摘要：在Windows 95環境下，基于TCP/IP協議，用Winsock完成了話音的端到端傳輸。采用雙套接字技術，闡述了主要函數的使用要點，以及基于異步選擇機制的應用方法。同時，給出了相應的實例程序。 一、引言 Windows 95作為微機的操作系統，已經完全融入了網絡與通信功能，不僅可以建立純Windows 95環境下的“對等網絡”，而且支持多種協議，如TCP/IP、IPX/SPX、NETBUI等。在TCP/IP協議組中，TPC是一種面向連接的協義，為用戶提供可靠的、全雙工的字節流服務，具有確認、流控制、多路復用和同步等功能，適于數據傳輸。UDP協議則是無連接的，每個分組都攜帶完整的目的地址，各分組在系統中獨立傳送。它不能保證分組的先后順序，不進行分組出錯的恢復與重傳，因此不保證傳輸的可靠性，但是，它提供高傳輸效率的數據報服務，適于實時的語音、圖像傳輸、廣播消息等網絡傳輸。 Winsock接口為進程間通信提供了一種新的手段，它不但能用于同一機器中的進程之間通信，而且支持網絡通信功能。隨著Windows 95的推出。Winsock已經被正式集成到了Windows系統中，同時包括了16位和32位的編程接口。而Winsock的開發工具也可以在Borland C++4.0、Visual C++2.0這些C編譯器中找到，主要由一個名為winsock.h的頭文件和動態連接庫winsock.dll或wsodk32.dll組成，這兩種動態連接庫分別用于Win16和Win32的應用程序。 本文針對話音的全雙工傳輸要求，采用UDP協議實現了實時網絡通信。使用VisualC++2.0編譯環境，其動態連接庫名為wsock32.dll。 二、主要函數的使用要點
通過建立雙套接字，可以很方便地實現全雙工網絡通信。
1.套接字建立函數：
| SOCKET socket(int family,int type,int protocol) |
對于UDP協議，寫為：
SOCKRET s;
s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
或s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP) |
為了建立兩個套接字，必須實現地址的重復綁定，即，當一個套接字已經綁定到某本地地址后，為了讓另一個套接字重復使用該地址，必須為調用bind()函數綁定第二個套接字之前，通過函數setsockopt()為該套接字設置SO_REUSEADDR套接字選項。通過函數getsockopt()可獲得套接字選項設置狀態。需要注意的是，兩個套接字所對應的端口號不能相同。此外，還涉及到套接字緩沖區的設置問題，按規定，每個區的設置范圍是：不小于512個字節，大大于8k字節，根據需要，文中選用了4k字節。
2.套接字綁定函數
| int bind(SOCKET s,struct sockaddr_in*name,int namelen) |
s是剛才創建好的套接字，name指向描述通訊對象的結構體的指針，namelen是該結構體的長度。該結構體中的分量包括：IP地址(對應name.sin_addr.s_addr)、端口號(name.sin_port)、地址類型(name.sin_family，一般都賦成AF_INET，表示是internet地址)。
(1)IP地址的填寫方法：在全雙工通信中，要把用戶名對應的點分表示法地址轉換成32位長整數格式的IP地址，使用inet_addr()函數。
(2)端口號是用于表示同一臺計算機不同的進程(應用程序)，其分配方法有兩種：1)進程可以讓系統為套接字自動分配一端口號，只要在調用bind前將端口號指定為0即可。由系統自動分配的端口號位于1024~5000之間，而1~1023之間的任一TCP或UDP端口都是保留的，系統不允許任一進程使用保留端口，除非其有效用戶ID是零(超級用戶)。
2)進程可為套接字指定一特定端口。這對于需要給套接字分配一眾所端口的服務器是很有用的。指定范圍為1024和65536之間。可任意指定。
在本程序中，對兩個套接字的端口號規定為2000和2001，前者對應發送套接字，后者對應接收套接字。
端口號要從一個16位無符號數(u_short類型數)從主機字節順序轉換成網絡字節順序，使用htons()函數。
根據以上兩個函數，可以給出雙套接字建立與綁定的程序片斷。
//設置有關的全局變量
SOCKET sr,ss;
HPSTR sockBufferS,sockBufferR;
HANDLE hSendData,hReceiveData;
DWROD dwDataSize=1024*4;
struct sockaddr_in therel.there2;
#DEFINE LOCAL_HOST_ADDR 200.200.200.201
#DEFINE REMOTE_HOST-ADDR 200.200.200.202
