Socket通讯

最新推荐文章于 2025-06-02 22:15:00 发布

liuxiuk

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文章标签： socket internet sockets byte string tcp

.Internet套接字的两种类型(流格式与数据包格式)

Internet 套接字的两种类型
　　什么意思？有两种类型的Internet 套接字？是的。不，我在撒谎。其实还有很多，但是我可不想吓着你。我们这里只讲两种。除了这些,我打算另外介绍的 "Raw Sockets"也是非常强大的，很值得查阅。
那么这两种类型是什么呢？一种是"Stream Sockets"（流格式），另外一种是"Datagram Sockets"（数据包格式）。我们以后谈到它们的时候也会用到 "SOCK_STREAM"和"SOCK_DGRAM"。数据报套接字有时也叫“无连接套接字”(如果你确实要连接的时候可以用connect()。)流式套接字是可靠的双向通讯的数据流。如果你向套接字按顺序输出“1，2”，那么它们将按顺序“1，2”到达另一边。它们是无错误的传递的，有自己的错误控制，在此不讨论。
有什么在使用流式套接字？你可能听说过 telnet，不是吗？它就使用流式套接字。你需要你所输入的字符按顺序到达，不是吗？同样，WWW浏览器使用的 HTTP协议也使用它们来下载页面。实际上，当你通过端口80 telnet到一个 WWW 站点，然后输入 “GET pagename” 的时候，你也可以得到 HTML的内容。为什么流式套接字可以达到高质量的数据传输？这是因为它使用了“传输控制协议 (The Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP” (请参考 RFC-793获得详细资料。)TCP控制你的数据按顺序到达并且没有错误。你也许听到 “TCP” 是因为听到过 “TCP/IP”。这里的 IP是指“Internet协议”(请参考 RFC-791。) IP只是处理 Internet路由而已。

那么数据报套接字呢？为什么它叫无连接呢？为什么它是不可靠的呢？有这样的一些事实：如果你发送一个数据报，它可能会到达，它可能次序颠倒了。如果它到达，那么在这个包的内部是无错误的。数据报也使用 IP作路由，但是它不使用 TCP。它使用“用户数据报协议 (User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP” (请参考 RFC-768。)为什么它们是无连接的呢？主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包，构造一个有目标信息的IP头，然后发出去。无需连接。它们通常使用于传输包-包信息。简单的应用程序有：tftp, bootp等等。
你也许会想：“假如数据丢失了这些程序如何正常工作？”我的朋友，每个程序在 UDP 上有自己的协议。例如，tftp协议每发出的一个被接受到包，收到者必须发回一个包来说“我收到了！” (一个“命令正确应答”也叫“ACK” 包)。如果在一定时间内(例如5秒)，发送方没有收到应答，它将重新发送，直到得到 ACK。这一ACK过程在实现 SOCK_DGRAM应用程序的时候非常重要。

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C# Socket编程笔记

看到这个题目，是不是很眼熟？在博客园里搜下，保证会发现关于这个东东的文章实在是太多了~~~真得是没有写得必要，而且我也有点懒得去琢磨字句。（看到这，肯定得来个转折的了，不然就看不到下文了，不是吗）但是，为了自己下一篇要写的文章做参考，还是有必要先补充一下socket基础知识。

注意：如果你已经接触过socket，那就没什么必要耽误时间看下去了。另外，如果发现其中任何错误，欢迎直接指出。

      1.按惯例先来介绍下socket
      Windows中的很多东西都是从Unix领域借鉴过来的，Socket也是一样。在Unix中，socket代表了一种文件描述符（在Unix中一切都是以文件为单位），而这里这个描述符则是用于描述网络访问的。什么意思呢？就是程序员可以通过socket来发送和接收网络上的数据。你也可以理解成是一个API。有了它，你就不用直接去操作网卡了，而是通过这个接口，这样就省了很多复杂的操作。
      在C#中，MS为我们提供了 System.Net.Sockets 命名空间，里面包含了Socket类。

     2.有了socket，那就可以用它来访问网络了
      不过你不要高兴得太早，要想访问网络，还得有些基本的条件（和编程无关的我就不提了）：a. 要确定本机的IP和端口，socket只有与某一IP和端口绑定，才能发挥强大的威力。b. 得有协议吧（否则谁认得你这发送到网络的是什么呀）。想要复杂的，我们可以自己来定协议。但是这个就不在这篇里提了，我这里介绍两种大家最熟悉不过的协议：TCP & UDP。（别说你不知道，不然...不然...我不告诉你）
      如果具备了基本的条件，就可以开始用它们访问网络了。来看看步骤吧：
      a. 建立一个套接字
      b. 绑定本机的IP和端口
      c. 如果是TCP，因为是面向连接的，所以要利用ListenO（）方法来监听网络上是否有人给自己发东西;如果是UDP，因为是无连接的，所以来者不拒。
      d. TCP情况下，如果监听到一个连接，就可以使用accept来接收这个连接，然后就可以利用Send/Receive来执行操作了。而UDP，则不需要accept，直接使用SendTo/ReceiveFrom来执行操作。（看清楚哦，和TCP的执行方法有区别，因为UDP不需要建立连接，所以在发送前并不知道对方的IP和端口，因此需要指定一个发送的节点才能进行正常的发送和接收）
      e. 如果你不想继续发送和接收了，就不要浪费资源了。能close的就close吧。
      如果看了上面文字，你还不清楚的话，就来看看图好了：

