第10章 网络编程_补充案例
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C语言网络编程基础及其应用实例网络编程是计算机科学中的一个重要领域,它涉及到计算机之间的通信和数据传输。
而C语言作为一种高效且广泛使用的编程语言,也被广泛应用于网络编程领域。
本文将介绍C语言网络编程的基础知识,并通过实例来展示其应用。
一、网络编程基础在进行网络编程之前,我们首先需要了解一些基础概念。
网络编程主要涉及两个重要的概念:IP地址和端口号。
IP地址是用来唯一标识网络中的主机的地址。
它由四个十进制数组成,每个数的取值范围是0到255。
例如,192.168.0.1是一个常见的IP地址。
端口号用于标识网络中的应用程序。
一个主机可以同时运行多个应用程序,每个应用程序都会监听一个特定的端口号。
端口号的取值范围是0到65535,其中0到1023是系统保留端口号,一般用于一些常见的服务,如HTTP服务的端口号是80。
在C语言中,我们可以使用socket库进行网络编程。
socket库提供了一组函数,用于创建网络连接、发送和接收数据等操作。
下面我们通过一个简单的实例来演示如何使用C语言进行网络编程。
二、应用实例:简单的服务器和客户端我们将创建一个简单的服务器和客户端程序,通过服务器向客户端发送一条消息。
首先,我们需要创建服务器程序。
以下是服务器程序的代码:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#define PORT 8080int main() {int server_fd, new_socket, valread;struct sockaddr_in address;int addrlen = sizeof(address);char *message = "Hello from server";// 创建socketif ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {perror("socket failed");exit(EXIT_FAILURE);}address.sin_family = AF_INET;address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;address.sin_port = htons(PORT);// 绑定地址和端口号if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) { perror("bind failed");exit(EXIT_FAILURE);}// 监听连接请求if (listen(server_fd, 3) < 0) {perror("listen failed");exit(EXIT_FAILURE);}// 接受客户端连接if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {perror("accept failed");exit(EXIT_FAILURE);}// 发送消息给客户端send(new_socket, message, strlen(message), 0);printf("Message sent to client\n");return 0;}```接下来,我们创建客户端程序。
是不是还对用c怎么实现网络编程感到神秘莫测阿,我们这里就要撕开它神秘的面纱,呵呵。
一起来:诶,不要着急,我们先来介绍一些网络程序的主要执行过程,主要是便于大家更好的理解下面的程序实例哦:1)系统启动服务器执行。
服务器完成一些初始化操作,然后进入睡眠状态,等待客户机请求。
2)在网络的某台机器上,用户执行客户机程序3)客户机进行与服务器进程建立一条连接4)连接建立后,客户机通过网路向服务器发出请求,请求某种服务。
5)服务器接收到客户机的请求后,根据客户机请求的内容进行相应的处理,然后将处理结果返回。
6)服务器断开与客户机的连接,继续睡眠,等待其他客户机的请求。
现在介绍一个实例功能:实现简单的服务器-客户机编程,客户机发送连接请求后接受到连接成功信息。
代码包括两部分,服务器部分(service.c)和客户机部分(client.c)1/*service.c*/2 #include <stdio.h>3 #include <stdlib.h>4 #include <errno.h>5 #include <string.h>6 #include <sys/types.h>7 #include <netinet/in.h>8 #include <sys/socket.h>9 #include <sys/wait.h>10#define MYPORT 3490 /*开放的端口号*/11#define BACKLOG 5 /*指定套接字可以接受的最大未接受客户机请求的数目*/12 main()13 {14int sockfd,new_fd;15struct sockaddr_in srvaddr;16struct sockaddr_in cliaddr;17int sin_size;18/*创建套接字描述符*/19if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)20 {21 perror("socket error");22 exit(1);23 }24 bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));25/*用自己的ip地址和端口信息填充一个internet套接字地址结构*/26 srvaddr.sin_family=AF_INET;27 