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  • 二、主要函数的使用要点通过建立双套接字,可以很方便地实现全双工网络通信。1.套接字建立函数:SOCKET socket(int family,int type,int protocol)对于UDP协议,写为:SOCKRET s;s=socket(AF_INET,SOCK_...

    二、主要函数的使用要点

    通过建立双套接字,可以很方便地实现全双工网络通信。

    1.套接字建立函数:

    SOCKET socket(int family,int type,int protocol)

    对于UDP协议,写为:

    SOCKRET s;

    s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    或s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP)

    为了建立两个套接字,必须实现地址的重复绑定,即,当一个套接字已经绑定到某本地地址后,为了让另一个套接字重复使用该地址,必须为调用bind()函数绑定第二个套接字之前,通过函数setsockopt()为该套接字设置SO_REUSEADDR套接字选项。通过函数getsockopt()可获得套接字选项设置状态。需要注意的是,两个套接字所对应的端口号不能相同。此外,还涉及到套接字缓冲区的设置问题,按规定,每个区的设置范围是:不小于512个字节,大大于8k字节,根据需要,文中选用了4k字节。

    2.套接字绑定函数

    int bind(SOCKET s,struct sockaddr_in*name,int namelen)

    s是刚才创建好的套接字,name指向描述通讯对象的结构体的指针,namelen是该结构体的长度。该结构体中的分量包括:IP地址(对应name.sin_addr.s_addr)、端口号(name.sin_port)、地址类型(name.sin_family,一般都赋成AF_INET,表示是internet地址)。

    (1)IP地址的填写方法:在全双工通信中,要把用户名对应的点分表示法地址转换成32位长整数格式的IP地址,使用inet_addr()函数。

    (2)端口号是用于表示同一台计算机不同的进程(应用程序),其分配方法有两种:1)进程可以让系统为套接字自动分配一端口号,只要在调用bind前将端口号指定为0即可。由系统自动分配的端口号位于1024~5000之间,而1~1023之间的任一TCP或UDP端口都是保留的,系统不允许任一进程使用保留端口,除非其有效用户ID是零(超级用户)。

    2)进程可为套接字指定一特定端口。这对于需要给套接字分配一众所端口的服务器是很有用的。指定范围为1024和65536之间。可任意指定。

    在本程序中,对两个套接字的端口号规定为2000和2001,前者对应发送套接字,后者对应接收套接字。

    端口号要从一个16位无符号数(u_short类型数)从主机字节顺序转换成网络字节顺序,使用htons()函数。

    根据以上两个函数,可以给出双套接字建立与绑定的程序片断。

    //设置有关的全局变量

    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

    //套接字建立函数

    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,“套接字建立失败!”,“”,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();//套接字缓冲区的锁定设置

    setsockopt(ss,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(char FAR*)sockBufferS,dwDataSize);

    if(bind(ss,(LPSOCKADDR)&here,sizeof(here)))

    {

    MessageBox(hwnd,“发送套接字绑定失败!”,“”,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,“接收套接字绑定失败!”,“”,MB_OK);

    return(FALSE);

    }

    return(TRUE);

    }

    //套接字缓冲区设置

    void sockBuffer(void)

    {

    hSendData=GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize);

    if(!hSendData)

    {

    MessageBox(hwnd,“发送套接字缓冲区定位失败!”,NULL,

    MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

    return;

    }

    if((sockBufferS=GlobalLock(hSendData)==NULL)

    {

    MessageBox(hwnd,“发送套接字缓冲区锁定失败!”,NULL,

    MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

    GlobalFree(hRecordData[0];

    return;

    }

    hReceiveData=globalAlloc(GMEM_MOVEABLE|GMEM_SHARE,dwDataSize);

    if(!hReceiveData)

    {

    MessageBox(hwnd,"“接收套接字缓冲区定位败!”,NULL

    MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

    return;

    }

    if((sockBufferT=Globallock(hReceiveData))=NULL)

