计算机网络实验--基于Socket的消息传输程序的实现.pdf

【计算机网络实验--基于Socket的消息传输程序的实现】 在计算机网络中，Socket是一种通信接口，它允许应用程序通过网络发送和接收数据。本实验主要关注基于TCP的Socket程序设计，涉及了网络分层协议、寻址方式、网络程序设计模式以及Windows Sockets（Winsock）API的使用。 1. **网络程序设计基础** - **TCP/IP分层协议**：TCP/IP模型分为四层（在OSI模型的基础上简化），包括应用层、运输层、网络层和数据链路层。物理层有时也被提及，但TCP/IP模型通常不包括。每一层都有其特定的职责，例如应用层负责HTTP、FTP等高层协议，运输层负责TCP和UDP协议，网络层处理IP协议，而数据链路层和物理层则处理数据的物理传输。 - **寻址方式**：局域网中使用MAC地址，而广域网中使用IP地址。在通信中，MAC地址用于局域网内的设备间通信，而IP地址用于不同网络间的寻址。 2. **网络程序的发展** - **联机多用户程序设计**：早期的网络程序，如MUDs（多用户地下城）。 - **对等网络程序设计**（P2P）：如BitTorrent，用户之间直接交换数据。 - **Client/Server程序设计**：典型的C/S架构，如Web服务器和浏览器之间的交互。 - **RPC（远程过程调用）程序设计**：允许程序在不同计算机上执行远程操作。 - **Browser/Server程序设计**（B/S）：网页浏览器与服务器之间的通信，如HTTP。 - **分布式程序设计**：多个计算节点协同工作，如云计算平台。 3. **Winsock程序设计** - **Winsock简介**：是Microsoft Windows下的网络编程接口，模仿了BSD Socket接口，同时提供了Windows特有的扩展功能，使得程序员能利用Windows的消息机制。 - **Socket的类型** - **流式套接字（TCP）**：提供面向连接、有序、无差错、无重复的数据传输，适用于需要可靠传输的场景。 - **数据报套接字（UDP）**：无连接，数据报独立传输，不保证顺序和可靠性，适合实时性要求高的应用。 - **原始套接字**：允许访问底层网络协议，用于开发新协议或高级功能。 4. **基于TCP的程序设计** - **TCP函数**： - **初始化和清除**：WSAStartup用于启动Winsock服务，程序结束时需调用WSACleanup清理。 - **创建套接字**：使用socket函数创建Socket对象。 - **绑定**：bind函数将Socket与特定的IP地址和端口号关联。 - **监听**：listen函数使Socket进入监听状态，等待连接请求。 - **连接**：connect函数发起连接请求。 - **接收和发送数据**：recv和send函数用于接收和发送数据。 - **关闭套接字**：closesocket函数关闭不再使用的Socket。 在实际编程中，还需要处理错误，使用select或WSAAsyncSelect等函数进行异步通信，以及考虑并发连接和多线程处理。通过这些步骤，可以实现基于Socket的消息传输程序，允许两台或多台计算机通过TCP/IP网络进行高效可靠的通信。