网络编程实验指导书
主　编：赵文栋　徐正芹　李艾静
副主编：彭来献　陈　娟　刘　熹
参　编：王向东　张　磊　徐任晖
书
内　容　提　要
本书全面系统地介绍了网络编程的基本原理，剖析了网络应用程序实现与套接字实现之间的关联，分析了不同编程
方法的实用性和优缺点。另外书中收录了丰富的示例，详细展现了　Ｌｉｎｕｘ　和　Ｗｉｎｄｏｗｓ　平台下套接字编程的共性与个性。
特别是从代码角度说明了不同模型服务器端的区别，对开发实践有很大帮助。
本书内容丰富、结构清晰、讲解细致、通俗易懂，既突出了基本原理和技术思想，也强调工程实现，可以作为大学本科、
专科及高职相关专业的教材，也可作为广大网络应用程序开发人员的参考资料。
图书在版编目（ＣＩＰ）数据
网络编程实验指导书　／　赵文栋，徐正芹，李艾静主
编　　—南京：东南大学出版社，２０１９　８
ＩＳＢＮ　９７８　７　５６４１　８４９１　９
Ⅰ　①网…　Ⅱ　①赵…　②徐…　③李…　Ⅲ　①计算机
网络　程序设计　Ⅳ　①ＴＰ３９３
中国版本图书馆　ＣＩＰ　数据核字（２０１９）第　１５６５７０　号
网络编程实验指导书
Ｗａｎｇｌｕｏ　Ｂｉａｎｃｈｅｎｇ　Ｓｈｉｙａｎ　Ｚｈｉｄａｏｓｈｕ
出版发行　东南大学出版社
社　址　南京市四牌楼　２　号（邮编：２１００９６）
出　版　人　江建中
责任编辑　姜晓乐（ｊｏｙ＿ｓｕｐｅ＠　１２６．ｃｏｍ）
经　销　全国各地新华书店
印　刷　江苏凤凰数码印务有限公司
开　本　７８７ｍｍ×１０９２　ｍｍ　１　／　１６
印　张　１２　２５
字　数　２９８　千字
版　次　２０１９　年　８　月第　１　版
印　次　２０１９　年　８　月第　１　次印刷
书　号　ＩＳＢＮ　９７８　７　５６４１　８４９１　９
定　价　４３．００　元
本社图书若有印装质量问题，请直接与营销部联系。电话：０２５—８３７９１８３０。
前　言
网络编程是计算机专业一门重要的专业基础课，在学习过程中，学生们普遍反映，难以
将所学到的理论知识付诸于具体应用中，鉴于此，我们进行了本实验教材的编写。
本实验教材内容循序渐进，由浅入深，是理论教学的深化与补充。本书涵盖了网络编程
的基本知识点，并对网络编程、局域网组播、广播等高级应用层网络程序设计作了初步探讨，
给出了具有代表性的例子程序。最后，针对理论内容，精心设计了　７　个实验实例，通过学习，
学生们不但可以掌握网络编程的常用方法，同时也能更深入地了解为什么这样用，以达到
“知其然并知其所以然”。
本书分为三个部分。
第一部分介绍网络编程的基本概念和知识点，包括　ＯＳＩ　七层模型、ＴＣＰ　／　ＩＰ　四层模型、网
络通信过程、套接字类型、网络应用程序设计模式、套接字地址结构以及　ｓｏｃｋｅｔ　ＡＰＩ。
第二部分介绍本书所用软件的安装步骤及使用说明，主要有　Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ　２０１５、
Ｗｉｒｅｓｈａｒｋ　及　Ｅｃｌｉｐｓｅ　等。
第三部分选取　７　个典型案例，对各知识点进行深入剖析，包括基本　ＴＣＰ　编程、基本　ＵＤＰ
编程、ＵＤＰ　广播编程、ＵＤＰ　组播编程、ｆｏｒｋ（）函数应用编程、ｓｅｌｅｃｔ（）函数编程、ｒａｗ　ｓｏｃｋｅｔ
编程。
通过训练后，学生应该达到以下要求：
（１）掌握　ＴＣＰ　套接字、ＵＤＰ　套接字编程，掌握　ＵＤＰ　组播、广播编程，掌握　ｆｏｒｋ（）和　ｓｅｌｅｃｔ
（）函数编程及原始套接字编程。
（２）能独立设计较简单的网络程序。
（３）能独立解决较简单的网络编程问题，具有一定的提出问题、分析分题、解决问题的
能力。
本实验教材由赵文栋、徐正芹、李艾静、彭来献、陈娟等编写。由于时间仓促及作者水平
所限，书中难免存在不妥之处，欢迎各位读者批评指正。
作　者
２０１９　年　４　月
目　录
目　录
第一部分　网络编程基本知识
第　１　章　网络编程中的基本概念　……………………………………………………………　００３
１．１　网络协议与计算机网络体系结构　…………………………………………………　００３
１．２　ＯＳＩ　七层模型…………………………………………………………………………　００４
１．３　ＴＣＰ　／　ＩＰ　四层模型　……………………………………………………………………　００７
１．４　ＯＳＩ　参考模型与　ＴＣＰ　／　ＩＰ　参考模型的比较　…………………………………………　００９
１．５　网络通信过程　………………………………………………………………………　０１０
１．５．１　网络通信的服务———面向连接的服务与无连接的服务………………………　０１０
１．５．２　客户端　／　服务器模型　……………………………………………………………　０１２
１．５．３　客户端　／　服务器的通信过程　……………………………………………………　０１４
第　２　章　ｓｏｃｋｅｔ　ＡＰＩ　简介　……………………………………………………………………　０１５
２．１　ｓｏｃｋｅｔ（套接字）概念　…………………………………………………………………　０１５
