在DOS下进行网络编程.doc

1、新一篇: 在 DOS 下进行网络编程（下）windows 下作网络编程不是一件很难的事，但在 DOS 下就不是很容易了，对很多人来说甚至是无从下手，本文详细阐述在 DOS 下进行网络编程的方法，下一篇文章讲给出一个具体的实例。要在 DOS 下进行网络编程，首先要有一个 Packet Driver，这是一个与硬件相关的驱动程序，符合 FTP Software 提出的 PC/TCP Packet Driver 规范，有兴趣的读者可以在下面地址下载这份规范：http:/ rt8139，对应的 Packet Driver 是rtspkt.exe，驱动方法是在 autoexec.bat 中加入下面这一行

2、：rtspkt 0x62其中，0x62 为中断向量，如果在你的机器上这个中断向量已经被占用，你可以改成其他的未被占用的中断向量号，按照 PC/TCP 规范，应该在 0x60-0x80 之间。有了 Packet Driver 后，我们还需要有一个好用的能够提供 TCP/IP Socket 编程接口的函数库，在 DJGPP 下我们建议使用 WATT-32 库，这个库比DJGPP 官方网站上提供的 WATTCP 库内容更加丰富，而且文档完整和范例程序丰富，可以在下面网站上下载到：http:/www.bgnett.no/giva/WATT-32 是以源代码的形式发行的，所以在使用前需要自行进行编译链接

3、，整个过程如下（以下步骤是建立在你已经按照前面的博客文章 在 DOS 下的DJGPP+RHIDE 安装实作正确安装完毕 DJGPP 和 RHIDE）：1. 首先从上述网址上下载 WATT-32，共有 3 个 zip 包，如下：watt32b*.zip，watt32s*.zip，watt32d*.zip其中“*”会随版本号不同有所不同。 2. 通过 U 盘或其他媒介作为载体把 3 个文件拷贝到要配置的机器上，由于DOS 不支持长文件名，需要把这三个文件分别改成：watt32b.zip，watt32s.zip 和 watt32d.zip 3. 将三个文件解压缩到一个子目录下，例如：c:netwat

4、tc:md netc:md netwattc:unzip32 watt32b.zip -d c:netwattc:unzip32 watt32s.zip -d c:netwattc:unzip32 watt32d.zip -d c:netwatt在解压缩过程中，有一些共用文件会产生覆盖，没有关系，覆盖所有的文件。 4. 在环境变量中增加变量：WATT_ROOT需要修改 autoexec.bat，增加下面一行：set WATT_ROOT=c:netwatt然后重新启动计算机。 5. 产生 make 文件c:cdnetwattsrcc:netwattsrcconfigur djgpp这一步完成后会

5、看到提示，要求你执行 make -f djgpp.mak，照做就好了。 6. 生成 WATT-32 库照上一步的提示c:netwattsrcmake -f djgpp.mak这个步骤时间比较长，需要耐心等待一会。在编译过程中会有一些“警告”出现，不用管它们。 7. 为使用 WATT-32 库配置环境变量在编译完成后，我们还要在 autoexec.bat 里增加四个环境变量，我们在步骤 4 中增加的 WATT_ROOT 环境变量仅在编译的过程中有用，实际使用中并不需要这个环境变量，所以可以去掉（当然，不去掉也没有关系）。在 autoexec.bat 中增加下面四行：set WATTCP.CFG=

6、c:netwattbinset ETC=c:netwattbinset C_INCLUDE_PATH=c:/net/watt/incset LIBRARY_PATH=c:/net/watt/libWATTCP.CFG 是 WATT-32 的配置文件 wattcp.cfg 所在的位置，你也可以把 wattcp.cfg 放在其他目录下，比如：c:netcfg 目录下，但要记得把 set WATTCP.CFG=c:netwattbin 这句改成：set WATTCP.CFG=c:netcfg 至此，安装已经完成，应该可以在 c:netwattlib 目录下看到文件libwatt.a，这就是我们需要的

