UDP及TCP通信程序的设计与实现实验报告

UDP及TCP通信程序的设计与实现实验报告UDP及TCP通信程序的设计与实现实验报告实验报告课程计算机网络(双语)(课程设计) 实验名称 UDP及TCP通信程序的设计与实现专业班级姓名学号 2013 年 5 月 30 日计算机网络实验报告目录实验目的和内容 ....................................................................................................... 1 实验目的......................

UDP及TCP通信程序的设计与实现实验报告实验报告课程计算机网络(双语)(课程设计) 实验名称 UDP及TCP通信程序的设计与实现专业班级姓名学号 2013 年 5 月 30 日计算机网络实验报告目录实验目的和内容 ....................................................................................................... 1 实验目的............................................................................................................ 1 实验内容............................................................................................................ 1 实验环境 .................................................................................................................. 2 程序的逻辑框图 ....................................................................................................... 2 UDP通信程序的逻辑框图, ............................................................................ 2 TCP通信程序的逻辑框图, ............................................................................ 3 程序源代码(数据结构的描述、核心算法) ......................................................... 4 1.TCP通信程序源代码 .............................................................................. 4 2.TCP通信程序数据结构的描述 ............................................................... 7 3.TCP通信程序的核心算法 ....................................................................... 7 4.UDP通信程序源代码 .............................................................................. 8 5.UDP通信程序数据结构的描述 ............................................................. 11 6.UDP通信程序的核心算法 .................................................................... 12 实验数据、结果分析 ............................................................................................. 13 TCP通信程序实验结果分析 .................................................................... 13 UDP通信程序实验结果分析 ................................................................... 14 总结 ........................................................................................................................ 16 实验目的和内容实验目的掌握win32平台下，使用winsock API来实现UDP通信程序和TCP通信程序。实验内容 1. 实现控制台模式下，在单机上基于UDP的聊天程序; 2. 实现控制台模式下，在单机上基于TCP的聊天程序; 1 计算机网络实验报告 3. 上述两个程序，最简单的实现方式是:一方发送、另一方接收、交替进行; 4. 提交上述2个程序的源程序，程序代码有充分的注释，并填写实验报告，实验报告的主要内容为说明程序设计的思路，程序代码的流程。实验环境在win7系统下，visual studio 2008环境下的win32平台下程序的逻辑框图 UDP通信程序的逻辑框图, Server端:Client端: s=socket()s=socket() bind(s,(struct sockaddr far bind(s,(struct sockaddr far *)&lAddr, sizeof(lAddr))*)&lAddr, sizeof(lAddr)) Recv(s,Msg, 80,0) 阻塞，等待客户请求 sendto(S,Msg,strlen(Msg), 0,(struct sockaddr far *)&rAddr, l) 处理服务请求 Recv(s,Msg, 80,0) 阻塞，等待服务数据sendto(S,Msg,strlen(Msg), 0,(struct sockaddr far *)&rAddr, l) 处理数据 Y 继续Y 继续N Closesocket(s)N Closesocket(s) 2 计算机网络实验报告 TCP通信程序的逻辑框图, Server端: S=socket()Client端:Bind(s,(struct sockaddr far S=socket()*)&lAddr, sizeof(lAddr)) Listen()Connect()阻塞，等待客户连接连接请求 