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发信人: zxfsnow (最近睡眠太少), 信区: VB
标  题: Winsock 应用程式设计3
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年06月06日09:14:13 星期二), 转信

发信人: esc (书剑飘零), 信区: VB
标  题: Winsock 应用程式设计 (3)
发信站: 虎踞龙盘东南站 (Fri Aug 20 16:39:07 1999), 转信

发信人: any (*_*), 信区: Winsock
标  题:  Winsock 应用程式设计 (3)
发信站: 武汉白云黄鹤站 (Fri May 21 08:26:56 1999), 站内信件



  在前两期的文章中，笔者介绍了如何在 Winsock 环境下建立主从架构的

  TCP Socket，以及如何利用 Socket 来收送资料；今天，我们接著来看一看如何

  利用 Winsock 所提供的函式来取得一些基本的网路资料，包括我们本身主机的

  名称是什麽、系统主动指定给我们的 Socket 的 IP 位址及 port number、我们的

  Socket 所连接的对方是谁、如何查得某些主机的 IP 位址或名称、以及某些

  well-known 服务（如 ftp、telnet 等）所用的 port number 是哪一个等等。


  今天我们使用的展示程式是笔者以前所撰写的一个针对 Winsock 1.1 的 46

  个函式做测试或教学用的程式，有兴趣了解 46 个函式该如何呼叫的读者，可用

  anonymous ftp 方式到 「tpts1.seed.net.tw」 的 「UPLOAD/WINKING/JNLIN」

  目录下取得此程式的执行档及原始程式码，档名为 hello.*。读者们也可利用

  hello 程式来模拟 Server 或 Client 程式，以验证我们所做的动作。


  【如何知道我们所使用的 local 主机名称】


  通常我们都会帮我们自己所使用的这台主机设定一个名称；在程式中，我

  们也可以透过 Winsock 所提供的一个称为 gethostname() 的函式来取得这一个主

  机名称。


  ◎ gethostname()：获取目前使用者使用的 local host 的名称。

  格  式： int PASCAL FAR gethostname( char FAR *name, int namelen );

  参  数： name 用来存放 local host 名称的暂存区

   namelen name 的大小

  传回值： 成功 - 0

   失败 - SOCKET_ERROR (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 此函式用来获取 local host 的名称。


  在程式中我们呼叫的方法如下：


  gethostname( (char FAR *) hname, sizeof(hname) )


  读者们如果使用过 Trumpet Winsock 的话，可能知道 Trumpet 的环境设定中

  并没有让我们设定 local host 名称的栏位，所以在执行一些 Public Domain 的

  Winsock 应用程式（如 ws_ping、wintalk）时，在呼叫 gethostname() 时会产生错


  误；解决的方法是在 Trumpet 的 「hosts」 档中加上您的主机 IP 位址及名称，

  那麽呼叫这个函式时就不会再产生错误了。


  【如何得知系统主动指定给我们的 IP 位址及 port number】


  以前的文章中，笔者曾提到 Client 端的 TCP Socket 在呼叫 connect() 函式去

  连接 Server 端之前，可以呼叫 bind() 函式来指定 Client 端 Socket 所用的 IP
位址

  及 port number；但是一般而言，我们 Client 端并不需要呼叫 bind() 来指定特定


  的 IP 位址及 port number 的，而是交由系统主动帮我们的 Socket 设定 IP 位址及


  port number （呼叫 connect() 函式时）。但是我们如何得知系统指定了什麽 IP

  位址及 port number 给我们呢？这就要借助 getsockname() 这个函式了。


  ◎ getsockname()：获取 Socket 的 Local 位址及 port number 资料。

  格式： int PASCAL FAR getsockname( SOCKET s,

   struct sockaddr FAR *name, int FAR *namelen );

  参  数： s Socket 的识别码

   name 存放此 Socket 的 Local 位址的暂存区

   namelen name 的长度

  传回值： 成功 - 0

   失败 - SOCKET_ERROR (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 此函式是用来取得已设定位址或已连接之 Socket 的本端位址资料。若