7、网络函数库。此时，可能仍然不能进行网络编程，还需要实际配置一下 wattcp.cfg 文件，前面提到，该文件放置在 c:netwattbin 目录下，我们可以在该目录下看到该文件的样板，至少我们要在配置文件中配置 IP 地址和地址掩码，类似下面的形式：my_ip=192.168.0.10mask=255.255.255.0有时，还需要配置网关和解析服务器，类似下面：gateway=192.168.0.1nameserver=202.106.134.133nameserver 可以写一个或者多个，每个解析服务器占一行。一般情况下，配置这四个参数就足够了，如果希望配置更多的参数可以参考 wattc

8、p.cfg 中的说明。学习 DOS 下的网络编程，有一篇文章很值得一读，Beejs Guide to Network Programming Using internet Sockets，写此文时，其最新版本已经是 2.4.5，2007 年 8 月 5 日完成的，我最初看到这篇文章的版本还是1.5.5，是 1999 年 1 月 13 日写的，看来作者还在不断更新，这篇文章的主页在：http:/beej.us/guide/bgnet/该文的 1.5.5 版在网上有多个版本的中文译本，以下是其中的一个：http:/ 2007 年 8 月 5 日写的该文的 2.4.5 版，PDF 格式：http:/

9、 BSD 规范下的网络编程的数据结构和函数，在 WATT-32 库中均适用。另外，读者可以在下面地址下载到关于 WATT-32 库中的所有函数的使用说明：http:/ 并没有出一本完整好用的手册，而是沿用了 WATTCP 的手册，但由于 WATTCP 的手册是收费的，所以在此不便公开，有对此手册感兴趣的读者可以访问下面网站并索取：http:/ WATT-32 的 bin 目录下还有很多子目录，里面有很多的范例程序，在开始进行网络编程前，可以先看看这些范例程序，下面我们拿其中的一个范例来说明，如何在 RHIDE 下编译含有 WATT-32 库的程序。我们以 ftpsrv 范例来说明如何在 RHI

10、DE 下编译，首先进入该范例的目录，并用 RHIDE 打开范例程序：c:cdnetwattbinftpsrvc:netwattbinftpsrvrhide ftpsrv这样，RHIDE 会自动建立一个 ftpsrv 的 project，目前该 project 中没有任何项目，按下面步骤把程序 ftpsrv.c 加入到 project 中：alt+p选择 Add Item选择 ftpsrv.c回车按 Esc 键退出这样我们就在屏幕下方的 Project Window 中看到了一个项目：ftpsrv.c，此时如果你选择编译链接（按 ALT+C 再选择 Make），会在链接时产生一些错误，这是由于我

11、们没有把 WATT-32 库链接进去的原因，按下面方法操作：ALT+O选择 Libraraies填入 watt按 SHIFT+TAB(此时光标应停在watt 前的 上按空格（看到X）回车此时再按如下步骤进行编译链接，就可以生成 ftpsrv.exe。ALT+C选择 Make回车至此，我们学会了在 DJGPP 下安装、配置 WATT-32 的过程，同时学会了在DJGPP 下使用 RHIDE 编译使用 WATT-32 库的程序，我们已经做好了进行网络编程的准备。在上一篇中，我们为在 DOS 下进行网络编程做了大量的准备工作，我们在 DJGPP 下安装了WATT-32 库，同时，配置好了网络环境，下

12、面我们用一个实例来说明在 DOS 下进行网络编程的方法。上一篇中，我们编译了 WATT-32 库中的一个范例程序 ftpsrv.c，这是一个 FTP 服务器的范例程序，下面我们也编一个 FTP 服务器的程序，但我们有两点不同，第一，我们主要使用 BSD网络编程的标准函数，这是一个 UNIX 下进行网络编程的规范，WATT-32 库中实现了绝大多数的BSD 编程函数，在在 DOS 下进行网络编程（上）中介绍了一篇文章Beejs Guide to Network Programming Using internet Sockets，这篇文章中介绍的编程方法也是基于这个规范，有关在这个规范下的函数介

