客户服务器程序设计及实现.doc

实验(No. 4)题目：简单的客户/服务器程序设计与实现 实验目的及要求： 1、熟悉Microsoft Visual Studio 2008编程环境。 2、了解TCP与UDP协议，以及它们之间的区别。 3、了解客户/服务器模型原理。 4、熟悉Socket编程原理，掌握简单的套接字编程。 实验设备： 硬件：PC机(两台以上)、网卡、已经设定好的以太网环境 软件：Microsoft Visual Studio 2008 实验内容及步骤： 1、编写用TCP协议实现的Client端和Server端程序并调试通过。 程序分两部分：客户程序和服务器程序。 工作过程是： 服务器首先启动，它创建套接字之后等待客户的连接；客户启动后创建套接字，然后 和服务器建立连接；建立连接后，客户接收键盘输入，然后将数据发送到服务器，服 务器收到到数据后，将接收到的字符在屏幕上显示出来。或者服务器接收键盘输入， 然后将数据发送到客户机，客户机收到数据后，将接收到的字符在屏幕上显示出来。 程序流程如下： 2、编写用UDP协议实现的Client端和Server端程序并调试通过（做完第一个实验的基础 上做该实验）。 3、编写用TCP协议实现Client端与Server端的一段对话程序。Server端根据用户的输入 来提示Client端下一步将要进行操作。 所用函数及结构体参考： 1、创建套接字——socket() 功能：使用前创建一个新的套接字 格式：SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int procotol); 参数：af：代表网络地址族，目前只有一种取值是有效的，即AF_INET，代表internet地 址族； Type：代表网络协议类型，SOCK_DGRAM代表UDP协议，SOCK_STREAM代表TCP协议； Protocol：指定网络地址族的特殊协议，目前无用，赋值0即可。 返回值为SOCKET，若返回INVALID_SOCKET则失败。 2、指定本地地址——bind() 功能：将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。 格式：int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen); 参数：s: 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。 其它：没有错误，bind()返回0，否则SOCKET_ERROR 地址结构说明： struct sockaddr_in { short sin_family;//AF_INET u_short sin_port;//16位端口号，网络字节顺序 struct in_addr sin_addr;//32位IP地址，网络字节顺序 char sin_zero[8];//保留 } 3、建立套接字连接——connect()和accept() 功能：共同完成连接工作 格式：int PASCAL FAR connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen); SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR * name, int FAR * addrlen); 参数：s: 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。 4、监听连接——listen() 功能：用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。 格式：int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog); 5、数据传输——send()与recv() 功能：数据的发送与接收 格式：int PASCAL FAR send(SOCKET s, const char FAR* buf, int len, int flags); int PASCAL FAR recv(SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags); 参数：buf:指向存有传输数据的缓冲区的指针。 6、多路复用——select() 功能：用来检测一个或多个套接字状态。 格式：int PASCAL FAR select(int nfds, fd_set FAR* readfds, fd_set FAR* writefds, fd_set FAR * exceptfds, const struct timeval FAR* timeout); 参数：readfds:指向要做读检测的指针 writefds:指向要做写检测的指针 exceptfds:指向要检测是否出错的指针 timeout:最大等待时间 7、 在本实验中，学生将学习如何设计和实现基于客户服务器模型的程序，主要涉及TCP和UDP两种网络协议。实验目标包括熟悉Visual Studio 2008开发环境，理解TCP和UDP的区别，掌握客户服务器模型的基本原理，以及学习Socket编程。 TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的协议，它确保了数据包的顺序传输和错误检查。而UDP（User Datagram Protocol）是无连接的、不可靠的协议，速度较快但不保证数据的完整性和顺序。在TCP/IP模型中，Socket是应用层与传输层之间的接口，用于在网络间通信。 实验内容分为三个部分： 1. 使用TCP协议编写客户端和服务器程序。在这个阶段，服务器先启动，创建套接字并等待客户端的连接请求。客户端创建套接字并与服务器建立连接后，可以通过键盘输入数据，然后发送给服务器。服务器接收到数据后将其显示出来。反之，服务器也可以向客户端发送数据，客户端同样会显示出来。这个过程涉及到的关键函数有socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、send()和recv()。 - `socket()`函数用于创建新的套接字，参数包括地址族（如AF_INET）、协议类型（如SOCK_STREAM代表TCP）和协议号（通常设为0）。 - `bind()`函数将套接字与本地地址关联，用于指定服务器监听的IP地址和端口号。 - `listen()`函数让服务器进入监听模式，准备接收客户端的连接请求。 - `accept()`函数用于接收客户端的连接请求，返回一个新的套接字用于与客户端通信。 - `connect()`函数是客户端使用的，用于建立到服务器的连接。 - `send()`和`recv()`函数分别用于数据的发送和接收。 2. 接下来，学生需要使用UDP协议实现客户端和服务器程序。UDP通信方式不同，它不需要预先建立连接，数据传输更直接，但可能丢失或重复数据包。 3. 编写一个TCP协议下的对话程序，服务器根据用户的输入向客户端发出下一步操作的指示。这可能涉及到更复杂的交互逻辑。 实验过程中，学生还会接触到`select()`函数，这是一个多路复用I/O函数，可以同时检测多个套接字的状态，以实现并发处理。`select()`能够监控读、写和异常事件，并且可以设置超时时间。 实验设备要求包括两台以上的PC，每台都装有Visual Studio 2008和网卡，处在已配置好的以太网环境中。通过这些实验，学生将深入理解网络通信的基本机制，为今后的网络编程打下坚实基础。