C# Socket网络编程学习(1-->3)

C# Socket网络编程学习(1-->3)
2010年05月03日
　　C# Socket网络编程学习(1)
　　在讲Socket编程前，我们先来看一下几个最常用的类和方法，相信这些东西能让你事半功倍。
　　一、IP地址操作类
　　1、IPAddress类
　　a、在该类中有一个 Parse()方法，可以把点分的十进制IP表示转化成IPAddress类，方法如下：
　　IPAddress address = IPAddress.Parse(“192.168.0.1”);   b、IPAddress提供4个只读字段
　　Any   用于代表本地系统可用的任何IP地址
　　Broadcase 用于代表本地网络的IP广播地址
　　Loopback 用于代表系统的回送地址   
　　None 用于代表系统上没有网络接口
　　其中IPAddress.Any最常用可以用来表示本机上所有的IP地址，这对于socket服务进行侦听时，最方便使用，不用对每个IP进行侦听了。而IPAddress.Broadcase可用来UDP的IP广播，这些具体讲socket时再详细介绍。
　　2、IPEndPoint类           
　　我们可以通过二种构造方法来创建IPEndPoint类：
　　a、IPEndPoint(long address, int port)
　　b、IPEndPoint(IPAddress address, int port)
　　四个属性：   
　　Address
　　AddressFamily
　　Port
　　MaxPort
　　MinPort
　　这些应该从名字上就很好理解，不再一一介绍。IPEndPoint其实就是一个IP地址和端口的绑定，可以代表一个服务，用来Socket通讯。
　　二、DNS相关类
　　DNS类有四个静态方法，来获取主机DNS相关信息，
　　1、GetHostName()
　　通过Dns.GetHostName()可以获得本地计算机的主机名
　　2、GetHostByName()
　　根据主机名称，返回一个IPHostEntry 对象：
　　IPHostEntry GetHostByName(string hostName)
　　其中IPHostEntry把一个DNS主机名与一个别名和IP地址的数组相关联，包含三个属性：
　　AddressList：一个IPAddress对象的数组
　　Aliases：一个字符串对象数组
　　HostName：一个用于主机名的字符串对象
　　3、GetHostByAddress()
　　类似于GetHostByName()，只不过这里的参数是IP地址，而不是主机名，也返回一个IPHostEntry对象。
　　IPHostEntry GetHostByAddress(IPAddress address)
　　IPHostEntry GetHostByAddress(string address)
　　4、Resolve()
　　当我们不知道输入的远程主机的地址是哪种格式时（主机名或IP地址），用以上的二种方法来实现，我们可能还要通过判断客户 输入的格式，才能正确使用，但Dns类提供一更简单的方法Resolve()，该方法可以接受或者是主机名格式或者是IP地址格式的任何一种地址，并返回 IPHostEntry对象。
　　C# Socket网络编程学习(2) - 面向连接的Socket
　　在上一篇中，我列了一些常用的方法，可以说这些方法是一些辅助性的方法，对于分析网络中的主机属性非常有用。在这篇中，我将会介绍一下面向连接（TCP）socket编程，其中辅以实例，代码可供下载。
　　对于TCP的Socket编程，主要分二部分：
　　一、服务端Socket侦听：
　　服务端Socket侦听主要分以下几个步骤，按照以下几个步骤我们可以很方便的建立起一个Socket侦听服务，来侦听尝试连接到该服务器的客户Socket，从而建立起连接进行相关通讯。
　　1、创建IPEndPoint实例，用于Socket侦听时绑定
　　1IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 6001);
　　2、创建套接字实例
　　1//创建一个套接字
　　2            serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); 
　　这里创建的时候用ProtocolType.Tcp，表示建立一个面向连接(TCP)的Socket。
　　3、将所创建的套接字与IPEndPoint绑定
　　1 //将所创建的套接字与IPEndPoint绑定
　　2            serverSocket.Bind(ipep);
　　4、设置套接字为收听模式
　　1//设置套接字为收听模式
　　2            serverSocket.Listen(10);
　　以上这四步，我们已经建立了Socket的侦听模式，下面我们就来设置怎么样来获取客户Socket连接的实例，以及连接后的信息发送。
　　5、在套接字上接收接入的连接
　　1while (true)
　　2            {
　　3                try
　　4                {
　　5                    //在套接字上接收接入的连接
　　6                    clientSocket = serverSocket.Accept();
　　7                    clientThread = new Thread(new ThreadStart(ReceiveData));
　　8                    clientThread.Start();
　　9                }
　　10                catch (Exception ex)
　　11                {
　　12                    MessageBox.Show("listening Error: " + ex.Message);
　　13                }
　　14            }
　　通过serverSocket.Accept()来接收客户Socket的连接请求，在这里用循环可以实现该线程实时侦听，而不是只 侦听一次。当程序运行serverSocket.Accept()时，会等待，直到有客户端Socket发起连接请求时，获取该客户Socket，如上面 的clientSocket。在这里我用多线程来实现与多个客户端Socket的连接和通信，一旦接收到一个连接后，就新建一个线程，执行 ReceiveData功能来实现信息的发送和接收。
　　6、 在套接字上接收客户端发送的信息和发送信息
　　1private void ReceiveData()
　　2        {
　　3            bool keepalive = true;
　　4            Socket s = clientSocket;
　　5            Byte[] buffer = new Byte[1024];
　　6
