计算机网络课程设计报告--利用Socket实现双机通讯.docx

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1、课程设计报告20142015学年第一学期课程名称计算机网络设计题目利用SOCket实现双机通讯设计任务2二.开发环境ViSUa1C+简介2三.TCP简介及特点原理3四.WinSOCket简介及特点原理7五.设计方案8六.系统的原理框图和程序流程图11七.实验中的问题错误!未定义书签。八.核心程序代码错误!未定义书签。九、实验结果及分析错误!未定义书签。十、设计总结错误!未定义书签。十一、参考文献错误!未定义书签。一、设计任务一、1.利用WinSOCk来实现双机通信，理解TCP状态机图。2.要求使用WinSOCk编程，采用其中的TCP面向连接方式，实现文本数据的交换。二、ViSUa1C+简介Vi

2、sua1C+是一个功能强大的可视化软件开发工具。自1993年MiCroSoft公司推出ViSUa1C+1.0后，随着其新版本的不断问世，ViSUa1C+已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。虽然微软公司推出了Visua1C+.NET(Visua1C+7.0),但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows2000,WindowsXP和WindowsNT4.0o所以实际中，更多的是以ViSUa1C+6.0为平台。Visua1C+它大概可以分成三个主要的部分：1、Deve1operStudio,这是一个集成开发环境，我们日常工作的99%都是在它上面完成的，再加上它的标题赫然写着“Microso

3、ftVisua1C+”，所以很多人理所当然的认为，那就是ViSUa1C+了。其实不然，虽然DeVe1OPerSt11dio提供了一个很好的编辑器和很多Wizard,但实际上它没有任何编译和链接程序的功能,真正完成这些工作的幕后英雄后面会介绍。我们也知道，DeVe1oPerStUdi。并不是专门用于VC的，它也同样用于VB,VJ,V1D等ViSUaIStUdiO家族的其他同胞兄弟。所以不要把Deve1operStudio当成Visua1C+,它充其量只是Visua1C+的一个壳子而已。2、MFCo从理论上来讲，MFC也不是专用于ViSUa1C+,Bor1andC+,C+Bui1der和Syman

4、tecC+同样可以处理MFCo同时，用Visua1C+编写代码也并不意味着一定要用MFC,只要愿意，用ViSUa1C+来编写SDK程序，或者使用ST1,AT1,一样没有限制。不过，ViSUa1C+本来就是为MFC打造的，Visua1C+中的许多特征和语言扩展也是为MFC而设计的，所以用Visua1C+而不用MFC就等于抛弃了ViSUa1C+中很大的一部分功能。但是，Visua1C+也不等于MFCo3、P1atformSDKo这才是Visua1C+和整个Visua1Studio的精华和灵魂，虽然我们很少能直接接触到它。大致说来，P1atformSDK是以MicrosoftC/C+编译器为核心(不

5、是ViSUa1C+,看清楚了)，配合MASM,辅以其他一些工具和文档资料。上面说到DeVeIOPerStUdio没有编译程序的功能，那么这项工作是由谁来完成的呢？是C1,是NMAKE,和其他许许多多命令行程序，这些我们看不到的程序才是构成ViS11a1Studio的基石。三、TCP简介及特点原理1什么是TCPTCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport1ayer)通信协议。在简化的计算机网络OS1模型中，它完成第四层传输层所指定的功能。在因特网协议族(InternetProtoCo1S1dte)中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应

6、用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段(通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元(MTU)的限制)。之后TCP把结果包传给IP层,由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个字节一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。TC

7、P用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。首先，TCP建立连接之后，通信双方都同时可以进行数据的传输，其次，他是全双工的；在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制。在流量控制上，采用滑动窗口协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。在拥塞控制上，采用慢启动算法。2 .TCP功能提供计算机程序间连接、检测和丢弃重复的分组、完成数据报的确认、流量控制和网络拥塞。3 .TCP所提供服务的主要特点（1）面向连接的传输；（2）端到端的通信；（3）高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序；（4）全双工方式传输；（5）采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列

