SOCKET原理
一、套接字（socket）概念
套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP協議的網絡通信的基本操作單元。它是網絡通信過程中端點的抽象表示，包含進行網絡通信必須的五種信息：連接使用的協議，本地主機的IP地址，本地進程的協議端口，遠地主機的IP地址，遠地進程的協議端口。
應用層通過傳輸層進行數據通信時，TCP會遇到同時為多個應用程序進程提供並發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協議端口傳輸數據。為了區別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統為應用程序與TCP／IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應 用層可以和傳輸層通過Socket接口，區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信，實現數據傳輸的並發服務。
二、建立socket連接
建立Socket連接至少需要一對套接字，其中一個運行於客戶端，稱為ClientSocket ，另一個運行於服務器端，稱為ServerSocket 。
套接字之間的連接過程分為三個步驟：服務器監聽，客戶端請求，連接確認。
- 服務器監聽：服務器端套接字並不定位具體的客戶端套接字，而是處於等待連接的狀態，實時監控網絡狀態，等待客戶端的連接請求
- 客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標是服務器端的套接字。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字，指出服務器端套接字的地址和端口號，然后就向服務器端套接字提出連接請求。
- 連接確認：當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時，就響應客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務器端套接字的描述發給客戶 端，一旦客戶端確認了此描述，雙方就正式建立連接。而服務器端套接字繼續處於監聽狀態，繼續接收其他客戶端套接字的連接請求。
三、SOCKET連接與TCP連接
創建Socket連接時，可以指定使用的傳輸層協議，Socket可以支持不同的傳輸層協議（TCP或UDP），當使用TCP協議進行連接時，該Socket連接就是一個TCP連接。
四、Socket連接與HTTP連接
由於通常情況下Socket連接就是TCP連接，因此Socket連接一旦建立，通信雙方即可開始相互發送數據內容，直到雙方連接斷開。但在實際網絡應用 中，客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多個中間節點，例如路由器、網關、防火牆等，大部分防火牆默認會關閉長時間處於非活躍狀態的連接而導致 Socket 連接斷連，因此需要通過輪詢告訴網絡，該連接處於活躍狀態。
而HTTP連接使用的是“請求—響應”的方式，不僅在請求時需要先建立連接，而且需要客戶端向服務器發出請求后，服務器端才能回復數據。
很多情況下，需要服務器端主動向客戶端推送數據，保持客戶端與服務器數據的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接，服務器就可以直接將數據傳送 給客戶端；若雙方建立的是HTTP連接，則服務器需要等到客戶端發送一次請求后才能將數據傳回給客戶端，因此，客戶端定時向服務器端發送連接請求，不僅可 以保持在線，同時也是在“詢問”服務器是否有新的數據，如果有就將數據傳給客戶端。
五、Socket服務端與客戶端通信示意圖
六、服務端與客戶端代碼
(1)Cient:
1：建立一個Socket對像；
2：用socket對像的Connect()方法以上面建立的EndPoint對像做為參數，向服務器發出連接請求；
3：如果連接成功，就用socket對像的Send()方法向服務器發送信息；
4：用socket對像的Receive()方法接受服務器發來的信息 ;
5：通信結束后一定記得關閉socket；
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
|
using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.Linq;
using
System.Text;
using
System.Threading.Tasks;
using
System.Net.Sockets;
using
System.Net;
namespace
Client
{
class
Program
{
static
Socket ClientSocket;
static
void
Main(
string
[] args)
{
String IP =
"127.0.0.1"
;
int
port =8885 ;
IPAddress ip = IPAddress.Parse(IP);
//將IP地址字符串轉換成IPAddress實例
ClientSocket =
new
Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
//使用指定的地址簇協議、套接字類型和通信協議
IPEndPoint endPoint =
new
IPEndPoint(ip, port);
// 用指定的ip和端口號初始化IPEndPoint實例
ClientSocket.Connect(endPoint);
//與遠程主機建立連接
Console.WriteLine(
"開始發送消息"
);
byte
[] message = Encoding.ASCII.GetBytes(
"Connect the Server"
);
//通信時實際發送的是字節數組，所以要將發送消息轉換字節
ClientSocket.Send(message);
Console.WriteLine(
"發送消息為:"
+ Encoding.ASCII.GetString(message));
byte
[] receive =
new
byte
[1024];
int
length = ClientSocket.Receive(receive);
// length 接收字節數組長度
Console.WriteLine(
"接收消息為："
+ Encoding.ASCII.GetString(receive));
ClientSocket.Close();
//關閉連接
}
}
}
|
客戶端返回結果:
(2)Server:
1：建立一個Socket對像；
2：用socket對像的Bind()方法綁定EndPoint；
3：用socket對像的Listen()方法開始監聽；
4：接受到客戶端的連接，用socket對像的Accept()方法創建新的socket對像用於和請求的客戶端進行通信;
5：用新的socket對象接收（Receive）和發送（Send）消息。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
|
using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.Linq;
using
System.Text;
using
System.Threading.Tasks;
using
System.Net.Sockets;
using
System.Net;
using
System.Threading;
namespace
Server
{
class
Program
{
static
Socket ReceiveSocket;
static
void
Main(
string
[] args)
{
int
port = 8885;
IPAddress ip = IPAddress.Any;
// 偵聽所有網絡客戶接口的客活動
ReceiveSocket =
new
Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//使用指定的地址簇協議、套接字類型和通信協議 <br> ReceiveSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket,SocketOptionName.ReuseAddress,true); //有關套接字設置
IPEndPoint endPoint =
new
IPEndPoint(ip,port);
ReceiveSocket.Bind(
new
IPEndPoint(ip, port));
//綁定IP地址和端口號
ReceiveSocket.Listen(10);
//設定最多有10個排隊連接請求
Console.WriteLine(
"建立連接"
);
Socket socket = ReceiveSocket.Accept();
byte
[] receive =
new
byte
[1024];
socket.Receive(receive);
Console.WriteLine(
"接收到消息："
+ Encoding.ASCII.GetString(receive));
byte
[] send = Encoding.ASCII.GetBytes(
"Success receive the message,send the back the message"
);
socket.Send(send);
Console.WriteLine(
"發送消息為："
+Encoding.ASCII.GetString(send));
}
}
}
|
服務器返回結果：
參考：https://www.cnblogs.com/sdyinfang/p/5519708.html