　　7            //根据收听到的客户端套接字向客户端发送信息
　　8            IPEndPoint clientep = (IPEndPoint)s.RemoteEndPoint;
　　9            lstServer.Items.Add("Client：" + clientep.Address + "("+clientep.Port+")");
　　10            string welcome = "Welcome to my test sever ";
　　11            byte[] data = new byte[1024];
　　12            data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
　　13            s.Send(data, data.Length, SocketFlags.None);
　　14
　　15            while (keepalive)
　　16            {
　　17                //在套接字上接收客户端发送的信息
　　18                int bufLen = 0;
　　19                try
　　20                {
　　21                    bufLen = s.Available;
　　22
　　23                    s.Receive(buffer, 0, bufLen, SocketFlags.None);
　　24                    if (bufLen == 0)
　　25                        continue;
　　26                }
　　27                catch (Exception ex)
　　28                {
　　29                    MessageBox.Show("Receive Error:" + ex.Message);
　　30                    return;
　　31                }
　　32                clientep = (IPEndPoint)s.RemoteEndPoint;
　　33                string clientcommand = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(buffer).Substring(0, bufLen);
　　34
　　35                lstServer.Items.Add(clientcommand + "("+clientep.Address + ":"+clientep.Port+")");
　　36
　　37            }
　　38           
　　39        }
　　通过IPEndPoint clientep = (IPEndPoint)s.RemoteEndPoint;我们可以获取连接上的远程主机的端口和IP地址，如果想查询该主机的其它属性如主机名等，可 用于上一篇讲的Dns.GetHostByAddress(string ipAddress)来返回一个IPHostEntry对象，就可以得到。另外我们要注意的是，通过Socket发送信息，必须要先把发送的信息转化成二 进字进行传输，收到信息后也要把收到的二进字信息转化成字符形式，这里可以通过Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);和 Encoding.ASCII.GetString(buffer).Substring(0, bufLen);来实现。
　　以上就是服务端Socket侦听模式的实现，只要有远程客户端Socket连接上后，就可以轻松的发送信息和接收信息了。下面我们来看看客户端Socket是怎么连接上服务器的。
　　二、客户端连接
　　客户端Socket连接相对来说比较简单了，另外说明一下，在执行客户端连接前，服务端Socket侦听必须先启动，不然会提示服务器拒绝连接的信息。
　　1、创建IPEndPoint实例和套接字
　　1 //创建一个套接字
　　2            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 6001);
　　3            clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
　　这个跟服务端Socket侦听差不多，下面一步由服务端Socket的侦听模式变成连接模式。
　　2、将套接字连接到远程服务器
　　1//将套接字与远程服务器地址相连
　　2            try
　　3            {
　　4                clientSocket.Connect(ipep);
　　5            }
　　6            catch (SocketException ex)
　　7            {
　　8                MessageBox.Show("connect error: " + ex.Message);
　　9                return;
　　10            }
　　前面已说明，如果在执行Socket连接时，服务器的Socket侦听没有开启的话，会产生一个SocketException异常，如果没有异常发生，那恭喜你，你已经与服务器连接上了，接下来就可以跟服务器通信了。 
　　3、接收信息
　　1while (true)
　　2            {
　　3                //接收服务器信息
　　4                int bufLen = 0;
　　5                try
　　6                {
　　7                    bufLen = clientSocket.Available;
　　8
　　9                    clientSocket.Receive(data, 0, bufLen, SocketFlags.None);
　　10                    if (bufLen == 0)
　　11                    {
　　12                        continue;
　　13                    }
　　14                }
　　15                catch (Exception ex)
　　16                {
　　17                    MessageBox.Show("Receive Error:" + ex.Message);
