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C# 2.0 套接字编程实例初探(转帖)

  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,一旦联接上之后,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,仅发生了一个可以使用的socket描述符,这时还不能进行通讯,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描述符联接起来,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有相同的特点,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返回后建立一个新的进程进行与客户的通讯,父进程则再到accept调用处等待另一个联接。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联接,一旦连接成功返回,就说明已经建立了与服务器的联接,这时就可以通过socket描述符进行读写操作了。
  .netFramework为Socket通信提供了System.Net.Socket命名空间,在这个命名空间里面有以下几个常用的重要类分别是:

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  ·Socket类 这个低层的类用于管理联接,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 容许创建和使用TCP连接
  ·TcpListener类 容许监听传入的TCP连接请求
  ·UdpClient类 用于UDP客户树立联接(UDP是另外一种TCP协议,但没有得到广泛的使用,主要用于本地网络)
  下面我们来看一个基于Socket的双机通讯代码的C#版本
  首先建立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。
  下面的示例语句树立一个 Socket,它可用于在基于 TCP/IP 的网络(如 Internet)上通信。

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

  一旦建立 Socket,在客户端,你将可以通过Connect方法联接到指定的服务器(你可以在Connect方法前Bind端口,就是以指定的端口发起连接,要是不事前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从服务端接受数据;而在服务器端,你需要使用Bind方法绑定所指定的接口使Socket与一个本地完结点相联,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以处理传入的联接请求。使用完 Socket 后,使用 Close 方法关闭 Socket。
  可以看出,以上许多方法包涵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;端口号标志要联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完结点,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 类包涵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 类形成到服务的联接点。

  用到IPEndPoint类的时候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 类包涵电脑在 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。下面的语句建立一个 IPAddress 实例:

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

  须要知道的是: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操纵返回给调用程序。在异步模式中,是按位传输,须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,给以client成功响应。

//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和端口转化为IPEndPoint实例
    Socket c = new Socket(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!This is a socket test";
    byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
    Console.WriteLine("Send Message");
    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("Client Get Message:{0}", recvStr);//显示服务器返回信息
    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);//创建一个Socket类
    s.Bind(ipe);//绑定2000端口
    s.Listen(0);//开始监听
    Console.WriteLine("Wait for connect");
    Socket temp = s.Accept();//为新建联接树立新的Socket。
    Console.WriteLine("Get a connect");
    string recvStr = "";
    byte[] recvBytes = new byte[1024];
    int bytes;
    bytes = temp.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0);//从客户端接收信息
    recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes);
    Console.WriteLine("Server Get Message:{0}",recvStr);//把客户端传来的信息显示出来
    string sendStr = "Ok!Client Send Message Sucessful!";
    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 (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类,System.Net.Socket命名空间还提供了两个抽象高级类TCPClient和UDPClient和用于通讯流处理的NetWorkStream,让我们看下例子
  客户端

TcpClient tcpClient="new" TcpCLient(主机IP,端口号);
NetworkStream ns="tcp".Client.GetStream();

  服务端

TcpListener tcpListener="new" TcpListener(监听端口);
tcpListener.Start();
TcpClient tcpClient="tcpListener".AcceptTcpClient();
NetworkStream ns="tcpClient".GetStream();

  服务端用TcpListener监听,然后把连接的对象实例化为一个TcpClient,调用TcpClient.GetStream()方法,返回网络流实例化为一个NetworlStream流,下面就是用流的方法进行Send,Receive
  要是是UdpClient的话,就直截UdpClient实例化,然后调用UdpClient的Send和Receive方法,需要注意的事,UdpClient没有返回网络流的方法,就是说没有GetStream方法,所以无法流化,而且使用Udp通讯的时候,不要服务器监听。
  现在我们大致了解了.Net Socket通讯的流程,下面我们来作一个稍微复杂点的程序,一个广播式的C/S闲谈程序。
  客户端设计须要一个1个ListBox,用于显示闲谈内容,一个TextBox输入你要说的话,一个Button发送留言,一个Button树立联接。
  点击树立联接的Button后出来一个对话框,提示输入联接服务器的IP,端口,和你的昵称,启动一个接受线程,负责接受从服务器传来的信息并显示在ListBox上面。
  服务器端2个Button,一个启动服务,一个T掉已建立联接的客户端,一个ListBox显示连接上的客户端的Ip和端口。
  比较重要的地方是字符串编码的问题,需要先把须要传送的字符串按照UTF8编码,然后接受的时候再还原成为GB2312,不然中文显示会是乱码。
  还有一个就是接受线程,我这里简单写成一个While(ture)循环,不断判断是否有信息流入,有就接受,并显示在ListBox上,这里有问题,在.Net2.0里面,交错线程修改窗体空间属性的时候会引发一个异常,不可以直接修改,需要定义一个委托来修改。
  当客户端需要断开联接的时候,譬如点击窗体右上角的XX,就须要定义一个this.FormClosing += new System.Windows.Forms.FormClosingEventHandler(this.Closing);(.Net2.0是FormClosing系统事件),在Closing()函数里面,发送Close字符给服务端,服务器判断循环判断所有的联接上的客户端传来的信息,要是是以Close开头,断开与其的连接。看到这里,读者就会问了,如果我在闲谈窗口输入Close是不是也断开联接呢?不是的,在聊天窗口输入的信息传给服务器的时候开端都要加上Ip信息和昵称,所以不会冲突。

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