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Internet服務端口測試程序的設計與實現

編輯：關於C++

一、程序的實用背景

上網的朋友越來越多，遇到的問題也越來越多，最常見的就是關於域名服務器（DNS）、郵件服務（SMTP）和POP3的配置問題。例如，選用哪一個DNS，202.96.0.133還是202.96.26.243？記不清ISP的郵件服務器和域名服務器的IP地址，202.96.26.243還是245？

另外一個問題就是，我們在下載文件的時候，往往面臨從多個不同主機下載的選擇（象sunsite有數十個鏡像站點）。那麼，選擇哪一個站點進行下載是最快的呢？

筆者為此編寫了一個應用程序，試圖對Internet的常用的網絡通信端口（如Web、Email、FTP等）進行連接測試，獲得服務端口的狀態和響應時間指標，從而為我們更有效的使用Internet提供准確的參考數據。筆者為該程序命名為Tester（測試者），從後面敘述不難發現，Tester還可以作為簡單的Internet系統性能測試工具來使用。

雖然Tester也涉及了其它的編程方法，但就總體而言，Tester屬於Socket應用程序。所以我們先從Socket編程的模型入手，介紹Tester程序的設計與實現。

二、Socket編程模型

Socket是網絡通信的一個端點。我們知道，網絡通信通常指兩台主機或兩個進程，通過網絡傳遞它們之間的數據，這樣的過程可以理解為網絡的一次對話（Session）。網絡對話的每一端就成為網絡通信的端點，即網絡通信實體的最小單位。當使用Socket接口對網絡通信編程時，Socket是網絡通信過程中端點的抽象表示。大多數網絡通信采用客戶/服務器模型，客戶/服務器模型按照端點的工作性質來區分通信雙方的端點。例如，客戶/服務器模型將啟動網絡服務請求的端點視作客戶進程或客戶程序；對客戶請求作出響應的端點是服務器進程或服務器程序。

為了進行網絡通信，程序在網絡的對話的每一端都需要一個Socket，即客戶端的Socket和服務器端的Socket。兩個Socket之間的連接可以是面向連接的也可以是無連接的。雖然從目前看，Socket編程已經不再局限於UNIX系統，但是Socket接口在網絡通信時仍然使用UNIX系統I/O概念，Socket接口模型仍然采用Open-Read-Write-Close方式。Socket編程的包括幾個主要步驟：

1、建立Socket；

2、配置Socket；

3、通過Socket發送數據；

4、通過Socket接收數據；

5、關閉Socket。

三、CSocket編程模型

對於網絡通信編程的初學者來說，直接使用上述的socket模型會感覺困難和復雜。VisualC++的MFC（基礎類庫）提供了一些封裝好的對象可供使用，這些對象的概念相對簡單，編程相對容易。Tester程序就是使用MFC的幾個與socket相關的類來實現的。

在服務器Socket和客戶Socket之間建立通信的過程如下文所述。

1、創建CSocket對象。

2、使用該對象產生SOCKET句柄。

3、如果socket是客戶，調用CAsyncSocket::Connect，連接本地的Socket和服務器Socket；

如果socket是服務器，調用CAsyncSocket::Listen，開始偵聽從客戶端來的訪問請求，如果收到請求，調用CAsyncSocket::Accept進行接收處理。

4、建立CSocketFile對象，並且使該對象與CSocket對象具備一定的聯系；

5、建立CArchive對象，以便實現卸裝（接收）數據和存儲（發送）數據的目的。當然，該CArchive對象應該與前面的CSocketFile對象建立聯系；

6、使用CArchive對象在客戶和服務器socket之間傳遞數據，從而實現服務器socket和客戶機socket之間的通信。值得注意的是，一個給定的CArchive對象只能在單一的方向上傳遞數據：或者接收或者發送。一般情況下，可能需要兩個CArchive對象來實現數據的雙向傳遞。

7、解析archive、socketfile、socket對象。

四、程序的實現

簡單地講，對於程序的實現，筆者主要考慮了三部分的內容：Socket、時鐘以及界面。

Socket（網絡通信實體）

Tester作為一個客戶端的socket通信程序，包括TestSocket（Csocket派生類）、TestSocketFile（CSocketFile派生類）和TestArchiveIn、TestArchiveOut（CArchive派生類）等。這些對象的建立和使用與上述的CSocket編程模型相同。

時鐘（用於測試網絡上Internet服務端口的響應時間）

Tester在Socket連接建立的前後分別調用clock系統函數，從而可以利用二者的相對差別獲得絕對時間參數。clock函數可以獲得某一系統調用過程所耗費的時間。clock函數的返回值是處理器的計時單位次數。Tester的時間單位是毫秒。

...... //其它代碼

clock_tstart=clock(); if(m_pSocket->Connect(lpszAddress,nPort)) { clock_tend=clock(); ...... //其它代碼 } else { clock_tend=clock(); ...... //其它代碼 }

...... //其它程序段

從程序中可以看出，Tester記錄的響應時間，是指處理器在整個網絡通信的連接建立過程中的響應時間。這一結果和網絡狀況、服務器端的響應時間、本地系統的性能均有關系。實際上，網絡用戶在實際應用過程中真正的時間延遲，就是上述各個因素的總和。另外，Tester的響應時間結果是10次測試的平均數。所以，Tester測試的是整個網絡應用的響應時間，是綜合的指標。

界面（與程序使用者進行交互，指令的輸入和結果的輸出）

1、輸入部分

Tester使用了對話框對象：SetupDlg::CDialog，在對話框中，使用Check、Edit等控制件，並且通過這些控制向程序傳遞使用者所指示的測試信息。

2、輸出部分

Tester是單文檔界面（SDI）的應用程序。窗口風格見下面程序段：

......//其它代碼

CEditView::PreCreateWindow(cs);

cs.style=AFX_WS_DEFAULT_VIEW|WS_VSCROLL

|ES_AUTOHSCROLL|ES_AUTOVSCROLL|ES_MULTILINE

|ES_NOHIDESEL|ES_READONLY;

......//其它代碼

利用Tester的菜單功能可以把每次的測試結果存為純文本格式的文件。