srvaddr.sin_port=htons(MYPORT);28/*函数bind将服务器的地址和套接字帮定在一起*/29if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&srvaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1)30 {31 perror("bind error");32 exit(1);33 }34/*listen函数告诉内核,这个套接字可以接受来自客户机的请求*/ 35if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1)36 {37 perror("listen error");38 exit(1);39 }40/*处理客户机的请求,调用函数accept来获得一个客户机的连接*/ 41for(;;)42 {43 sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);44if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&sin_size))==-1)45 {46 perror("accept error");47continue;48 }49 printf("server: got connection from %s\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));50/*向客户起写数据*/51if(write(new_fd,"Hello,Network!\n",14)==-1)52 perror("write error!");53 close(new_fd);54 }55 close(sockfd);56 }下面为client:1/*client.c*/2 #include <stdio.h>3 #include <stdlib.h>4 #include <errno.h>5 #include <string.h>6 #include <netdb.h>7 #include <sys/types.h>8 #include <netinet/in.h>9 #include <sys/socket.h>10#define PORT 349011#define MAXDATASIZE 500012int main(int argc,char **argv)13 {14int sockfd,nbytes;15char buf[1024];16struct hostent *he;17struct sockaddr_in srvaddr;18if(argc!=2)19 {20 perror("Usage:client hostname\n");21 exit(1);22 }23/*函数gethostbyname获得指定域名地址所对应的ip地址*/24if((he=gethostbyname(argv[1]))==NULL)25 {26 perror("gethostbyname");27 exit(1);28 }29/*创建套接字,返回套接字描述符*/30if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)31 {32 perror("create socket error");33 exit(1);34 }35 bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));36/*用获得的远程服务器进程的ip地址和端口号来填充一个internet套接字地址结构*/37 srvaddr.sin_family=AF_INET;38 srvaddr.sin_port=htons(PORT);39 srvaddr.sin_addr=*((struct in_addr *)he->h_addr);40/*用connect于这个远程服务器建立一个internet连接*/41if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&srvaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1)42 {43 perror("connect error");44 exit(1);45 }46/*调用read函数读取服务器write过来的信息*/47if((nbytes=read(sockfd,buf,MAXDATASIZE))==-1)48 {49 perror("read error");50 exit(1);51 }52 buf[nbytes]='\0';53 printf("read: %s",buf);54 close(sockfd);55 }下面我们来编译执行看看效果哦编译:#gcc -o service service.c#gcc -o client client.c修改执行权限#chmod 770 service#chmod 770 client执行现执行服务器端哦#./service另开一个命令行窗口,连接服务器的3490端口#./client localhost呵呵,看到效果了吧服务器端:: got connection from 127.0.0.1客户端Hello,Network!。
编程语言中的网络编程实例在当今数字化时代,网络编程已经成为了计算机科学中不可或缺的一部分。
无论是网页浏览、社交媒体、在线游戏还是云计算,网络编程都扮演着重要的角色。
本文将介绍一些编程语言中的网络编程实例,展示它们在实际应用中的重要性和用途。
1. Python中的网络编程实例Python是一种简单易学、功能强大的编程语言,它在网络编程领域有着广泛的应用。
Python的"socket"库提供了一种方便的方式来实现网络编程。
通过使用socket库,开发人员可以轻松地创建TCP/IP服务器和客户端,实现网络通信。
一个典型的Python网络编程实例是创建一个简单的聊天程序。
通过使用socket 库,我们可以创建一个服务器和多个客户端,使它们能够实时通信。
