WinSock/初心者むけの全体像

導入の方法

基本

ウィンドウズのVisual C++などマイクロソフト製プログラミング言語を使ってネットワーク通信プログラミングをするには、Winsockをインクルードしなければならない。

なお、Winsockを使うにも、原則として Visual Studio が必要である。

まず、2020年の時点で、下記のような仕様である（実機で確認）（※ ネットにあるサイトの情報が古いので（2001年くらいのとか平気である）、2020年代の現代では実機で確認の必要がある。）。

2020年代でも、 Visual Studio でWinSockプログラミングを開発できる。

まず、Visual Studio で立ち上げるコード種類を選ぶ際には、Visual Studio の普通のC言語用のコンソールアプリケーションでよい。つまり、よく学校教育とかのC言語の授業の Hello World とかの入門で使う、普通のアレでいい。

MinGWは現状ではソケットと互換性が悪い

ネット上にはMinGWでWinSockコードをコンパイルした事例なども紹介されているが、たとえば

g++ -lwsock32 ファイル名.cpp -lws2_32

などのコマンドが各所のサイトに紹介されているが、しかし2020年現在、IPv6 関連の関数の一種である inet_pton() や inet_ntopなど新しい関数がMinGWは対応しておらず、そのため、それらの関数を用いているコードの場合、Visual Studio コンパイルできたコードがMingWではコンパイルできない。

ちなみに、上記のg++コマンドではリンクオプションの-lを用いており、「-lwsock32」とは「ライブラリ libwsock32 をリンクせよ」という意味。

また、コマンドラインでの -lws2_32 の位置には意味があり、コマンドラインの末尾のリンクするライブラリの指定

通信の全体像

ソケット通信は、Windowsに限らずUnixなどでも一般に、通信の工程が下記のように分類されます。

WSAなんとかという用語は Winsock だけの用語ですが、それ以外のbindやsendなどの用語は、Unixソケット通信でも共通です。


	サーバー側	クライアント側
ソケットの起動と初期化	WSAStartup	WSAStartup
	↓	↓
ソケットにアドレス登録	bind
	↓	↓
クライアントからの通信待ち	listen
	↓	↓
クライアントがサーバに接続	↓ -------------------------	connect
受付可能の状態でサーバ待機	accept -------------------------
	↓	↓
データ送受信	send() / receive() --------------	send() / receive()
	↓	↓
データ送受信の停止	shutdown	shutdown
	↓	↓
通信の切断	closesocket	closesocket
	↓	↓
ソケットの除去	WSACleanup	WSACleanup

コードの概要

基本骨格のコード

Winsockプログラムでの典型的な基本骨格は、下記のようになります。

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

int main(){
	WSADATA wsaData;

	WSAStartup(2, &wsaData);

	WSACleanup();

	return 0;
}

これだけだと、単にWinsockを起動するだけなので、何も通信しないし表示しません。

このコードをもとに、これからコードをどんどん追加していって、必要なコードを加えていくことになります。

さて、Winsockでは、API関数がいくつか提供されている。

たとえば、WSAStartup は、WinSockの初期化のための関数であり、この関数の使い方も既に決まっている。⇒ WSAStartup function (winsock.h)

なお、WSAStartup関数で必要な設定を初期化するために、事前にWSADATA 型の変数のセットアップが必要である。

WSAStartup の1番目の変数の内容は、使用するWinsockのバージョンの指定です。とりあえず「2」を入れておけば、問題ありません（実機で確認ずみ）。

WSAStartup の2番目の変数の内容は、この処理内容を入れるためのWSADATA型変数の指定です。

なのでイメージ的には、まず

WSADATA data;
WSAStartup(バージョン指定,&data)

のように宣言をすることになる。

関数 WSACleanupは、WinSockを終了させるAPI関数です。

導入部の説明

さて、Winsockのコードは、どのコードでも、まず、

#include <winsock2.h>

のようにコードの冒頭で winsock2.h をインクルードする記述が必要になる。もう何年も前からwinsockのバージョンが 2.x なので、2020年代でも引き続き、インクルードするのは winsock2.h で良い。なお、2020年の現時点では、Winsockは普通はバージョン2.2である（実機で確認ずみ）。

また、ライブラリ「ws2_32.lib」も必要なので、下記のように pragma 演算子でライブラリ導入する必要がある。このライブラリを導入しないと（つまり下記のpragma文が無いと）、コンパイルしようとしてビルドボタンを押してもエラーになる。

結局、

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

のように冒頭で宣言することになる（ひとまず、コレだけでも動作が可能である）。

たとえば外部リンクのウィズダムソフトのコード例も、この冒頭の宣言を加えるだけで2020年代でも動作する（実機で確認ずみ）。

なお、2020年の現時点でも、Winsockはバージョン2.2であるので、インクルードするのは <winsock2.h> で良い。

なお、最終的にサーバ側のプログラムでも、クライアント側のプログラムでも、それぞれ <winsock2.h> をインクルードすることになる。