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[转]基于C#的Socket简单通讯

2012年03月12日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4828字 ⁄ 字号 评论关闭
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首先从原理上解释一下采用Socket接口的网络通讯,这里以最常用的C/S模式作为范例,首先,服务端有一个进程(或多个进程)在指定的端口等待客户来连接,服务程序等待客户的连接信息,一旦连接上之后,就可以按设计的数据交换方法和格式进行数据传输。客户端在需要的时刻发出向服务端的连接请求。这里为了便于理解,提到了一些调用及其大致的功能。使用socket调用后,仅产生了一个可以使用的socket描述符,这时还不能进行通信,还要使用其他的调用,以使得socket所指的结构中使用的信息被填写完。

在使用TCP协议时,一般服务端进程先使用socket调用得到一个描述符,然后使用bind调用将一个名字与socket描述符连接起来,对于Internet域就是将Internet地址联编到socket。之后,服务端使用listen调用指出等待服务请求队列的长度。然后就可以使用accept调用等待客户端发起连接,一般是阻塞等待连接,一旦有客户端发出连接,accept返回客户的地址信息,并返回一个新的socket描述符,该描述符与原先的socket有相同的特性,这时服务端就可以使用这个新的socket进行读写操作了。一般服务端可能在accept返回后创建一个新的进程进行与客户的通信,父进程则再到accept调用处等待另一个连接。客户端进程一般先使用socket调用得到一个socket描述符,然后使用connect向指定的服务器上的指定端口发起连接,一旦连接成功返回,就说明已经建立了与服务器的连接,这时就可以通过socket描述符进行读写操作了。

NetFrameWork为Socket通讯提供了System.Net.Socket命名空间,在这个命名空间有以下几个常用重要类分别是:

 

  • ·Socket类这个低层的类用于管理连接,WebRequest,TcpClient和UdpClient在内部使用这个类。
  • ·NetworkStream类这个类是从Stream派生出来的,它表示来自网络的数据流
  • ·TcpClient类允许创建和使用TCP连接
  • ·TcpListener类允许监听传入的TCP连接请求
  • ·UdpClient类用于UDP客户创建连接(UDP是另外一种TCP协议,但没有得到广泛使用,主要用于本地网络)

下面我们来看一个基于Socket的双机通信代码的C#版本

首先创建Socket对象的实例,这可以通过Socket类的构造方法来实现:

public Socket(AddressFamily addressFamily,SocketType socketType,ProtocolType protocolType);
其中,addressFamily参数指定Socket使用的寻址方案,socketType参数指定Socket的类型,protocolType参数指定Socket使用的协议。下面示例语句创建一个Socket,它可用于在基于TCP/IP的网络(如Internet)上通讯。
Socket temp=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

若要使用UDP而不是TCP,需要更改协议类型,如下面的示例所示:
Socket temp=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Dgram,ProtocolType.Udp);

一旦创建Socket,在客户端,你将可以通过Connect方法连接到指定的服务器(你可以在Connect方法前Bind端口,就是以指定的端口发起连接,如果不事先Bind端口号的话,系统会默认在1024到5000随机绑定一个端口号),并通过Send方法向远程服务器发送数据,而后可以通过Receive从服务端接收数据;而在服务器端,你需要使用Bind方法绑定所指定的接口使Socket与一个本地终结点相联,并通过Listen方法侦听该接口上的请求,当侦听到用户端的连接时,调用Accept完成连接的操作,创建新的Socket以处理传入的连接请求。使用完Socket后,使用Close方法关闭Socket。

可以看出,以上许多方法包含EndPoint类型的参数,在Internet中,TCP/IP使用一个网络地址和一个服务端口号来唯一标识设备。网络地址标识网络上的特定设备;端口号标识要连接到的该设备上的特定服务。网络地址和服务端口的组合称为终结点,在.NET框架中正是由EndPoint类表示这个终结点,它提供表示网络资源或服务的抽象,用以标志网络地址等信息。.Net同时也为每个受支持的地址族定义了EndPoint的子代;对于IP地址族,该类为IPEndPoint。IPEndPoint 类包含应用程序连接到主机上的服务所需的主机和端口信息,通过组合服务的主机IP地址和端口号,IPEndPoint类形成到服务的连接点。

