7 UDP
用最通俗的話講，所謂UDP，就是發送出去就不管的一種網絡協議。因此UDP編程的發送端只管發送就可以了，不用檢查網絡連接狀態。下面用例子來說明怎樣編寫UDP，並會詳細解釋每個API和數據類型。
7.1 UDP廣播發送程序
下面是一個用UDP發送廣播報文的例子。
#include <winsock2.h>
#include <iostream.h>
void main()
{
SOCKET sock; //socket套接字
char szMsg[] = "this is a UDP test package";//被髮送的字段
//1.啓動SOCKET庫，版本爲2.0
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( 0 != err ) //檢查Socket初始化是否成功
{
cout<<"Socket2.0初始化失敗，Exit!";
return;
}
//檢查Socket庫的版本是否爲2.0
if (LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 0 )
{
WSACleanup( );
return;
}
//2.創建socket，
sock = socket(
AF_INET, //internetwork: UDP, TCP, etc
SOCK_DGRAM, //SOCK_DGRAM說明是UDP類型
0 //protocol
);
if (INVALID_SOCKET == sock ) {
cout<<"Socket 創建失敗，Exit!";
return;
}
//3.設置該套接字爲廣播類型，
bool opt = true;
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, reinterpret_cast<char FAR *>(&opt), sizeof(opt));
//4.設置發往的地址
sockaddr_in addrto; //發往的地址
memset(&addrto,0,sizeof(addrto));
addrto.sin_family = AF_INET; //地址類型爲internetwork
addrto.sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST; //設置ip爲廣播地址
addrto.sin_port = htons(7861); //端口號爲7861
int nlen=sizeof(addrto);
unsigned int uIndex = 1;
while(true)
{
Sleep(1000); //程序休眠一秒
//向廣播地址發送消息
if( sendto(sock, szMsg, strlen(szMsg), 0, (sockaddr*)&addrto,nlen)
== SOCKET_ERROR )
cout<<WSAGetLastError()<<endl;
else
cout<<uIndex++<<":an UDP package is sended."<<endl;
}
if (!closesocket(sock)) //關閉套接字
{
WSAGetLastError();
return;
}
if (!WSACleanup()) //關閉Socket庫
{
WSAGetLastError();
return;
}
}
編譯命令：
CL /c UDP_Send_Broadcast.cpp
鏈接命令（注意如果找不到該庫，則要在後面的/LIBPATH參數後加上庫的路徑）：
link UDP_Send_Broadcast.obj ws2_32.lib
執行命令：
D:"Code"成品代碼"Socket"socket_src>UDP_Send_Broadcast.exe
1:an UDP package is sended.
2:an UDP package is sended.
3:an UDP package is sended.
4:an UDP package is sended.
^C
下面一一解釋代碼中出現的數據類型與API函數。有耐心的可以仔細看看，沒耐心的依葫蘆畫瓢也可以寫程序了。
7.2 SOCKET類型
SOCKET是socket套接字類型，在WINSOCK2.H中有如下定義：
typedef unsigned int u_int;
typedef u_int SOCKET;
可知套接字實際上就是一個無符號整型，它將被Socket環境管理和使用。套接字將被創建、設置、用來發送和接收數據，最後會被關閉。
7.3 WORD類型、MAKEWORD、LOBYTE和HIBYTE宏
WORD類型是一個16位的無符號整型，在WTYPES.H中被定義爲：
typedef unsigned short WORD;
其目的是提供兩個字節的存儲，在Socket中這兩個字節可以表示主版本號和副版本號。使用MAKEWORD宏可以給一個WORD類型賦值。例如要表示主版本號2，副版本號0，可以使用以下代碼：
WORD wVersionRequested;
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 );
注意低位內存存儲主版本號2，高位內存存儲副版本號0，其值爲0x0002。使用宏LOBYTE可以讀取WORD的低位字節，HIBYTE可以讀取高位字節。
7.4 WSADATA類型和LPWSADATA類型
WSADATA類型是一個結構，描述了Socket庫的一些相關信息，其結構定義如下：
typedef struct WSAData {
