基于套接字的廣播

1、安徽省巢湖學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱： Windows網(wǎng)絡(luò)編程 課題名稱： 基于套接字的網(wǎng)絡(luò)廣播程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專業(yè)班級(jí)： 11網(wǎng)絡(luò)工程 同組姓名： 白壯麗、劉國(guó)文、王鳳娟、王艷楠 同組學(xué)號(hào)： 12035002、12035022、12035039、12035043 聯(lián)系方式：白 壯 麗：137 3199 9702 指導(dǎo)教師：吳 其 林 17目 錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與小組分工12.1開發(fā)背景；1 2.2功能要求；12.3、相關(guān)協(xié)議及原理；22.4、小組成員分工；2三、設(shè)計(jì)思路與步驟33.1、設(shè)備與環(huán)境；33.2、廣播信息的發(fā)送端；33.3、廣播信息的接收端；4四、 程

2、序代碼44.1、頭文件；44.2、發(fā)送端；54.3、接收端；6五、設(shè)計(jì)過(guò)程及詳細(xì)程序分析75.1設(shè)計(jì)過(guò)程；75.2詳細(xì)程序設(shè)計(jì)分析；7（1）、發(fā)送端程序設(shè)計(jì)分析：7（2）、接收端程序設(shè)計(jì)分析：10六、調(diào)試分析126.1正常發(fā)送和接受；126.2、發(fā)送端本地取消地址綁定：136.3、接收端未進(jìn)行端口綁定；146.4、發(fā)送端未指定廣播端口；156.5、修改程序保存調(diào)試時(shí)，未關(guān)閉原先所進(jìn)行調(diào)試的窗口；16七、 總結(jié)17一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)，以達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)，提高我們思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的目的。學(xué)會(huì)基于VC6.0 的程序開發(fā)的環(huán)境搭建與配置，并在實(shí)際運(yùn)用中學(xué)習(xí)和掌握

3、VC程序開發(fā)的全過(guò)程。進(jìn)一步熟悉掌握VC+程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基礎(chǔ)內(nèi)容，如局域網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信、基于Socket程序的設(shè)計(jì)等 進(jìn)一步掌握TCP和UDP方式的網(wǎng)絡(luò)編程模式。能運(yùn)用Winsock提供的API函數(shù)接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程的編寫，理解廣播程序的工作原理，利用數(shù)據(jù)報(bào)式套接字編寫一個(gè)廣播發(fā)送與接收程序，在局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)廣播。 通過(guò)親自動(dòng)手寫程序，一方面拓展知識(shí)面，一方面鍛煉調(diào)試能力。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與小組分工2.1開發(fā)背景； 廣播系統(tǒng)具有實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、便捷性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合，如進(jìn)行全校的公共廣播、課間操、召開全校大會(huì)等。利用傳統(tǒng)廣播的概念，將其與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，典型的例子

4、如：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。在網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越發(fā)達(dá)的今天,人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴越來(lái)越多,越來(lái)越離不開網(wǎng)絡(luò), 基于VC6.0的局域網(wǎng)廣播系統(tǒng)能更方便的在局域網(wǎng)中傳遞信息，因此產(chǎn)生了制作一個(gè)局域網(wǎng)的廣播系統(tǒng)；而且通過(guò)制作該程序還能更好的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)軟件編程知識(shí).2.2功能要求； 利用數(shù)據(jù)報(bào)套接字建立一個(gè)廣播發(fā)送與接收系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩方程序組成：廣播的發(fā)送端與廣播的接收端，廣播的發(fā)送端每隔1秒鐘向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送一條廣播信息“This is Broadcast Test，而廣播接收端循環(huán)接收來(lái)自發(fā)送端發(fā)來(lái)的消息并將其輸出。2.3、相關(guān)協(xié)議及原理；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）是 OSI 參考模型中一種無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單

5、不可靠信息傳送服務(wù)。是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸層協(xié)議，IETF RFC 768是UDP的正式規(guī)范。 UDP 協(xié)議基本上是 IP 協(xié)議與上層協(xié)議的接口。 UDP 協(xié)議適用端口分別運(yùn)行在同一臺(tái)設(shè)備上的多個(gè)應(yīng)用程序。 由于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序都在同一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行，計(jì)算機(jī)上必須能夠確保目的地機(jī)器上的軟件程序能從源地址機(jī)器處獲得數(shù)據(jù)包，以及源計(jì)算機(jī)能收到正確的回復(fù)。這是通過(guò)使用 UDP 的“端口號(hào)”完成的。例如，如果一個(gè)工作站希望在工作站 128.1.123.1 上使用域名服務(wù)系統(tǒng)，它就會(huì)給數(shù)據(jù)包一個(gè)目的地址 128.1.123.1 ，并在 UDP 頭插入目標(biāo)端口號(hào) 53 。源端口號(hào)標(biāo)識(shí)了請(qǐng)求域名服務(wù)的

