Internet 服務連接埠測試程式設計與實作

一、實用背景

上網用戶日增，常見問題多集中在 DNS、SMTP、POP3 設定上：該用哪個 DNS（202.96.0.133 還是 202.96.26.243）？ISP 郵件伺服器 IP 記不住（202.96.26.243 或 245）？下載檔案時面臨多鏡像站點選擇（如 Sunsite 數十個鏡像），哪個最快？

筆者開發應用程式 Tester，針對常用網路通訊連接埠（Web、Email、FTP 等）進行連線測試，取得服務狀態與回應時間指標，為有效使用 Internet 提供準確參考資料。Tester 也可作為簡單的 Internet 系統效能測試工具。雖涉及其他程式設計技巧，但總體屬於 Socket 應用程式。

二、Socket 程式設計模型

Socket 是網路通訊的端點。網路通訊指兩主機或兩進程透過網路傳遞資料，可視為一次「會話」。會話每一端即為網路通訊端點（通訊實體最小單位）。使用 Socket 介面程式設計時，Socket 為端點的抽象表示。多數採用客戶/伺服器模型，依端點工作性質區分通訊雙方：發起請求端為客戶端，回應請求端為伺服器端。

通訊雙方各需一個 Socket（客戶端 Socket、伺服器端 Socket），連線可為連線導向或無連線。Socket 介面沿用 UNIX I/O 概念，採 Open-Read-Write-Close 模式。主要步驟：

1. 建立 Socket
2. 設定 Socket
3. 透過 Socket 發送資料
4. 透過 Socket 接收資料
5. 關閉 Socket

三、CSocket 程式設計模型 (MFC)

對初學者，直接使用 Socket 模型較複雜。Visual C++ MFC 提供封裝類別，概念簡單、程式設計容易。Tester 即使用 MFC Socket 相關類別實現。伺服器與客戶 Socket 建立通訊流程：

1. 建立 CSocket 物件。
2. 使用該物件產生 SOCKET 控制代碼。
3. 客戶端：呼叫 CAsyncSocket::Connect 連線；伺服器端：呼叫 CAsyncSocket::Listen 監聽，收到請求呼叫 CAsyncSocket::Accept 接受處理。
4. 建立 CSocketFile 物件並關聯 CSocket 物件。
5. 建立 CArchive 物件實現資料卸裝（接收）與存儲（發送），需與 CSocketFile 關聯。
6. 使用 CArchive 在雙向 Socket 間傳遞資料。單一 CArchive 僅能單向傳遞，通常需兩個實現雙向通訊。
7. 解析 archive、socketfile、socket 物件。

四、程式實作

實作主要考慮三部分：Socket（網路通訊實體）、時鐘（測試回應時間）、介面（使用者互動）。

Socket（網路通訊實體）

Tester 作為客戶端 Socket 程式，包含 TestSocket (CSocket 衍生類)、TestSocketFile (CSocketFile 衍生類)、TestArchiveIn/TestArchiveOut (CArchive 衍生類)。物件建立與使用遵循前述 CSocket 模型。

時鐘（測試回應時間）

Tester 在 Socket 連線建立前後分別呼叫 clock() 系統函數，利用相對差值取得絕對時間參數（毫秒）。clock() 回傳處理器計時單位次數。核心程式碼：

clock_t start = clock();
if (m_pSocket->Connect(lpszAddress, nPort)) {
    clock_t end = clock();
    // 記錄成功連線時間
} else {
    clock_t end = clock();
    // 記錄失敗時間
}

記錄的回應時間包含處理器在整個網路通訊連線建立過程中的耗時，受網路狀況、伺服器回應時間、本地系統效能影響。實際用戶體驗的延遲即為上述因素總和。Tester 採 10 次測試平均值，屬綜合指標。

介面（使用者互動）

輸入部分

使用對話方塊物件 SetupDlg::CDialog，含 Check、Edit 等控制項，透過控制項傳遞使用者指定的測試資訊。

輸出部分

Tester 採單一文件介面 (SDI)。視窗樣式設定：

CEditView::PreCreateWindow(cs);
cs.style = AFX_WS_DEFAULT_VIEW | WS_VSCROLL
         | ES_AUTOHSCROLL | ES_AUTOVSCROLL | ES_MULTILINE
         | ES_NOHIDESEL | ES_READONLY;

利用選單功能可將測試結果儲存為純文字檔。

五、應用範例

Tester 介面直觀、操作簡單：使用者填寫參數設定對話方塊，確認後自動測試並顯示結果，可儲存為文字檔。使用者可自訂服務連接埠測試（如對話方塊未列出的 Gopher），前提是知道目標服務的 Socket 連接埠號。以下為筆者經 2631 撥號上網測試的範例結果：