Accept()Send() Recv() Recv()阻塞，等待客户连接服务请求阻塞，等待服务数据处理服务请求服务应答 Send() 处理数据 YY继续继续 NNClosesocket(s) Closesocket(s) 3 计算机网络实验报告程序源代码(数据结构的描述、核心算法) 1.TCP通信程序源代码 Client端: #include "stdafx.h" #include #include #include #include //初始化函数，初始化版本号 int InitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2) { WSADATA wsaData; WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer); if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0) exit(0); return 1; } int main() { char rbuf[256]; char szText[256]; InitSock(); //创建socket,第一个参数表示用IP 协议 ,第二个参数表示用TCP传输,第三个不大清楚 SOCKET sListen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); //判断socket是否创建成功 if(sListen == INVALID_SOCKET) { printf("Failed socket() \n"); return 0; } //用于存储IP地址和端口号的变量 sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; //IP协议 4 计算机网络实验报告 sin.sin_port = htons(4567); //端口号 sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; //接收任何IP的连接 //绑定函数,将socket 与 IP地址和端口绑定在一块 if(bind(sListen, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR) { printf("Failed bind() \n"); return 0; } //开始监听,第二个参数表示最大连接数 if(listen(sListen, 2) == SOCKET_ERROR) { printf("Failed listen() \n"); return 0; } //定义一个新的变量 sockaddr_in remoteAddr; int nAddrLen = sizeof(remoteAddr); //用于存储连接客户端的socket SOCKET sClient; //accept函数会阻塞,直到等到有socket连接服务器为止,才继续往后执行,并将客户端的IP和端口号存在remoteAddr中 sClient = accept(sListen, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &nAddrLen); printf("接收到一个连接%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); while(TRUE) { if(sClient == INVALID_SOCKET) { printf("Failed accept()"); continue; } printf("send:"); scanf("%s",szText); //发送函数,往sClient这个socket中发送szText send(sClient, szText, strlen(szText), 0); //recv为阻塞函数,等待sClient中传来数据 5 计算机网络实验报告 int nRecv = recv(sClient, rbuf, 256, 0); if(nRecv>0) { rbuf[nRecv] = '\0'; printf("receive:%s\n", rbuf); } } closesocket(sClient); closesocket(sListen); WSACleanup(); return 0; } Server端: #include "stdafx.h" #include #include #include #include //初始化函数，初始化版本号 int InitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2) { WSADATA wsaData; WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer); if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0) exit(0); return 1; } int main() { InitSock(); //创建socket,第一个参数表示用IP协议,第二个参数表示用TCP传输,第三个不大清楚 SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(s == INVALID_SOCKET) { printf(" Failed socket() \n"); return 0; } //用于存储IP地址和端口号的变量 sockaddr_in servAddr; 6 计算机网络实验报告 servAddr.sin_family = AF_INET; servAddr.sin_port = htons(4567); //要连接的端口号 servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");//要连接的IP地址 //连接函数,是一个阻塞类型的函数,用s这个socket与服务器地址的某个端口连接,之后往s这个socket中写数据,服务器就能收到 if(connect(s, (sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1) { printf(" Failed connect() \n"); return 0; } char buff[256]; char szText[256]; while(true){ //接收函数,是一个阻塞类型的函数,等待s这个socket中传来数据,256表示接收的最大字符数 int nRecv = recv(s, buff, 256, 0); if(nRecv > 