    MessageBox(hwnd,"发送套接字缓冲区锁定失败!”,NULL,

    MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

    GlobalFree(hRecordData[0]);

    return;

    }

    {

    3.数据发送与接收函数;

    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,参数flags一般取0。

    recvfrom()函数实际上是读取sendto()函数发过来的一个数据包,当读到的数据字节少于规定接收的数目时,就把数据全部接收,并返回实际接收到的字节数;当读到的数据多于规定值时,在数据报文方式下,多余的数据将被丢弃。而在流方式下,剩余的数据由下recvfrom()读出。为了发送和接收数据,必须建立数据发送缓冲区和数据接收缓冲区。规定:IP层的一个数据报最大不超过64K(含数据报头)。当缓冲区设置得过多、过大时,常因内存不够而导致套接字建立失败。在减小缓冲区后,该错误消失。经过实验,文中选用了4K字节。

    此外,还应注意这两个函数中最后参数的写法,给sendto()的最后参数是一个整数值,而recvfrom()的则是指向一整数值的指针。

    4.套接字关闭函数:closesocket(SOCKET s)

    通讯结束时,应关闭指定的套接字,以释与之相关的资源。

    在关闭套接字时,应先对锁定的各种缓冲区加以释放。其程序片断为:

    void CloseSocket(void)

    {

    GlobalUnlock(hSendData);

    GlobalFree(hSenddata);

    GlobalUnlock(hReceiveData);

    GlobalFree(hReceiveDava);

    if(WSAAysncSelect(ss,hwnd,0,0)=SOCKET_ERROR)

    {

    MessageBos(hwnd,“发送套接字关闭失败!”,“”,MB_OK);

    return;

    }

    if(WSAAysncSelect(sr,hwnd,0,0)==SOCKET_ERROR)

    {

    MessageBox(hwnd,“接收套接字关闭失败!”,“”,MB_OK);

    return;

    }

    WSACleanup();

    closesockent(ss);

    closesockent(sr);

    return;

    }

    三、Winsock的编程特点与异步选择机制

    1 阻塞及其处理方式

    在网络通讯中,由于网络拥挤或一次发送的数据量过大等原因,经常会发生交换的数据在短时间内不能传送完,收发数据的函数因此不能返回,这种现象叫做阻塞。Winsock对有可能阻塞的函数提供了两种处理方式:阻塞和非阻塞方式。在阻塞方式下,收发数据的函数在被调用后一直要到传送完毕或者出错才能返回。在阻塞期间,被阻的函数不会断调用系统函数GetMessage()来保持消息循环的正常进行。对于非阻塞方式,函数被调用后立即返回,当传送完成后由Winsock给程序发一个事先约定好的消息。

    在编程时,应尽量使用非阻塞方式。因为在阻塞方式下,用户可能会长时间的等待过程中试图关闭程序,因为消息循环还在起作用,所以程序的窗口可能被关闭,这样当函数从Winsock的动态连接库中返回时,主程序已经从内存中删除,这显然是极其危险的。

    2 异步选择函数WSAAsyncSelect()的使用

    Winsock通过WSAAsyncSelect()自动地设置套接字处于非阻塞方式。使用WindowsSockets实现Windows网络程序设计的关键就是它提供了对网络事件基于消息的异步存取,用于注册应用程序感兴趣的网络事件。它请求Windows Sockets DLL在检测到套接字上发生的网络事件时,向窗口发送一个消息。对UDP协议,这些网络事件主要为:

    FD_READ 期望在套接字收到数据(即读准备好)时接收通知;

    FD_WRITE 期望在套接字可发送数(即写准备好)时接收通知;

    FD_CLOSE 期望在套接字关闭时接电通知

    消息变量wParam指示发生网络事件的套接字,变量1Param的低字节描述发生的网络事件,高字包含错误码。如在窗口函数的消息循环中均加一个分支:

    int ok=sizeof(SOCKADDR);

    case wMsg;

    switch(1Param)

    {

    case FD_READ:

