Windows Sockets API与TCP/IP网络编程详解

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"网络编程及Windows Sockets是计算机科学领域中的一个重要主题,特别是对于开发能够进行网络通信的应用程序至关重要。Windows Sockets API,通常简称为Winsock,是Microsoft Windows操作系统中实现TCP/IP协议族的标准接口,它借鉴了Berkeley Socket接口,使得开发者能够在Windows环境下进行网络编程。 Berkeley Socket接口起源于UNIX系统,由于其简洁和强大的功能,被广泛应用于各种网络应用的开发。Windows Sockets API提供了与Berkeley Socket类似的接口,使得开发者可以在Windows上构建跨平台的网络应用。Socket接口允许应用程序通过网络与其他Socket程序进行通信,它就像一个通信端点,连接两个或多个不同的系统。 Socket类型是网络编程的基础,主要包括三种: 1. SOCK_STREAM,对应于TCP(Transmission Control Protocol),提供面向连接、可靠的字节流服务,适用于需要稳定传输的数据应用,如HTTP和FTP。 2. SOCK_DGRAM,对应于UDP(User Datagram Protocol),提供无连接、不可靠的数据包服务,适合实时性要求高的应用,如DNS查询和多媒体流媒体。 3. SOCK_RAW,提供原始IP数据包访问,主要用于协议开发和测试,可以直接操作IP和ICMP等底层协议。 在使用Windows Sockets API进行编程时,主要涉及以下系统调用: - socket():创建一个新的Socket实例。 - bind():将Socket与本地的IP地址和端口号绑定。 - connect():客户端Socket与服务器Socket建立连接。 - listen():服务器端Socket开始监听来自客户端的连接请求。 - accept():服务器接受新的客户端连接。 - send():向远程Socket发送数据。 - recv():从远程Socket接收数据。 - closesocket():关闭不再使用的Socket。 在Windows环境下,由于其非抢占式操作系统特性,Windows Sockets API提供了异步选择机制(WSAAsyncSelect)。这一机制允许程序在不阻塞主线程的情况下等待特定的网络事件,提高了程序的响应性和效率。WSAStartup()和WSACleanup()分别用于启动和终止使用Windows Sockets库。 网络编程及Windows Sockets是开发者构建网络应用程序的关键技术,涵盖了从基本的Socket创建到高级的并发连接处理和异步通信策略。理解和掌握这些知识点对于开发高效、稳定的网络应用至关重要。"
2015-11-03 上传
《Windows Sockets网络编程》是WindowsSockets网络编程领域公认的经典著作,由Windows Sockets2.0规范解释小组负责人亲自执笔,权威性毋庸置疑。它结合大量示例,对WindowsSockets规范进行了深刻地解读,系统讲解了WindowsSockets网络编程及其相关的概念、原理、主要命令、操作模式,以及开发技巧和可能的陷阱,从程序员的角度给出了大量的建议和最佳实践,是学习WindowsSockets网络编程不可多得的参考书。   全书分为三部分:第一部分(第1~6章),提供了翔实的背景知识和框架方面的概念,借助于此框架,读者可理解WinSock的具体细节,包括WindowsSockets概述、OSI网络参考模型、TCP/IP协议簇中的协议和可用的服务、WinSock网络应用程序的框架及其工作机制、WinSock的三种操作模式、socket通信机制等;第二部分(第7~12章),以FTP客户端实例为基础介绍了函数实例库,还介绍了客户端程序、服务器程序和DLL中间构件及它们的相应函数,并涵盖socket命令和选项及移植BSDSockets相关事项等;第三部分(第13~17章),介绍了应用程序调试技术和工具,针对应用编程中的陷阱的建议和措施,WinSockAPI的多种操作系统平台,WinSock规范的可选功能和WinSock规范2.0中的所有新功能。 译者序 序 前言 第1章 Windows Sockets概述 1.1 什么是Windows Sockets 1.2 Windows Sockets的发展历史 1.3 Windows Sockets的优势 1.3.1 Windows Sockets是一个开放的标准 1.3.2 Windows Sockets提供源代码可移植性 1.3.3 Windows Sockets支持动态链接 1.3.4 Windows Sockets的优点 1.4 Windows Sockets的前景 1.5 结论 第2章 Windows Sockets的概念 2.1 OSI网络模型 2.2 WinSock网络模型 2.2.1 信息与数据 2.2.2 应用协议 2.3 WinSock中的OSI层次 2.3.1 应用层 2.3.2 表示层 2.3.3 会话层 2.3.4 传输层 2.3.5 网络层 2.3.6 数据链路层 2.3.7 物理层 2.4 模块化的层次框 2.5 服务和协议 2.6 协议和API 第3章 TCP/IP协议服务 3.1 什么是TCP/IP 3.2 TCP/IP的发展历史 3.3 传输服务 3.3.1 无连接的服务:UDP 3.3.2 面向连接的服务:TCP 3.3.3 传输协议的选择:UDP与TCP的对比 3.4 网络服务 3.4.1 IP服务 3.4.2 ICMP服务 3.5 支持协议和服务 3.5.1 域名服务 3.5.2 地址解析协议 3.5.3 其他支持协议 3.6 TCP/IP的发展前景 第4章 网络应用程序工作机制 4.1 客户端-服务器模型 4.2 网络程序概览 4.3 socket的打开 4.4 socket的命名 4.4.1 sockaddr结构 4.4.2 sockaddr_in结构 4.4.3 端口号 4.4.4 本地IP地址 4.4.5 什么是socket名称 4.4.6 客户端socket名称是可选的 4.5 与另一个socket建立关联 4.5.1 服务器如何准备建立关联 4.5.2 客户端如何发起一个关联 4.5.3 服务器如何完成一个关联 4.6 socket之间的发送与接收 4.6.1 在“已连接的”socket上发送数据 4.6.2 在“无连接的”socket上发送数据 4.6.3 接收数据 4.6.4 socket解复用器中的关联 4.7 socket的关闭 4.7.1 closesocket 4.7.2 shutdown 4.8 客户端和服务器概览 第5章 操作模式 5.1 什么是操作模式 5.1.1 不挂机,等待:阻塞 5.1.2 挂机后再拨:非阻塞 5.1.3 请求对方回拨:异步 5.2 阻塞模式 5.2.1 阻塞socket 5.2.2 阻塞函数 5.2.3 伪阻塞的问题 5.2.4 阻塞钩子函数 5.2.5 阻塞情境 5.2.6 撤销阻塞操作 5.2.7 阻塞操作中的超时 5.2.8 无最少接收限制值 5.2.9 代码示例 5.3 非阻塞模式 5.3.1 怎样使socket成为非阻塞的 5.3.2 成功与失败不是绝对的 5.3.3 探询而非阻塞 5.3.4 显式地避让 5.3.5 代码示例 5.4 异步模式 5.4.1 认识异步函数 5.4.2 撤销异步操作 5.4.3 代码示例 5.4.4 AU_T