0) { buff[nRecv] = '\0'; printf("receive:%s\n", buff); } printf("send:"); scanf("%s",szText); //发送函数,往s这个socket中发送szText这个字符串 send(s, szText, strlen(szText), 0); } closesocket(s); WSACleanup(); return 0; } 2.TCP通信程序数据结构的描述 (1)客户端及服务器都含有存储IP地址及端口号的数据结构，sockaddr_in remoteAddr; 和servAddr (2)用于存储连接客户端的socket: SOCKET sClient;和用于存储连接服务器的socket:SOCKET s 3.TCP通信程序的核心算法服务器首先启动,通过调用socket( )建立一个套接口，然后bind( )将该套接口和本地地址(IP地址和端口)联系在一起，再listen( )使套接口做好侦听的准备，并规定它的请求队列的 7 计算机网络实验报告长度, 之后就调用accept( )来接收连接，并获得客户机的地址信息;客户在建立套接口后就可调用connect( ) 和服务器建立连接; 连接一旦建立，客户机和服务器之间就可以通过调用:send( )和recv( ) (或read( )和write( ))来发送和接收数据; 最后，待数据传送结束后，双方调用closesocket() 关闭套接口。 4.UDP通信程序源代码 Client端: #include "stdafx.h" #include #include #include //在同一主机的不同端口上分别运行服务器程序和客户端程序 WORD RPort = 6666; //远程端口RemotePort char RIP[16]="127.0.0.1"; //远程IP地址RemoteIPAddr WORD LPort = 7777; //本地端口LocalPort char LIP[16]="127.0.0.1"; //本地IP地址LocalIPAddr SOCKET S; //套接口SOCKET struct sockaddr_in rAddr; //远程参数，remoteAddr struct sockaddr_in lAddr; //本地参数，localAddr WSADATA WD; //Winsock DLL信息 int r; //result; //----------------------------------------------- void ShowInfo(char *info){ puts(info); exit(1); } //----------------------------------------------- void SetsockAddr(struct sockaddr_in *A,WORD Port,char *IP){ A->sin_family = AF_INET; //TCP/IP协议 A->sin_port = htons(Port); //端口 A->sin_addr.s_addr =inet_addr(IP); //IP 地址 } //------------------------------------------------ void main( ){ WORD v; //wVersionRequested; //-- - - - - - - - Startup Win socket - - - - - - - - v=0x0101; //0x0101 for v1.1, 0x0002 forv 2.0 r = WSAStartup(v, (LPWSADATA)&WD); 8 计算机网络实验报告 if(r != 0) ShowInfo("Start_Error"); //-- - - - - - - - Create Win socket - - - - - - - - S = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//创建套接字 if(S == -1) ShowInfo("socket_Create_Error"); int l=sizeof(rAddr); char Msg[80]; puts("Type exit then Quit Program!"); SetsockAddr(&lAddr, LPort, LIP);//初始化变量lAddr r = bind(S,(struct sockaddr far *)&lAddr, sizeof(lAddr)); if(r == -1) ShowInfo("bind_Error"); SetsockAddr(&rAddr, RPort, RIP); do{ //-- - - - - - - - Send Mess - - - - - - - - puts("Send:"); gets(Msg); if(!strcmp(Msg,"exit"))// break; r = sendto(S,Msg,strlen(Msg), 0,(struct sockaddr far *)&rAddr, l);//通过套接字向接收端发送信息 if(r == -1) ShowInfo("Send_Error"); //-- - - - - - - - Recieve Mess - - - - - - - - puts("Send ok! Waiting Recieve..."); // r = recv(S, Msg, 80,0); r = recvfrom(S,Msg,80,0,(struct sockaddr far *)&rAddr, &l);// //发送套接口的主机地址信息存放在rAddr中 if(r == -1) ShowInfo("Recieve_Error"); Msg[r]=0; puts(Msg); puts("Recieve ok!"); }while(1); closesocket(S); WSACleanup(); return ; 9 计算机网络实验报告 Server端: #include "stdafx.h" #include #include #include //在同一主机的不同端口上分别运行服务器程序和客户端程序 WORD RPort = 7777; //远程端口RemotePort char RIP[16]="127.0.0.1"; //远程IP地址RemoteIPAddr WORD LPort = 6666; //本地端口LocalPort char LIP[16]="127.0.0.1"; //本地IP地址LocalIPAddr SOCKET S; //套接口SOCKET struct sockaddr_in rAddr; //远程参数，remoteAddr struct sockaddr_in lAddr; //本地参数，localAddr WSADATA