C# .net2.0 套接字編程實(shí)例 UDP TCP通信

         首先從原理上解釋一下采用Socket接口的網(wǎng)絡(luò)通訊，這里以最常用的C/S模式作為范例,，首先,，服務(wù)端有一個(gè)進(jìn)程（或多個(gè)進(jìn)程）在指定的端口等待客戶來 連接，服務(wù)程序等待客戶的連接信息,，一旦連接上之后，就可以按設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)交換方法和格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,?？蛻舳嗽谛枰臅r(shí)刻發(fā)出向服務(wù)端的連接請(qǐng)求。這里為 了便于理解,，提到了一些調(diào)用及其大致的功能,。使用socket調(diào)用后,，僅產(chǎn)生了一個(gè)可以使用的socket描述符，這時(shí)還不能進(jìn)行通信,，還要使用其他的調(diào) 用,，以使得socket所指的結(jié)構(gòu)中使用的信息被填寫完。

　　在使用TCP協(xié)議時(shí),，一般服務(wù)端進(jìn)程先使用socket調(diào)用得到一個(gè)描述符,，然后使用bind調(diào)用將一個(gè)名字 與socket描述符連接起來，對(duì)于Internet域就是將Internet地址聯(lián)編到socket,。之后,，服務(wù)端使用listen調(diào)用指出等待服務(wù)請(qǐng) 求隊(duì)列的長(zhǎng)度。然后就可以使用accept調(diào)用等待客戶端發(fā)起連接,，一般是阻塞等待連接,，一旦有客戶端發(fā)出連接，accept返回客戶的地址信息,，并返回 一個(gè)新的socket描述符,，該描述符與原先的socket有相同的特性，這時(shí)服務(wù)端就可以使用這個(gè)新的socket進(jìn)行讀寫操作了,。一般服務(wù)端可能在 accept返回后創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程進(jìn)行與客戶的通信,，父進(jìn)程則再到accept調(diào)用處等待另一個(gè)連接?？蛻舳诉M(jìn)程一般先使用socket調(diào)用得到一個(gè) socket描述符,，然后使用connect向指定的服務(wù)器上的指定端口發(fā)起連接，一旦連接成功返回,，就說明已經(jīng)建立了與服務(wù)器的連接,，這時(shí)就可以通過 socket描述符進(jìn)行讀寫操作了。

　　.NetFrameWork為Socket通訊提供了System.Net.Socket命名空間,，在這個(gè)命名空間里面有以下幾個(gè)常用的重要類分別是:

　　·Socket類這個(gè)低層的類用于管理連接,，WebRequest，TcpClient和UdpClient在內(nèi)部使用這個(gè)類,。

　　·NetworkStream類這個(gè)類是從Stream派生出來的,，它表示來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流

　　·TcpClient類允許創(chuàng)建和使用TCP連接

　　·TcpListener類允許監(jiān)聽傳入的TCP連接請(qǐng)求

　　·UdpClient類用于UDP客戶創(chuàng)建連接(UDP是另外一種TCP協(xié)議，但沒有得到廣泛的使用,，主要用于本地網(wǎng)絡(luò))

　　下面我們來看一個(gè)基于Socket的雙機(jī)通信代碼的C#版本

　　首先創(chuàng)建Socket對(duì)象的實(shí)例,，這可以通過Socket類的構(gòu)造方法來實(shí)現(xiàn)：

public Socket(AddressFamily addressFamily,SocketType socketType,ProtocolType protocolType);

　　其中，addressFamily 參數(shù)指定 Socket 使用的尋址方案,，socketType 參數(shù)指定 Socket 的類型,，protocolType 參數(shù)指定 Socket 使用的協(xié)議。

　　下面的示例語句創(chuàng)建一個(gè) Socket,，它可用于在基于 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)（如 Internet）上通訊,。

Socket temp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

　　若要使用 UDP 而不是 TCP,，需要更改協(xié)議類型，如下面的示例所示：

Socket temp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

　　一旦創(chuàng)建 Socket,，在客戶端,，你將可以通過Connect方法連接到指定的服務(wù)器（你可以在Connect方法前Bind端口，就是以指定的端口發(fā)起連接,，如 果不事先Bind端口號(hào)的話,，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)在1024到5000隨機(jī)綁定一個(gè)端口號(hào)），并通過Send方法向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù),，而后可以通過 Receive從服務(wù)端接收數(shù)據(jù),；而在服務(wù)器端，你需要使用Bind方法綁定所指定的接口使Socket與一個(gè)本地終結(jié)點(diǎn)相聯(lián),，并通過Listen方法偵 聽該接口上的請(qǐng)求,，當(dāng)偵聽到用戶端的連接時(shí)，調(diào)用Accept完成連接的操作,，創(chuàng)建新的Socket以處理傳入的連接請(qǐng)求,。使用完 Socket 后，使用 Close 方法關(guān)閉 Socket,。