服务器监听来自客户端的连接请求,并将接收到的消息广播给所有连接的客户端。
这个简单的聊天程序可以帮助我们理解网络编程的基本概念和原理。
2. Java中的网络编程实例Java是一种广泛应用于企业级应用开发的编程语言,它也有着强大的网络编程能力。
Java的""包提供了一系列类和接口,用于实现网络编程。
通过使用这些类和接口,开发人员可以创建TCP/IP服务器和客户端,进行网络通信。
一个常见的Java网络编程实例是创建一个简单的文件传输程序。
通过使用Socket类和ServerSocket类,我们可以实现一个服务器,允许客户端上传和下载文件。
服务器接收来自客户端的文件请求,并将文件传输给客户端。
这个实例展示了Java在网络编程中的强大功能,同时也帮助我们了解如何处理文件传输和网络通信。
3. C++中的网络编程实例C++是一种高效的编程语言,也被广泛用于网络编程。
C++的"socket"库提供了一组函数和数据结构,用于实现网络编程。
通过使用这些函数和数据结构,开发人员可以创建TCP/IP服务器和客户端,实现网络通信。
初中信息技术学习中的网络编程与应用案例信息技术的发展为我们的日常生活带来了巨大的改变,网络编程作为其中的重要组成部分,已经渗透到了各个领域。
在初中阶段,学习网络编程不仅可以提高我们的动手能力,还可以培养我们的创新思维和解决问题的能力。
本文将通过一些实际的案例来介绍初中信息技术学习中的网络编程与应用。
案例一:远程登录控制在信息技术课堂上,老师通常会将一台电脑作为服务器,其他电脑通过网络连接到服务器上。
通过网络编程,我们可以实现远程登录控制。
比如,老师可以在服务器上打开一个文档,学生们可以通过自己的电脑远程登录到服务器上,实时查看文档内容,并进行编辑和保存。
这样一来,学生们就能够在自己的电脑上完成作业,不再受限于时间和地点,提高了学习效率和灵活性。
案例二:聊天程序开发网络编程还可以应用于开发聊天程序。
在班级、家庭或者社交圈中,我们可以使用网络编程技术来实现在线聊天。
比如,我们可以开发一个小型的聊天程序,通过输入对方的IP地址或者用户名,即可与其建立连接并发送消息。
这样一来,我们可以随时与朋友或者家人沟通交流,增进彼此之间的感情和理解。
案例三:网页开发与发布除了远程登录控制和聊天程序开发,网络编程还可以用于网页开发与发布。
我们可以利用HTML、CSS和JavaScript等前端技术,设计和制作精美的网页。
同时,借助服务器端的编程语言(如Python、PHP 等),我们可以将网页发布到互联网上,供他人访问。
通过网页开发与发布,我们可以将自己的作品展示给更多的人,并且可以从中获得反馈和改进的机会。
案例四:简单游戏开发网络编程还可以应用于简单游戏的开发。
在初中信息技术学习中,我们可以尝试利用网络编程技术开发一些小型游戏,比如猜数字游戏、扫雷游戏等。
通过网络编程,我们可以实现多人游戏的功能,让玩家之间能够互相竞技和交流。
这样一来,不仅可以提高我们的编程能力,还可以带来更多的乐趣和创造力。
总结:初中信息技术学习中的网络编程与应用案例涉及到远程登录控制、聊天程序开发、网页开发与发布以及简单游戏开发等领域。
第1章Visual C++网络编程概述Visual C++(后面简写为VC)网络编程是指用户使用MFC类库(微软基础类库)在VC编译器中编写程序,以实现网络应用。
用户通过VC编程实现的网络软件可以在网络中不同的计算机之间互传文件、图像等信息。
本章将向用户介绍基于Windows操作系统的网络编程基础知识,其开发环境是VC。
在VC编译器中,使用Windows Socket进行网络程序开发是网络编程中非常重要的一部分。
1.1 网络基础知识如果用户要进行VC网络编程,则必须首先了解计算机网络通信的基本框架和工作原理。
在两台或多台计算机之间进行网络通信时,其通信的双方还必须遵循相同的通信原则和数据格式。
本节将向用户介绍OSI七层网络模型、TCP/IP协议以及C/S编程模型。
1.1.1 OSI七层网络模型OSI网络模型是一个开放式系统互联的参考模型。
通过这个参考模型,用户可以非常直观地了解网络通信的基本过程和原理。
OSI参考模型如图1.1所示。
图1.1 OSI七层网络模型用户从OSI网络模型可以很直观地看到,网络数据从发送方到达接收方的过程中,数据的流向以及经过的通信层和相应的通信协议。
事实上在网络通信的发送端,其通信数据每到一个通信层,都会被该层协议在数据中添加一个包头数据。
而在接收方恰好相反,数据通过每一层时都会被该层协议剥去相应的包头数据。
用户也可以这样理解,即网络模型中的各层都是对等通信。
在OSI七层网络模型中,各个网络层都具有各自的功能,如表1.1所示。
表1.1 各网络层的功能协议层名功能概述物理硬件层表示计算机网络中的物理设备。
常见的有计算机网卡等数据链路层将传输数据进行压缩与加压缩网络层将传输数据进行网络传输数据传输层进行信息的网络传输会话层建立物理网络的连接表示层将传输数据以某种格式进行表示应用层应用程序接口注意:在表1.1中列出了OSI七层网络模型中各层的基本功能概述。
用户根据这些基本的功能概述会对该网络模型有一个比较全面的认识。
第十章补充案例案例10-1使用InetAddress类获取与IP信息一、案例描述1、考核知识点编号:00110004名称:InetAddress类2、练习目标➢掌握InetAddress类的相关API➢掌握如何使用InetAddress类中的方法获取计算机的主机名和IP地址等信息。
3、需求分析InetAddress类中提供了一系列与IP地址相关的方法,利用这些方法可以获取到指定计算机的主机名、IP地址以及连接状态等信息。
为了让初学者掌握InetAddress类中常用方法的使用,本案例将针对如何通过InetAddress类中的方法获取计算机的IP地址、主机名等功能进行演示。
4、设计思路(实现原理)1)编写Example01类。
