1 初始化与清理
1.1 WSAStartup
WSAStartup 函数用于初始化 Winsock 库，并指定应用程序所需的 Winsock 版本。它允许应用程序与 Winsock DLL（动态链接库）建立联系，并准备 Winsock 环境以供后续使用。
（1）函数原型如下：
int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
（2）参数说明：
- wVersionRequested：指定应用程序请求的 Winsock 版本。通常，这个值设置为 MAKEWORD(2, 2)，表示请求 Winsock 2.2 版本。
- lpWSAData：指向 WSADATA 结构体的指针，该结构体用于接收关于 Winsock 库的信息。
（3）返回值：
- 如果函数成功，返回值为 0。
- 如果函数失败，返回值为 SOCKET_ERROR，并且可以通过调用 WSAGetLastError 函数来获取具体的错误代码。
（4）示例代码：
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <stdio.h>
int main() {
WSADATA wsaData;
int result = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (result != 0) {
printf("WSAStartup failed with error: %d\n", result);
return 1;
}
// 在这里进行网络操作...
WSACleanup(); // 完成网络操作后，调用 WSACleanup 清理 Winsock 库
return 0;
}
1.2 WSACleanup
WSACleanup 函数用于清理 Winsock 库，释放所有由 Winsock 分配的资源。在应用程序完成所有网络操作后，应该调用此函数来确保资源得到正确释放。
（1）函数原型如下：
int WSACleanup(void);
（2）返回值：
- 如果函数成功，返回值为 0。
- 如果函数失败，返回值为 SOCKET_ERROR，并且可以通过调用 WSAGetLastError 函数来获取具体的错误代码。
在 1.1 的示例代码中，WSACleanup 函数被调用在完成所有网络操作之后，以确保 Winsock 库得到正确的清理。这是一个良好的编程实践，可以防止资源泄漏和其他潜在问题。
2 socket() 函数：创建套接字
在 Windows 套接字（Winsock）API 中，socket() 函数是用于创建一个新的套接字描述符的接口。套接字是网络通信中的一个端点，用于发送和接收数据。通过调用 socket() 函数，应用程序可以请求一个套接字，并根据其需要的通信类型进行配置。
（1）函数原型
SOCKET socket(int af, int type, int protocol);
（2）参数说明
af（地址族）：这个参数指定了应用程序使用的通信协议族。对于 IPv4，通常使用 AF_INET；对于 IPv6，使用 AF_INET6。还有其他一些地址族，但这两个是最常用的。
type（套接字类型）：这个参数指定了套接字的类型，它决定了套接字的行为以及数据的发送和接收方式。常见的套接字类型有：
- SOCK_STREAM：提供面向连接的、可靠的、基于字节流的服务，如 TCP。
- SOCK_DGRAM：提供无连接的、不可靠的、基于数据报的服务，如 UDP。
- SOCK_RAW：提供原始套接字，允许应用程序直接访问底层协议。
protocol（协议）：这个参数通常设置为 0，表示让系统自动选择该地址族和套接字类型对应的默认协议。如果需要显式指定协议，这里可以填入协议号，但一般情况下不推荐这样做。
（3）返回值
如果函数成功，socket() 返回一个非负整数，即新创建的套接字描述符。这个描述符在后续的网络操作中用于标识该套接字。
如果函数失败，socket() 返回 SOCKET_ERROR，并且可以通过调用 WSAGetLastError() 来获取更详细的错误信息。
（4）示例代码
以下是一个简单的示例，展示如何使用 socket() 函数创建一个 TCP 套接字：
#include <winsock2.h>
#include <stdio.h>
int main() {
WSADATA wsaData;
int result = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (result != 0) {
printf("WSAStartup failed with error: %d\n", result);
return 1;
}
// 创建 TCP 套接字
SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock == SOCKET_ERROR) {
int err = WSAGetLastError();
printf("socket() failed with error: %d\n", err);
WSACleanup();
return 1;
}
// 在这里进行网络操作，例如绑定、监听、连接等...