　　18                    return;
　　19                }
　　20
　　21                string clientcommand = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(data).Substring(0, bufLen);
　　22
　　23                lstClient.Items.Add(clientcommand);
　　24
　　25            }
　　4、发送信息
　　1//向服务器发送信息
　　2         
　　3            byte[] data = new byte[1024];
　　4            data = Encoding.ASCII.GetBytes(txtClient.Text);
　　5            clientSocket.Send(data, data.Length, SocketFlags.None);
　　客户端的发送信息和接收信息跟服务器的接收发送是一样的，只不过一个是侦听模式而另一个是连接模式。
　　以下是程序的运行界面，这些在源码下载里都可以看到：
　　1、服务端界面：
　　2、客户端界面：
　　好 了，关于面向连接的Socket就讲到这里了，以实例为主，希望对那些派得上用场的朋友能够看得明白。另外提一下，这里服务端开启侦听服务、客户端连接服 务端都采用线程方式来实现，这样服务端能够跟多个客户端同时通信，不用等候，当然还有另外一种方式可以实现那就是异步socket，关于这些可以搜索本站上的相关文章，已经有好多了。
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　　C# Socket网络编程学习(3) - 利用套接字助手类
　　在上一篇中已经介绍了利用Socket建立服务端和客户端进行通信，如果需要的朋友可访问《C# Socket网络编程学习(2) - 面向连接的Socket》。在本篇中，将利用C＃套接字的助手类来简化Socket编程，使得刚刚接触到网络编程的朋友们更容易上手。
　　跟上篇一样，通过C＃套接字的助手类来编程同样分服务端和客户端。
　　一、服务端侦听模式
　　1、创建套接字与IPEndPoint绑定，并设置为侦听模式。
　　1//创建IPEndPoint实例
　　2            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 6001);
　　3            /**//*
　　4            //创建一个套接字
　　5            serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
　　6            //将所创建的套接字与IPEndPoint绑定
　　7            serverSocket.Bind(ipep);
　　8            //设置套接字为收听模式
　　9            serverSocket.Listen(10);
　　10            */
　　11            serverTcp = new TcpListener(ipep);
　　12            serverTcp.Start();
　　其中注释掉的部分是利用Socket来创建侦听，这里我们可以看到用套接字助手类只通过二行就可以建立起侦听，而且如果要更方便一些，可以不指定IPEndPoint，单单指定端口就可以了，如：   
　　1serverTcp = new TcpListener(6001);
　　2            serverTcp.Start();
　　2、侦听并获取接入的客户Socket连接
　　1while (true)
　　2            {
　　3                try
　　4                {
　　5                    //在套接字上接收接入的连接
　　6                    //clientSocket = serverSocket.Accept();
　　7                    clientTcp = serverTcp.AcceptTcpClient();
　　8                    clientThread = new Thread(new ThreadStart(ReceiveData));
　　9                    clientThread.Start();
　　10                }
　　11                catch (Exception ex)
　　12                {
　　13                    MessageBox.Show("listening Error: " + ex.Message);
　　14                }
　　15            }
　　在这里用clientTcp = serverTcp.AcceptTcpClient();来接收连接的TcpClient对象，我们了可以通过
　　1clientSocket = serverTcp.AcceptSocket();
　　来接收一个Socket对象，如果接收的是一个Socket对象，那么接下来的接收和发送信息跟上篇一样，如果接收的是TcpClient对象，那么我们来看一下如何来接收和发送信息：
　　3 、接收和发送信息
　　1private void ReceiveData()
　　2        {
　　3            bool keepalive = true;
　　4            TcpClient s = clientTcp;
　　5            NetworkStream ns = s.GetStream();
　　6            Byte[] buffer = new Byte[1024];
　　7
　　8            //根据收听到的客户端套接字向客户端发送信息
　　9            IPEndPoint clientep = (IPEndPoint)s.Client.RemoteEndPoint;
　　10            lstServer.Items.Add("Client：" + clientep.Address + "("+clientep.Port+")");
　　11            string welcome = "Welcome to my test sever ";
　　12            byte[] data = new byte[1024];
　　13            data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
　　14            //s.Send(data, data.Length, SocketFlags.None);
