C#網絡編程.套接字.TcpListener.TcpClient

本文主要講述了基於套接字（Socket）進行網絡編程的基本概念，其中包括TCP協議、套接字，以及兩個基本操作：偵聽端口、連接遠程服務端。

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TCP是面向連接的，它的意思是說兩個遠程主機（或者叫進程，因為實際上遠程通信是進程之間的通信，而進程則是運行中的程序），必須首先進行一個握手過程，確認連接成功，之后才能傳輸實際的數據。比如說進程A想將字符串“It's a rainy world”發給進程B，它首先要建立連接。在這一過程中，它首先需要知道進程B的位置（主機地址和端口號）。隨后發送一個不包含實際數據的請求報文，我們可以將這個報文稱之為“hello”。如果進程B接收到了這個“hello”，就向進程A回復一個“hello”，進程A隨后才發送實際的數據“It's a rainy world”。

關於TCP第二個需要了解的，就是它是全雙工的。意思是說如果兩個主機上的進程（比如進程A、進程B），一旦建立好連接，那么數據就既可以由A流向B，也可以由B流向A。除此以外，它還是點對點的，意思是說一個TCP連接總是兩者之間的，在發送中，通過一個連接將數據發給多個接收方是不可能的。TCP還有一個特性，就是稱為可靠的數據傳輸，意思是連接建立后，數據的發送一定能夠到達，並且是有序的，就是說發的時候你發了ABC，那么收的一方收到的也一定是ABC，而不會是BCA或者別的什么。

編程中與TCP相關的最重要的一個概念就是套接字。我們應該知道網絡七層協議，如果我們將上面的應用程、表示層、會話層籠統地算作一層（有的教材便是如此划分的），那么我們編寫的網絡應用程序就位於應用層，而大家知道TCP是屬於傳輸層的協議，那么我們在應用層如何使用傳輸層的服務呢（消息發送或者文件上傳下載）？大家知道在應用程序中我們用接口來分離實現，在應用層和傳輸層之間，則是使用套接字來進行分離。它就像是傳輸層為應用層開的一個小口，應用程序通過這個小口向遠程發送數據，或者接收遠程發來的數據；而這個小口以內，也就是數據進入這個口之后，或者數據從這個口出來之前，我們是不知道也不需要知道的，我們也不會關心它如何傳輸，這屬於網絡其它層次的工作。 (舉個例子，如果你想寫封郵件發給遠方的朋友，那么你如何寫信、將信打包，屬於應用層，信怎么寫，怎么打包完全由我們做主；而當我們將信投入郵筒時，郵筒的那個口就是套接字，在進入套接字之后，就是傳輸層、網絡層等（郵局、公路交管或者航線等）其它層次的工作了。我們從來不會去關心信是如何從西安發往北京的，我們只知道寫好了投入郵筒就OK了。 )

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接下來介紹下，在C#中如何進行網絡編程

服務端

第一步就是開啟對本地機器上某一端口的偵聽。首先創建一個控制台應用程序，將項目名稱命名為ServerConsole，它代表我們的服務端。如果想要與外界進行通信，第一件要做的事情就是開啟對端口的偵聽，這就像為計算機打開了一個“門”，所有向這個“門”發送的請求（“敲門”）都會被系統接收到。在C#中可以通過下面幾個步驟完成，首先使用本機Ip地址和端口號創建一個System.Net.Sockets.TcpListener類型的實例，然后在該實例上調用Start()方法，從而開啟對指定端口的偵聽。

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;

namespace SocksTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Server is running ... ");
            IPAddress ip = new IPAddress(new byte[] { 127, 0, 0, 1 });
            TcpListener listener = new TcpListener(ip, 8500);

            listener.Start();           // 開始偵聽
            Console.WriteLine("Start Listening ...");

            TcpClient remoteClient = listener.AcceptTcpClient();//接受掛起的連接請求
            Console.WriteLine("Client Connected！{0} <-- {1}",
                remoteClient.Client.LocalEndPoint.ToString(),remoteClient.Client.RemoteEndPoint.ToString());
            Console.Read();
        }
    }
}

 

面的代碼中，我們開啟了對8500端口的偵聽。在運行了上面的程序之后，然后打開“命令提示符”，輸入“netstat-a”，可以看到計算機器中所有打開的端口的狀態。可以從中找到8500端口，看到它的狀態是LISTENING，這說明它已經開始了偵聽：

 

客戶端：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net.Sockets;

namespace SocksClient
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Client is running......");
            TcpClient tcpClient = new TcpClient();
            try
            {
                tcpClient.Connect("localhost", 8500);
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.ToString());
                Console.Read();
                return;
            }
            Console.WriteLine("Server Connected！{0} --> {1}",
                tcpClient.Client.LocalEndPoint.ToString(),tcpClient.Client.RemoteEndPoint.ToString());
            Console.Read();
        }
    }
}

 

當開啟了server，然后開啟client，server上會顯示連接上的狀態。

 

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接下來做的是獲取多客戶端連接

修改后的客戶端代碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net.Sockets;

namespace SocksClient
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Client is running......");
            TcpClient tcpClient;
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                try
                {
                    tcpClient = new TcpClient();
                    tcpClient.Connect("localhost", 8500);

                    Console.WriteLine("Server Connected！{0} --> {1}",
                        tcpClient.Client.LocalEndPoint.ToString(), tcpClient.Client.RemoteEndPoint.ToString());
                }
                catch (Exception e)
                {
                    Console.WriteLine(e.ToString());
                    Console.Read();
                    return;
                }
            }
            Console.Read();
        }
    }
}

 

修改后的服務端代碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;

namespace SocksTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Server is running ... ");
            IPAddress ip = new IPAddress(new byte[] { 127, 0, 0, 1 });
            TcpListener listener = new TcpListener(ip, 8500);

            listener.Start();           // 開始偵聽
            Console.WriteLine("Start Listening ...");

            while (true)
            {
                TcpClient remoteClient = listener.AcceptTcpClient();//接受掛起的連接請求
                Console.WriteLine("Client Connected！{0} <-- {1}",
                    remoteClient.Client.LocalEndPoint.ToString(), remoteClient.Client.RemoteEndPoint.ToString());
            }
            Console.Read();
        }
    }
}

 

運行后的效果

 

微軟對以上做了很好的封裝, 這里用起來很簡單.