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1、河南科技大學
計算機網絡A實驗報告
—信息工程學院
物聯(lián)網183
實驗五Socket消息傳輸程序的實現(xiàn)
一、 實驗目的
1、學習掌握高級語言Socket編程的方法。
2、 掌握TCP/IP協(xié)議，了解套接字等概念。
3、 針對具體的應用要求（實時傳輸數(shù)據/文件/圖像/聊天室），編程實現(xiàn)。
二、 實驗原理
1、 網絡編程的基本模型就是客戶機到服務器模型，簡單的說就是兩個進程 之間相互通訊，然后其中一個必須提供一個固定的位置，而另一個則只需要知道 這個固定的位置。并去建立兩者之間的聯(lián)系，然后完成數(shù)據的通訊就可以了，這 里提供固定位置的通常稱為服務器，而建立聯(lián)系的通常叫做客戶端，基
2、于這個簡 單的模型，就可以進入網絡編程。
2、 客戶機/服務器模型是一個應用程序開發(fā)框架，該框架是為了將數(shù)據的表 示與其內部的處理和存儲分離開來而設計的?？蛻魴C請求服務，服務器為這些請 求服務。請求通過網絡從客戶機傳遞到服務器。服務器所進行的處理對客戶機而 言是隱藏的。一個服務器可以為客戶機服務。
3、 一個服務器可以同時和多臺客戶機進行通訊。
三、 實驗條件
1. 軟件環(huán)境：windows操作系統(tǒng)，VC++ 6.0編程軟件。
2. 硬件環(huán)境：1臺計算機。
四、 實驗學時
2學時
五、 實驗時間
第十四周周二19:00-21:00
六、 實驗地點
工科2軟件一機房和軟件二
3、機房
七、 實驗內容與完成情況
1. 實驗內容
（1） 掌握TCP原理。
（2） 用套接字（Socket）編程實現(xiàn)網絡文字傳輸。
2. 完成情況
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System
4、.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace jiwang
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1 ()
{
InitializeComponent();
}
Thread threadWatch = null;
Socket socketWatch = null;
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
}
privat
5、e void textBox1_TextChanged(object sender, EventArgs e) {
}
private void btnServerConn_Click(object sender, EventArgs e) {
try
{
socketWatch = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp)
IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(this.txtIP.Text.Trim());
IPEndPoint
6、 endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, int.Parse(this.txtPort.Text.Trim()));
socketWatch.Bind(endpoint);
socketWatch.Listen(20);
threadWatch = new Thread(WatchConnecting) threadWatch.IsBackground = true; threadWatch.Start();
txtMsg.AppendText(〃開始監(jiān)聽客戶端傳來的信息!〃 + 〃\r\n〃)； this.btnServerConn.Enabled
7、= false;
}
catch (Exception ex)
{
txtMsg.AppendText(〃 服務端啟動服務失敗!〃 + 〃\r\n〃)； this.btnServerConn.Enabled = true;
}
}
Socket socConnection = null;
///
///監(jiān)聽客戶端發(fā)來的請求
///
private void WatchConnecting()
{
while (true)
{
socConnection = socketWatch.Accept();
txtMsg.App
8、endText(〃客戶端連接成功！ 〃 + 〃\r\n〃)；
ParameterizedThreadStart pts = new ParameterizedThreadStart(ServerRecMsg);
Thread thr = new Thread(pts);
thr.IsBackground = true;
thr.Start(socConnection);
}
}
///
///發(fā)送信息到客戶端的方法
///
/// 發(fā)送的字符串信息
private voi
9、d ServerSendMsg(string sendMsg)
{
try
{
byte[] arrSendMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);
socConnection.Send(arrSendMsg);
txtMsg.AppendText(〃 服務器"+ GetCurrentTime() + 〃\r\n〃 + sendMsg
+ 〃\r\n〃)；
}
catch (Exception ex)
{
txtMsg.AppendText(〃客戶端已斷開連接，無法發(fā)送信息！ 〃 + 〃\r\n〃)；
}
}
///
10、ry>
///接收客戶端發(fā)來的信息
///
/// 客戶端套接字對象
private void ServerRecMsg(object socketClientPara)
{
Socket socketServer = socketClientPara as Socket;
while (true)
{
byte[] arrServerRecMsg = new byte[1024 * 1024];
try
{
int length = socketServer.Recei
11、ve(arrServerRecMsg);
string strSRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(arrServerRecMsg,
0, length);
txtMsg.AppendText (〃天涯"+ GetCurrentTime() + 〃\r\n〃 +
strSRecMsg + 〃\r\n〃)；
}
catch (Exception ex)
{
txtMsg.AppendText("客戶端已斷開連接！ 〃 + 〃\r\n〃)； break;
}
}
}
///
///發(fā)送消息到客戶端
///
12、ry>
///
///
private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)
{
ServerSendMsg(this.txtSendMsg.Text.Trim());
this.txtSendMsg.Clear();
}
///
///快捷鍵Enter發(fā)送信息
///
///
///
13、name="e">