  是此 Socket 被设定为 INADDR_ANY，则需等真正建立连接成功後才会传回正确

  的位址。


  在程式中呼叫的方法为：


  struct sockaddr_in sa;

  int salen = sizeof(sa);

  getsockname( sd, (struct sockaddr FAR *)&sa, &salen )


  【如何知道和我们的 Socket 连接的对方是谁】


  连接的 Socket 是有两端的，所以相对於 getsockname() 函式，Winsock 也提

  供了一个 getpeername() 函式，来让我们获得与我们连接的对方的 IP 位址与 port


  number。


  ◎ getpeername()：获取连接成功之 Socket 的对方 IP 位址及 port number。

  格  式： int PASCAL FAR getpeername( SOCKET s,

   struct sockaddr FAR *name, int FAR *namelen );

  参  数： s Socket 的识别码

   name 储存与此 Socket 连接的对方 IP 位址的暂存区

   namelen name 的长度

  传回值： 成功 - 0

   失败 - SOCKET_ERROR (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 此函式可用来取得已连接成功的 Socket 的彼端之位址资料。


  呼叫的方式如下：


  struct sockaddr_in sa;

  int salen = sizeof(sa);

  getpeername( sd, (struct sockaddr FAR *)&sa, &salen )


  现在我们仍然利用 WinKing 来当我们的 Winsock Stack，并利用它所提供的

  工具来观察 Sockets 的连结及资料是否正确。


  由图 1，我们可以由 WinKing 的视窗看到我们设定这台主机的名称是

  「vincent」，IP 位址是 「140.92.61.24」。我们并利用两个 hello 程式，一个当


  成 Client （画面右边打开者），一个当成 Server （画面左边最小化者）。Server


  所用的 port number 是 「7016」； Client 并没有呼叫 bind() 来指定 port

  number，而是呼叫 connect() 时由系统指定。


  我们呼叫 gethostname()，得到的答案是 「vincent」；而 Client 呼叫

  getsockname() 得到自己的 IP 位址是 「140.92.61.24」，port number 是 「2110
」

  （笔者以前曾提过，由系统主动指定的 port number 会介於 1024 到 5000 间）；

  再呼叫 getpeername() 得到与 Client 连接的 Server 端 IP 位址是 「140.92.61.
24」

  （因为我们的 Client 和 Server 都在同一台主机），port number 是 「7016」。果


  然没错！（由 WinKing 的 Sockets' Status 视窗亦可观察到相互连接的 Sockets 资


  料，与我们呼叫函式所得结果相同）




  （图 1）利用 hello 程式来模拟 Client 和 Server


  读者必须注意一点，getsockname() 及 getpeername() 所取得的 IP 位址及 port

  number 都是 network byte order，而不是 host byte order；如果您想转成 host
byte

  order，就必须借助 ntohl() 及 ntohs() 两个函式。而我们能看到 IP 位址以「字

  串」方式表达出来，则又是利用了 inet_ntoa() 函式；相对地，我们也可利用

  inet_addr() 函式将字串方式的 IP 位址转换成 in_addr 格式（network byte orde
r 的

  unsigned long）。


  ◎ inet_ntoa()：将一网路位址转换成「点格式」字串。

  格  式： char FAR * PASCAL FAR inet_ntoa( struct in_addr in );

  参  数： in 一个代表 Internet host 位址的结构

  传回值： 成功 - 一个代表位址的「点格式」(dotted) 字串

   失败 - NULL

  说明： 此函式将一 Internet 位址转换成「a.b.c.d」字串格式。


  ◎ inet_addr()：将字串格式的位址转换成 32 位元 in_addr 的格式。

  格  式： unsigned long PASCAL FAR inet_addr( const char FAR *cp );

  参  数： cp 一个代表 IP 位址的「点格式」(dotted) 字串

  传回值： 成功 - 一个代表 Internet 位址的 unsigned long

   失败 - INADDR_NONE

  说明： 此函式将一「点格式」的位址字串转换成适用之 Intenet 位址。

   「点格式」字串可为以下四种方式之任一：

   (i) a.b.c.d  (ii) a.b.c  (iii) a.b  (iv) a


  图 1 的 hello 程式中，我们将 Local 资料写到 dispmsg 中，再显示出来；其

  用法如下：


  wsprintf((LPSTR)dispmsg, "OK! local ip=%s, local port=%d",

   inet_ntoa(sa.sin_addr), ntohs(sa.sin_port));