　　可以看出,，以上許多方法包含EndPoint類型的參數(shù)，在Internet中,，TCP/IP 使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址和一個(gè)服務(wù)端口號(hào)來唯一標(biāo)識(shí)設(shè)備,。網(wǎng)絡(luò)地址標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上的特定設(shè)備；端口號(hào)標(biāo)識(shí)要連接到的該設(shè)備上的特定服務(wù),。網(wǎng)絡(luò)地址和服務(wù)端口的組合稱 為終結(jié)點(diǎn),，在 .NET 框架中正是由 EndPoint 類表示這個(gè)終結(jié)點(diǎn)，它提供表示網(wǎng)絡(luò)資源或服務(wù)的抽象,，用以標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)地址等信息,。.Net同時(shí)也為每個(gè)受支持的地址族定義了 EndPoint 的子代；對(duì)于 IP 地址族,，該類為 IPEndPoint,。IPEndPoint 類包含應(yīng)用程序連接到主機(jī)上的服務(wù)所需的主機(jī)和端口信息，通過組合服務(wù)的主機(jī)IP地址和端口號(hào),，IPEndPoint 類形成到服務(wù)的連接點(diǎn),。

　　用到IPEndPoint類的時(shí)候就不可避免地涉及到計(jì)算機(jī)IP地址，System.Net命名空間中有兩種類可以得到IP地址實(shí)例：

　　·IPAddress類：IPAddress 類包含計(jì)算機(jī)在 IP 網(wǎng)絡(luò)上的地址,。其Parse方法可將 IP 地址字符串轉(zhuǎn)換為 IPAddress 實(shí)例,。下面的語句創(chuàng)建一個(gè) IPAddress 實(shí)例：

IPAddress myIP = IPAddress.Parse("192.168.0.1");

　　需要知道的是：Socket 類支持兩種基本模式：同步和異步。其區(qū)別在于：在同步模式中,，按塊傳輸,，對(duì)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)操作的函數(shù)（如 Send 和 Receive）的調(diào)用一直等到所有內(nèi)容傳送操作完成后才將控制返回給調(diào)用程序。在異步模式中,，是按位傳輸,，需要指定發(fā)送的開始和結(jié)束。同步模式是最常用 的模式,，我們這里的例子也是使用同步模式,。

　　下面看一個(gè)完整的例子，client向server發(fā)送一段測(cè)試字符串,，server接收并顯示出來,，給予client成功響應(yīng)。

//client端
using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace socketsample
{
class Class1
{
static void Main()
{
try
{
int port = 2000;
string host = "127.0.0.1";
IPAddress ip = IPAddress.Parse(host);
IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port);//把ip和端口轉(zhuǎn)化為IPEndPoint實(shí)例
Socket c = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);//創(chuàng)建一個(gè)Socket
Console.WriteLine("Conneting...");
c.Connect(ipe);//連接到服務(wù)器
string sendStr = "hello!This is a socket test";
byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
Console.WriteLine("Send Message");
c.Send(bs, bs.Length, 0);//發(fā)送測(cè)試信息
string recvStr = "";
byte[] recvBytes = new byte[1024];
int bytes;
bytes = c.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0);//從服務(wù)器端接受返回信息
recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes);
Console.WriteLine("Client Get Message:{0}", recvStr);//顯示服務(wù)器返回信息
c.Close();
}
catch (ArgumentNullException e)
{
Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e);
}
catch (SocketException e)
{
Console.WriteLine("SocketException: {0}", e);
}
Console.WriteLine("Press Enter to Exit");
Console.ReadLine();
}
}
}
//server端
using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace Project1
{
class Class2
{
static void Main()
{
try
{
int port = 2000;
string host = "127.0.0.1";
IPAddress ip = IPAddress.Parse(host);
IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port);
Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);//創(chuàng)建一個(gè)Socket類
s.Bind(ipe);//綁定2000端口
s.Listen(0);//開始監(jiān)聽
Console.WriteLine("Wait for connect");
Socket temp = s.Accept();//為新建連接創(chuàng)建新的Socket,。
Console.WriteLine("Get a connect");
string recvStr = "";
byte[] recvBytes = new byte[1024];
int bytes;
bytes = temp.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0);//從客戶端接受信息
recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes);
Console.WriteLine("Server Get Message:{0}",recvStr);//把客戶端傳來的信息顯示出來
string sendStr = "Ok!Client Send Message Sucessful!";
byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
temp.Send(bs, bs.Length, 0);//返回客戶端成功信息
temp.Close();
s.Close();
}
catch (ArgumentNullException e)
{
Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e);
}
catch (SocketException e)
{
Console.WriteLine("SocketException: {0}", e);
}
Console.WriteLine("Press Enter to Exit");
Console.ReadLine();
}
}
}

