QT学习之旅 - Winsock入门

文章目录

      • 服务端
        • 初始化
        • 为服务器创建套接字
        • sockaddr和sockaddr_in
        • inet_addr
        • htonl()、htons()、ntohl()、ntohs()四个函数
          • htonl()函数
          • htons()函数
          • ntohs()函数
          • ntohl()函数
          • 这些函数存在的意义(就是为了字节存放)
      • 绑定
        • getsockopt
        • udp主函数处理
      • 客户端

客户端和服务器应用程序的前几个步骤相同。

  • 关于服务器和客户端
  • 创建一个基本的Winsock应用程序
  • 正在初始化Winsock

服务端

  • 初始化Winsock。
  • 创建一个套接字。
  • 绑定套接字。
  • 听取客户端的套接字。
  • 接受来自客户端的连接。
  • 接收和发送数据。
  • 断开链接。

初始化

  1. 添加头文件
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
  1. 初始化Winsock
WSADATA wsaData;
  1. 调用WSAStartup并将其值作为整数返回并检查错误。
/*
0: 失败
非0:成功
*/
//WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData)
if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData) != 0) {//成功qDebug("winsock initialization FAILED.");
}

调用WSAStartup函数以启动WS2_32.dll的使用。

#pro文件
#...
LIBS += -lWs2_32
#...

完整初始化

UdpThread::UdpThread()
{//注意可以写在别的程序中，所以可以不用管线程//sockVersion = MAKEWORD(2,2);//声明调用不同的Winsock版本if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData) != 0) {qDebug("winsock initialization FAILED.");}
}

为服务器创建套接字

初始化之后，必须实例化SOCKET对象以供服务器使用。

getaddrinfo函数用于确定sockaddr结构中的值：

  • AF_INET用于指定IPv4地址族。
  • SOCK_STREAM用于指定流套接字。
  • IPPROTO_TCP用于指定TCP协议。
  • AI_PASSIVE标志表示调用者打算在调用bind函数时使用返回的套接字地址结构。 当设置AI_PASSIVE标志并且getaddrinfo函数的nodename参数是NULL指针时，套接字地址结构的IP地址部分对于IPv4地址设置为INADDR_ANY，对于IPv6地址设置为IN6ADDR_ANY_INIT。

创建套接字

SOCKET sockWIN;

//udpThread->sockWIN: SOCKET sockWIN;
if(udpThread->sockWIN != INVALID_SOCKET){//INVALID_SOCKET:检查错误以确保套接字是有效的套接字closesocket(udpThread->sockWIN);//关闭套接字
}
/*
AF_INET:IPv4
SOCK_DGRAM:  是无保障的面向消息的socket,主要用于在网络上发广播信息(UDP)
SOCK_STREAM: 是有保障的(即能保证数据正确传送到对方)面向连接的SOCKET，多用于资料(如文件)传送。(TCP)
IPPROTO_UDP: 用于指定UDP协议
*/
udpThread->sockWIN = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);
if(udpThread->sockWIN == INVALID_SOCKET){//INVALID_SOCKET:检查错误以确保套接字是有效的套接字QMessageBox::critical(this, tr("错误"), tr("无法创建 Socket！"));//显示提示return;
}

sockaddr和sockaddr_in

sockaddr在头文件#include <sys/socket.h>中定义，sockaddr的缺陷是：sa_data把目标地址和端口信息混在一起了，如下：

struct sockaddr {  sa_family_t sin_family;//地址族char sa_data[14]; //14字节，包含套接字中的目标地址和端口信息               
};

sockaddr_in在头文件#include<netinet/in.h>或#include <arpa/inet.h>中定义，该结构体解决了sockaddr的缺陷，把port和addr 分开储存在两个变量中，如下：

struct sockaddr_in {short	sin_family;				//地址组(Address Family)u_short	sin_port;				//16位TCP/UDP端口号struct in_addr	sin_addr;		//32位IP地址char	sin_zero[8];			//不使用
};

sin_port和sin_addr都必须是网络字节序（NBO），一般可视化的数字都是主机字节序（HBO）。

inet_addr

ip地址转换函数

htonl()、htons()、ntohl()、ntohs()四个函数

htonl()函数

函数原型是：uint32_t htonl(uint32_t hostlong)
其中,hostlong是主机字节顺序表达的32位数，htonl中的h–host主机地址，to–to,n–net网络，l–unsigned long无符号的长整型(32位的系统是4字节)；
函数返回值是一个32位的网络字节顺序；
函数的作用是将一个32位数从主机字节顺序转换成网络字节顺序。

htons()函数

函数原型是：uint16_t htons(uint16_t hostlong)
其中,hostlong是主机字节顺序表达的16位数，htons中的h–host主机地址，to–to,n–net网络，s–signed long无符号的短整型(32位的系统是2字节)；
函数返回值是一个16位的网络字节顺序；
函数的作用是将一个16位数从主机字节顺序转换成网络字节顺序，简单的说就是把一个16位数高低位呼唤。

ntohs()函数

函数原型是：uint16_t ntohs(uint16_t hostlong)
其中,hostlong是网络字节顺序表达的16位数，ntohs中的,n–net网络，to–toh–host主机地址，s–signed long有符号的短整型(32位的系统是2字节)；
函数返回值是一个16位的主机字节顺序；
函数的作用是将一个16位数由网络字节顺序转换为主机字节顺序，简单的说就是把一个16位数高低位互换。

ntohl()函数

函数原型是：uint32_t ntohs(uint32_t hostlong)
其中,hostlong是网络字节顺序表达的32位数，ntohs中的,n–net网络，to–toh–host主机地址，s–unsigned long无符号的短整型(32位的系统是4字节)；
函数返回值是一个32位的主机字节顺序；
函数的作用是将一个32位数由网络字节顺序转换为主机字节顺序。