13、绍可以从下面这个网址下载，也可以参考 UNIX 下网络编程的书籍。http:/ FTP 服务器，要编写一个 FTP 服务器程序，首先要了解一下 FTP 协议，有关 FTP 协议的完整规范，可以在下面网址下载：http:/ 侦听 FTP 端口 21（listen） 2. 接受来自 FTP 客户端的连接请求（accept） 3. 接受 FTP 客户端的登录，但并不对登录信息做验证 4. 接受 FTP 客户端发来的退出（quit）命令，关闭连接（close） 整个程序只接受一个 FTP 客户端的请求，当已经为一个 FTP 客户端提供服务时，如果有新的连接请求将不予理睬。好我们现在可以开始了，以下是我

14、们这个例子的源程序，为了说明方便，我们在前面加了行号。01 #include 02 #include 03 #include 04 int FtpServer(int s);05 int main (void) 06 struct sockaddr_in my_addr; / my address information07 struct sockaddr_in their_addr; / connectors address information08 int sockfd, new_fd; / listen on sockfd, new connection on new_fd09 int

15、 sin_size;10 int Loop;11 char tempStr100;12 if (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) = -1) 13 printf(“Socket Error!n“);14 return 1;15 16 my_addr.sin_family = AF_INET; / host byte order17 my_addr.sin_port = htons(21); / short, network byte order18 my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; / automatic

16、ally fill with my IP19 memset( / zero the rest of the struct20 if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)22 return 1;23 24 if (listen(sockfd, 5) = -1) 25 printf(“Listen Error!n“);26 return 1;27 28 new_fd = -1;29 sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);30 new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)31 if (new_

17、fd = -1) 32 printf(“Accept Error!n“);33 return 1;34 35 printf (“Got connection from %sn“, inet_ntoa(their_addr.sin_addr);36 strcpy(tempStr, “220 FTP Server, service ready.rn“);37 send(new_fd, tempStr, strlen(tempStr), 0);38 Loop = 1;39 while (Loop) 40 Loop = FtpServer(new_fd);41 42 sleep(5);43 close

18、(new_fd);44 close(sockfd);45 return 0;46 47 int FtpServer(int s) 48 char szBuf100;49 char tempStr100;50 int iBytes;51 char *p, *p2;52 iBytes = recv(s, szBuf, 30, 0);53 if (iBytes = 2) 54 iBytes -= 2;55 szBufiBytes = NULL;56 else 57 return 0;58 59 p = szBuf;60 while (*p != 62 63 if (p) 64 *p = NULL;6

19、5 p2 = p + 1; / p2 point to the second parameter66 67 if (stricmp(“user“, szBuf) = 0) / start to process FTP commands68 sprintf(tempStr, “331 Password required for %s.rn“, p2);69 send(s, tempStr, strlen(tempStr), 0);70 printf(“Received user command. User is %sn“, p2);71 else if(stricmp(“pass“, szBuf

20、) = 0) 72 strcpy(tempStr, “230 Logged in okay.rn“);73 send(s, tempStr, strlen(tempStr), 0);74 printf(“Received pass command. Password is %sn“, p2);75 else if (stricmp(“quit“, szBuf) = 0) 76 strcpy(tempStr, “221 Bye!rn“);77 send(s, tempStr, strlen(tempStr), 0);78 printf(“Received quit command!n“);79

21、return 0;80 else 81 strcpy(tempStr, “500 Command not understood.rn“);82 send(s, tempStr, strlen(tempStr), 0);83 printf(“Received a unknown command: %sn“, szBuf);84 85 return 1;86 整个程序很短，只有 86 行，为了突出主线，程序中去掉了大部分的错误处理，所以整个程序只是一个大致的框架，但能够说明问题。如果你手头有 FTP 客户端软件（比如 CUTEFTP、LEAFFTP 等），不妨试着连接一下任意一个FTP 服务器，可

