計算機網(wǎng)絡(luò)實驗

1、計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計,成績評定：,總評成績： 考勤20%+效果25%+提問25%+課設(shè)報告30% 中期檢查為周五,2,選題方式：,選題的題號：學號位數(shù)模5+1： 比如： 201503302 劉子豪 同學的選題為： 2%5+1=3 劉子豪同學的選題為第3題,3,題目：,題目1：基于TCP協(xié)議的簡易聊天機器人題目2：基于TC

2、P協(xié)議的通訊錄題目3：基于UDP協(xié)議的簡易聊天機器人題目4： 標準C語言實現(xiàn)簡單Web服務(wù)器題目5：標準c語言局域網(wǎng)文件傳輸題目6：標準c語言實現(xiàn)CGI通訊錄題目7：div+css網(wǎng)頁頁面效果制作,4,課程設(shè)計網(wǎng)站：http://keshe.zuoyexitong.com,課程設(shè)計內(nèi)容：,5,內(nèi)容一 Windows Socket 編程,內(nèi)容二 公共網(wǎng)關(guān)接口CGI,內(nèi)容三 DIV+CSS網(wǎng)頁效果制作,Windows Socket

3、 編程,課程設(shè)計目的Socket編程 常用API課程設(shè)計軟件,6,課程設(shè)計目的,通過編程了解 Client/Server 結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信模型掌握Socket機制的工作原理掌握基于Client/Server結(jié)構(gòu)的Windows Socket TCP/UDP程序設(shè)計方法,7,Client-Server 結(jié)構(gòu),在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，不同主機上的兩個應(yīng)用程序通信普遍采用客戶端-服務(wù)器模型 （client-server a

4、rchitecture, C/S）Client在需要服務(wù)時向server提出申請Server等待client提出請求并予以相應(yīng)Server始終運行，監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)接口收到client請求啟動服務(wù)進程響應(yīng)客戶， 同時繼續(xù)監(jiān)聽服務(wù)窗口，保證后續(xù)的 client也能及時得到服務(wù),8,背景知識——Windows Socket是什么？,Windows Sockets是Microsoft Windows的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計接口So

5、cket于1981年在BSD4.1 UNIX中提出客戶端/服務(wù)器模型,9,80年代初，美國國防部高級研究計劃局(ARPA)給UC Berkeley提供了資金，讓他們在UNIX操作系統(tǒng)下實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議。在這個項目中，研究人員為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)了一個API(應(yīng)用程序接口)，這個API稱為Socket接口(套接字)。今天Socket接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)最為通用的API，也是在Internet上進行應(yīng)用開發(fā)最為通用的API。

6、 90年代初，由Microsoft聯(lián)合其他幾家公司共同制定了一套Windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口，即Windows Socket規(guī)范。它是Berkeley Socket的重要擴充，主要是增加了一些異步函數(shù)，并增加了符合Windows消息驅(qū)動特性的網(wǎng)絡(luò)事件異步選擇機制。WinSock規(guī)范是一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口。從1991年的1.0版到1995年的2.0.8版，經(jīng)過不斷完善，已成為Windows網(wǎng)

7、絡(luò)編程的事實上的標準。,Socket套接字,目標：學習如何建立客戶端/服務(wù)器應(yīng)用程序，使用套接字進行通信套接字(socket): 應(yīng)用進程之間的接口，實現(xiàn)端到端的傳輸協(xié)議,10,Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議棧通信的中間軟件抽象層,WinSock DLL,WinSock與操作系統(tǒng)的關(guān)系,11,,,,,,,應(yīng)用程序 1,應(yīng)用程序 2,網(wǎng)絡(luò)編程接口 ——如 WinSock API,網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 ——如 TCP/IP協(xié)議,操作系統(tǒng)

8、——如 Windows,物理通信介質(zhì),,動態(tài)鏈接庫,16位版：WINSOCK.DLL32位版：WSOCK32.DLL,TCP套接字編程,服務(wù)器做好準備服務(wù)器進程必須首先運行服務(wù)器必須先創(chuàng)建socket等待處理客戶端的連接請求客戶端與服務(wù)器的聯(lián)系創(chuàng)建客戶端本地的TCP socket指明服務(wù)器進程的IP地址和端口號當客戶端創(chuàng)建socket后，客戶端的TCP socket與服務(wù)器TCP socket建立連接,12,服務(wù)器收到客

9、戶端連接請求后，創(chuàng)建新的socket用來與客戶端通信允許服務(wù)器與多個客戶端通信源端口號用來識別客戶端,TCP協(xié)議提供了客戶端和服務(wù)器之間可靠的，按次序的字節(jié)流傳輸,TCP套接字編程,如同中國移動的10086服務(wù)調(diào)用socket()建立一個套接口 (移動建立好一個電話總機)bind()將該接口和本地IP地址和Port綁定 (設(shè)定總機號為10086)listen()讓套接口做好偵聽準備 (隨時準備接聽電話)客戶在套接口建立起來之

10、后，便可調(diào)用connect()連接服務(wù)器指定的Port （用戶可撥打10086要求服務(wù)）服務(wù)器調(diào)用accept()來接收客戶的連接請求 (一旦有電話就接起)服務(wù)器收到請求后，建立新的socket來對此連接服務(wù)，原來的socket回到監(jiān)聽等待狀態(tài) （總機接電話后轉(zhuǎn)某分機服務(wù)，本身繼續(xù)等待新的電話）連接建立后，send()和recv()來發(fā)送和接收數(shù)據(jù) (客戶與客服對話)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，調(diào)用closesocket()關(guān)閉套接口 (結(jié)束