2)在main()方法中,通过InetAddress类的静态方法getLocalHost()创建实例对象,并通过该对象完成获取计算机主机名和计算机IP地址的操作。
3)分别将获取到的主机名和IP地址输出。
二、案例实现import .InetAddress;import .UnknownHostException;public class Example01 {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//获取本机的IP地址InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();//以字符串形式返回IP地址String ip = address.getHostAddress();//获取此IP地址的主机名String name = address.getHostName();System.out.println("本机的ip地址是:"+ip);System.out.println("本机的hostName是:"+name);}}运行结果如图10-1所示。
图10-1运行结果三、案例总结1、InetAddress类用于封装一个IP地址,并提供了一系列与IP地址相关的方法,其中,getByName(String host)方法表示获取指定主机的IP地址,常用于获取远程计算机的IP信息,isReachable(int timeout)方法表示判断指定的时间内IP地址是否可以到达,常用于测试网络是否通畅。
2、InetAddress类的getHostName()方法是用来获取IP地址的主机名,而为什么有的时候获取到的不是主机名而是域名?案例10-2UDP网络程序一、案例描述1、考核知识点编号:00110006名称:DatagramPacket类和DatagramSocket类2、练习目标➢掌握DatagramPacket类和DatagramSocket类的作用➢掌握如何使用DatagramPacket类和DatagramSocket类通过编写简单的UDP程序。
3、需求分析DatagramPacket用于封装UDP通信中发送或者接收的数据,DatagramSocket类用于发送和接收DatagramPacket数据包。
为了让初学者掌握这两个类的作用,本案例将通过DatagramPacket 类和DatagramSocket类实现简单的数据通信,并通过观察两个命令行窗口中数据输出的先后顺序,从而掌握UDP网络程序中接收端和发送端的执行原理。
4、设计思路(实现原理)1)编写数据接收类ReceiveDemo,在ReceiveDemo类中创建接收端的Socket服务对象,并依次编写创建数据包、调用接收方法、解析数据包并向命令行输出内容,释放资源等操作。
2)编写数据发送类SendDemo,在SendDemo类中创建发送端的Socket服务对象,并依次编写创建数据包,打包数据、发送数据、释放资源等操作。
3)依次执行ReceiveDemo和SendDemo类,观察命令行输出变化。
二、案例实现UDP网络程序中接受数据端,代码如下:import java.io.IOException;import .DatagramPacket;import .DatagramSocket;import .InetAddress;public class ReceiveDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 创建接收端Socket服务对象DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12306);// 创建数据包(接收容器)byte[] bys = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);System.out.println("接受数据服务已打开,等待接受数据");// 调用接收方法ds.receive(dp);// 解析数据包,把数据显示在控制台InetAddress address = dp.getAddress();String ip = address.getHostAddress();byte[] bys2 = dp.getData();int length = dp.getLength();String s = new String(bys2, 0, length);System.out.println(ip + "***" + s);System.out.println("接受数据完毕,接受数据服务关闭");// 释放资源ds.close();}}UDP网络程序中发送数据端,代码如下:import java.io.IOException;import .DatagramPacket;import .DatagramSocket;import .InetAddress;public class SendDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 创建发送端Socket服务对象DatagramSocket ds = new DatagramSocket();// 创建数据,并把数据打包String str = "hello,udp,我来了";byte[] bys = str.getBytes();int length = bys.length;InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port = 12306;DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, length, address, port);System.out.println("发送数据服务已打开");System.out.println("发送数据是:"+str);// 发送数据ds.send(dp);System.out.println("发送完毕,关闭服务");// 释放资源ds.close();}}运行接受端程序,运行结果如图10-2所示。
