c语言自定义tcp协议实现socket通信(windows版本)

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-11-06 05:48 149阅读 0赞

前面一篇博客介绍了mac/linux下通过[C语言自定义协议实现socket通信][C_socket]的示例，因为大部分api与windows还有很多区别，这里就特意把windows下的tcp通信实例给介绍一下。

无论是linux，还是windows，其实c语言都是默认小端序，这个需要注意，还有一个就是结构体的内存对齐问题也是存在的，所以协议结构体我们需要注意他的大小就行了，在进行拷贝的时候，不能直接使用sizeof来计算发送数据的长度。

因为是windows，所以我们可以通过网络小助手来模拟一个服务端，而不需要通过netcat指令了，其实都一样，我的windows专业版好像不支持netcat也就是nc，当你运行nc指令，系统会默认把他干掉，很遗憾。

协议中最重要的部分，就是数据体，这个部分严格来说会不一样，这里结合了[cJSON][]这个库来做数据json格式化。借助了rand函数来做一个随机数。所以会比上一个示例复杂一些。

这里多说一句，就是cJSON这个库是开源免费的，可以直接将头文件和cpp源文件加入项目中就可以使用了。

show me the code:

#include <winsock.h>
    #include <windows.h>
    #include <string.h>
    #include <stdio.h>
    #include <time.h>
    #include "cJSON.h"
    #pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
    typedef unsigned char uint8_t;
    typedef unsigned short int uint16_t;
    typedef unsigned int uint32_t;
    #define PAYLOAD_SIZE 1024
    typedef struct _pktdata{
    	uint16_t flag;    //帧头标识符 0x5aa5
    	uint16_t version; //版本       0x0001
    	uint16_t type;    //类型       0x0001
    	uint16_t reserved; //保留位    0xffff
    	uint32_t length;   //数据长度  int
    	uint8_t payload[PAYLOAD_SIZE];//数据体 可变长度
    	uint8_t checksum;  //校验位  本例中没有设置
    }pktdata;
    void createPacket(pktdata* data){
    	data->flag = (0x5aa5);
    	data->version = (0x0001);
    	data->type = (0x0001);
    	data->reserved = (0xffff);
    	//build payload
    	cJSON* root = cJSON_CreateObject();
    	int random = rand();
    	char name[20];
    	sprintf(name,"xxx%d",random);
    	cJSON_AddItemToObject(root,"name",cJSON_CreateString(name));
    	cJSON_AddItemToObject(root,"age",cJSON_CreateNumber(18));
    	char* payload = cJSON_PrintUnformatted(root);
    	data->length = strlen(payload);//25 -> {"name":"admin","age":18}
    	printf("%s\n",payload);
    	memcpy(data->payload,payload,data->length);
    }
    int main(int argc,char** argv){
    	srand((unsigned)time(NULL));
    	WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2);
    	WSADATA data;
    	if(WSAStartup(sockVersion,&data)!=0){
    	    return 0;
    	}
    	printf("start up.\n");
    	SOCKET sclient = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
    	if(sclient==INVALID_SOCKET){
    		printf("invalid socket!\n");
    	    return 0;
    	}
    	struct sockaddr_in servAddr;
    	servAddr.sin_family = AF_INET;
    	servAddr.sin_port = htons(6666);
    	servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("172.16.5.33");
    	if(connect(sclient,(struct sockaddr*)&servAddr,sizeof(servAddr))==SOCKET_ERROR){
    		printf("connect error!\n");
    		closesocket(sclient);
    		return 0;
    	}
    
    	for(int i=0;i<10;i++){
    		pktdata pd;
    		createPacket(&pd);
    		char sendData[1040] = {0};
    		//strlen() = 3 是因为字符串数组中有0，这里不能使用strlen()来求字符串长度
    		int len = pd.length + 12;
    		memcpy(sendData,(void *)&pd,len); //? 如果拷贝struct _pktdata的长度，会是一个1040的长度，所以取的是payload数据长度+其余字段除去checksum长度
    		send(sclient,sendData,len+1,0);//发送的时候多发送一位，是为了保证有一位留给校验位，虽然没有给它设置值
    		Sleep(10);
    	}
    	closesocket(sclient);
    	WSACleanup();
    	printf("done!\n");
        return 0;
    }

这个代码，我是在visual c++6.0编辑器中运行的，同样的，在运行之前，先开启一个tcp server,这里使用网络小助手来模拟，监听本机6666端口。

控制台打印的10条payload数据：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaW5pZmk_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

小助手收到的数据hex表示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaW5pZmk_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

这里数据长度会发生变化，这是模拟的一个变化的数据体，无论怎么变化，我们都需要根据这个长度去求取数据体payload的内容。数字类型也都是小端序，高位在后，低位在前，我们在计算他们真实值的时候需要注意，尤其是服务端使用java来编码的时候。

[C_socket]: https://blog.csdn.net/feinifi/article/details/114495206
[cJSON]: https://github.com/DaveGamble/cJSON
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaW5pZmk_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/0b38caec60fc4ce19661346714a6d0ea.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaW5pZmk_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221023/a8544d2ed754497d8f4adfd556fc2b2e.png