#DEFINE LOCAL_HOST_PORT 2000
#DEFINE LOCAL_HOST_PORT 2001
//套接字建立函數
BOOL make_skt(HWND hwnd)
{
struct sockaddr_in here,here1;
ss=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
sr=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if((ss==INVALID_SOCKET)||(sr==INVALID_SOCKET))
{
MessageBox(hwnd,“套接字建立失敗!”，“”,MB_OK);
return(FALSE);
}
here.sin_family=AF_INET;
here.sin_addr.s_addr=inet_addr(LOCAL_HOST_ADDR);
here.sin_port=htons(LICAL_HOST_PORT);
//another socket
herel.sin_family=AF_INET;
herel.sin_addr.s_addr(LOCAL_HOST_ADDR);
herel.sin_port=htons(LOCAL_HOST_PORT1);
SocketBuffer();//套接字緩沖區的鎖定設置
setsockopt(ss,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(char FAR*)sockBufferS,dwDataSize);
if(bind(ss,(LPSOCKADDR)&here,sizeof(here)))
{
MessageBox(hwnd,“發送套接字綁定失敗!”，“”，MB_OK);
return(FALSE);
}
setsockopt(sr SQL_SOCKET,SO_RCVBUF|SO_REUSEADDR,(char FAR*)
sockBufferR,dwDataSize);
if(bind(sr,(LPSOCKADDR)&here1,sizeof(here1)))
{
MessageBox(hwnd,“接收套接字綁定失敗!”，“”，MB_OK);
return(FALSE);
}
return(TRUE);
}
//套接字緩沖區設置
void sockBuffer(void)
{
hSendData=GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize);
if(!hSendData)
{
MessageBox(hwnd,“發送套接字緩沖區定位失敗!”，NULL,
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return;
}
if((sockBufferS=GlobalLock(hSendData)==NULL)
{
MessageBox(hwnd,“發送套接字緩沖區鎖定失敗!”，NULL,
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
GlobalFree(hRecordData[0];
return;
}
hReceiveData=globalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize);
if(!hReceiveData)
{
MessageBox(hwnd,"“接收套接字緩沖區定位敗!”，NULL
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
return;
}
if((sockBufferT=Globallock(hReceiveData))=NULL)
MessageBox(hwnd,"發送套接字緩沖區鎖定失敗!”，NULL,
MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);
GlobalFree(hRecordData[0]);
return;
}
{ |
3.數據發送與接收函數；
int sendto(SOCKET s.char*buf,int len,int flags,struct sockaddr_in to,int
tolen);
int recvfrom(SOCKET s.char*buf,int len,int flags,struct sockaddr_in
fron,int*fromlen) |
其中，參數flags一般取0。