WORD wVersion;
WORD wHighVersion;
char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];
char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];
unsigned short iMaxSockets;
unsigned short iMaxUdpDg;
char FAR * lpVendorInfo;
} WSADATA;
typedef WSADATA FAR *LPWSADATA;
值得注意的就是wVersion字段，存儲了Socket的版本類型。LPWSADATA是WSADATA的指針類型。它們不用程序員手動填寫，而是通過Socket的初始化函數WSAStartup讀取出來。
7.5 WSAStartup函數
WSAStartup函數被用來初始化Socket環境，它的定義如下：
int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequired, LPWSADATA lpWSAData);
其返回值爲整型，調用方式爲PASCAL（即標準類型，PASCAL等於__stdcall），參數有兩個，第一個參數爲WORD類型，指明瞭Socket的版本號，第二個參數爲WSADATA類型的指針。
若返回值爲0，則初始化成功，若不爲0則失敗。
7.6 WSACleanup函數
這是Socket環境的退出函數。返回值爲0表示成功，SOCKET_ERROR表示失敗。
7.7 socket函數
socket的創建函數，其定義爲：
SOCKET PASCAL FAR socket (int af, int type, int protocol);
第一個參數爲int af，代表網絡地址族，目前只有一種取值是有效的，即AF_INET，代表internet地址族；
第二個參數爲int type，代表網絡協議類型，SOCK_DGRAM代表UDP協議，SOCK_STREAM代表TCP協議；
第三個參數爲int protocol，指定網絡地址族的特殊協議，目前無用，賦值0即可。
返回值爲SOCKET，若返回INVALID_SOCKET則失敗。
7.8 setsockopt函數
這個函數用來設置Socket的屬性，若不能正確設置socket屬性，則數據的發送和接收會失敗。定義如下：
int PASCAL FAR setsockopt (SOCKET s, int level, int optname,
const char FAR * optval, int optlen);
其返回值爲int類型，0代表成功，SOCKET_ERROR代表有錯誤發生。
第一個參數SOCKET s，代表要設置的套接字；
第二個參數int level，代表要設置的屬性所處的層次，層次包含以下取值：SOL_SOCKET代表套接字層次；IPPROTO_TCP代表TCP協議層次，IPPROTO_IP代表IP協議層次（後面兩個我都沒有用過）；
第三個參數int optname，代表設置參數的名稱，SO_BROADCAST代表允許發送廣播數據的屬性，其它屬性可參考MSDN；
第四個參數const char FAR * optval，代表指向存儲參數數值的指針，注意這裏可能要使用reinterpret_cast類型轉換；
第五個參數int optlen，代表存儲參數數值變量的長度。
7.9 sockaddr_in、in_addr類型，inet_addr、inet_ntoa函數
sockaddr_in定義了socket發送和接收數據包的地址，定義：
struct sockaddr_in {
short sin_family;
u_short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
其中in_addr的定義如下：
struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w;
u_long S_addr;
} S_un;
首先闡述in_addr的含義，很顯然它是一個存儲ip地址的聯合體（忘記union含義的請看c++書），有三種表達方式：
第一種用四個字節來表示IP地址的四個數字；
第二種用兩個雙字節來表示IP地址；
第三種用一個長整型來表示IP地址。
給in_addr賦值的一種最簡單方法是使用inet_addr函數，它可以把一個代表IP地址的字符串賦值轉換爲in_addr類型，如
addrto.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.0.2");
本例子中由於是廣播地址，所以沒有使用這個函數。其反函數是inet_ntoa，可以把一個in_addr類型轉換爲一個字符串。
sockaddr_in的含義比in_addr的含義要廣泛，其各個字段的含義和取值如下：
第一個字段short sin_family，代表網絡地址族，如前所述，只能取值AF_INET；
第二個字段u_short sin_port，代表IP地址端口，由程序員指定；
第三個字段struct in_addr sin_addr，代表IP地址；
第四個字段char sin_zero[8]，很搞笑，是爲了保證sockaddr_in與SOCKADDR類型的長度相等而填充進來的字段。
以下代表指明瞭廣播地址，端口號爲7861的一個地址：
sockaddr_in addrto; //發往的地址
memset(&addrto,0,sizeof(addrto));
addrto.sin_family = AF_INET; //地址類型爲internetwork