6、本地機(jī)的應(yīng)用程序，同時(shí)需要將所有由目的站生成的響應(yīng)包都指定到源主機(jī)的這個(gè)端口上。 2.4、小組成員分工；基于套接字的網(wǎng)絡(luò)廣播程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué) 號(hào)姓 名主 要 任 務(wù)12035002白壯麗詳細(xì)程序設(shè)計(jì)分析、調(diào)試分析、總結(jié)12035039王鳳娟設(shè)計(jì)思路與步驟12035022劉國(guó)文實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2035043王艷楠實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與小組分工小組負(fù)責(zé)人：白壯麗 聯(lián)系電話、設(shè)計(jì)思路與步驟3.1、設(shè)備與環(huán)境；（1）連接到互聯(lián)網(wǎng)上的PC機(jī)兩臺(tái)。（2）計(jì)算機(jī)硬件要求：Intel Pentium5 處理器、256MB以上內(nèi)存、Ethernet網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)若干。（3）計(jì)算機(jī)軟件要求：MS window

7、s 9x/2000/xp操作系統(tǒng)，TCP/IP協(xié)議，Visual c+6.0/net系統(tǒng)。3.2、廣播信息的發(fā)送端；(1)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)套接字用于發(fā)送廣播信息SOCKET s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);(2)設(shè)置廣播選項(xiàng)，是SO_BROADCAST選項(xiàng)有效BOOL bBroadcast = ture;Setsockopt(sBroadCast,SOL_BROADCAST,(char*)&bBroadCast,sizeof(BOOL);(3)設(shè)置廣播地址及廣播端口號(hào)，這時(shí)的接收地址應(yīng)該設(shè)為地址INADDR_BROADCASTSOCKETADDR_IN

8、bcast;Bcast.sin_addr.s_addr=INADDR_BROADCAST;/:inet_addr(“255.255.255.255”);(4)發(fā)送廣播，調(diào)用sendto函數(shù)發(fā)送廣播，可如下程序所示：Cout sz = “This is just a test.rn”;While (TURE) sendto(s,sz,strlen(sz),0,(sockaddr*)&bcast,sizeof(bcast);Sleep(5000); (5)關(guān)閉套接字Closesocket(s);3.3、廣播信息的接收端；（1）創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)套接字用于接收廣播信息（2）綁定一個(gè)本地地址，指明

9、廣播端口號(hào)（要和發(fā)送方設(shè)置端口號(hào)的相同）作為接收端口。（3）接收廣播，調(diào)用recvform函數(shù)接收廣播：Cout<< “開始接收廣播數(shù)據(jù)nn”;SOCKADDR_IN addrRemote;Int nLen = sizeof(addrRemote);Char sz256;While(TURE) int nRet = : : recvform(s,sz,256,0,(sockaddr*)&addrRemote,&nLen);if(nRet > 0) sznRet = 0;Cout<<sz; (4)程序結(jié)束前，關(guān)閉套接字Closesocket(s);4

10、、 程序代碼4.1、頭文件；#ifndef _INITSOCK#define _INITSOCK#include"iostream.h"#include"conio.h"#include"winsock2.h"#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")class CInitSockpublic:CInitSock() WSAData wsaData; if(WSAStartup(0x0202,&wsaData)!=0) cout<<"Winsock 系統(tǒng)初始化失

11、敗!n" exit(1); cout<<"Winsock 系統(tǒng)初始化成功!n" CInitSock() WSACleanup(); ;#endif4.2、發(fā)送端；#include "InitSock.h"#define PORT 2000#include<stdio.h>CInitSock initsock;void main()SOCKET s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(s = INVALID_SOCKET)printf("Create Socket Failed!n

12、");return;printf("Create Socket Ok!n");BOOL bBroadcast = 1;setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(char*)&bBroadcast,sizeof(BOOL);SOCKADDR_IN bcast;bcast.sin_family = AF_INET;bcast.sin_port = htons(0);bcast.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);bind(s,(sockaddr*)&bcast,sizeof