  【Winsock 提供的资料库函式】


  Winsock 也提供了同步与非同步的网路资料库函式；不过读者们要知道，此

  处的资料库指的并非如 Informix, Oracle 等商业用途的资料库系统，而是指主机

  IP 位址及名称、well-known 服务的名称及 Socket 型态及所用的 port number、

  以及协定（protocol）名称及代码等。


  【同步资料库函式】


  首先我们来看一下第一组：gethostbyname() 及 gethostbyaddr() 函式


  这两个函式的用途是让我们可以由某个主机名称求得它的 IP 位址，或是由

  它的 IP 位址求得它的名称。一般我们经常会用到的是由名称求得 IP 位址；因

  为很少人会去记某台机器的 IP 位址的，另外 TCP/IP 封包的 IP header 上也必须

  记载送、收主机的 IP 位址，而不是主机名称。


  ◎ gethostbyname()：利用某一 host 的名称来获取该 host 的资料。

  格  式： struct hostent FAR * PASCAL FAR

   gethostbyname( const char FAR *name );

  参  数： name host 的名称

  传回值： 成功 - 指向一个 hostent 结构的指标

   失败 - NULL (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 此函式是利用 host 名称来获取该主机的其他资料，如 host 的位址、

  别名，位址的型态、长度等。


  ◎ gethostbyaddr()：利用某一 host 的 IP 位址来获取该 host 的资料。

  格  式： struct hostent FAR * PASCAL FAR

   gethostbyaddr( const char FAR *addr, int len, int type );

  参  数： addr network 排列方式的位址

   len addr 的长度

   type PF_INET(AF_INET)

  传回值： 成功 - 指向一个 hostent 结构的指标

   失败 - NULL (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 此函式是利用 IP 位址来获取该主机的其他资料，如 host 的名称、别

  名，位址的型态、长度等。


  程式中呼叫的方式分别如下：


  char host_name[30];

  struct hostent far *htptr;

  /* 假设 host_name 的值已先设定为我们要求得资料的主机名称 */

  htptr = (struct hostent FAR *) gethostbyname( (char far *) host_name )


  struct in_addr host_addr;

  struct hostent far *htptr;

  /* 假设 host_addr 的值已先设定为我们要求得资料的主机的network byte

  order 方式的 IP 位址*/

  htptr = (struct hostent FAR *) gethostbyaddr((char far *)&host_addr, 4,

  PF_INET)


  一般言，程式中呼叫到 gethostbyname() 及 gethostbyaddr() 时，Winsock

  Stack 会先在 local 的 「hosts」档中找看看是否有这个主机的资料；如果没有，

  则可能再透过「领域名称服务」（Domain Name Service）的功能，向「名称伺

  服器」（Name Server）查询；所以呼叫这两个函式时，有时会等一下子才获得

  答覆。如果您想让程式执行快一些的话，可将常用主机的资料放在 hosts 档中，

  这样就不必透过 DNS 去查询了。


  接下来我们来看 getservbyname() 及 getservbyport() 这两个函式。


  大部份的读者应该都用过 telnet、mail、ftp、news 等服务应用程式；这些应

  用程式的协定，比如服务名称、伺服器端所用的 port number、以及 Socket 的型

  态，都是固定的；这些资料，我们就可以利用 getservbyname() 或 getservbyport(
)

  来取得，而不必刻意去记颂它们。


  ◎ getservbyname()：依照服务 (service) 名称及通讯协定（tcp/udp）来获取该

  服务的其他资料。

  格  式： struct servent * PASCAL FAR

   getservbyname( const char FAR *name, const char FAR *proto );

  参  数： name 服务名称

   proto 通讯协定名称

  传回值： 成功 - 一指向 servent 结构的指标

   失败 - NULL (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 利用服务名称及通讯协定来获得该服务的别名、使用的 port 号码