22、以简单观察一下 FTP 的通讯过程，FTP 的端口号是 21，其通讯过程大致如下（仅与例子有关的过程）：1. 客户端软件首先向服务器 21 端口请求连接 2. 服务器接受连接后向客户端发送以“220 ”为开始的字符串，本程序发出“220 FTP Server, service ready.” 3. 客户端收到“220 ”的信息后进行登录，发送“user xxxxxx”的命令，其中 xxxxxx为用户名 4. 服务器检验该用户名合法后，请求客户输入密码，发送“331 ”为开始的字符串，本程序发送“331 Password required for xxxxxx”，其中 xxxxxx 为收到的用户

23、名 5. 客户端收到“331 ”的信息后发送密码到服务器，发送“pass xxxxxx”命令，其中xxxxxx 为密码 6. 服务器在检验密码正确后，向客户端发送“230 ”开头的字符串，表示登录成功，可以接收其他命令，本程序发送“230 Logged in okay.” 7. 之后客户端与服务器间为传送文件、目录等要做大量的交互 8. 结束服务时，客户端向服务器发送“quit”命令，双方断开连接 首先我们来了解两个数据结构，struct sockaddr 和 struct sockaddr_in。struct sockaddr unsigned short sa_family; / addr

24、ess familychar sa_data14; / 14 bytes of protocol address这个结构用来管理 socket 的地址信息，其中 sa_family 是地址的类别，我们填入“AF_INET”就可以了，该常数已经在 WATT-32 的头文件里定义好了，sa_data 是 14 字节的地址信息，其中应该包含地址和端口信息。为了方便使用，建立了一个与 sockaddr 等同的结构，struct sockaddr_instruct sockaddr_in short int sin_family; / address familyunsigned short int s

25、in_port; / port numberstruct in_addr sin_addr; / internet addressunsigned char sin_zero8; / Same size as struct sockaddr该结构的 sin_family 与 sockaddr 中的 sa_family 是相同的，填“AF_INET”就可以了，sin_port 是端口号，FTP 的端口号是 21；struct in_addr 的结构如下：struct in_addr unsigned long s_addr;是一个 32 位的 IP 地址，要把一个常规的 IP 地址转换成一个 3

26、2 位的 IP 地址，需要用到下面的方法：xx.sin_addr.s_addr = inet_addr(“192.168.0.20“);关于字节顺序问题，在Beejs Guide to Network Programming Using internet Sockets中也提到这个问题，其中一种字节顺序叫做“Host Byte Order”，另一种叫做“Network Byte Order”，因为该文中，对这个问题说得并不是很清楚，所以在这里多说几句，一个数字，比如 Short int 类型，占两个字节，假定这个数是 0x6789，存放在内存地址为0x1000 的位置，则有两种表示方法，一种是

27、 0x1000 处放 0x67，0x1001 处放 0x89；另一种表示方法是 0x1000 处放 0x89，0x1001 处放 0x67，第一种存放方式叫 big-endian，第二种存放方式叫 little-endian，在 CPU 为 x86 的机器中，使用的是 little-endian 的顺序，而网络传输协议 TCP/IP 采用的是 big-endian，在我们这个特定的环境中，Host Byte Order 指的就是我们PC 机的字符顺序，也就是 little-endian 顺序，而 Network Byte Order 则指的是网络传输顺序，即 big-endian，由于采用的字

28、节顺序不同，所以要经常进行 1 转换，为此专门有一组转换函数，函数中的“h”指 Host Byte Order，“n”指 Network Byte Order，“s”指 short int，“l”指 long int，所以，这组函数的意义如下：htons()-“Host to Network Short“htonl()-“Host to Network Long“ntohs()-“Network to Host Short“ntohl()-“Network to Host Long“所以，在网络编程中，一旦遇到整数等数值操作时，一定要想一想是否需要进行转换。我希望我的解释不仅能让你明白其中的道