13、(bcast);SOCKADDR_IN broadcast;broadcast.sin_family = AF_INET;broadcast.sin_port = htons(PORT);broadcast.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_BROADCAST);printf("Begin to send broadcast!n");char sz = "This is just a test.rn"while(1) sendto(s,sz,strlen(sz),0,(sockaddr*)&broadcast

14、,sizeof(broadcast);Sleep(5000);printf("發(fā)送端發(fā)送""%sn"，sz)closesocket(s);getch();4.3、接收端；#include "InitSock.h"#define PORT 2000CInitSock initsock;#include<stdio.h>void main()int ret;SOCKET s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(s = INVALID_SOCKET)printf("Create Sock

15、et Failed!n");return;printf("Create Socket Ok!n");sockaddr_in Recvaddr;Recvaddr.sin_family = AF_INET;Recvaddr.sin_port = htons(PORT);Recvaddr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);bind(s,(sockaddr*)&Recvaddr,sizeof(Recvaddr);printf("Begin to receive broadcast!n");SOCK

16、ADDR_IN addrRemote;int nlen=sizeof(addrRemote);char sz256;while(true)ret=recvfrom(s,sz,256,0,(sockaddr*)&addrRemote,&nlen);if(ret>0)szret='0'printf("接收端接收""%sn",sz);closesocket(s);printf("Press any key to exit: ");getch();五、設(shè)計(jì)過(guò)程及詳細(xì)程序分析5.1設(shè)計(jì)過(guò)程； 廣播是指在一個(gè)

17、局域網(wǎng)中向所有的網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。這是udp連接的一種。 廣播有一個(gè)廣播組，即只有一個(gè)廣播組內(nèi)的節(jié)點(diǎn)才能收到發(fā)往這個(gè)廣播組的信息。什么決定了一個(gè)廣播組呢，就是端口號(hào)，局域網(wǎng)內(nèi)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果設(shè)置了廣播屬性并監(jiān)聽(tīng)了端口號(hào)A后，那么他就加入了A組廣播，這個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)所有發(fā)往廣播端口A的信息他都收的到。在廣播的實(shí)現(xiàn)中，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)想接受A組廣播信息，那么就要先將他綁定給地址和端口A，然后設(shè)置這個(gè)socket的屬性為廣播屬性。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)不想接受廣播信息，而只想發(fā)送廣播信息，那么不用綁定端口，只需要先為socket設(shè)置廣播屬性后，向廣播地址INADDR_BROADCAST的A端口發(fā)送udp信息即可。 數(shù)據(jù)

18、包套接字（SOCK_DGRAM）：數(shù)據(jù)包套接字提供了一種無(wú)連接的服務(wù)。該服務(wù)并不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，?shù)據(jù)有可能在傳輸過(guò)程中丟失或出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復(fù)，且無(wú)法保證順序地接收到數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包套接字使用UDP（User Datagram Protocol）協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。由于數(shù)據(jù)包套接字不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，?duì)于有可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟失情況，需要在程序中做相應(yīng)的處理。整個(gè)程序的設(shè)計(jì)模塊中主要分為兩個(gè)方面，一方面是接受端：主要是接受來(lái)發(fā)送端發(fā)送過(guò)來(lái)的消息，另一端是發(fā)送端：主要是定時(shí)向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送一條廣播消息。5.2詳細(xì)程序設(shè)計(jì)分析；（1）、發(fā)送端程序設(shè)計(jì)分析：a、首先是在發(fā)送端設(shè)置一個(gè)端口，用于發(fā)送消息。

19、我們?cè)谶@具體定義為2000端口：#define PORT 2000對(duì)Winsock系統(tǒng)進(jìn)行初始化，并判斷、輸出是否成功。SOCKET s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(s = INVALID_SOCKET)printf("Create Socket Failed!n");return;printf("Create Socket Ok!n");b、我們可以用使用setsocket函數(shù)設(shè)置套接字選項(xiàng)，設(shè)置廣播選項(xiàng)的具體級(jí)別與選項(xiàng)名稱分別為：SOL_SOCKET、SO_BROADCAST。例如可以如下設(shè)置一個(gè)套接字sBro