    //套接字上读数据

    if(recvfrom(sr.lpPlayData[j],dwDataSize,0,(struct sockaddr FAR*)&there1,

    (int FAR*)&ok)==SOCKET_ERROR0

    {

    MessageBox)hwnd,“数据接收失败!”,“”,MB_OK);

    return(FALSE);

    }

    case FD_WRITE:

    //套接字上写数据

    }

    break;

    在程序的编制中,应根据需要灵活地将WSAAsyncSelect()函灵敏放在相应的消息循环之中,其它说明可参见文献[1]。此外,应该指出的是,以上程序片断中的消息框主要是为程序调试方便而设置的,而在正式产品中不再出现。同时,按照程序容错误设计,应建立一个专门的容错处理函数。程序中可能出现的各种错误都将由该函数进行处理,依据错误的危害程度不同,建立几种不同的处理措施。这样,才能保证双方通话的顺利和可靠。

    四、结论

    本文是多媒体网络传输项目的重要内容之一,目前,结合硬件全双工语音卡等设备,已经成功地实现了话音的全双工的通信。

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  • 串行通信作为计算机通信方式之一,主要起到主机与外设以及主机之间的数据传输作用,串行通信具有传输线少、成本低的特点,适用于近距离的人-机交换、实时监控等系统。通信工作当中,借助于现有的电话网也能实现远...

    计算机的通信方式

    了解计算机的通信方式,可以更好的帮助我们理解网络是如何交互的,我们知道计算机的两种基本通信方式是串行通信和并行通信。

    串行通信指在计算机总线或其他数据通百道上,每次传输一个位元数据,并连续进行以上单次过程的通信方式。串行通信被用于长距离通信以及大多数计算机网络。主要起到主机与外设以及主机之间的数据传输作用,串行通信具有传输线少、成本低的特点,适用于近距离的人-机交换、实时监控等系统。
    通信工作当中,借助于现有的电话网也能实现远距离传输,因此串行通信接口是计算机系统当中的常用接口,是一种通信双方按位进行,遵守时序的一种通信方式。

    并行通信是在串行端口上通过一次同时传输若干位元数据的方式进行通信。多比特数度据同时通过并行线进行传送,这样数据传送速度大大提高,但并行传送的线路长度受到限制,因为长度增加,干扰就会增加,数据也就容易出错。

    串行和并行的区别
    1、发送数据数量不同:串行通信用一根线在不同的时刻发送8位数据;并行通信在同一时刻发送多位数据。
    2、传输距离不同:串行通信传输距离远、占用资源少,并行通信则传输距离较短

    3、速度不同:串行通信发送速度慢,并行通信发送速度快,占用资源多。

    通信模式

    我们在串行通信中,数据通常是在两个站(如终端和微机)之间进行传送,按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式:单工通信和双工通信中的全双工、半双工。

    通信的种类说明
    单工通信(Simplex)类似于电视、广播中电磁波信号的传输,一般为固定发送方(电视台、广播站)与固定接收方(接收天线)之间的通信方式,也称为单向通信
    双工通信(Duplex)通信的过程中没有明确的发送方和接收方,双方能够互换角色的通信方式

    双工通信:

    通信的种类说明
    半双工通信(Half-duplex)类似于无线对讲机的通信方式,通信的一方在说话时(信号发送时),另一方不能说话(A→B且B→A)
    全双工通信(Full-duplex)类似于电话的通信方式,通信的一方正在说话,另一方也可以说话(A→B或B→A)

    如图所示:
    在这里插入图片描述

    单工通信

    单工通信信道是单向信道,发送端和接收端的身份是固定的,发送端只能发送信息,不能接收信息;接收端只能接收信息,不能发送信息,数据信号仅从一端传送到另一端,即信息流是单方向的例如广播电视就是很好的单工方式。根据收发频率的异同,单工通信可分为同频通信和异频通信。