// 关闭套接字
closesocket(sock);
// 清理 Winsock 库
WSACleanup();
return 0;
}
在上面的示例中，我们首先调用 WSAStartup() 来初始化 Winsock 库。然后，我们使用 socket() 函数创建一个 IPv4（AF_INET）和 TCP（SOCK_STREAM）类型的套接字。如果 socket() 函数失败，我们通过调用 WSAGetLastError() 来获取错误信息，并清理 Winsock 库后退出程序。
3 套接字地址操作
3.1 inet_addr
inet_addr 函数是一个较老且相对简单的函数，用于将点分十进制的 IP 地址（例如 “192.168.1.1”）转换为一个 32 位的整数，该整数按照网络字节序（大端）排列。
（1）函数原型：
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
（2）参数：
- cp：指向以空字符结尾的字符串的指针，该字符串表示一个点分十进制的 IPv4 地址。
（3）返回值：
- 如果转换成功，返回该 IP 地址对应的网络字节序整数。
- 如果转换失败（例如，输入的不是有效的 IP 地址），返回 INADDR_NONE（通常是 -1）。
（4）示例：
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.1");
if (serverAddr.sin_addr.s_addr == INADDR_NONE) {
// 处理错误
}
需要注意的是，inet_addr 函数不支持 IPv6 地址，并且不支持错误处理（只能通过返回值判断）。对于更复杂的地址转换需求，推荐使用 inet_pton 函数。
3.2 htons/htonl
htons 和 htonl 是一组用于转换主机字节序到网络字节序的函数。它们分别用于转换 16 位（短整数）和 32 位（长整数）的数值。
（1）函数原型：
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
（2）参数：
- hostshort：主机字节序的 16 位整数。
- hostlong：主机字节序的 32 位整数。
（3）返回值：
- 转换后的网络字节序的整数。
（4）示例：
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_port = htons(12345); // 将端口号从主机字节序转换为网络字节序
3.3 ntohs/ntohl
ntohs 和 ntohl 是 htons 和 htonl 的反向操作，用于将网络字节序的整数转换回主机字节序。
（1）函数原型：
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
（2）参数：
- netshort：网络字节序的 16 位整数。
- netlong：网络字节序的 32 位整数。
（3）返回值：
- 转换后的主机字节序的整数。
（4）示例：
uint16_t receivedPort = ntohs(someNetworkShort); // 将从网络接收到的端口号转换为主机字节序
3.4 bind
bind 函数用于将套接字绑定到本地地址和端口。在创建套接字后，通常需要调用 bind 函数来指定套接字应该使用的本地地址和端口。
（1）函数原型：
int bind(SOCKET s, const struct sockaddr *name, int namelen);
（2）参数：
- s：要绑定的套接字描述符。
- name：指向包含本地地址信息的 sockaddr 结构体的指针。
- namelen：name 参数指向的地址结构体的长度。
（3）返回值：
- 如果成功，返回 0。
- 如果失败，返回 SOCKET_ERROR，可以通过 WSAGetLastError 获取错误代码。
（4）示例：
SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建一个 IPv4 TCP 套接字
if (sock == INVALID_SOCKET) {
// 处理错误
}
struct sockaddr_in serverAddr;
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr)); // 初始化地址结构体
serverAddr.sin_family = AF_INET; // 使用 IPv4 地址
serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 绑定到任意本地地址
serverAddr.sin_port = htons(12345); // 绑定到端口 12345
if (bind(sock, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {
int error = WSAGetLastError();
// 处理错误
}
3.5 getpeername
getpeername 函数用于获取已连接套接字的远程地址。这对于服务器程序来说尤其有用，因为它们需要知道客户端的地址信息。
（1）函数原型：
int getpeername(SOCKET s, struct sockaddr *name, int *namelen);
（2）参数：
- s：已连接的套接字描述符。
- name：指向用于接收远程地址信息的 sockaddr 结构体的指针。
- namelen：指向 name 参数指向的地址结构体长度的指针。
（3）返回值：
- 如果成功，返回 0。
- 如果失败，返回 SOCKET_ERROR，可以通过 WSAGetLastError 获取错误代码。
（4）示例：
SOCKET sock = ...; // 假设 sock 是一个已连接的套接字
struct sockaddr_in peerAddr;
int addrlen = sizeof(peerAddr);
if (getpeername(sock, (struct sockaddr*)&peerAddr, &addrlen) == SOCKET_ERROR) {
int error = WSAGetLastError();
// 处理错误
} else {
char peerIP[INET_ADDRSTRLEN];
inet_ntop(AF_INET, &peerAddr.sin_addr, peerIP, sizeof(peerIP));
printf("Remote peer IP address: %s\n", peerIP);
printf("Remote peer port: %d\n", ntohs(peerAddr.sin_port));
}
3.6 getsockname
getsockname 函数用于获取套接字的本地地址。这对于服务器和客户端程序都可能是有用的，因为它们可能需要知道它们自己的本地地址。
（1）函数原型：
int getsockname(SOCKET s, struct sockaddr *name, int *namelen);
（2）参数：
- s：要绑定的套接字描述符。
- name：指向包含本地地址信息的 sockaddr 结构体的指针。
- namelen：name 参数指向的地址结构体的长度。
（3）返回值：
- 如果成功，返回 0。
- 如果失败，返回 SOCKET_ERROR，可以通过 WSAGetLastError 获取错误代码。
（4）示例：
SOCKET sock = ...; // 假设 sock 是一个已绑定或已连接的套接字
struct sockaddr
sockaddr_in localAddr;
int addrlen = sizeof(localAddr);
if (getsockname(sock, (struct sockaddr*)&localAddr, &addrlen) == SOCKET_ERROR) {
int error = WSAGetLastError();
// 处理错误
} else {
char localIP[INET_ADDRSTRLEN];
inet_ntop(AF_INET, &localAddr.sin_addr, localIP, sizeof(localIP));
printf("Local IP address: %s\n", localIP);
printf("Local port: %d\n", ntohs(localAddr.sin_port));
}
