TCP/IP 分層架構

應用層：包括有一般常見的http，ftp，snmp等服務的協定。
傳送層：
- TCP：TCP所採用的方式是所謂的連接導向模式，也就是好像在互相傳輸的兩點建立一條虛擬電纜一樣，TCP提供嚴謹，可靠的傳輸。
- UDP：UDP採用的是無連接模式，傳輸雖然較不可靠，但卻相對簡單，處理速度較快，在錯誤率低的短距離區網內，或是在大量傳輸中可以允許有少量錯誤的情況中，UDP的效果就可能比TCP來得好。
網路層：
- IP：TCP及UDP負責將來自某個程序的訊息送至另一個程序，而IP則負責將來自某台電腦的程序送往另一台電腦。
底層實體網路：負責實際上物理訊號的傳輸，包括了像是光的波長，頻率，或是無線電的周波數，強度之類的定義。

Socket

socket介於應用層與傳輸層之間，是一個網路系統的通訊函式庫，在任何作業系統中可以通用

　主要的函式：

　　socket() 　　<->　　　電話

　　bind() 　　<-> 　線路(第幾分機?)

　　listen() 　<-> 　準備好接聽(啟用鈴聲)

　　 connect() 　　<->　撥電話出去

　　accept() 　　　<-> 　接聽

　　send()/recv()　　<->　通話

　　closesocket()　　<->　掛斷

在快樂的使用函式之前，有幾件事情要先注意

#include<winsock2.h>

winsock2.h內定義了一些有用的巨集以及socket資料結構

int WSAStartup( WORD wVersionRequested,LPWSADATA lpWSAData );

參數：
- wVersionRequested 可使用的 Windows Sockets API 最高版本
- lpWSAData 指向 WSADATA 資料的指標
傳回值：
- 成功： 0
- 失敗： WSASYSNOTREADY / WSAVERNOTSUPPORTED / WSAEINVAL

說明：WSAStartup()是連結應用程式與 Windows Sockets DLL 的第一個函式。此函式「必須」是應用程式呼叫到 Windows Sockets DLL 函式中的第一個，也唯有此函式呼叫成功後，才可以再呼叫其他 Windows Sockets DLL 的函式。此函式亦讓使用者可以指定要使用的 Windows Sockets API 版本，及獲取設計者的一些資訊。

範例：出自msdn library：http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms742213.aspx

WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 ) {
/* Tell the user that we could not find a usable */
/* WinSock DLL. */
return 1;
}
/* Confirm that the WinSock DLL supports 2.2.*/
/* Note that if the DLL supports versions greater */
/* than 2.2 in addition to 2.2, it will still return */
/* 2.2 in wVersion since that is the version we */
/* requested. */
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) {
/* Tell the user that we could not find a usable */
/* WinSock DLL. */
WSACleanup( );
return 1;
}
/* The WinSock DLL is acceptable. Proceed. */

int WSACleanup( void );

參數：無
傳回值：
- 成功： 0

失敗：SOCKET_ERROR (呼叫 WSAGetLastError() 可得知原因)

說明：應用程式在使用 Windows Sockets DLL 時必須先呼叫 WSAStartup() 來向 Windows Sockets DLL 註冊；當應用程式不再需要使用 Windows Sockets DLL 時，須呼叫此一函式來註銷使用，以便釋放其占用的資源。

開始使用socket

int socket( int af, int type, int protocol);

參數：
- af ：位址資料族系(family)，用不同方式表示網路位址，請用AF_INET，表示是普通的internet位址
- type：通訊方式
  - SOCKET_STREAM：代表TCP
  - SOCKET_DGRAM：代表UDP
- Protocal：傳輸協定編號選擇IPPROTO_TCP (TCP通訊協定) 或寫入0，交由系統設定
回傳值：-1表示建立socket發生錯誤若成功則回傳非負整數，稱為socket descriptor(socket描述子)

範例：

　　SOCKET sock;　　　　　　　　　　　　　//宣告

　　sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 　//設定

int bind( SOCKET s, const struct sockaddr* name, int namelen);

參數：
- s : 指定好通訊協定的socket
- name : 指定本地端位址，資料格式為sockaddr
- namelen : name之資料長度(單位byte)
回傳值：-1表錯誤，否則為0

sockaddr原型(保留各協定自行定義空間)

struct sockaddr{
u_short sa_family; // address family
char sa_data[14]; // 位址內容（未定義）
}

sockaddr for IPv4：

struct sockaddr_in {
short sin_family;
u_short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8]; };

sin_family:位址資料族系，同樣設定為AF_INET
sin_port:主機開啟的通訊埠號用htons() 寫入
sin_addr:主機IP位址 in_addr資料格式
sin_zero[8]:目前沒用處，保留以後使用