    同频是指通信双方使用相同的工作频率。生活中使用的电台之间可直接通话,不需基站转接。通信双方的操作采用“按——讲”(PTT,Push To Talk)方式。在该方式中,电台的收发信机是交替工作的,故收发信机不需要使用天线共用器,而是使用同一副天线。平时,双方的接收机均处于守听的状态,不按键时发射机不工作,功耗小。缺点是当有两个以上移动台同时发射时就会出现同频干扰,所以只适用于组建简单和甚小容量的通信网。

    异频在无中心转信台转发的情况,电台要配对使用,否则通信双方无法通话,故异频单工方式主要用于有中心转信台转发的情况。由于收发频率有一定保护间隔,提高了抗干扰能力,中心转信台的加入使通信区域得到有效扩大,因此,这种方式常用于组建有几个频道同时工作的专用网。
    在这里插入图片描述

    半双工通信

    半双工通信也叫双向交替通信,通信的双方都可以发送信息,但双方不能同时发送或接收。它实际上可以理解为一种切换方向的单工通信。和野外探险中使用的对讲机类似,一方讲话的时候另一方不能讲话,通过开切换键可以切换改变通话方式。
    在这里插入图片描述
    这时有人肯定会像我一样疑惑,对讲机不是叫作单工机么?其实人们有时也用“单工”这个名词表示“半双工”,如常说的“单工电台”,并不是只能进行单向传送。所以这个“单工”,“半双工”,“全双工”术语的使用是非常混乱。。。害的我当时也蒙逼了好久。

    在以太网(局域网)中进行数据通信时,就使用只支持半双工的集线器进行收发数据包的操作,如果多台计算机同时发送消息,信号就会在集线器内部混杂在一起,进而无法使用,这种现象称为碰撞,是以太网的一个重要特征。

    全双工通信

    全双工通信又叫双向同时通信,通信的双方可以同时发送和接收信息。生活应用像打电话、及网络所使用的交换机(一种用于电或光信号转发的网络设备)。

    相比于半双工模式的集线器,交换机的全双工模式可以同时发送和接收信号。使用双绞线时,发送和接收的信号线是各自独立的,因此在双绞线中信号不会像集线器那样发生碰撞。如果不存在碰撞,也就不需要半双工模式的碰撞处理机制了。

    所以人们对以太网规范进行了修订,增加了一个无论网络中有没有信号都可以发送信号的工作模式,同时规定在这一工作模式下停用碰撞检测。这种工作模式就是全双工模式。在全双工模式下,无需等待其他信号结束就可以发送信号,因此它比半双工模式速度要快。由于双方可以同时发送数据,所以可同时传输的数据量更大,性能也就更高。

    若是对交换机和集线器感兴趣,想要了解的童鞋可以看看这篇文章——路由器、交换机、集线器三剑客有什么区别?分别是用来干什么的?

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  • 按照频率使用方式又可具体分为:单工(同频、异频单工)、双工(同频、异频双工)和半双工通信。一、单工通信单工通信只支持信号在一个方向上传输(正向或反向),任何时候不能改变信号的传输方向。1、单工通信分类为保证...

    无线通信的频谱环境为:长波 30-300KHz 10-1km。

    数据通常是在两个站(点对点)之间进行传输,按照数据流的方向可分为三种传输模式:单

    工、半双工、全双工。按照频率使用方式又可具体分为:单工(同频、异频单工)、双工(同频、异频双工)和半双工通信。

    一、单工通信

    单工通信只支持信号在一个方向上传输(正向或反向),任何时候不能改变信号的传输方向。

    1、单工通信分类

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    为保证正确传送数据信号,接收端要对接收的数据进行校验,若校验出错,则通过监控信道发送请求重发的信号。

    根据收发频率的异同,又可分为同频单工(收发采用相同的频率)和异频单工两类(收发采用两个不同的频率,两个频率相隔一个较大的间隔:150MHz频段为5.7MHz,450MHz频段为10MHz,900MHz频段为45MHz)。