　　15            ns.Write(data,0, data.Length);
　　16
　　17            while (keepalive)
　　18            {
　　19                //在套接字上接收客户端发送的信息
　　20                int bufLen = 0;
　　21                try
　　22                {
　　23                    bufLen = s.Available;
　　24                    //s.Receive(buffer, 0, bufLen, SocketFlags.None);
　　25                    ns.Read(buffer, 0, bufLen);
　　26                    if (bufLen == 0)
　　27                        continue;
　　28                }
　　29                catch (Exception ex)
　　30                {
　　31                    MessageBox.Show("Receive Error:" + ex.Message);
　　32                    return;
　　33                }
　　34                clientep = (IPEndPoint)s.Client.RemoteEndPoint;
　　35                string clientcommand = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(buffer).Substring(0, bufLen);
　　36
　　37                lstServer.Items.Add(clientcommand + "("+clientep.Address + ":"+clientep.Port+")");
　　38
　　39            }
　　40           
　　41        }
　　通过NetworkStream ns = s.GetStream();可以获取网络流对象，以此来发送和接收信息。
　　二、客户端连接
　　1、创建套接字并连接到服务器
　　1 //创建一个套接字
　　2            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 6001);
　　3            //clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
　　4            clientTcp = new TcpClient();
　　5
　　6            //将套接字与远程服务器地址相连
　　7            try
　　8            {
　　9                //clientSocket.Connect(ipep);
　　10                clientTcp.Connect(ipep);
　　11            }
　　12            catch (SocketException ex)
　　13            {
　　14                MessageBox.Show("connect error: " + ex.Message);
　　15                return;
　　16            }
　　2、接收服务器发送的信息
　　1ns = clientTcp.GetStream();
　　2            while (true)
　　3            {
　　4                //接收服务器信息
　　5                int bufLen = 0;
　　6                try
　　7                {
　　8                    //bufLen = clientSocket.Available;
　　9                    bufLen = clientTcp.Available;
　　10
　　11                    //clientSocket.Receive(data, 0, bufLen, SocketFlags.None);
　　12                    ns.Read(data, 0, bufLen);
　　13                    if (bufLen == 0)
　　14                    {
　　15                        continue;
　　16                    }
　　17                }
　　18                catch (Exception ex)
　　19                {
　　20                    MessageBox.Show("Receive Error:" + ex.Message);
　　21                    return;
　　22                }
　　23
　　24                string clientcommand = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(data).Substring(0, bufLen);
　　25
　　26                lstClient.Items.Add(clientcommand);
　　27
　　28            }
　　同服务端，通过ns = clientTcp.GetStream();获取网络流来读取服务端发过来的信息。
　　3、向服务端发送信息
　　1//向服务器发送信息
　　2         
　　3            byte[] data = new byte[1024];
　　4            data = Encoding.ASCII.GetBytes(txtClient.Text);
　　5            //clientSocket.Send(data, data.Length, SocketFlags.None);
　　6            ns.Write(data, 0, data.Length);
　　到这里，我们就可以实现客户端与服务端的连接和通讯了。一些方法跟上一篇提到的类似，这里就不再详述。
　　接下来，我会讲一下关于Socket发送的消息边界处理问题、发送实体类数据问题以及利用线程池来改善线程创建和分配问题。