》相册中的tcpsokcet.gif《

面向连接的套接字系统调用时序

》相册中的udpsocket.gif《

无连接的套接字系统调用时序

3.开始动手敲~~代码（简单的代码）
首先我们来写个面向连接的

TCPServer

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace tcpserver
{
    /// <summary>
    /// Class1 的摘要说明。
    /// </summary>
    class server
    {
        /// <summary>
        /// 应用程序的主入口点。
        /// </summary>
        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        {
            //
            // TODO: 在此处添加代码以启动应用程序
            //
            int recv;//用于表示客户端发送的信息长度
            byte[] data=new byte[1024];//用于缓存客户端所发送的信息,通过socket传递的信息必须为字节数组
            IPEndPoint ipep=new IPEndPoint(IPAddress.Any,9050);//本机预使用的IP和端口
            Socket newsock=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
            newsock.Bind(ipep);//绑定
            newsock.Listen(10);//监听
            Console.WriteLine("waiting for a client");
            Socket client=newsock.Accept();//当有可用的客户端连接尝试时执行，并返回一个新的socket,用于与客户端之间的通信
            IPEndPoint clientip=(IPEndPoint)client.RemoteEndPoint;
            Console.WriteLine("connect with client:"+clientip.Address+" at port:"+clientip.Port);
            string welcome="welcome here!";
            data=Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
            client.Send(data,data.Length,SocketFlags.None);//发送信息
            while(true)
            {//用死循环来不断的从客户端获取信息
                data=new byte[1024];
                recv=client.Receive(data);
                Console.WriteLine("recv="+recv);
                if (recv==0)//当信息长度为0，说明客户端连接断开
                    break;
                Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data,0,recv));
                client.Send(data,recv,SocketFlags.None);
            }
            Console.WriteLine("Disconnected from"+clientip.Address);
            client.Close();
            newsock.Close();

        }
    }
}

TCPClient

下面在给出无连接的(实在是太懒了，下面这个是直接复制别人的)

UDPServer

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace SimpleUdpSrvr
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int recv;
            byte[] data = new byte[1024];
            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 9050);//定义一网络端点
            Socket newsock = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);//定义一个Socket
            newsock.Bind(ipep);//Socket与本地的一个终结点相关联
            Console.WriteLine("Waiting for a client..");

            IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);//定义要发送的计算机的地址
            EndPoint Remote = (EndPoint)(sender);//
            recv = newsock.ReceiveFrom(data, ref Remote);//接受数据           
            Console.WriteLine("Message received from{0}:", Remote.ToString());
            Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetBytes(data,0,recv));

            string welcome = "Welcome to my test server!";
            data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
            newsock.SendTo(data, data.Length, SocketFlags.None, Remote);
            while (true)
            {
                data = new byte[1024];
                recv = newsock.ReceiveFrom(data, ref Remote);
                Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));
                newsock.SendTo(data, recv, SocketFlags.None, Remote);
            }
        }
    }
}

UDPClient

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace SimpleUdpClient
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            byte[] data = new byte[1024];//定义一个数组用来做数据的缓冲区
            string input, stringData;
            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 9050);
            Socket server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
            string welcome = "Hello,are you there?";
            data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
            server.SendTo(data, data.Length, SocketFlags.None, ipep);//将数据发送到指定的终结点

            IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
            EndPoint Remote = (EndPoint)sender;
            data = new byte[1024];
            int recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);//接受来自服务器的数据

            Console.WriteLine("Message received from{0}:", Remote.ToString());
            Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));
            while (true)//读取数据
            {
                input = Console.ReadLine();//从键盘读取数据
                if (input == "text")//结束标记
                {
                    break;
                }
                server.SendTo(Encoding.ASCII.GetBytes(input), Remote);//将数据发送到指定的终结点Remote
                data = new byte[1024];
                recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);//从Remote接受数据
                stringData = Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv);
                Console.WriteLine(stringData);
            }
            Console.WriteLine("Stopping client");
            server.Close();
        }
    }
}

上面的示例只是简单的应用了socket来实现通信，你也可以实现异步socket、IP组播等等。

     MS还为我们提供了几个助手类：TcpClient类、TcpListener类、UDPClient类。这几个类简化了一些操作，所以你也可以利用这几类来写上面的代码，但我个人还是比较习惯直接用socket来写。

      既然快写完了，那我就再多啰嗦几句。在需要即时响应的软件中，我个人更倾向使用UDP来实现通信，因为相比TCP来说，UDP占用更少的资源，且响应速度快，延时低。至于UDP的可靠性，则可以通过在应用层加以控制来满足。当然如果可靠性要求高的环境下，还是建议使用TCP。