private void txtSendMsg_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
{
if (e.KeyCode == Keys.Enter)
{
ServerSendMsg(txtSendMsg.Text.Trim());
this.txtSendMsg.Clear();
}
}
///
///獲取當前系統(tǒng)時間的方法
///
/// 當前時間
private DateTime GetCurrentTime()
14、
{
DateTime currentTime = new DateTime();
currentTime = DateTime.Now;
return currentTime;
}
///
///獲取本地IPv4地址
///
///
public IPAddress GetLocalIPv4Address()
{
IPAddress localIpv4 = null;
IPAddress[] IpList = Dns.GetHostAddresses(Dns.GetHostName()
15、);
foreach (IPAddress IP in IpList)
{
if (IP.AddressFamily == AddressFamily.InterNetwork)
{
localIpv4 = IP;
else
{
continue;
}
}
return localIpv4;
///
///
///
///
///
獲取本地IP事件
private void btnGetLocalIP
16、_Click(object sender, EventArgs e)
{
IPAddress localIP = GetLocalIPv4Address();
this.txtIP.Text = localIP.ToString();
}
using using using using
using using
2.客戶端代碼
System;
System.Collections.Generic;
System.ComponentModel;
System.Data;
System.Drawing;
System.Linq;
using System.Net;
17、
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace客戶端
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1 ()
{
InitializeComponent();
}
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
}
Socke
18、t socketClient = null;
Thread threadClient = null;
///
///連接服務端事件
///
///
///
private void btnListenServer_Click(object sender, EventArgs e)
{
socketClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream,
19、 ProtocolType.Tcp);
IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(this.txtIP.Text.Trim());
IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, int.Parse(this.txtPort.Text.Trim()));
try
{
socketClient.Connect(endpoint);
this.txtMsg.AppendText(〃客戶端連接服務端成功！ 〃 + 〃\r\n〃)； this.btnListenServer.Enabled = false;
20、
threadClient = new Thread(RecMsg);
threadClient.IsBackground = true;
threadClient.Start();
}
catch (Exception ex)
{
this.txtMsg.AppendText(〃遠程服務端斷開，連接失敗！ " + 〃\r\n〃)； } }
///
///接收服務端發(fā)來信息的方法
///
private void RecMsg()
{
while (true)
{
try
{
byte[] arrRecMsg = new
21、 byte[1024 * 1024];
int length = socketClient.Receive(arrRecMsg);
string strRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(arrRecMsg, 0, length);
txtMsg.AppendText (〃服務端"+ GetCurrentTime() + 〃\r\n〃 + strRecMsg + 〃\r\n〃)；
}
catch (Exception ex)
{
this.txtMsg.AppendText(〃遠程服務器已中斷連接！ " + 〃\r\n〃)； this.btnList
22、enServer.Enabled = true;
break;
}
}
}
///
///發(fā)送字符串信息到服務端的方法
///
/// 發(fā)送的字符串信息
private void ClientSendMsg(string sendMsg)
{
try
{
byte[] arrClientSendMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);
socketClient.Send(arrClientSendMsg);
txtMsg.App
23、endText (〃天涯"+ GetCurrentTime() + 〃\r\n〃 + sendMsg +
〃\r\n〃)；
}
catch (Exception ex) this.txtMsg.AppendText(〃遠程服務器已中斷連接，無法發(fā)送消息！ 〃 +
〃\r\n〃)；
}
}
private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)
{
ClientSendMsg(this.txtClientSendMsg.Text.Trim());
this.txtClientSendMsg.Clear();
}
24、private void txtClientSendMsg_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
{
if (e.KeyCode == Keys.Enter)
{
ClientSendMsg(this.txtClientSendMsg.Text.Trim());
this.txtClientSendMsg.Clear();
}
}
///
///獲取當前系統(tǒng)時間的方法
///
/// 當前時間
private DateTime GetCurrentTi
25、me()
{
DateTime currentTime = new DateTime();
currentTime = DateTime.Now;
return currentTime;
網 C5ock_ChatServer
IF
停止辟斤
退出I
八、實驗分析及總結
1. 實驗分析
(1) Socket消息傳輸?shù)墓ぷ髟恚?