２．２　ｓｏｃｋｅｔ　的初始化………………………………………………………………………　０１６
２．２．１　基于　Ｌｉｎｕｘ　操作系统的初始化　…………………………………………………　０１６
２．２．２　基于　Ｗｉｎｄｏｗｓ　操作系统的实现…………………………………………………　０１７
２．３　创建和释放套接字　…………………………………………………………………　０１８
２．３．１　ｓｏｃｋｅｔ（）函数　……………………………………………………………………　０１８
２．３．２　ｃｌｏｓｅ　（）／　ｃｌｏｓｅｓｏｃｋｅｔ（）函数　……………………………………………………　０１９
２．４　面向连接的协议（ＴＣＰ）………………………………………………………………　０２０
２．４．１　ｂｉｎｄ（）函数………………………………………………………………………　０２０
２．４．２　ｌｉｓｔｅｎ（）函数　……………………………………………………………………　０２１
２．４．３　ａｃｃｅｐｔ（）函数　……………………………………………………………………　０２３
２．４．４　ｃｏｎｎｅｃｔ（）函数　…………………………………………………………………　０２４
２．４．５　ｓｅｎｄ（）函数………………………………………………………………………　０２４
２．４．６　ｒｅｃｖ（）函数　………………………………………………………………………　０２５
２．５　无连接协议（ＵＤＰ）　…………………………………………………………………　０２６
２．５．１　ｒｅｃｖｆｒｏｍ（）函数　…………………………………………………………………　０２６
２．５．２　ｓｅｎｄｔｏ（）函数　……………………………………………………………………　０２７
２．６　端口号　………………………………………………………………………………　０２８
２．７　地址转换函数　………………………………………………………………………　０２８
００１
网络编程实验指导书
２．７．１　ｉｎｅｔ＿ａｄｄｒ（）函数…………………………………………………………………　０２９
２．７．２　ｉｎｅｔ＿ａｔｏｎ（）函数　…………………………………………………………………　０３０
２．７．３　ｉｎｅｔ＿ｎｔｏａ（）函数　…………………………………………………………………　０３０
２．７．４　ｉｎｅｔ＿ｐｔｏｎ（）函数　…………………………………………………………………　０３０
２．７．５　ｉｎｅｔ＿ｎｔｏｐ（）函数　…………………………………………………………………　０３１
２．８　网络字节序　…………………………………………………………………………　０３１
２．８．１　ｈｔｏｎｓ（）函数　……………………………………………………………………　０３２
２．８．２　ｎｔｏｈｓ（）函数　……………………………………………………………………　０３２
２．８．３　ｈｔｏｎｌ（）函数　……………………………………………………………………　０３３
２．８．４　ｎｔｏｈｌ（）函数　……………………………………………………………………　０３３
２．９　域名解析　……………………………………………………………………………　０３３
２．９．１　ｇｅｔｈｏｓｔｂｙｎａｍｅ（）函数　……………………………………………………………　０３３
２．９．２　ｇｅｔｈｏｓｔｂｙａｄｄｒ（）函数　……………………………………………………………　０３４
２．９．３　ｇｅｔｓｅｒｖｂｙｎａｍｅ（）函数　……………………………………………………………　０３５
第　３　章　ＴＣＰ　流式套接字编程………………………………………………………………　０３６
３．１　ＴＣＰ　的传输特点和首部　……………………………………………………………　０３６
３．１．１　ＴＣＰ　协议的传输特点……………………………………………………………　０３６
３．１．２　ＴＣＰ　的首部………………………………………………………………………　０３６
３．２　ＴＣＰ　连接的建立与终止　……………………………………………………………　０３８
３．３　ＴＣＰ　通信的几个典型问题　…………………………………………………………　０３９
３．３．１　滑动窗口　（ＴＣＰ　流量控制）……………………………………………………　０３９
３．３．２　ＴＣＰ　状态转换……………………………………………………………………　０４１
３．３．３　半关闭……………………………………………………………………………　０４２
３．４　ＴＣＰ　套接字编程模型　………………………………………………………………　０４３
３．４．１　ＴＣＰ　套接字编程的适用场合……………………………………………………　０４３
３．４．２　ＴＣＰ　套接字的通信过程…………………………………………………………　０４４
３．４．３　ＴＣＰ　套接字的交互模型…………………………………………………………　０４４