  等。


  ◎ getservbyport()：依照服务 (service) 的 port 号码及通讯协定（tcp/udp）来


  获取该服务的其他资料。

  格  式： struct servent * PASCAL FAR

   getservbyport( int port,  const char FAR *proto );

  参  数： port 服务的 port 编号

   proto 通讯协定名称

  传回值： 成功 - 一指向 servent 结构的指标

   失败 - NULL (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 利用 port 编号及通讯协定来获得该服务的名称、别名等。


  程式中的使用方法分别为:


  char serv_name[20];

  char proto[10];

  struct servent far *svptr;

  /* 假设 serv_name 及 proto 已先设好服务名称及通讯协定 */

  svptr = (struct servent FAR *)getservbyname( (char far *)serv_name, (char
far

  *)proto )


  int serv_port;

  char proto[10];

  struct servent far *svptr;

  /* 假设 serv_port 及 proto 已先设好服务所用的 port number 及通讯协定 */

  svptr = (struct servent FAR *)getservbyport( htons(serv_port), (char far

  *)proto) )


  Winsock 环境下，我们能够查询到的服务资料都是存放在 local 的

  「services」档中；这个档所存放的都是 well-known 的服务，基本上我们是不需

  去更改它的。读者也可以将自己提供的服务加到这个档中，不过您所用的服务

  资料要公诸於世，不然别人的 services 档中可是没有您的服务的资料哟。


  最後的这组 getprotobyname() 及 getprotobynumber() 函式是用来取得一些

  「协定」的资料，比如 tcp、udp、igmp 等。一般而言，我们是不太会用到的。


  ◎ getprotobyname()：依照通讯协定 (protocol) 的名称来获取该通讯协定的其

  他资料。

  格  式： struct protoent FAR * PASCAL FAR

   getprotobyname( const char FAR *name );

  参  数： name 通讯协定名称

  传回值： 成功 - 一指向 protoent 结构的指标

   失败 - NULL (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 利用通讯协定的名称来得知该通讯协定的别名、编号等资料。


  ◎ getprotobynumber()：依照通讯协定的编号来获取该通讯协定的其他资料。

  格  式： struct protoent FAR * PASCAL FAR

   getprotobynumber( int number );

  参  数： number 以 host order 排列方式的通讯协定编号

  传回值： 成功 - 一指向 protoent 结构的指标

   失败 - NULL (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 利用通讯协定的编号来得知该通讯协定的名称、别名等资料。


  程式中呼叫方式分别如下：


  struct protoent far *ptptr;

  char proto_name[20];

  /* 假设 proto_name 已先设好协定名称 */

  ptptr = (struct protoent FAR *)getprotobyname( (char far *)proto_name )


  struct protoent far *ptptr;

  int proto_num;

  /* 假设 proto_num 已先设好协定编号 */

  ptptr = (struct protoent FAR *)getprotobynumber( proto_num )


