【.NET】網絡編程總結

1、首先說下計算機網絡中的TCP/IP參考模型

　　TCP/IP把網絡分為5層，每一層負責完成不同的功能

　　　　1）應用層：傳輸報文，提供各種網絡應用，有FTP、SMTP、HTTP等協議

　　　　2）運輸層：傳輸報文段，為應用程序的客戶機和服務器之間提供傳輸應用層報文服務，協議有TCP，UDP

　　　　3）網絡層：傳輸數據包，協議有IP協議，選路協議

　　　　4）鏈路層：傳輸數據幀，以太網就屬於這個層

　　　　5）物理層：在節點之間傳輸比特流

　　應用程序是通過套接字訪問網絡下層的服務的，套接字是網絡運輸層和應用層的一個編程接口，在程序中通過套接字來進行TCP和UDP傳輸，運輸層以下的層對程序員透明

TCP和UDP是最基本的傳輸協議，應用層的所有協議都是基於這兩個協議進行封裝擴展的

　　TCP：可靠的，面向連接的連接數據傳輸服務，傳輸的是字節流，能保證數據的有序性

　　　　1）建立連接（三次握手）　　2）傳輸數據　　3）斷開連接（四次握手）

　　UDP：不可靠，面向數據報的無連接的數據傳輸服務，傳輸的是是數據包，不保證數據的有序性

　　　　廣播：可以向同一個子網內的所有主機發送廣播數據

　　　　組播：可以向所有加入組網的主機發送組播數據

2、編程(本節由於篇幅太長，這里只說TCP)

　　.NET 框架提供了下面幾個類對實現網絡通信：

　　　　Socket：提供最基本的TCP和UDP服務

　　　　TcpListener/TcpClient 和 UdpClient：對Socket類進行了基本封裝

　　　　NetworkStream：網絡流，對網絡數據的寫入和讀取

　　使用套接字的步驟

　　　　TCP：服務器：創建套接字 -》 綁定套接字Bind -》 監聽套接字Listen -》 接受連接Accept -》 發送/接受Send/Receive -》 關閉套接字CLose

　　　　　　：客戶端：創建套接字 -》 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 連接 -》　　　　　　發送/接受Send/Receive -》 關閉套接字CLose

　　　　UDP：創建套接字 -》 綁定套接字Bind -》  發送/接受SendTo/ReceiveFrom -》 關閉套接字CLose

　　1）Socket（使用異步方式連接和收發信息，因為等待連接和等待數據的時候會讓主線程阻塞）

 　　　　這里就不貼代碼了，跟下面的差不多，后面下載的代碼有（我用的VS2012，低版本不能查看可以直接看源文件的代碼）

　　2）TcpListener/TcpClient（這里也使用異步方式來連接和接收信息）

　　　　首先創建一個異步用的數據對象

        public class StateObject
        {
            public NetworkStream networkstream = null;
            public byte[] buffer = new byte[1024];
            public StateObject(NetworkStream netstream)
            {
                this.networkstream = netstream;
            }
        }

　　　　1）服務器端（異步監聽，當收到連接，則異步讀取數據，注意捕獲連接斷開時的異常）

 

        TcpListener listener;
        NetworkStream networkstream;

        private void btnBind_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //綁定，啟動異步接受連接
            try
            {
                int port = int.Parse(tbPort.Text);
                IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(tbIP.Text);
                IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, port);
                
                listener = new TcpListener(endpoint);
                listener.Start(10);        //監聽數位10
                //開始異步接收連接請求
                listener.BeginAcceptTcpClient(DoAcceptTcpClientCallback, listener);
                btn.Text = "Close";
            }
            catch (ArgumentNullException) { }
            catch (SocketException) { }
        }
        //異步接收請求函數
        public void DoAcceptTcpClientCallback(IAsyncResult ar)
        {
            TcpListener listener = (TcpListener)ar.AsyncState;
            try
            {
                TcpClient client = listener.EndAcceptTcpClient(ar);
                //收到連接
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //收到連接請求，這里可以讓主線程更新UI
                }));
                networkstream = new NetworkStream(client.Client);
                StateObject so = new StateObject(networkstream);
                
                //開始異步讀取數據
                networkstream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);

                //如果需要繼續監聽，則繼續異步接收
                listener.BeginAcceptTcpClient(DoAcceptTcpClientCallback, listener);
            }
            catch (ObjectDisposedException)
            {
                //Socket關閉
            }
        }
        //異步讀取數據函數
        public void ReadCallback(IAsyncResult ar)
        {
            StateObject so = (StateObject)ar.AsyncState;
            try
            {
                NetworkStream myNetworkStream = so.networkstream;
                int length = myNetworkStream.EndRead(ar);
                string receivemsg = Encoding.UTF8.GetString(so.buffer, 0, length);
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //收到數據，在這里可以讓主線程更新UI
                }));
                so.buffer = new byte[1024];
                //繼續接收數據
                myNetworkStream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);
            }
            catch (IOException)
            {
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //連接斷開
                }));
                networkstream = null;
            }
        }

 

　　　　這樣，服務器端就完成了監聽

　　2）客戶端（同樣通過異步實現）

        TcpClient client;
        NetworkStream networkstream;
        private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int port = int.Parse(tbPort.Text);
            IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(tbIP.Text);
            IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, port);

            if (client == null)
            {
                //開始異步連接
                client = new TcpClient();
                client.BeginConnect(ipaddress, port, ConnectCallback, client);
            }
        }
        private void ConnectCallback(IAsyncResult ar)
        {

            TcpClient t = ar.AsyncState as TcpClient;
            try
            {
                t.EndConnect(ar);
                networkstream = t.GetStream();
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {      
                    //連接成功                
                }));
                //開始異步接受數據
                StateObject so = new StateObject(networkstream);
                networkstream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);
            }
            catch (SocketException)
            { 
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() => 
                {
                    //連接失敗，讓UI更新
                }));
            }
        }
        public void ReadCallback(IAsyncResult ar)
        {
            StateObject so = (StateObject)ar.AsyncState;
            try
            {
                NetworkStream myNetworkStream = so.networkstream;
                int length = myNetworkStream.EndRead(ar);
                string receivemsg = Encoding.UTF8.GetString(so.buffer, 0, length);
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //更新UI
                }));
                //繼續異步接受數據
                so.buffer = new byte[1024];
                myNetworkStream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);
            }
            catch (IOException)
            {
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //連接斷開
                }));
                networkstream = null;
            }
        }

　　3）接下來是發送數據

        private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (networkstream != null)
            {
                byte[] sendbyte = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("你好：）");
                networkstream.Write(sendbyte, 0, sendbyte.Length);
            }
            else
            {
                tbMsg.AppendText("未連接\n");
            }
        }

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