11、請掛機),13,常用API,API (Application Programming Interface) 應(yīng)用程序接口DLL裝載WinSock服務(wù)由動態(tài)鏈接庫WinSock DLL提供，它完成WinSock的初始化任務(wù)，協(xié)商WinSock的版本支持，并分配必要的資源。在使用WinSock API之前，必須調(diào)用WSAStartup函數(shù)對其進行初始化。int WSAStartup(WORD v, (LPWSADATA) &W

12、D)DLL卸載當不需WinSock DLL的服務(wù)時，釋放DLL所使用的資源，需調(diào)用WSACleanup函數(shù)終止對WinSock庫的使用int WSACleanup(),14,常用API,創(chuàng)建套接字: socket()綁定本地地址：bind()偵聽連接: listen()建立套接字連接：accept(), connect()面向連接的數(shù)據(jù)傳輸：send(), recv()關(guān)閉套接字：closesocket(),15

13、,常用API,Socket API 類別：可支持任意的底層協(xié)議族PF_INET : 用于互聯(lián)網(wǎng)編程PF_UNIX: 用于Unix 管道編程PF_PACKET:直接訪問網(wǎng)絡(luò)接口 (i.e, 繞過TCP / IP協(xié)議棧)兩種基本socket API分別支持兩種傳輸服務(wù):SOCK_STREAM: 可靠的，字節(jié)流服務(wù) (TCP)SOCK_DGRAM: 非可靠的數(shù)據(jù)報服務(wù) (UDP)應(yīng)用案例客戶端從鍵盤讀取一行字符（數(shù)據(jù)）并將該

14、數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器；服務(wù)器接收數(shù)據(jù)后并顯示在屏幕上。,16,示例: C客戶端 (TCP),#include #include #include #include #include #define SERVER_PORT 5432#define MAX_LINE 256int main(int argc, char * argv[]){ WSADATA WSAData; int WSAreturn;

15、 struct hostent *hp; struct sockaddr_in sin; char *host; char buf[MAX_LINE]; int s; int len;,17,Socket編程庫文件,,,示例: C客戶端 (TCP),if (argc==2) {host = argv[1]; } else {fprintf(stderr, &q

16、uot;usage: simplex-talk host\n");exit(1); }WSAreturn = WSAStartup(0x101,&WSAData);if(WSAreturn){ fprintf(stderr, "simplex-talk: WSA error.\n");exit(1);} /* trans

17、late host name into peer’s IP address */hp = gethostbyname(host);if (!hp) {fprintf(stderr, "simplex-talk: unknown host: %s\n", host);exit(1); }/* build address data structure */ memset((char *

18、)&sin, 0, sizeof(sin)); memcpy((char *)&sin.sin_addr, hp->h_addr, hp->h_length); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(SERVER_PORT);,18,將遠程主機的名稱轉(zhuǎn)換成IP地址,,,參數(shù)初始化,,,程

19、序參數(shù)處理,,,WinSock的初始化,,,示例: C客戶端 (TCP),/* active open */if ((s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {perror("simplex-talk: socket");exit(1); }if (connect(s, (struct sockaddr *)&sin, sizeo

20、f(sin)) < 0) {perror("simplex-talk: connect falied");close(s);exit(1); } fprintf(stderr, "client is connecting to %s\n", host);/* main loop: get and send lines of text */

21、while (fgets(buf, sizeof(buf), stdin)) {buf[MAX_LINE-1] = ’\0’;len = strlen(buf) + 1;send(s, buf, len, 0);}WSACleanup();return 1;},19,創(chuàng)建 客戶端socket,從屏幕讀取字符串,,,,,連接服務(wù)器,,,示例: C服務(wù)器(TCP),#include #include

22、#include #include #define SERVER_PORT 5432#define MAX_PENDING 5#define MAX_LINE 256int main(){ WSADATA WSAData; int WSAreturn; /* server address */ struct sockaddr_in sin; struct sockaddr_in r

23、emote; char buf[MAX_LINE]; int len; int s, new_s;WSAreturn = WSAStartup(0x101,&WSAData);if(WSAreturn){ fprintf(stderr, "simplex-talk: WSA error.\n");exit(1);},20,Socket編程庫文件,,,

24、WinSock的初始化,,,示例: C服務(wù)器(TCP),/* build address data structure */ memset((char *)&sin, 0, sizeof(sin)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; sin.sin_port = htons(SERVER_PORT); /

25、* setup passive open */ if ((s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {perror("simplex-talk: socket failed.");exit(1); } if ((bind(s, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin))) < 0) {

26、perror("simplex-talk: bind failed.");exit(1); } printf("server is ready in listening ...\n"); listen(s, MAX_PENDING); /* wait for connection, then receive and print text */

27、 while(1) { len = sizeof(struct sockaddr_in); if ((new_s = accept(s, (struct sockaddr *)&remote, &len)) < 0){ perror("simplex-talk: accept failed."); exit(1);

28、 },21,服務(wù)socket等待客戶端連接,創(chuàng)建服務(wù)客戶端的Socket，并讀取信息,,,,,在端口5432創(chuàng)建歡迎 socket,,,示例: C服務(wù)器(TCP),printf("received a connection from %s : \n", inet_ntoa(remote.sin_addr)); while (len = recv(new_s, buf, sizeof

29、(buf), 0)) { //printf("received %2d chars:", len); fputs(buf, stdout); } close(new_s); } WSACleanup();return 1;},22,服務(wù)器將信息顯示在屏幕上,,,while循環(huán)結(jié)束，等待另外的客戶端連接,,