29、理，同时记住这几个转换函数。在我们这个例子中，需要两个这样的数据结构，一个用来管理我们本地的网络地址，一个用来管理与我们连接的远端节点的网络地址，这两个结构，我们分别命名为：my_addr 和their_addr，见源程序第 06 和 07 行。在我们这个例子中，我们还需要两个 socket，一个用来表示是我们本地正在侦听的网络，一个用来表示与远端 FTP 客户端的网络连接，我们不必追问什么是 socket，仅仅把它理解成一个类似文件 handle 的东西就可以了，实际上 socket 就是一个整数而已。socket 有很多种，但常用的只有两种，一种是“Stream Sockets”，另一种是

30、“Datagram Sockets”，前一种用于 TCP 连接，后一种用于 UDP 连接，了解这些暂时就足够了。我们程序的一开始，首先初始化一个 socket，socket 函数的原型如下：int socket(int domain, int type, int protocol);domain 一般情况下均填“AF_INET”，type 指的就是 socket 的类型，如果是 Stream Sockets，请填 SOCK_STREAM，如果是 Datagram Sockets 则填 SOCK_DGRAM，本程序中应该为SOCK_DGRAM，protocol 置为 0 即可。socket()的

31、返回值为一个可用的 socket 值，程序的第 12行，我们得到了一个 socket：sockfd。第 16-19 行，我们描述了本地的网络地址结构 my_addr，要说明的是，第 17 行中的 21 是FTP 的专用端口，由于 my_addr.sin_port 是一个 short int 类型，所以要使用 htons()进行一下转换，第 18 行把 my_addr.sin_addr.s_addr 填入常数 INADDR_ANY 其含义是使用本机在WATTCP.CFG 中设置的 IP 地址，要注意的是 s_addr 的类型是 long int，但这里却没有使用htonl()函数进行转换，这是因

32、为我们知道 INADDR_ANY 的值是 0，严格意义上说，这里的确需要使用 htonl()函数进行转换，这点要特别注意，如果要自己填写 IP 地址，注意要使用inet_addr()函数来转换一个普通的 IP 地址，如下：my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“192.168.0.20“);把一个 32 bits 的 IP 地址转换成我们常见的形式要使用函数 inet_ntoa()，如下：printf(“IP address is %s“, my_addr.sin_addr.s_addr);打印出来的是 xxx.xxx.xxx.xxx 的我们常见的 IP 地址

33、形式。第 19 行仅仅是把结构的其余部分填上了 0，没有任何含义。第 20 行我们把刚得到的 sockfd 和刚填好的结构 my_addr 使用 bind()绑定在一起，bind()函数的原型如下：int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addr_len);好像没有什么好解释的。 第 24 行设定在 sockfd 这个 socket 上侦听，最大允许 5 个连接，实际我们只接受一个连接。listen()的原型如下：int listen(int sockfd, int backlog);参数 backlog 可以指定该侦听允许多少个连

34、接请求；没有更多需要解释的。第 30 行在等待一个连接请求，注意，accept()这个函数是一个阻塞函数，程序将停在这个函数里，一直等到有连接请求时才能返回，在某些场合是不能这样用的，accept()函数的原型如下：int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);正常情况下，accept 函数返回一个新的 socket 描述符，本程序中的 new_sock，这个新的socket 表示和一个远端节点的连接，以后当要操作这个连接时都会使用这个 socket，同时，accept 函数会把远端节点的地址信息填写到 addr 中，在本程序中是 their

35、_addr。第 37 行，我们向远端计算机发出了第一条信息，使用 send()函数向 new_sock 上发送，send()函数的原型如下：int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);函数的最后一个参数，一般情况下置为 0 即可。在向远端计算机发出一条信息后，程序进入一个循环，循环中不断地调用函数 FtpServer()，直到该函数返回 0 才退出循环，FtpServer 中，程序试图从 new_sock 上接收信息，然后分析处理信息，直到收到“quit”命令后返回 0，使主程序可以退出循环。第 52 行使用 recv()