用到IPEndPoint类时就不可避免地涉及到计算机IP地址,System.Net命名空间中有两种类可以得到IP地址实例:
·IPAddress类:IPAddress类包含计算机在IP网络上的地址。其Parse方法可将IP地址字符串转换为IPAddress实例。下面的语句创建一个IPAddress实例:
IPAddress myIP=IPAddress.Parse("192.168.0.1");

需要知道的是:Socket类支持两种基本模式:同步和异步。其区别在于:在同步模式中,按块传输,对执行网络操作的函数(如Send和 Receive)的调用一直等到所有内容传送操作完成后才将控制返回给调用程序。在异步模式中,是按位传输,需要指定发送的开始和结束。同步模式是最常用的模式,我们这里的例子也是使用同步模式。

下面看一个完整的例子,client向server发送一段测试字符串,server接收并显示出来,给予client成功响应。

//client端

usingSystem;
usingSystem.Text;
usingSystem.IO;
usingSystem.Net;
usingSystem.Net.Sockets;
namespacesocketsample
{
   classClass1
  {
      staticvoidMain()
   {
    try
    {
     int port=2000;
     string host="127.0.0.1";
     IPAddress ip=IPAddress.Parse(host);
     IPEndPoint ipe=newIPEndPoint(ip,port);//把ip和端口转化为IPEndPoint实例
     Socket c=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
         //创建一个Socket
     Console.WriteLine("Conneting...");
     c.Connect(ipe);//连接到服务器
     string sendStr="hello!Thisisasockettest";
     byte[] bs=Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
     Console.WriteLine("SendMessage");
     c.Send(bs,bs.Length,0);//发送测试信息
     string recvStr="";
     byte[] recvBytes=new byte[1024];
     int bytes;
     bytes=c.Receive(recvBytes,recvBytes.Length,0);//从服务器端接受返回信息
     recvStr+=Encoding.ASCII.GetString(recvBytes,0,bytes);
     Console.WriteLine("ClientGetMessage:{0}",recvStr);//显示服务器返回信息
     c.Close();
    }
    catch(ArgumentNullExceptione)
    {
     Console.WriteLine("ArgumentNullException:{0}",e);
    }
    catch(SocketExceptione)
    {
     Console.WriteLine("SocketException:{0}",e);
    }
    Console.WriteLine("PressEntertoExit");
    Console.ReadLine();
   }
  }

}

//server端

using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespaceProject1
{
  classClass2
  {
   staticvoidMain()
   {
    try
    {
     int port=2000;
     string host="127.0.0.1";
     IPAddress ip=IPAddress.Parse(host);
     IPEndPoint ipe=newIPEndPoint(ip,port);
     Socket s=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
         //创建一个Socket类
     s.Bind(ipe);//绑定2000端口
     s.Listen(0);//开始监听
     Console.WriteLine("Waitforconnect");
     Socket temp=s.Accept();//为新建连接创建新的Socket。
     Console.WriteLine("Getaconnect");
     string recvStr="";
     byte[] recvBytes=newbyte[1024];
     int bytes;
     bytes=temp.Receive(recvBytes,recvBytes.Length,0);//从客户端接受信息
     recvStr+=Encoding.ASCII.GetString(recvBytes,0,bytes);
     Console.WriteLine("ServerGetMessage:{0}",recvStr);//把客户端传来的信息显示出来
     stringsendStr="Ok!ClientSendMessageSucessful!";
     byte[]bs=Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
     temp.Send(bs,bs.Length,0);//返回客户端成功信息
     temp.Close();
     s.Close();
    }
    catch(ArgumentNullExceptione)
    {
     Console.WriteLine("ArgumentNullException:{0}",e);
    }
    catch(SocketExceptione)
    {
     Console.WriteLine("SocketException:{0}",e);
    }
    Console.WriteLine("PressEntertoExit");
    Console.ReadLine();
   }
  }
}

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