标题学用C++进行Winsock编程(一)──Server端

　　编者按：在2001年《电脑报》第1期的《学用C++进行Winsock编程──Client端》(以下简称《Client端》)已经跟大家讲述了客户端编程的基本内容，现在接着向大家介绍服务器端。
　　其实客户端与服务器端的内容差不多，不过还是有区别的。这里先向大家讲述基本的编程步骤，最后再给出一个多线程的端口扫描器，其功能是扫描本机开放了哪些端口(包括TCP和UDP)。
　　1. 调用WSAStartup，这一步与客户端没有区别；
　　2.调用Socket或WSASocket创建套接字，这一步与客户端没有区别(这里更正《Client端》的一个错误：当用socket函数创建套接字失败时，函数返回INVALID_SOCKET，而不是返回SOCKET_ERROR。不过到现在为止，我还没碰到过创建套接字失败的情况，当其它函数失败时一般返回SOCKET_ERROR！);
　　3. 调用bind函数与一个本地名字(用端口和IP地址来描述)作绑定，bind函数的第一个参数是要对其进行绑定的套接字描述符，第二个参数是一个sockaddr类型的指针，其内容对一些本地信息进行了描述，第三个参数是sockaddr结构的大小。bind函数调用失败则返回SOCKET_ERROR。
　　示例代码如下：
　　SOCKET sk；
　　sockaddr_in sock；
　　unsinged long ulLocalip;//假设ulLocalip是本地IP地址，至于怎么获取本地IP，在最后的例子里会给出；
　　……(省略创建套接字等)
　　sock.sin_family=AF_INET；
　　sock.sin_addr.s_addr=ulLocalip；
　　sock.sin_port=htons(12345);//表示所用的端口
　　if(bind(sk，(sockaddr*)&sock，sizeof(sock))==SOCKET_ERROR)
　　{
　　//错误处理
　　}
　　4.调用listen函数对连接请求进行侦听，示例代码如下：
　　listen函数的第一个参数是要侦听的套接字，第二个参数是最大侦听数，举个例子，如果设为5(在Winsock1.1中，最大值为5)，那么如果同时有6个连接请求，那么第6个连接请求将被抛弃。listen函数调用失败则返回SOCKET_ERROR。
　　示例代码如下：
　　if(listen(sk，5)==SOCKET_ERROR)
　　{
　　//错误处理
　　}
　　5.调用accept、WSAAccept函数接受连接请求，建立连接。
　　accept函数的第一个参数是要在其上建立连接的套接字，第二个参数是一个sockaddr结构的地址，该结构用于存放对方的一些信息，如IP地址、端口等，第三个参数是一个int类型的指针，用于返回第二个参数的大小。如果是阻塞模式的套接字，accept函数调用成功会返回一个新的套接字描述符，以后针对该连接的数据收发都在该套接字描述符上进行，原来的套接字可以继续侦听，然后用accept建立连接，也就是说一个服务器端的套接字可以与很多客户端建立连接。accept调用失败则返回INVALID_SOCKET。至于非阻塞模式的套接字，请参见本文最后的补充说明！
　　SOCKET sk，newsk；
　　sockaddr_in sock，
　　sockin；
　　int socklen=sizeof(sock)；
　　……(省略创建套接字sk，绑定sk，侦听sk)
　　newsk=accept(sk，(sockaddr*)&sockin，&socklen)；
　　if(newsk==INVALID_SOCKET)
　　{
　　//错误处理
　　}
　　6. 收发数据：
　　与客户端差不多，不过收发数据所用的套接字为accept，返回的套接字(在这里是newsk)，而不是原先用socket创建的套接字(在这里是sk)。
　　7. 关闭套接字，用closesocket函数；
　　8. 撤消DLL引用，用WSACleanup()函数；
　　下面给出一个多线程端口扫描器，其功能是扫描本机开放了哪些端口(大家可能都听说过端口攻击这个名词，现在有很多黑客软件，它们的原理就是利用你的机器上所开放的端口对你进行端口攻击)，这是利用bind函数来实现的，原理是：bind函数的功能是将套接字描述符与一个本地名字(用端口和IP地址来描述)作绑定，如果该名字已被使用，那么对bind函数的调用将返回SOCKET_ERROR，并且WSAGetLastError()将返回WSAEADDRINUSE。这个例子对TCP和UDP端口都进行了绑定测试。注意：对UDP的绑定可能不会有效果，之所以给出，只为表示TCP与UDP的绑定过程没什么区别。
　　//SourceCode in C++Builder5
　　#include <vcl.h>
　　#include <winsock.h>
　　#include <stdio.h>
　　#pragma hdrstop
　　#include "Unit1.h"
　　#pragma package(smart_init)
　　#pragma resource "*.dfm"
　　/*创建一个自定义结构*/
　　typedef struct g_bport
　　{
　　unsigned long LocalIp;//网络字节顺序
　　unsigned short sPort;//本地字节顺序
　　unsigned short ePort//本地字节顺序
　　char szMutex[52];//用于存放互斥体名
　　char szLogFile[26];//用于存放结果文件名
　　bool isTcp;//是TCP还是UDP
　　unsigned long Result;//用于返回扫描结果
　　int Index;//第几个线程
　　}*PG_BPORT；