36、函数接收来自 new_sock 的信息，这个函数也是一个阻塞函数，也就是说，如果没有收到信息，这个函数是不会返回的，这在构造一个实时系时时不能允许的，另外一个问题就是当程序进入 recv()函数后网络由于某种原因中断，程序是不会从 recv()函数中返回的，程序将吊死在 recv()函数内，所以，实际应用中是不能这样使用这个函数的；recv()函数的原型如下：int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);和 send()函数一样，flags 填 0 就好了，len 是接收信息的最大长度，这要参考 buf 的长度来确定，

37、否则会出现越界的错误，实际接收时并不是要接收到 len 个字符才返回，这个函数将返回实际接收到的字符数。第 53 行我们限定收到的字符数至少要 2 个，这是因为所有 FTP 传送的命令后面都带有回车换行，也就是 ascii 码 0x0d 和 0x0a，如果两这两个字符都没有，那收到的内容是没有意义的。第 59-66 行我们对收到的内容作了一个简单的分析，因为 ftp 的命令格式是：cmd para1 para2，这段程序我们把命令部分的 cmd 专门分了出来，这段程序执行完毕后，szBuf 指向cmd，而 p2 指向后面的参数，当然我们这个范例程序并不需要分析参数，所以实际上 p2 对我们并没

38、有什么用。第 67-80 行我们处理了三个命令，并且按照协议给出了合法的返回或者动作，对于“user”、“pass”和“quit”以外的命令，我们都按照未知命令处理，并按照协议，返回了“500 ”这样的信息。程序到此就解释完了，这个程序由于缺少错误处理等必要的部分，实际没有什么实用性，但其架构是完整的，经过加工，完全可以变成一个完整的 Ftp 服务器端程序。最后还要说一下怎么测试，首先设置好网络数据，这在前面有说明，然后用 HUB 将两台机器连接起来，我们不能用一般的 FTP 软件（比如 CUTEFTP 或者 LeafFTP），因为我们处理的命令是在太少了，这些软件会自动地发送许多指令，由于我

39、们的程序均回应“500 .”，将导致一个正常的 FTP 软件出现“协议错误”之类的错误信息并终止运行，我们也不能使用 telnet 这样的软件来进行测试，因为这种软件是仿终端的软件，每输入一个字符将立即发送出去，而键盘输入的速度极慢，将导致我们的程序一次无法收到一个完整的命令（recv()函数），从而导致运行失败，请用下面方法测试：1. 在 windows 下点“开始”“运行”，输入：ftp 192.168.0.20（如果你的 IP 地址不一样，请更改）按下“确定”后，出现下面窗口，我们看到第二行的“220 FTP.”就是我们的程序发过来的2. 我们输入“abcd”，当然输入其它的也可以，因为

40、我们的程序并不检验，按回车后出现下面的窗口，其中第 4 行是我们的程序在收到用户名后返回的3. 在第 5 行任意输入几个字母数字，比如“1234”，按回车，由于是密码，屏幕并不显示你输入的内容，回车后看到如下窗口，其中，第 6 行的内容是我们程序在收到 pass命令后返回的4. 最后，我们在 ftp的后面输入退出命令：quit，按回车后屏幕闪一下就关闭了，所以我们看不清返回的内容整个过程在运行我们程序的 FTP 服务器端也表现得很清楚。好了，这个具体的例子我们说完了，大概在 DOS 下进行网络编程的方法你应该了解了，要注意，由于我们是在 DJGPP 下生成的程序，是 32 位保护模式的，所以要在有 DPMI 服务的机器上才能运行，当然这种变成方式也适用于实模式，而且，尽管 WATT-32 库是 32 位的，但实际也支持 16 位的实模式，所以使用 turbo C 等也是可以的，我们以后有机会会更进一步地谈在 DOS下进行网络编程的方法，或者介绍 Packet Driver 的编写规范和方法，或者介绍一下 DPMI 等等。