20、adCast的廣播選項(xiàng)。BOOL bBroadcast = ture;Setsockopt(sBroadCast,SOL_BROADCAST,(char*)&bBroadCast,sizeof(BOOL);c、對(duì)于setsockopt（）函數(shù)解析：函數(shù)功能：設(shè)置套接字的選項(xiàng)以設(shè)定套接字的功能。函數(shù)原型：Int setsockopt ( SOCKET s, int level, int optname const char * optval, int optlen);參數(shù)說(shuō)明：   s：標(biāo)識(shí)一個(gè)套接口的描述字。   level：選項(xiàng)定義的

21、層次；目前僅支持SOL_SOCKET和IPPROTO_TCP層次。   optname：需設(shè)置的選項(xiàng)。   optval：指針，指向存放選項(xiàng)值的緩沖區(qū)。   optlen：optval緩沖區(qū)的長(zhǎng)度。返回值：成功是返回0，失敗時(shí)返回SOCKET_ERROR。d、定義發(fā)送端地址：如果應(yīng)用程序不關(guān)心給它的本地地址，則可以將地址設(shè)為ADDR_ANY，這就允許底層服務(wù)提供者使用任何適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)地址。對(duì)于TCP/IP而言，端口可以指定為0，此事服務(wù)提供者會(huì)為程序分配10245000之間的唯一端口。SOCKADDR_IN bcast;bcast.si

22、n_family = AF_INET;bcast.sin_port = htons(0);bcast.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);e、綁定函數(shù)，bind（）函數(shù)功能：講套接字與本地地址綁定（注意是本地地址）函數(shù)原型：int bind（SOCKET s, const struct sockaddr* name, int namelen）;參數(shù)說(shuō)明：s：一個(gè)帶綁定套接字句柄； name:待賦予套接字的本地地址： namelen:套接字地址變量占用的空間字節(jié)數(shù)。返回值：成功是返回0，失敗時(shí)返回-1（SOCKET_ERROR）。f、設(shè)置發(fā)送方的廣播

23、端口；并打印“Begin to send broadcast!”SOCKADDR_IN broadcast;broadcast.sin_family = AF_INET;broadcast.sin_port = htons(PORT);broadcast.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_BROADCAST);printf("Begin to send broadcast!n");g、設(shè)置發(fā)送池內(nèi)容，并定期發(fā)送；Sendto()函數(shù);函數(shù)功能：發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到指定端口 函數(shù)原型：sendto( SOCKET s, char * buf,

24、 int len, int flags,struct sockaddr* to, int tolen); 參數(shù)說(shuō)明： s：一個(gè)標(biāo)識(shí)套接口的描述字。 buf：包含待發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。 len：buf緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。 flags：調(diào)用方式標(biāo)志位。 to：（可選）指針，指向目的套接口的地址。tolen：to所指地址的長(zhǎng)度。char sz = "This is just a test！n"while(1)sendto(s,sz,strlen(sz),0,(sockaddr*)&broadcast,sizeof(broadcast);Sleep(5000);Printf(

25、“發(fā)送端發(fā)送”%sn”,sz);h、關(guān)閉套接字S;closesocket(s);（2）、接收端程序設(shè)計(jì)分析：a、首先是在發(fā)送端設(shè)置一個(gè)端口并對(duì)Winsock系統(tǒng)進(jìn)行初始化；#define PORT 2000SOCKET s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(s = INVALID_SOCKET)printf("Create Socket Failed!n"); return;printf("Create Socket Ok!n");b、設(shè)置接受方的廣播端口；并打印“Begin to receive broadcast!”

26、c、綁定函數(shù)，bind（）；函數(shù)功能：講套接字與本地地址綁定（注意是本地地址）函數(shù)原型：int bind（SOCKET s, const struct sockaddr* name, int namelen）;參數(shù)說(shuō)明：s：一個(gè)帶綁定套接字句柄； name:待賦予套接字的本地地址： namelen:套接字地址變量占用的空間字節(jié)數(shù)。返回值：成功是返回0，失敗時(shí)返回-1（SOCKET_ERROR）。sockaddr_in Recvaddr;Recvaddr.sin_family = AF_INET;Recvaddr.sin_port = htons(PORT);Recvaddr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);bind(s,(sockaddr*)&Recvaddr,sizeof(Recvaddr);printf("Begin to receive broadcast!n");e、判斷接收，當(dāng)接收到發(fā)送方發(fā)送的消息時(shí)，打印出來(lái)接受內(nèi)容；while(true)ret=recvfrom(s,sz,256,0,(sockaddr*)&addrRemote,&nlen);if(ret>0)szret='0'pr