範例：

struct sockaddr_in sa;　　　　　　//先宣告一個sockaddr_in作為引入值   　　
sa.sin_family=AF_INET;　　　　　 //設定為internet位址族系 　　
sa.sin_port=htons(31800);　　　　//htons()是將數字轉換成網路位元排列 　　
sa.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;　//INADDR_ANY表示我不在意Local IP，由系統自行決定
 　　　　　　　　　　　　　　　　　   //若要指定IP，則使用inet_addr，例如：name.sin_addr.s_addr = inet_addr(“140.115.65.1”);
  　　　　　　　　　　　　　　　　　  //將IP字串轉為網路位元排列，如需要反轉換，有inet_ntoa函式可用
bind(sock,(sockaddr *)&sa,sizeof(sa)); //bind

int listen(SOCKET s, int backlog);

參數：
- s：設定好bind(),並且尚未連線的socket
- Backlog：等待Server接受連線前，同時最大連線數
回傳值：-1表錯誤，否則為0

範例：listen(sock,1);　

SOCKET accept(SOCKET s, struct sockaddr* addr, int* addrlen);

參數：
- s：一個設定為listen狀態的socket
- addr：Client端位址資訊，由函式自動產生填入　　　
- addrlen：sddr長度，由函式自動產生
回傳值：-1表示錯誤，否則傳回另一個包含Client端資訊的新socket descriptor，作為傳送資料用

傳進accept()的listen socket本身並沒有辦法作資料的傳輸，所以必須透過accept()產生一個包含通訊協定、Server、Client資訊的新socket，利用他就可以進行資料的傳輸了

範例：accept(Message.WParam,NULL,NULL);

int connect(SOCKET s,const struct sockaddr* name,int namelen);

設定方式請參照bind()函式

回傳值：-1表錯誤，否則回傳0

int recv(SOCKET s, char* buf, int len, int flags);

參數：
- s：一個建立連線成功的socket　　　
- buf：呼叫recv，用來儲存收到資料的暫存器
- len：buf的長度(byte)　　　
- flags：選擇工作模式，一般填入0
回傳值：-1表錯誤，否則傳回接受到資料的長度(byte)

範例：

#defined MSG_LEN 100 　　　　　　//定義接收訊息的最大長度　　　
//---------------------------------------------------------------------------------------- 　　　
int bytes_of_read;　　　　　　　　　//宣告變數儲存recv的回傳值　　　
char buf[MSG_LEN]; 　　　　　　　// 宣告暫存區　　　
bytes_of_read=recv(sock,buf,1024,0);　//recv

int send( SOCKET s,const char* buf, int len, int flags);

參數：
- s：一個建立連線成功的socket
- buf：用來儲存將送出資料的暫存器
- len：buf的長度(byte)　　　
- flags：選擇工作模式，一般填入0
回傳值：-1表錯誤，否則傳回送出資料的長度(byte)

範例：

int bytes_of_sent;　　　　　　　　　　　　　　//宣告變數儲存recv的回傳值 bytes_of_sent=recv(sock,Edit1->Text.c_str(),Edit1->Text.Length,0);　//send

int closesocket(SOCKET s);

int shutdown(SOCKET s,int how);

參數：
- s：使用中的socket
- how：控制socket工作的方式
  - SD_RECEIVE 禁止輸入(disable recv()函式)
  - SD_SEND 禁止輸出(disable send()函式)　　　　　　
  - SD_BOTH 雙向禁止
回傳值：-1表錯誤，否則傳回0
說明
closesocket()可以用來終止TCP連線，但不會馬上關閉，必須等到該socket不在動作後才切斷連線，這是用完再關的函式，而shutdown()是有強制性質的中斷連線函式，用來控制socket的IO。

一個好的中斷連線作法應有四步：

結束傳送資料
使用shutdown()，設定為禁止送出資料
呼叫recv()，確定收到的資料長度為0，避免遺漏資訊
closesocket() 來關閉socket

範例：

void __fastcall TForm1::SocketGracefulClose(SOCKET s)       
{ 　
 int i=0;
 bool flag=true; 　
 AnsiString buf; 　
 shutdown(s,SD_SEND); 　
 i=recv(s,buf.c_str(),1024,0); 　
 if(i==-1); 　
 else
 { 　　
  while(flag)
  { 　　　
   i=recv(s,buf.c_str(),1024,0); 　　　
   if(i==0) 　　　
   { 　　　　
    flag=false; 　　　
   } 　　
  } 　
 }  　
 closesocket(s); 
//Memo1->Lines->Add("socket closed"); 
}