这些函数存在的意义(就是为了字节存放)

说到这部分需要引入字节存放的两个概念一个是“大端顺序”，一个是“小端顺序”。俗称“小尾顺序”、“大尾顺序”。
简单的说就是对应数据的高字节存放在低地址，低字节存放在高地址上就是大端顺序，对应数据的高字节存放在高地址，低字节存放在低地址上就是小端顺序。

绑定

if (bind(udpThread->sockWIN, (sockaddr *)&udpThread->locAddr,sizeof(udpThread->locAddr)) == SOCKET_ERROR){//绑定错误closesocket(udpThread->sockWIN);udpThread->sockWIN = INVALID_SOCKET;QMessageBox::critical(this, tr("错误"), tr("端口无法打开或被占用！"));return;}

getsockopt

//获取一个套接字
int getsockopt(int socket, int level, int option_name,void *restrict option_value, socklen_t *restrict option_len);

socket：文件描述符

  • level：协议层次
    • SOL_SOCKET 套接字层次
    • IPPROTO_IP ip层次
    • IPPROTO_TCP TCP层次
  • option_name：选项的名称（套接字层次）
    • SO_BROADCAST 是否允许发送广播信息
    • SO_REUSEADDR 是否允许重复使用本地地址
    • SO_SNDBUF 获取发送缓冲区长度
    • SO_RCVBUF 获取接收缓冲区长度
    • SO_RCVTIMEO 获取接收超时时间
    • SO_SNDTIMEO 获取发送超时时间
  • option_value：获取到的选项的值
  • option_len：value的长度

返回值：
成功：0
失败：-1

getsockopt(udpThread->sockWIN, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&optVal, &optLen);

udp主函数处理

//1. 来约束是否开启关闭线程
static bool isNetOpen = false;
NET_OPEN = false;
if(isNetOpen == false){
//ui界面样式，用来提醒可以不用管if(ui->pushButton_openNet->text() == "打开网络"){ui->pushButton_openNet->setText(tr("关闭网络"));ui->pushButton_openNet->setStyleSheet("QPushButton{background:yellow}");}else if(ui->pushButton_openNet->text() == "关闭网络"){ui->pushButton_openNet->setText(tr("打开网络"));ui->pushButton_openNet->setStyleSheet("QPushButton{background:none}");}//2.套接字赋值udpThread->sockWIN = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);//udpThread->sockWIN: SOCKET sockWIN;//3.检查套接字是否正确if(udpThread->sockWIN != INVALID_SOCKET){//INVALID_SOCKET:检查错误以确保套接字是有效的套接字closesocket(udpThread->sockWIN);//关闭套接字}//4.创建socket是否成功if(udpThread->sockWIN == INVALID_SOCKET){//INVALID_SOCKET:检查错误以确保套接字是有效的套接字QMessageBox::critical(this, tr("错误"), tr("无法创建 Socket！"));//显示提示return;}ConfigDialog::Settings p = setting->settings(); //里面就只是本地和对方ip端口组播的值,可以修改成自己看的懂的//5.设置本地ip地址端口udpThread->locAddr.sin_family = AF_INET;udpThread->locAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(p.locIP.toStdString().data());udpThread->locAddr.sin_port = htons(p.locPort.toUInt());//6.设置对方ip地址端口udpThread->rmtAddr.sin_family = AF_INET;udpThread->rmtAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(p.DevIP.toStdString().data());udpThread->rmtAddr.sin_port = htons(p.DevPort.toUInt());//7. 绑定套接字,地址if (bind(udpThread->sockWIN, (sockaddr *)&udpThread->locAddr,sizeof(udpThread->locAddr)) == SOCKET_ERROR){//判断绑定是否出错closesocket(udpThread->sockWIN);udpThread->sockWIN = INVALID_SOCKET;QMessageBox::critical(this, tr("错误"), tr("端口无法打开或被占用！"));return;}//8.获取套接字，把套接字中的数据清0/* set socket buffer size */int optVal = 0;int optLen = sizeof(optVal);getsockopt(udpThread->sockWIN, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&optVal, &optLen); //获取套接字，并获取接收缓冲区长度//9.获取套接字，把套接字中的数据设置为8M大小optVal = 8*1024*1024;//8M大小#if USE_TEST//只是为了测试，可以定义#define USE_TEST 1打开int testRes = setsockopt(udpThread->sockWIN, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&optVal, optLen);//获取套接字，并获取接收缓冲区长度#elsesetsockopt(udpThread->sockWIN, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&optVal, optLen);//获取套接字，并获取接收缓冲区长度#endifconnect(udpThread, SIGNAL(recvPingTop(quint32,quint32,quint32)), this, SLOT(plotPingTop(quint32,quint32,quint32)),Qt::QueuedConnection);connect(udpThread, SIGNAL(recvRmsTop()), this, SLOT(plotRmsTop()),Qt::QueuedConnection);#if USE_TEST	//只是为了测试，可以定义#define USE_TEST 1打开qDebug() << "testRes:" << testRes; //0:连接成功#endif//显示状态setWindowTitle(QString("XHCJTest 杭州矢志信息科技有限公司 -")+p.locIP);showStatus(tr("连接已建立，本地：%1:%2，组播：%3，存储路径：%4；").arg(p.locIP).arg(p.locPort));//显示本地组播存储地址，这里只有本地/*初始化*///自己自行添加可以是memset(x,0,sizeof(x));//10.开启线程udpThread->start();}else {//10.或者关闭线程udpThread->stop();}

客户端

  • 初始化Winsock。
  • 创建一个套接字。
  • 连接到服务器。
  • 发送和接收数据。
  • 断开链接。

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