　　上面的例子是用的Socket類,，System.Net.Socket命名空間還提供了兩個(gè)抽象高級(jí)類TCPClient和UDPClient和用于通訊流處理的NetWorkStream,讓我們看下例子

　　客戶端

TcpClient tcpClient=new TcpCLient(主機(jī)IP,端口號(hào));
NetworkStream ns=tcp.Client.GetStream();

　　服務(wù)端

TcpListener tcpListener=new TcpListener(監(jiān)聽端口);
tcpListener.Start();
TcpClient tcpClient=tcpListener.AcceptTcpClient();
NetworkStream ns=tcpClient.GetStream();

　　服務(wù)端用TcpListener監(jiān)聽,然后把連接的對(duì)象實(shí)例化為一個(gè)TcpClient,調(diào)用TcpClient.GetStream()方法,返回網(wǎng)絡(luò)流實(shí)例化為一個(gè)NetworlStream流,下面就是用流的方法進(jìn)行Send,Receive

　　如果是UdpClient的話,就直接UdpClient實(shí)例化,然后調(diào)用UdpClient的Send和 Receive方法,需要注意的事,UdpClient沒有返回網(wǎng)絡(luò)流的方法,就是說沒有GetStream方法,所以無法流化,而且使用Udp通信的時(shí) 候,不要服務(wù)器監(jiān)聽。

　　現(xiàn)在我們大致了解了.Net Socket通信的流程,，下面我們來作一個(gè)稍微復(fù)雜點(diǎn)的程序,，一個(gè)廣播式的C/S聊天程序。

客戶端設(shè)計(jì)需要一個(gè)1個(gè)ListBox,，用于顯示聊天內(nèi)容,，一個(gè)TextBox輸入你要說的話，一個(gè)Button發(fā)送留言,，一個(gè)Button建立連接,。

　　點(diǎn)擊建立連接的Button后出來一個(gè)對(duì)話框，提示輸入連接服務(wù)器的IP,，端口,，和你的昵稱，啟動(dòng)一個(gè)接受線程,，負(fù)責(zé)接受從服務(wù)器傳來的信息并顯示在ListBox上面,。

　　服務(wù)器端2個(gè)Button，一個(gè)啟動(dòng)服務(wù),，一個(gè)T掉已建立連接的客戶端,，一個(gè)ListBox顯示連接上的客戶端的Ip和端口。

　　比較重要的地方是字符串編碼的問題,，需要先把需要傳送的字符串按照UTF8編碼,，然后接受的時(shí)候再還原成為GB2312，不然中文顯示會(huì)是亂碼,。

　　還有一個(gè)就是接收線程,，我這里簡(jiǎn)單寫成一個(gè)While(ture)循環(huán)，不斷判斷是否有信息流入,，有就接收,，并顯示在ListBox上,，這里有問題，在.Net2.0里面,，交錯(cuò)線程修改窗體空間屬性的時(shí)候會(huì)引發(fā)一個(gè)異常,，不可以直接修改，需要定義一個(gè)委托來修改,。

　　當(dāng)客戶端需要斷開連接的時(shí)候,，比如點(diǎn)擊窗體右上角的XX，就需要定義一個(gè)this.FormClosing += new System.Windows.Forms.FormClosingEventHandler(this.Closing);（.Net2.0是 FormClosing系統(tǒng)事件）,，在Closing()函數(shù)里面,，發(fā)送Close字符給服務(wù)端，服務(wù)器判斷循環(huán)判斷所有的連接上的客戶端傳來的信息,，如 果是以Close開頭,，斷開與其的連接?？吹竭@里,，讀者就會(huì)問了，如果我在聊天窗口輸入Close是不是也斷開連接呢,？不是的,，在聊天窗口輸入的信息傳給 服務(wù)器的時(shí)候開頭都要加上Ip信息和昵稱，所以不會(huì)沖突,。