Socket是應用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組 接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的 TCP/IP協(xié)議族隱藏在Socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口 就是全部，讓Socket去組
26、織數(shù)據，以符合指定的協(xié)議。
(2) Socket消息傳輸特點是什么？
由于通常情況下socket連接就是TCP連接，因此socket連接一 旦建立，通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據內容，直到雙方連接斷開.但在 實際網絡應用中，客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多個中間節(jié) 點，例如路由器/網關/防火墻等，大部分防火墻默認會關閉長時間處于 非活躍狀態(tài)的連接，從而導致socket連接斷連，因此需要通過輪詢告 訴網絡，該鏈接處于活躍狀態(tài).
然而http連接使用的是'請求-響應'方式.不僅在請求時需要建立連接, 而且需要客戶端向服務器發(fā)送請求后，服務器才能回復數(shù)據.
在很多情況下，需要服務器端主動
27、向客戶端推送數(shù)據，保持客戶端與 服務器數(shù)據的實時與同步.此時若雙方建立的是socket連接，服務器就可以直接將數(shù)據傳送給客戶端;若雙方建立的是http連接，則服務器需 要等到客戶端發(fā)送一次請求后才能將數(shù)據傳回給客戶端，因此，客戶端定 時向服務器端發(fā)送連接請求，不僅可以保持在線，同時也是在'詢問’服務 器是否有新的數(shù)據，如果有就將數(shù)據傳給客戶端。
（3） TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的區(qū)別？
1） TCP協(xié)議面向連接.UDP協(xié)議面向非連接（有無鏈接）
2） TCP協(xié)議傳輸速度慢.UDP協(xié)議傳輸速度快（傳輸速度）
3） TCP協(xié)議保證數(shù)據順序.UDP協(xié)議不保證（數(shù)據的有序性.在IP層 時.數(shù)據包
28、會變得無序）
4） TCP協(xié)議保證數(shù)據正確性.UDP協(xié)議可能丟包（TCP保證數(shù)據的可靠 性）
5） TCP協(xié)議對系統(tǒng)資源要求多.UDP協(xié)議要求少（TCP和UDP占用的資 源）
2. 實驗心得
socket即套接字，用于描述地址和端口，是一個通信鏈的句柄。應用程序 通過socket向網絡發(fā)出請求或者回應。
sockets（套接字）編程有三種，流式套接字（SOCK_STREAM），數(shù)據報套接字 （SOCK_DGRAM），原始套接字（SOCK_RAW）；前兩種較常用?；赥CP的socket 編程是采用的流式套接字。
（1）SOCK_STREAM表示面向連接的數(shù)據傳輸方式。數(shù)據可以準確無
29、誤地到 達另一臺計算機，如果損壞或丟失，可以重新發(fā)送，但效率相對較慢。常用的 HTTP協(xié)議就使用SOCK_STREAM傳輸數(shù)據，因為要確保數(shù)據的正確性，否則網頁 不能正常解析。
（2）SOCK_DGRAM表示無連接的數(shù)據傳輸方式。計算機只管傳輸數(shù)據，不作 數(shù)據校驗，如果數(shù)據在傳輸中損壞，或者沒有到達另一臺計算機，是沒有辦法補 救的。也就是說，數(shù)據錯了就錯了，無法重傳。因為SOCK_DGRAM所做的校驗工 作少，所以效率比SOCK_STREAM高。
QQ視頻聊天和語音聊天就使用SOCK_DGRAM傳輸數(shù)據，因為首先要保證通信 的效率，盡量減小延遲，而數(shù)據的正確性是次要的，即使丟失很小的一部分
30、數(shù)據， 視頻和音頻也可以正常解析，最多出現(xiàn)噪點或雜音，不會對通信質量有實質的影 響。
服務端：建立socket，聲明自身的端口號和地址并綁定到socket，使用listen 打開監(jiān)聽，然后不斷用accept去查看是否有連接，如果有，捕獲socket，并通 過recv獲取消息的內容，通信完成后調用closeSocket關閉這個對應accept 到的socket，如果不再需要等待任何客戶端連接，那么用closeSocket關閉掉 自身的socket。
客戶端：建立socket，通過端口號和地址確定目標服務器，使用Connect連接 到服務器，send發(fā)送消息，等待處理，通信完成后調用closeSocket關閉socket。
計算機網絡實驗 Socket消息傳輸程序的實現(xiàn)