recvfrom()函數實際上是讀取sendto()函數發過來的一個數據包，當讀到的數據字節少于規定接收的數目時，就把數據全部接收，并返回實際接收到的字節數；當讀到的數據多于規定值時，在數據報文方式下，多余的數據將被丟棄。而在流方式下，剩余的數據由下recvfrom()讀出。為了發送和接收數據，必須建立數據發送緩沖區和數據接收緩沖區。規定：IP層的一個數據報最大不超過64K(含數據報頭)。當緩沖區設置得過多、過大時，常因內存不夠而導致套接字建立失敗。在減小緩沖區后，該錯誤消失。經過實驗，文中選用了4K字節。
此外，還應注意這兩個函數中最后參數的寫法，給sendto()的最后參數是一個整數值，而recvfrom()的則是指向一整數值的指針。
4.套接字關閉函數：closesocket(SOCKET s)
通訊結束時，應關閉指定的套接字，以釋與之相關的資源。
在關閉套接字時，應先對鎖定的各種緩沖區加以釋放。其程序片斷為：
void CloseSocket(void)
{
GlobalUnlock(hSendData);
GlobalFree(hSenddata);
GlobalUnlock(hReceiveData);
GlobalFree(hReceiveDava);
if(WSAAysncSelect(ss,hwnd,0,0)=SOCKET_ERROR)
{
MessageBos(hwnd,“發送套接字關閉失敗!”，“”，MB_OK);
return;
}
if(WSAAysncSelect(sr,hwnd,0,0)==SOCKET_ERROR)
{
MessageBox(hwnd,“接收套接字關閉失敗!”，“”，MB_OK);
return;
}
WSACleanup();
closesockent(ss);
closesockent(sr);
return;
} |
三、Winsock的編程特點與異步選擇機制
1 阻塞及其處理方式
在網絡通訊中，由于網絡擁擠或一次發送的數據量過大等原因，經常會發生交換的數據在短時間內不能傳送完，收發數據的函數因此不能返回，這種現象叫做阻塞。Winsock對有可能阻塞的函數提供了兩種處理方式：阻塞和非阻塞方式。在阻塞方式下，收發數據的函數在被調用后一直要到傳送完畢或者出錯才能返回。在阻塞期間，被阻的函數不會斷調用系統函數GetMessage()來保持消息循環的正常進行。對于非阻塞方式，函數被調用后立即返回，當傳送完成后由Winsock給程序發一個事先約定好的消息。
在編程時，應盡量使用非阻塞方式。因為在阻塞方式下，用戶可能會長時間的等待過程中試圖關閉程序，因為消息循環還在起作用，所以程序的窗口可能被關閉，這樣當函數從Winsock的動態連接庫中返回時，主程序已經從內存中刪除，這顯然是極其危險的。
2 異步選擇函數WSAAsyncSelect()的使用
Winsock通過WSAAsyncSelect()自動地設置套接字處于非阻塞方式。使用WindowsSockets實現Windows網絡程序設計的關鍵就是它提供了對網絡事件基于消息的異步存取，用于注冊應用程序感興趣的網絡事件。它請求Windows Sockets DLL在檢測到套接字上發生的網絡事件時，向窗口發送一個消息。對UDP協議，這些網絡事件主要為：
FD_READ 期望在套接字收到數據(即讀準備好)時接收通知；
FD_WRITE 期望在套接字可發送數(即寫準備好)時接收通知；
FD_CLOSE 期望在套接字關閉時接電通知
消息變量wParam指示發生網絡事件的套接字，變量1Param的低字節描述發生的網絡事件，高字包含錯誤碼。如在窗口函數的消息循環中均加一個分支：
int ok=sizeof(SOCKADDR);
case wMsg;
switch(1Param)
{
case FD_READ:
//套接字上讀數據
if(recvfrom(sr.lpPlayData[j],dwDataSize,0,(struct sockaddr FAR*)&there1,
(int FAR*)&ok)==SOCKET_ERROR0
{
MessageBox)hwnd,“數據接收失敗!”，“”，MB_OK);
return(FALSE);
}
case FD_WRITE:
//套接字上寫數據
}
break； |
在程序的編制中，應根據需要靈活地將WSAAsyncSelect()函靈敏放在相應的消息循環之中，其它說明可參見文獻[1]。此外，應該指出的是，以上程序片斷中的消息框主要是為程序調試方便而設置的，而在正式產品中不再出現。同時，按照程序容錯誤設計，應建立一個專門的容錯處理函數。程序中可能出現的各種錯誤都將由該函數進行處理，依據錯誤的危害程度不同，建立幾種不同的處理措施。這樣，才能保證雙方通話的順利和可靠。
四、結論
本文是多媒體網絡傳輸項目的重要內容之一，目前，結合硬件全雙工語音卡等設備，已經成功地實現了話音的全雙工的通信。有關整個多媒體傳輸系統設計的內容，將有另文敘述。
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