３．４．４　ＴＣＰ　套接字的工作原理…………………………………………………………　０４６
第　４　章　ＵＤＰ　数据报套接字编程　…………………………………………………………　０４８
４．１　ＵＤＰ　协议的传输特点　………………………………………………………………　０４８
４．２　ＵＤＰ　套接字的适用场合　……………………………………………………………　０４８
４．３　ＵＤＰ　套接字的通信过程　……………………………………………………………　０４９
４．４　ＵＤＰ　套接字编程的交互模型　………………………………………………………　０５０
４．５　ＵＤＰ　套接字服务器的工作原理　……………………………………………………　０５１
４．６　ＵＤＰ　套接字的使用模式　……………………………………………………………　０５２
００２
目　录
第　５　章　基于　ＵＤＰ　的广播编程　……………………………………………………………　０５４
５．１　套接字选项与　ｓｅｔｓｏｃｋｏｐｔ（）函数　……………………………………………………　０５４
５．２　广播数据的发送与接收　……………………………………………………………　０５８
５．３　广播程序流程　………………………………………………………………………　０５８
５．４　单播与广播的比较　…………………………………………………………………　０５９
第　６　章　基于　ＵＤＰ　的局域网组播编程　……………………………………………………　０６３
６．１　概述　…………………………………………………………………………………　０６３
６．２　组播地址　……………………………………………………………………………　０６３
６．２．１　ＩＰｖ４　的　Ｄ　类地址　………………………………………………………………　０６３
６．２．２　组播地址范围……………………………………………………………………　０６４
６．２．３　组播的通信过程…………………………………………………………………　０６５
６．２．４　局域网上的组播和广播的比较…………………………………………………　０６６
第　７　章　原始套接字编程　……………………………………………………………………　０６８
７．１　原始套接字的功能　…………………………………………………………………　０６８
７．２　原始套接字编程模型　………………………………………………………………　０７０
７．２．１　原始套接字的适用场合…………………………………………………………　０７０
７．２．２　原始套接字的通信过程…………………………………………………………　０７０
７．３　原始套接字的创建、输入与输出　……………………………………………………　０７１
７．３．１　创建原始套接字…………………………………………………………………　０７２
７．３．２　使用原始套接字接收数据………………………………………………………　０７３
７．３．３　使用原始套接字发送数据………………………………………………………　０７５
第　８　章　基于　Ｓｅｌｅｃｔ　模型的　ｓｏｃｋｅｔ　编程……………………………………………………　０７７
８．１　Ｓｅｌｅｃｔ　模型的工作机制　………………………………………………………………　０７７
８．２　使用　Ｓｅｌｅｃｔ　模型编程的方法…………………………………………………………　０７９
第二部分　软件介绍
第　９　章　Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ　２０１５　的使用　………………………………………………………　０８３
９．１　Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ　２０１５　集成开发环境组成………………………………………………　０８３
９．２　用向导创建　Ｗｉｎｄｏｗｓ　控制台（Ｃｏｎｓｏｌｅ）应用程序　…………………………………　０８３
９．３　用向导创建　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＧＵＩ　应用程序　………………………………………………　０８９
９．４　编译、链接的基本步骤　………………………………………………………………　０９０
９．５　编译错误的处理　……………………………………………………………………　０９４
９．６　Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ　２０１５　程序调试的基本方法……………………………………………　０９４
９．６．１　程序调试的基本方法……………………………………………………………　０９４
００３
网络编程实验指导书
９．６．２　程序基本调试方法一：断点　……………………………………………………　０９６
９．６．３　程序基本调试方法二：查看变量　………………………………………………　０９８