_STREAM），数据报套接字（SOCK_DGRAM），原始套接字（SOCK_RAW）；基于 TCP 的 socket 编程是采用的流式套接字。在这个程序中，将两个工程添加到一个工作区。要链接一个 ws2_32.lib 的库文件(#pragma comment(lib,“ws2_32”))。
调试过程 出师不利，由于忘记了进程的相互调用，直接将两份c文件放在了同一个工程文件夹里面。这就导致悲剧的发生，函数冲突。寻找到问题根源，苦思冥想，花费一个半小时寻求调试方法。最后看到操作系统课程设计的报告，方顿悟要将两份c文件编译成.exe文件，然后直接点击.exe文件，而不是在codeblocks里面调试。
在解决完这个问题后，我遇到了另一个问题，编译时出现undefined reference to 系列错误。查阅资料后，找到原因：缺少lib库，编译找不到相应的lib库。在这里贴上原作者解决问题的帖子：错误解决 .
线程为时分复用，可以极大提高程序效率，所以我们用多线程网络编程来处理。在主函数调用_beginthread()方法开启多线程，在服务端需要传输accept()方法建立的和客户端有联系的sockConn，而客户端需要传输connect()方法建立的和服务端有联系的sockClient。一番操作下来，程序成功运行。
设计结果及结果分析 将c文件编译成.exe文件，如图所示
接下来我们点击network2，再点击network，效果如图所示：
客户端键入消息：
服务器回应：
客户端下线：
客户端下线后：
完整代码 client：
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server：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 #include <stdio.h> #include <Winsock2.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib" ) #include <time.h> #include <process.h> void input (SOCKET sockConn) while (1 )char skh[50 ]="" ;printf ("%s\n" ,"威武的服务器输入:" );scanf ("%s" ,skh);strlen (skh),0 );void main () int err;1 , 1 );if ( err != 0 )return ;if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 )return ;0 );6000 );sizeof (SOCKADDR)); 5 );int len=sizeof (SOCKADDR);char sendBuf[50 ];char pd;sprintf (sendBuf,"欢迎 %s !我们开始唠嗑吧！\n" ,inet_ntoa(addrClient.sin_addr));strlen (sendBuf),0 );0 ,sockConn);while (1 )char recvBuf[50 ]="" ;int n=recv(sockConn,recvBuf,50 ,0 );if (n<0 )printf ("%s\n" ,"可爱的客户端:" );printf ("%s" ,"可爱的客户端已离线，您也可以选择退出关闭对话框下线！" );break ;printf ("%s\n" ,"可爱的客户端消息:" );printf ("%s\n" ,recvBuf);