WD; //Winsock DLL信息 int r; //result; //----------------------------------------------- void ShowInfo(char *info){ puts(info); exit(1); } //----------------------------------------------- void SetsockAddr(struct sockaddr_in *A,WORD Port,char *IP){ A->sin_family = AF_INET; //TCP/IP协议 A->sin_port = htons(Port); //端口 A->sin_addr.s_addr =inet_addr(IP); //IP 地址 } //------------------------------------------------ void main( ){ WORD v; //wVersionRequested; //-- - - - - - - - Startup Win socket - - - - - - - - v=0x0101; //0x0101 for v1.1, 0x0002 forv 2.0 r = WSAStartup(v, (LPWSADATA)&WD); if(r != 0) ShowInfo("Start_Error"); //-- - - - - - - - Create Win socket - - - - - - - - S = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//创建套接字 if(S == -1) ShowInfo("socket_Create_Error"); int l=sizeof(rAddr); 10 计算机网络实验报告 char Msg[80]; puts("Type exit then Quit Program!"); SetsockAddr(&lAddr, LPort, LIP);//初始化变量lAddr r = bind(S,(struct sockaddr far *)&lAddr, sizeof(lAddr)); if(r == -1) ShowInfo("bind_Error"); SetsockAddr(&rAddr, RPort, RIP); do{ //-- - - - - - - - Recieve Mess - - - - - - - - //puts("Send ok! Waiting Recieve..."); //r = recv(S, Msg, 80,0); r = recvfrom(S,Msg,80,0,(struct sockaddr far *)&lAddr, &l);//发送套接口的主机地址信息存放在rAddr中 if(r == -1) ShowInfo("Recieve_Error"); Msg[r]=0; puts(Msg); puts("Recieve ok!"); //-- - - - - - - - Send Mess - - - - - - - - puts("Send:"); gets(Msg); if(!strcmp(Msg,"exit"))// break; r = sendto(S,Msg,strlen(Msg), 0,(struct sockaddr far *)&lAddr, l);//通过套接字向接收端发送信息 if(r == -1) ShowInfo("Send_Error"); }while(1); closesocket(S); WSACleanup(); return ; } 5.UDP通信程序数据结构的描述 (1)SOCKET S:服务器套接字 (2)struct sockaddr_in rAddr:远程参数，remoteAddr，存储TCP/IP协议，IP地址及端口号 (3)struct sockaddr_in lAddr:本地参数，localAddr，存储TCP/IP协议，IP地址及端口号 11 计算机网络实验报告 6.UDP通信程序的核心算法服务器首先启动，通过调用socket( )建立一个套接口，然后bind( )将该套接口和本地地址(IP地址和端口)联系在一起，服务器调用recvfrom ( )等待接收数据。客户机通过调用socket( )建立一个套接口，然后bind( )将该套接口和本地地址(IP地址和端口)联系在一起，客户机调用sendto( )向服务器发送数据; 服务器的recvfrom ( ) 接收到客户机的数据后，调用sendto( )向客户机发送应答数据; 客户机的recvfrom ( ) 便接收到了服务器的应答数据; 最后，待数据传送结束后，双方调用closesocket( )关闭套接口。关于程序中调用的库函数的几点说明: 1. 对sendto函数的说明 int sendto( SOCKET s, //源套接口 char *buf, //待发送数据的缓冲区 int buflen, //缓冲区中数据的长度 int flags, //调用方式标志位，一般取0 struct sockaddr FAR *to, // 指向目的套接口的主机地址 int tolen //目的套接口主机地址的长度 ); sendto函数主要用于SOCK_DGRAM 类型套接口向to参数指定端的套接口发送数据报。对于SOCK_STREAM 类型套接口，to和tolen 参数被忽略;这种情况下sendto( ) 等价于send( ) 。 2. 对recvfrom函数的说明 int recvfrom( SOCKET s //接收套接口 char *buf //接收数据的缓冲区 int len //缓冲区中数据的长度 int flags //调用方式标志位，一般取0 struct sockaddr FAR *from // 获取发送套接口的主机地址 int fromlen //发送套接口的主机地址的长度 ); recvfrom函数主要用于从一个套接口接收数据 12 计算机网络实验报告实验数据、结果分析 TCP通信程序实验结果分析: 当Client端启动时，Server端收到来自Client端的信号，表明双方的连接已经建立，可以互相通讯，从client端发送“hello”， Server端收到来自Client端的“hello”， Server端也可以向client端发送信息。 13 计算机网络实验报告 UDP通信程序实验结果分析: 打开UDP的client端，并打开UDP的server端，发送“hello”给server端，如下图所示:server端收到信息以后，发送“hi”给client端，client端也能收到信息。 14 计算机网络实验报告 15 计算机网络实验报告总结 16

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