图10-2运行结果运行发送端程序,运行结果如图10-3所示。
图10-3运行结果观察接受端控制台的输出,运行结果如图10-4所示。
图10-4运行结果从图10-2中可以看出,当运行ReceiveDemo类时,程序会在receive()方法处停顿,并一直处于停滞状态。
当运行SendDemo类时,ReceiveDemo类中的receive()方法接受到了数据,并向下执行直到程序结束。
三、案例总结1、在创建发送端的DatagramSocket对象时,可以不指定端口号,而案例中指定端口号目的就是,为了每次运行时接收端的getPort()方法返回值都是一致的,否则发送端的端口号由系统自动分配,接收端的getPort()方法的返回值每次都不同。
2、运行例程ReceiveDemo,有时会出现如图10-5所示的异常。
图10-5运行结果出现图中所示的情况,是因为在一台计算机中,一个端口号上只能运行一个程序,而我们编写的UDP 程序所使用的端口号已经被其它的程序占用。
遇到这种情况,可以在命令行窗口输入"netstat -anb"命令来查看当前计算机端口占用情况,具体如图10-6所示。
图10-6端口占用情况案例10-3多线程的UDP网络程序一、案例描述1、考核知识点编号:00110007名称:UDP案例2、练习目标➢通过编写多线程的UDP网络程序,掌握如何在单个窗口中实现接收与发送数据。
3、需求分析在上一个案例中,通过两个命令行窗口输出数据让我们初步了解了单线程的UDP网络程序,为了让初学者更加直观和深入的掌握网络编程,本案例将整合多线程技术,在同一个命令行窗口中同时实现接收和发送数据的功能。
4、设计思路(实现原理)1)编写数据接收类ReceiveThread,该类实现了Runnable接口,重写run()方法实现不断接受客户端发送数据的功能。
2)编写数据发送类SendThread,该类同样实现了SendThread接口,重写run()方法实现通过键盘录入数据,将数据向接收端发送的功能。
3)编写测试类Example02,在main()方法中,同时启动接收端和发送端程序。
二、案例实现UDP网络程序中接受数据端,代码如下:import java.io.IOException;import .DatagramPacket;import .DatagramSocket;public class ReceiveThread implements Runnable {public void run() {try {// 创建接收端Socket对象DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);// 创建数据包while (true) {byte[] bys = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);//接收数据ds.receive(dp);// 解析数据String ip = dp.getAddress().getHostAddress();String s = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());System.out.println("接收端:从" + ip + " 主机接收到的数据是: " + s);if ("bye".equals(s)) {System.out.println("******聊天室关闭******");ds.close();break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}UDP网络程序中发送数据端,代码如下:import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import .DatagramPacket;import .DatagramSocket;import .InetAddress;public class SendThread implements Runnable {public void run() {try {// 创建发送端Socket对象DatagramSocket ds = new DatagramSocket();// 封装键盘录入BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));// 创建数据,并打包String line = null;while ((line = br.readLine()) != null) {byte[] bys = line.getBytes();DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length,InetAddress.getByName("172.16.26.21"), 10086);ds.send(dp);if ("bye".equals(line)) {// 释放资源br.close();ds.close();break;}}// 释放资源br.close();ds.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}编写测试类Example02,代码如下:public class Example02 {public static void main(String[] args) {SendThread st = new SendThread();ReceiveThread rt = new ReceiveThread();Thread t1 = new Thread(st);Thread t2 = new Thread(rt);t1.start();t2.start();}}运行Example02,依次键入“hello itcast”和“bye”后,结果如图10-7所示。