TCP/IP Winsock高级编程
作者:蒋勇 http://idoorsoft.51.net
利用Winsock编程由同步和异步方式，同步方式逻辑清晰，编程专注于应用，在抢先式的多任务操作系统中(WinNt、Win2K)采用多线程方式效率基本达到异步方式的水平，应此以下为同步方式编程要点。
1、快速通信
Winsock的Nagle算法将降低小数据报的发送速度，而系统默认是使用Nagle算法,使用 int setsockopt(SOCKET s,int level,int optname,const char FAR *optval,int optlen);函数关闭它。例子：
SOCKET sConnect;
sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
int bNodelay = 1;
int err;
err = setsockopt(
sConnect,
IPPROTO_TCP,
TCP_NODELAY,
(char *)&bNodelay,
sizoeof(bNodelay));//不采用延时算法
if (err != NO_ERROR)
TRACE ("setsockopt failed for some reason\n");
2、SOCKET的SegMentSize和收发缓冲
TCPSegMentSize是发送接受时单个数据报的最大长度，系统默认为1460，收发缓冲大小为8192。 在SOCK_STREAM方式下，如果单次发送数据超过1460，系统将分成多个数据报传送，在对方接受到的将是一个数据流，应用程序需要增加断帧的判断。当然可以采用修改注册表的方式改变1460的大小，但MicrcoSoft认为1460是最佳效率的参数，不建议修改。 在工控系统中，建议关闭Nagle算法，每次发送数据小于1460个字节（推荐1400），这样每次发送的是一个完整的数据报，减少对方对数据流的断帧处理。
3、同步方式中减少断网时connect函数的阻塞时间
同步方式中的断网时connect的阻塞时间为20秒左右，可采用gethostbyaddr事先判断到服务主机的路径是否是通的，或者先ping一下对方主机的IP地址。 A、采用gethostbyaddr阻塞时间不管成功与否为4秒左右。 例子：
LONG lPort=3024;
struct sockaddr_in ServerHostAddr;//服务主机地址
ServerHostAddr.sin_family=AF_INET;
ServerHostAddr.sin_port=::htons(u_short(lPort));
ServerHostAddr.sin_addr.s_addr=::inet_addr("192.168.1.3");
HOSTENT* pResult=gethostbyaddr((const char *) &(ServerHostAddr.sin_addr.s_addr),4,AF_INET); if(NULL==pResult) {
int nErrorCode=WSAGetLastError();
TRACE("gethostbyaddr errorcode=%d",nErrorCode);
}
else
{
TRACE("gethostbyaddr %s\n",pResult->h_name);;
}
B、采用PING方式时间约2秒左右 暂略
4、同步方式中解决recv，send阻塞问题
采用select函数解决，在收发前先检查读写可用状态。
A、读例子：
TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms钟延迟,实际为0-10毫秒
int nSelectRet;
int nErrorCode;
FD_SET fdr = {1, sConnect};
nSelectRet=::select(0, &fdr, NULL, NULL, &tv01);//检查可读状态
if(SOCKET_ERROR==nSelectRet)
{
nErrorCode=WSAGetLastError();
TRACE("select read status errorcode=%d",nErrorCode);
::closesocket(sConnect);
goto 重新连接（客户方），或服务线程退出（服务方）;
}
if(nSelectRet==0)//超时发生，无可读数据
{ 继续查读状态或向对方主动发送 }
else
{读数据 }
B、写例子
TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms钟延迟,实际为0-10毫秒 (2002.12.04修改原笔误"9-10毫秒")
int nSelectRet;
int nErrorCode;
FD_SET fdw = {1, sConnect};
nSelectRet=::select(0, NULL, NULL,&fdw, &tv01);//检查可写状态
if(SOCKET_ERROR==nSelectRet) {
nErrorCode=WSAGetLastError();
TRACE("select write status errorcode=%d",nErrorCode);
::closesocket(sConnect);
//goto 重新连接（客户方），或服务线程退出（服务方）;
}
if(nSelectRet==0)//超时发生，缓冲满或网络忙
{
//继续查写状态或查读状态
}
else
{
//发送
}
5、改变TCP收发缓冲区大小
系统默认为8192，利用如下方式可改变。
SOCKET sConnect; sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
int nrcvbuf=1024*20;
int err=setsockopt(
sConnect,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,//写缓冲，读缓冲为SO_RCVBUF (char *)&nrcvbuf,
sizeof(nrcvbuf));
if (err != NO_ERROR)
{
TRACE("setsockopt Error!\n");
}
在设置缓冲时，检查是否真正设置成功用 int getsockopt( SOCKET s, int level, int optname, char FAR *optval, int FAR *optlen );
6、服务方同一端口多IP地址的bind和listen
在可靠性要求高的应用中，要求使用双网和多网络通道，再服务方很容易实现，用如下方式可建立客户对本机所有IP地址在端口3024下的请求服务。
SOCKET hServerSocket_DS=INVALID_SOCKET;
struct sockaddr_in HostAddr_DS;//服务器主机地址
LONG lPort=3024; HostAddr_DS.sin_family=AF_INET;
HostAddr_DS.sin_port=::htons(u_short(lPort));
HostAddr_DS.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
hServerSocket_DS=::socket( AF_INET, SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); ?
if(hServerSocket_DS==INVALID_SOCKET) {
AfxMessageBox("建立数据服务器SOCKET 失败!"); return FALSE;
}
if(SOCKET_ERROR==::bind(hServerSocket_DS,(struct sockaddr *)(&(HostAddr_DS)),sizeof(SOCKADDR)))
{
int nErrorCode=WSAGetLastError ();
TRACE("bind error=%d\n",nErrorCode);
AfxMessageBox("Socket Bind 错误!");
return FALSE;
}
if(SOCKET_ERROR==::listen(hServerSocket_DS,10))//10个客户
{
AfxMessageBox("Socket listen 错误!"); return FALSE;
}
AfxBeginThread(ServerThreadProc,NULL,THREAD_PRIORITY_NORMAL);
在客户方要复杂一些，连接断后，重联不成功则应换下一个IP地址连接。也可采用同时连接好后备用的方式。
7、用TCP/IP Winsock实现变种Client/Server
传统的Client/Server为客户问、服务答，收发是成对出现的。而变种的Client/Server是指在连接时有客户和服务之分，建立好通信连接后，不再有严格的客户和服务之分，任何方都可主动发送，需要或不需要回答看应用而言，这种方式在工控行业很有用，比如RTDB作为I/O Server的客户，但I/O Server也可主动向RTDB发送开关状态变位、随即事件等信息。在很大程度上减少了网络通信负荷、提高了效率。 采用1-6的TCP/IP编程要点，在Client和Server方均已接收优先，适当控制时序就能实现。
2002.5.23 蒋勇