　　#define THREADNUM 10 //线程数
　　char MutexName[]="LocalPortScan-Bcbhua-Love-GZW-V1.0";//互斥体名，互斥体，用于保证线程安全！
　　TForLover *ForLover;//这是窗体
　　g_bport gbport[THREADNUM*2]; //用于传递参数，TCP前半，UDP后半
　　HANDLE handleThread[THREADNUM*2];//用于存放线程句柄，TCP前半，UDP后半
　　/*以下是线程函数*/
　　DWORD WINAPI BPort(LPVOID lp)
　　{
　　PG_BPORT bport=(PG_BPORT)lp；
　　unsigned short nowPort=bport->sPort-1；
　　sockaddr_in sock；
　　int socklen=sizeof(sock)；
　　HANDLE hdMutex=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS，false，bport->szMutex)；
　　SOCKET sk；
　　FILE *fp；
　　int iType=bport->isTcp？SOCK_STREAM:SOCK_DGRAM；
　　char szType[4]；
　　if(bport->isTcp)
　　strcpy(szType，"TCP")；
　　else
　　strcpy(szType，"UDP")；
　　char szLog[42]；
　　sk=socket(AF_INET，iType，0)；
　　sock.sin_family =AF_INET；
　　sock.sin_addr.s_addr =bport->LocalIp ；
　　while(nowPort<bport->ePort)
　　{
　　sock.sin_port =htons(++nowPort)；
　　/*如果调用bind函数失败，并且WSAGetLastError函数的返回值为WSAEADDRINUSE，通常情况下表明该端口已被使用，也就是说已开放*/
　　if((bind(sk，(sockaddr*)&sock，socklen)==SOCKET_ERROR)&&(WSAGetLastError()
　　==WSAEAD　DRINUSE))　　
　　{
　　wsprintf(szLog，
　　"线程%d发现本机IP:%s开放%s端口：%d\r\n"，bport->Index，inet_ntoa(sock.sin_addr)，szT
　　ype，nowPort)；
　　WaitForSingleObject(hdMutex，INFINITE)；
　　fp=fopen(bport->szLogFile，"a")；
　　fwrite(szLog，sizeof(char)，strlen(szLog)，fp)；
　　fclose(fp)；
　　bport->Result++；
　　ReleaseMutex(hdMutex)；
　　}
　　closesocket(sk)；
　　sk=socket(AF_INET，iType，0)；
　　}
　　closesocket(sk)；
　　CloseHandle(hdMutex)；
　　return 1；
　　}
　　/*窗体的构造函数*/
　　_fastcall TForLover::TForLover(TComponent* Owner)
　　：TForm(Owner)
　　{WSADATA wsaData；
　　if(WSAStartup(0x101，&wsaData)){　　
　　ShowMessage("无效的Winsock版本！");}}
　　/*单击按纽*//*创建线程*/
　　void _fastcall TForLover::BtStartClick(TObject*Sender)
　　{HANDLE handleMutex=CreateMutex(NULL，false，MutexName)；
　　try
　　{DWORD dwThreadId，
　　dwThreadCode;
　　int startPort=ForLover->edSPort->Text.ToInt()-1，
　　endPort=ForLover->edEPort->Text.ToInt()，
　　iPart，j，aliveThread；
　　unsigned long LOCALIP，
　　Result=0；
　　char szName[256]；
　　hostent *host；
　　in_addr inaddr；
　　BtStart->Enabled =false；
　　/*以下用于获取本机IP地址*/
　　gethostname(szName，255)；
　　host=gethostbyname(szName)；
　　if(host)
　　LOCALIP=*((unsigned long*)host->h_addr_list[0])；
　　else
　　ShowMessage("获取本机IP失败！")；
　　inaddr.s_addr=LOCALIP；
　　/*用inet_ntoa将本机IP转为点分法表示，并将其设为窗体的标题，AnsiString是C++Builder的一个类，其功能相当于VC的CString，VB的StringCaption=AnsiString"扫描本机IP:")+inet_ntoa(inaddr);Application->ProcessMessages()是C++Builder特有的一个函数，不是标准的C++函数，其作用相当于VB的DoEvents函数*/
　　Application->ProcessMessages()；
　　iPart=(endPort-startPort)/THREADNUM；