    2、单工通信的特点

    优点:设备简单(收发合用部分电路或部件)、省电、成本低。

    缺点:由于使用PTT(Push-To -Talk)按讲开关,使用不方便(不习惯)。

    3、单工通信应用

    ①特殊训练的场合,如部队、警察、调度等通话相对少而简练的场合。

    ②于数据收集系统,如气象数据的收集、电话费的集中计算等。

    理解场景:eg 计算机和打印机之间的通信是单工模式,因为只有计算机向打印机传输数据,而没有相反方向的数据传输。

    二、双工通信(也称全双工通信)

    1、双工通信概念

    双工通信是指通信双方可通过同时进行信息传输(而不需要交替地收信和发信,某一方收发信机能同时工作)的工作方式,区别于后面的半双工通信,这种方式也称为全双工通信。在全双工方式下,通信系统的每一端都设置了发送器和接收器,因此,能控制数据同时在两个方向上传送。

    2、双工通信分类

    双工通信可分为频分双 工(FDD: 收发采用两个不同的频率,间隔同前,也称异频双工)和时分双工(TDD:收发采用一个的频率,也称为同频双工,家用无绳电话中多为此种方式)两类。

    3、双工通信工作原理

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    4、双工通信的特点:

    优点:使用方便(同普通电话一样),全双工方式无需进行方向的切换,因此,没有切换操作所产生的时间延迟,这对那些不能有时间延误的交互式应用(例如远程监测和控制系统)十分有利。这种方式要求通讯双方均有发送器和接收器,同时,需要2根数据线传送数据信号。(可能还需要控制线和状态线,以及地线)。

    缺点:设备较复杂、耗电大(特别对移动环境下以电池作为电源的移动台则更不利)

    一改进做法:移动台采用单工方式,基地台采用双工方式,即所谓的半双工通信。

    理论上,全双工传输可以提高网络效率,但是实际上仍是配合其他相关设备才有用。例如必须选用双绞线的网络缆线才可以全双工传输,而且中间所接的集线器(HUB),也要能全双工传输;最后,所采用的网络操作系统也得支持全双工,如此才能真正发挥全双工传输的威力。

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    例如,计算机主机与键盘间需连接显示终端,计算机主机用串行接口连接显示终端,而显示终端带有键盘。如此一来,键盘上输入的字符送到主机内存;而主机内存的信息也可以送到屏幕显示。通常,往键盘上打入1个字符以后,先不显示,计算机主机收到字符后,立即回送到终端,然后终端再把这个字符显示出来。这样,前一个字符的回送过程和后一个字符的输入过程是同时进行的,即工作于全双工方式。

    三、半双工通信

    1、半双工通信概念

    半双工通信允许信号在两个方向上传输,但某一时刻只允许信号在一个信道上单向传输。

    因此,半双工通信实际上是一种可切换方向的单工通信。

    2、半双工通信原理

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    3、半双工应用场景

    此种方式适用于问讯、检索、科学计算等数据通信系统;

    传统的对讲机使用的就是半双工通信方式。由于对讲机传送及接收使用相同的频率,不允许同

    时进行。因此一方讲完后,需设法告知另一方讲话结束(例如讲完后加上’OVER’),另一方

    才知道可以开始讲话。

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  • 单工:数据传输只支持...全双工通信允许数据在两个方向上同时传输,它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工指可以同时(瞬时)进行信号的双向传输(A→B且B→A)。指A→B的同时B→A,是瞬时同步的。 ...

    单工:数据传输只支持数据在一个方向上传输;

    半双工:允许数据在两个方向上传输,但某一时刻只允许数据在一个方向上传输,实际上是一种切换方向的单工通信,不需要独立的接收端和发送端,两者可合并为一个端口;

    全双工:通信允许数据在两个方向上同时传输,它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工指可以同时(瞬时)进行信号的双向传输(A→B且B→A)。指A→B的同时B→A,是瞬时同步的。

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  • 数据通信的基本概念

    2021-06-12 23:50:11
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空空如也

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双工通信的特点是什么