TCP/IP协议学习(五) 基于C# Socket的C/S模型

　　TCP/IP协议作为现代网络通讯的基石，内容包罗万象，直接去理解理论是比较困难的；然而通过实践先理解网络通讯的理解，在反过来理解学习TCP/IP协议栈就相对简单很多。C#通过提供的Socket API实现了对TCP/IP协议栈的封装，让实现C/S模型变得更加简单，对于入门TCP/IP协议学习十分有帮助。

　　　Socket通讯实现参考标准的流程如图所示，

·

　　服务器工作：

　　1.创建Socket套接字，绑定指定host，并监听。

    2.线程堵塞等待用户端请求，当客户端请求到达时建立连接。

　　3.连接建立完成后，读取请求并处理，然后将处理结果返回给客户端。

　　4. 服务器等待客户端关闭连接，连接关闭后，一次Socket通讯结束。

    客户端工作：

　  1.创建Socket套接字, 建立连接，发送连接请求数据

    2. 请求成功后，等待服务器返回响应

    3.服务器回应成功后，处理数据，直到主动关闭连接。

　　了解了上述Socket通讯的主要过程，在结合C#网络编程的特性，就可以实现如下C/S服务器。客户端的实现比较简单，主要分四个步骤：

　　1.建立tcp连接(等同于socket 和 connect），处理连接失败状态

    2.对于建立成功的连接，发送数据，并等待服务器返回

    3.接收数据，输出到编辑框

    4.关闭连接

private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { try { string s_ipaddress0 = textBox1.Text; string s_ipaddress1 = textBox2.Text; string s_ipaddress2 = textBox3.Text; string s_ipaddress3 = textBox4.Text; string s_port = textBox5.Text; //限定port的合法性
        bool isPort; int port; isPort = Int32.TryParse(s_port, out port); if (!(isPort && port >= 0 && port <= 65536)) { OutToClient("Port is Invalid!"); return; } //限定ip地址的合法性
        string host = s_ipaddress0 + "." + s_ipaddress1 + "." + s_ipaddress2 + "." + s_ipaddress3; if (!IsIpAdress(host)) { OutToClient("IpAdress is invaild!"); return; } IPAddress ip = IPAddress.Parse(host); IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port); //Ip端口绑定 如192.168.1.48:80 //发送框不能为空, 不然会导致GetBytes出错
        if (textBox6.Text == "") { OutToClient("Send Text is empty!"); return; } OutToClient("Conneting..."); int timeout = 1000; //tcpClient连接到指定端口，并处理超时
        TcpClient NetworkClient = TimeOutSocket.Connect(ipe, timeout); NetworkStream ntwStream = NetworkClient.GetStream(); if (!ntwStream.CanWrite) { OutToClient("Data can not be write!"); return; } //向绑定地址端口发送数据
         OutToClient("Client send:" + textBox6.Text); string sendStr = textBox6.Text; byte[] by_send = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr); ntwStream.Write(by_send, 0, by_send.Length); //等待服务器端返回数据
        string recvStr = ""; byte[] recvBytes = new byte[4096]; int bytes = ntwStream.Read(recvBytes, 0, recvBytes.Length); //将接收到数据转发输出到Client编辑框
        recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes); OutToClient(recvStr); //关闭连接, 一次发送完成
 ntwStream.Close(); NetworkClient.Close(); OutToClient("Conneting Close!\r\n"); } catch (ArgumentNullException ii) { OutToClient("ArgumentNullException: "+ ii); } catch (SocketException ii) { OutToClient("Socket failed! "); } catch (Exception ii) { OutToClient("Conneting faild!" + ii); } }

　 服务器内的代码涉及到的知识多一些

    1.通过按键1开辟监听线程，用于接收

    2.监听线程创建Socket套接字，绑定到指定端口并监听

    3.监听线程堵塞在等带连接建立

    4.连接建立后监听线程读取客户端数据并回送给客户端处理后数据，然后循环堵塞在连接建立

    5.通过按键2删除Socket套接字触发异常，结束线程

    按照上述的流程，程序如下：

//新建线程 开始监听
private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { try { isConnectExit = false; button1.Enabled = false; button2.Enabled = true; Thread Listen_thread = new Thread(ListenClientConnect); Listen_thread.IsBackground = true; Listen_thread.Start(); } catch (Exception ii) { OutToServer("Connet faild!" + ii); } }

//监听线程 主要处理数据接收发送
private void ListenClientConnect(object obj) { string s_ipaddress0 = textBox1.Text; string s_ipaddress1 = textBox2.Text; string s_ipaddress2 = textBox3.Text; string s_ipaddress3 = textBox4.Text; string s_port = textBox5.Text; //限定port的合法性
    bool isPort; int port; isPort = Int32.TryParse(s_port, out port); if (!(isPort && port >= 0 && port <= 65536)) { OutToServer("Port is Invalid!"); return; } //限定ip地址的合法性
    string host = s_ipaddress0 + "." + s_ipaddress1 + "." + s_ipaddress2 + "." + s_ipaddress3; if (!IsIpAdress(host)) { OutToServer("IpAdress is invaild!"); return; } IPAddress ip = IPAddress.Parse(host); IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port); //新建socket通讯 绑定指定IP+Port 并监听
    server_socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); server_socket.Bind(ipe); server_socket.Listen(10); OutToServer("wait for connect..."); while (isConnectExit == false) { Socket CurrentSocket; try { //等待连接 完成三次握手
            CurrentSocket = server_socket.Accept(); if(isConnectExit == true) { CurrentSocket.Close(); // 关闭Socket
 server_socket.Close(); break; } OutToServer("Get a Connect!"); ServerProcess(CurrentSocket); } catch { OutToServer("Connet exti!"); } } }

//断开连接
private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { isConnectExit = true; button2.Enabled = false; button1.Enabled = true; if (server_socket != null) { server_socket.Close(); } }

如此就完成了简单的C/S服务器功能。

实际测试界面如下：

具体源码参考：C/S架构客户端-服务器下载

备注：本程序仅用于演示TCP socket通信流程，服务器端能够监听的IP地址只有本机IP或者127.x.x.1(环回地址), 端口不能为80(和本机http端口冲突)。