　　ZeroMemory(gbport，sizeof(g_bport)*THREADNUM*2)；
　　/*以下填充用于TCP扫描的结构*/
　　for(j=0;j<THREADNUM;j++)
　　{gbport[j].isTcp=true；
　　gbport[j].sPort=iPart*j+startPort+1；
　　if(j==(THREADNUM-1))
　　gbport[j].ePort=endPort；
　　else
　　gbport[j].ePort=iPart*(j+1)+startPort;}
　　/*以下填充用于UDP扫描的结构*/
　　for(j=THREADNUM;j<THREADNUM*2;j++)
　　{gbport[j].isTcp=false；
　　gbport[j].sPort=iPart*(j-THREADNUM)+startPort+1；
　　if(j==(THREADNUM*2-1))　　
　　gbport[j].ePort=endPort；
　　else
　　gbport[j].ePort=iPart*(j-THREADNUM+1)+startPort;}
　　for(j=0;j<THREADNUM*2;j++)
　　{strcpy(gbport[j].szMutex，MutexName)；
　　strcpy(gbport[j].szLogFile，ForLover->edLog->Text.c_str())；　　
　　gbport[j].LocalIp=LOCALIP；
　　gbport[j].Index=j+1；
　　handleThread[j]=CreateThread(NULL，0，BPort，(LPVOID)&gbport[j]，0，&dwThreadId);}　　 /*监视是否所有线程都已完成*/
　　while(1)
　　{aliveThread=THREADNUM*2；
　　for(j=0;j<THREADNUM*2;j++)
　　{GetExitCodeThread(handleThread[j]，&dwThreadCode)；
　　if(dwThreadCode！=STILL_ACTIVE)aliveThread--;}
　　if(aliveThread==0)break；
　　Sleep(5000);}
　　for(j=0;j<THREADNUM*2;j++)
　　{Result+=gbport[j].Result；//统计结果
　　CloseHandle(handleThread[j])；//关闭句柄}
　　wsprintf(szName，"扫描已完成！共发现%d个目标！请查看结果文件！"，Result)；
　　ShowMessage(AnsiString(szName));}　　
　　catch(...){MessageBox(Handle，"错误"，"警告"，MB_OK);}
　　CloseHandle(handleMutex)；
　　BtStart->Enabled =true;}
　　//退出窗体时卸载DLL
　　void _fastcall TForLover::FormDestroy(TObject *Sender)
　　{WSACleanup();}
　　这个例子与《Client端》里给出的例子都是针对只有一个IP地址的机器的，对于那些有多个IP地址的机器来说，要针对每个IP地址都进行相应扫描。
　　补充说明：
　　一、对socket/WSASocket，bind，listen这些函数来说是没有阻塞与非阻塞的区别的，无论阻塞模式还是非阻塞模式，函数调用皆是马上返回，成功即成功，失败即失败。在阻塞模式下对connect/WSAConnect、accept/WSAAccept、recv/WSARecv、send/WSASend的调用都是等到调用请求完成再返回的，也就是说，如果调用请求未处理完，调用所在的线程将处于“挂起”状态，如果程序只有一个线程或者调用发生在程序的用户界面线程，也就成了通常说的程序没有响应。调用完成，函数将返回相应的调用结果。如果套接字是非阻塞模式的，那么对connect/WSAConnect、accept/WSAAccept、recv/WSARecv、send/WSASend函数的调用会马上返回，如果调用成功，那么将返回相应的成功结果；如果调用函数返回SOCKET_ERROR(accept函数是返回INVALID_SOCKET)，并且WSAGetLastError()返回WSAEWOULDBLOCK，其涵义不意味Winsock错误，而是表示调用请求无法马上完成，程序应作其它相应处理。用ioctlsocket函数可以对套接字的模式进行控制或者针对套接字成功调用WSAAsyncSelect函数后套接字将自动成为非阻塞模式。由于篇幅所限，这里不再深入探讨。
　　二、在Client端的示例即远程端口扫描中，由于采用的是阻塞模式的套接字，所以虽然采用了多线程，但是效率还是很低的，建议利用WSAAsyncSelect函数改为Winsock特有的非阻塞的消息模式，这样无需多线程就能达到很高的效率。该函数的功能可以用一句话来概括：指定的套接字上发生指定的网络事件时，指定的窗口收到指定的消息。限于篇幅，不再详细介绍，不过强烈建议掌握该函数的用法。如果有时间的话，小弟会写一个比较完整的说明放到主页(LoveBcb.yeah.net或go.163.com/~bcbandvb/nindex.htm)上，或者在合适的地方公开我写的“网络时代”的源代码，该程序就是利用了WSAAsyncSelect这种I/O模式，效率很高！大家可以去小弟的主页上下载试用该程序！目前主页上有“极速寻呼”的源代码，里面有一个GSocket类，用的是阻塞模式，大家可以先看看。
　　三、在Server端的示例即本机端口扫描，其实扫描结果不是很精确，如不能判断TCP139端口等。其实也可以用Client端的示例来精确扫描本地主机，只要在目标主机中输入本机IP即可。