  Winsock Stack 对於应用程式呼叫 getprotobyname() 及 getprotobynumber() 的

  资料，是取自於 local 的「protocol」档；如无需要，我们也不用去变更这个档

  案的内容。




   （图 2）hello 程式呼叫同步资料库函式


  【非同步资料库函式】


  Winsock 1.1 针对前面笔者所描述的 6 个同步资料库函式，也提供了相对的

  6 个非同步资料库函式，它们分别是 WSAAsyncGetHostByName()、

  WSAAsyncGetHostByAddr()、WSAAsyncGetServByName()、

  WSAAsyncGetServByPort()、WSAAsyncGetProtoByName()、

  WSAAsyncGetProtoByNumber()。


  由於它们取得的资料与同步资料库函式相同，所以笔者仅以

  WSAAsyncGetHostByName() 为例，说明这些非同步函式，并告诉各位读者，同

  步和非同步资料库函式不同的地方。


  由字面来看，「非同步」的意思就是我们发出问题时，并不会马上得到答

  覆，而等到系统取到资料时再告知我们。没错，这些非同步资料库函式的作用

  就是这样。和 WSAAsyncSelect() 函式一样，我们要告诉 Winsock 系统一个接受

  通知讯息的视窗及讯息代码，以便系统通知我们。


  我们呼叫同步资料库函式时，return 值是一个指到相对资料的暂存区，而这

  个资料暂存区是由系统所提供的；但是呼叫非同步资料库函式时，我们必须自

  己准备资料暂存区，并将此暂存区的位址当成参数，传给系统，以便系统用来

  储存取到的资料。读者们必须特别注意一点：在系统通知资料取得成功或失败

  前，千万不可将传给系统的资料暂存区删除释放，不然当系统取得资料要写入

  时，资料区已不见了，会导至当机的。除此之外，资料暂存区的大小一定要够

  大，才足够让系统用来存放取得的资料。（Winsock 规格中的建议值是

  MAXGETHOSTSTRUCT 1024 bytes 大小的暂存区，笔者认为太大了，100 byets

  差不多就太够了）


  呼叫非同步资料库函式时，得到的 return 值是一个代码，此代码代表的就

  是此项呼叫在系统内的编号；由於是非同步，所以我们在得到答案前，仍可呼

  叫 WSACancelAsyncRequest() 函式来取消原先的呼叫，这个取消的动作就要利

  用到该代码了。另外，当我们收到结果通知时，wParam 的值也是这个代码；我

  们此时可以利用 WSAGETASYNCERROR(lParam) 来得知资料取得是成功或失

  败；如果失败的原因是原先传入的暂存区太小的话，我们亦可利用

  WSAASYNCGETBUFLEN(lParam) 来得知至少要多大的暂存区才够。


  ◎ WSAAsyncGetHostByName()：利用某一 host 的名称来获取该 host 的资

  料。(非同步方式)

  格  式： HANDLE PASCAL FAR WSAAsyncGetHostByName( HWND hWnd,

   unsigned int wMsg, const char FAR *name, char FAR *buf,  int

  buflen );

  参  数： hWnd 动作完成後，接受讯息的视窗 handle

   wMsg  传回视窗的讯息

   name host 名称

   buf 存放 hostent 资料的暂存区

   buflen buf 的大小

  传回值： 成功 - 代表此非同步动作的 handle 代码

   失败 - 0  (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 此函式是利用 host 名称来获取其他的资料，如 host 的位址、别名，

  位址的型态、长度等。使用者呼叫此函式时必须传入要接收资料的视窗 handle、

  讯息代码、资料的存放位址指标等，以便得到资料时可以通知该视窗来使用资

  料。呼叫此函式後会马上回到使用者的呼叫点并传回一个 handle 代码，此代码

  可用来辨别此非同步动作或用来取消此非同步动作。当资料取得後，系统会送一

  个讯息到使用者指定的视窗。


  ◎ WSACancelAsyncRequest()：取消某一未完成的非同步要求。

  格  式： int PASCAL FAR WSACancelAsyncRequest( HANDLE

  hAsyncTaskHandle );

  参  数：hAsyncTaskHandle 要取消的 task handle 代码

  传回值： 成功 - 0

   失败 - SOCKET_ERROR (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

  说明： 此函式是用来取消原先呼叫但尚未完成的WSAAsyncGetXByY()，例

  如 WSAAsyncGetHostByName()，的动作。参数 hAsyncTaskHandle 即为呼叫

  WSAAsyncGetXByY() 时传回之代码值。若是原先呼叫之非同步要求已经完成，

  则无法加以取消。




   （图 3）hello 程式呼叫非同步资料库函式


  【结语】


  【结语】


  笔者已经为各位介绍了大部份 Winsock 应用程式设计时会用到的函式，不

  知读者中是否已有人开始练习自己写 Winsock 网路程式了吗？下一期，笔者会

  将剩下的函式都介绍完。再此笔者并期待各位除了使用别人设计的网路软体

  外，大家也都能自己练习设计出一些不错的网路应用软体，让世界其他国家的

  人知道台湾也有能人的；愿共勉之。

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既然要注定流浪，风又何必苦苦推难。
    既然帆想要靠岸，海又何必处处阻拦。
  
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