addrto.sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST; //設置ip爲廣播地址
addrto.sin_port = htons(7861); //端口號爲7861
7.10 sockaddr類型
sockaddr類型是用來表示Socket地址的類型，同上面的sockaddr_in類型相比，sockaddr的適用範圍更廣，因爲sockaddr_in只適用於TCP/IP地址。Sockaddr的定義如下：
struct sockaddr {
u_short sa_family;
char sa_data[14];
};
可知sockaddr有16個字節，而sockaddr_in也有16個字節，所以sockaddr_in是可以強制類型轉換爲sockaddr的。事實上也往往使用這種方法。
7.11 Sleep函數
線程掛起函數，表示線程掛起一段時間。Sleep(1000)表示掛起一秒。定義於WINBASE.H頭文件中。WINBASE.H又被包含於WINDOWS.H中，然後WINDOWS.H被WINSOCK2.H包含。所以在本例中使用Sleep函數不需要包含其它頭文件。
7.12 sendto函數
在Socket中有兩套發送和接收函數，一是sendto和recvfrom；二是send和recv。前一套在函數參數中要指明地址；而後一套需要先將套接字和一個地址綁定，然後直接發送和接收，不需綁定地址。sendto的定義如下：
int PASCAL FAR sendto (SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags, const struct sockaddr FAR *to, int tolen);
第一個參數就是套接字；
第二個參數是要傳送的數據指針；
第三個參數是要傳送的數據長度（字節數）；
第四個參數是傳送方式的標識，如果不需要特殊要求則可以設置爲0，其它值請參考MSDN；
第五個參數是目標地址，注意這裏使用的是sockaddr的指針；
第六個參數是地址的長度；
返回值爲整型，如果成功，則返回發送的字節數，失敗則返回SOCKET_ERROR。
7.13 WSAGetLastError函數
該函數用來在Socket相關API失敗後讀取錯誤碼，根據這些錯誤碼可以對照查出錯誤原因。
7.14 closesocket
關閉套接字，其參數爲SOCKET類型。成功返回0，失敗返回SOCKET_ERROR。
8 TCP
TCP與UDP最大的不同之處在於TCP是一個面向連接的協議，在進行數據收發之前TCP必須進行連接，並且在收發的時候必須保持該連接。
發送方的步驟如下（省略了Socket環境的初始化、關閉等內容）：
1. 用socket函數創建一個套接字sock；
2. 用bind將sock綁定到本地地址；
3. 用listen偵聽sock套接字；
4. 用accept函數接收客戶方的連接，返回客戶方套接字clientSocket；
5. 在客戶方套接字clientSocket上使用send發送數據；
6. 用closesocket函數關閉套接字sock和clientSocket；
而接收方的步驟如下：
1. 用socket函數創建一個套接字sock；
2. 創建一個指向服務方的遠程地址；
3. 用connect將sock連接到服務方，使用遠程地址；
4. 在套接字上使用recv接收數據；
5. 用closesocket函數關閉套接字sock；
值得注意的是，在服務方有兩個地址，一個是本地地址myaddr，另一個是目標地址addrto。本地地址myaddr用來和本地套接字sock綁定，目標地址被sock用來accept客戶方套接字clientSocket。這樣sock和clientSocket連接成功，這兩個地址也連接上了。在服務方使用clientSocket發送數據，則會從本地地址傳送到目標地址。
在客戶方只有一個地址，即來源地址addrfrom。這個地址被用來connect遠程的服務方套接字，connect成功則本地套接字與遠程的來源地址連接了，因此可以使用該套接字接收遠程數據。其實這時客戶方套接字已經被隱性的綁定了本地地址，所以不需要顯式調用bind函數，即使調用也不會影像結果。
具體源代碼見TCP_Send.cpp和TCP_Recv.cpp。注意將源代碼中的IP地址修改爲符合自己需要的IP。爲了減少代碼複雜性，沒有使用讀取本機IP的代碼，後續例子程序中含有此功能代碼。
8.1 bind函數
bind函數用來將一個套接字綁定到一個IP地址。一般只在服務方（即數據發送方）調用，很多函數會隱式的調用bind函數。
8.2 listen函數
從服務方監聽客戶方的連接。同一個套接字可以多次監聽。
8.3 connect和accept函數
connect是客戶方連接服務方的函數，而accept是服務方同意客戶方連接的函數。這兩個配套函數分別在各自的程序中被成功調用後就可以收發數據了。
8.4 send和recv函數
send和recv是用來發送和接收數據的兩個重要函數。send只能在已經連接的狀態下使用，而recv可以面向連接和非連接的狀態下使用。
send的定義如下：
int WSAAPI send(
SOCKET s,
const char FAR * buf,
int len,
int flags
);
其參數的含義和sendto中的前四個參數一樣。而recv的定義如下：
int WSAAPI recv(
SOCKET s,
char FAR * buf,
int len,
int flags
);
其參數含義與send中的參數含義一樣。