8、；（6）紧急数据传送功能。4 .TCP支持的服务器类型不管怎样,TCP/IP是一个协议集。为应用提供一些“低级”功能,这些包括IP、TCP、UDPo其它是执行特定任务的应用协议,如计算机间传送文件、发送电子邮件、或找出谁注册到另外一台计算机。因此，最重要的“商业VTCP/IP服务有:令文件传送Fi1eTransfer令远程登录Remote1ogin令计算机邮件Mai1令网络文件系统（NFS）令远程打印（Remoteprinting）令远程执行（RemOteexecution）令名字服务器(Nameservers)令终端服务器(Termina1servers)5 .TCP的端口号TCP段结构中端

9、口地址都是16比特，可以有在065535范围内的端口号。对于这65536个端口号有以下的使用规定：(1)端口号小于256的定义为常用端口，服务器一般都是通过常用端口号来识别的。任何TCP/IP实现所提供的服务都用11023之间的端口号，是由IANA来管理的；(2)客户端只需保证该端口号在本机上是惟一的就可以了。客户端口号因存在时间很短暂又称临时端口号；(3)大多数TCP/IP实现给临时端口号分配10245000之间的端口号。大于5000的端口号是为其他服务器预留的。6 .TCP协议是如何确保数据传输高可靠性为了保证可靠性，发送的报文都有递增的序列号。序列号和确认号用来确保传输的可靠性。此外，对

10、每个报文都设立一个定时器，设定一个最大时延。对那些超过最大时延仍没有收到确认信息的报文就认为已经丢失，需要重传。7 .TCP的服务流程TCP协议提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议，即在传输数据前要先建立逻辑连接，然后再传输数据，最后释放连接3个过程。TCP提供端到端、全双工通信；采用字节流方式，如果字节流太长，将其分段；提供紧急数据传送功能。尽管TCP和UDP都使用相同的网络层(IP),TCP却向应用层提供与UDP完全不同的服务。TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。面向连接意味着两个使用TCP的应用(通常是一个客户和一个服务器)在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。这一过程与

11、打电话很相似，先拨号振铃，等待对方摘机说“喂”，然后才说明是谁。在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于TCPoTCP通过下列方式来提供可靠性： 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。这和UDP完全不同，应用程序产生的数据报长度将保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段（Segment）TCP如何确定报文段的长度。 当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒 TCP将保持它首部和数据的

12、检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）。 既然TCP报文段作为IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。 既然IP数据报会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据。 TCP还能提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。两个应用程序通过TCP

13、连接交换8bit字节构成的字节流。TCP不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务（bytestreamservice）。如果一方的应用程序先传10字节，又传20字节，再传50字节，连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节。收方可以分4次接收这80个字节，每次接收20字节。一端将字节流放到TCP连接上，同样的字节流将出现在TCP连接的另一端。另外，TCP对字节流的内容不作任何解释。TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是ASCI1字符、EBCDIC字符或者其他类型数据。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。这种对字节流的处理方式与Unix操作系统对文件的处理方式很相似。

14、Unix的内核对一个应用读或写的内容不作任何解释，而是交给应用程序处理。对UniX的内核来说，它无法区分一个二进制文件与一个文本文件。TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN,ACKo这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。第一次握手:建立连接时,客户端发送SYN包(SEQ=X)到服务器,并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN(ACK=X+1),同时自己也送一个SYN包(SEQ=y),即SYN+ACK包，此时服务器进入SY

15、N_RECV状态。第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ACK=y+1),此包发送完毕，客户端和服务器时入EStab1iShed状态，完成三次握手。四、Wii1SOCket简介及特点原理4.1V什么是SOCket所谓SoCket通常也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过套接字向网络发出请求或者应答网络请求。SOCket接口是TCP/IP网络的API,SOCket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。要学Internet上的TCP/IP网络编程，必须理解Socket接口。Socket接口设计者最先是将接口放在Unix操作系统里面的。如果了解UniX系统的输入和输出的话，就很容易了解SOCket了。网络的SOCket数据传输是一种特殊的I/O,SOCket也是一种文件描述符。Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用Socket(),该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。常用的Socket类型有两种：流式Socket(SOCK_STREAM)和数据报式Socket(sock_dgram)o流式是一种面向连接的SoCket,针对于面向连接的TCP服务应用；数据报式S