大话-详解TCP/IP及C#实现-Socket

本文通过一张在Excel中绘制的图解详细介绍了TCP/IP协议中的三次握手和四次挥手过程,接着展示了如何使用C#语言分别实现服务端和客户端的Socket通信。

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1.先来个在Excel编写的图片(自己编写的内容),主要解释一下客户端与服务端之间的三次握手连接和四次挥手断开。

2.用C#语言来简单实现

①服务端

namespace TcpServer
{
    /// <summary>
    /// 步骤:绑定服务器IP和端口->监听客户端连接->传输数据->关闭与客户端的连接
    /// </summary>
    class SimpleServer
    {
        private Socket mSocket = null;

        private SimpleServer mSimpleServer = null;

        private byte[] mReceiveBuffer = null;
        private int mBufferIndex;

        public SimpleServer()
        {
            mSimpleServer = this;

            mReceiveBuffer = new byte[1024];
            mBufferIndex = 0;
        }

        /// <summary>
        /// 绑定ip 和端口
        /// </summary>
        /// <param name="ip"></param>
        
首先要理解基本的原理,2台电脑间实现TCP通讯,首先要建立起连接,在这里要提到服务器客户端,两个的区别通俗讲就是主动与被动的关系,两个人对话,肯定是先有人先发起会话,要不然谁都不讲,谈什么话题,呵呵!样,TCPIP下建立连接首先要有个服务器,它是被动的,它只能等待别人跟它建立连接,自己不会去主动连接,那客户端如何去连接它呢,这里提到2个东西,IP地址和口号,通俗来讲就是你去拜访某人,知道了他的地址是号大街2号楼,这个是IP地址,那么1号楼这么多门牌号怎么区分,嗯!门牌号就是口(这里提到点,我们访问网页的时候也是IP地址和口号,IE默认的口号是80),个服务器可以接受多个客户端的连接,但是客户端只能连接台服务器,在连接后,服务器自动划分内存区域以分配各个客户端的通讯,那么,那么多的客户端服务器如何区分,你可能会说,根据IP么,不是很完整,很简单的例子,你台计算机开3个QQ,服务器怎么区分?所以准确的说是IP和口号,但是客户端口号不是由你自己定的,是由计算机自动分配的,要不然就出现口冲突了,说的这么多,看下面的这张图就简单明了了。 在上面这张图中,你可以理解为程序A和程序B是2个SOCKET程序,服务器程序A设置口为81,已接受到3个客户端的连接,计算机C开了2个程序,分别连接到E和D,而他的口是计算机自动分配的,连接到E的口为789,连接到D的为790。 了解了TCPIP通讯的基本结构后,接下来讲解建立的流程,首先声明下我用的开发环境是Visual Studio2008版的,语言C#,组件System.Net.Sockets,流程的建立包括服务器的建立和客户端的建立,如图所示: 二、实现: 1.客户端: 第步,要创建客户端对象TcpClient(命名空间在System.Net.Sockets),接着,调用对象下的方法BeginConnect进行尝试连接,入口参数有4个,address(目标IP地址),port(目标口号),requestCallback(连接成功后的返调函数),state(传递参数,是个对象,随便什么都行,我建议是将TcpClient自己传递过去),调用完毕这个函数,系统将进行尝试连接服务器。 第二步,在第步讲过个入口参数requestCallback(连接成功后的返调函数),比如我们定义个函数void Connected(IAsyncResult result),在连接服务器成功后,系统会调用此函数,在函数里,我们要获取到系统分配的数据流传输对象(NetworkStream),这个对象是用来处理客户端与服务器数据传输的,此对象由TcpClient获得,在第步讲过入口参数state,如果我们传递了TcpClient进去,那么,在函数里我们可以根据入口参数state获得,将其进行强制转换TcpClient tcpclt = (TcpClient)result.AsyncState,接着获取数据流传输对象NetworkStream ns = tcpclt.GetStream(),此对象我建议弄成全局变量,以便于其他函数调用,接着我们将挂起数据接收等待,调用ns下的方法BeginRead,入口参数有5个,buff(数据缓冲),offset(缓冲起始序号),size(缓冲长度),callback(接收到数据后的返调函数),state(传递参数,样,随便什么都可以,建议将buff传递过去),调用完毕函数后,就可以进行数据接收等待了,在这里因为已经创建了NetworkStream对象,所以也可以进行向服务器发送数据的操作了,调用ns下的方法Write就可以向服务器发送数据了,入口参数3个,buff(数据缓冲),offset(缓冲起始序号),size(缓冲长度)。 第三步,在第二步讲过调用了BeginRead函数时的个入口参数callback(接收到数据后的返调函数),比如我们定义了个函数void DataRec(IAsyncResult result),在服务器向客户端发送数据后,系统会调用此函数,在函数里我们要获得数据流(byte数组),在上步讲解BeginRead函数的时候还有个入口参数state,如果我们传递了buff进去,那么,在这里我们要强制转换成byte[]类型byte[] data= (byte[])result.AsyncState,转换完毕后,我们还要获取缓冲区的大小int length = ns.EndRead(result),ns为上步创建的NetworkStream全局对象,接着我们就可以对数据进行处理了,如果获取的length为0表示客户端已经断开连接。 具体实现代码,在这里我建立了个名称为Test的类: 2.服务器: 相对于客户端实现,服务器实现稍复杂点,因为前面讲过,个服务器可以接受N个客户端的连接,因此,在服务器,有必要对每个连接上来的客户端进行登记,因此服务器的程序结构包括了2个程序结构,第个程序结构主要负责启动服务器、对来访的客户端进行登记和撤销,因此我们需要建立2个类。 第个程序结构负责服务器的启动与客户端连接的登记,首先建立TcpListener网络侦听类,建立的时候构造函数分别包括localaddr和port2个参数,localaddr指的是本地地址,也就是服务器的IP地址,有人会问为什么它自己不去自动获得本机的地址?关于这个举个很简单的例子,服务器安装了2个网卡,也就有了2个IP地址,那建立服务器的时候就可以选择侦听的使用的是哪个网络口了,不过般的电脑只有个网络口,你可以懒点直接写个固定的函数直接获取IP地址System.Net.Dns.GetHostAddresses(System.Net.Dns.GetHostName())[0],GetHostAddresses函数就是获取本机的IP地址,默认选择第口于是后面加个[0],第2个参数port是真侦听的口,这个简单,自己决定,如果出现口冲突,函数自己会提醒错误的。第二步,启动服务器,TcpListener.Start()。第三步,启动客户端的尝试连接,TcpListener.BeginAcceptTcpClient,入口2个参数,callback(客户端连接上后的返调函数),state(传递参数,跟第二节介绍的样,随便什么都可以,建立把TcpListener自身传递过去),第四步,建立客户端连接上来后的返调函数,比如我们建立个名为void ClientAccept(IAsyncResult result)的函数,函数里,我们要获取客户端的对象,第三步里讲过我们传递TcpListener参数进去,在这里,我们通过入口参数获取它TcpListener tcplst = (TcpListener)result.AsyncState,获取客户端对象TcpClient bak_tcpclient = tcplst.EndAcceptTcpClient(result),这个bak_tcpclient我建议在类里面建立个列表,然后把它加进去,因为下客户端连接上来后此对象就会被冲刷掉了,客户端处理完毕后,接下来我们要启动下客户端的连接tcplst.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(sub_ClientAccept), tcplst),这个和第三步是样的,我就不重复了。 第二个程序结构主要负责单个客户端与服务器的处理程序,主要负责数据的通讯,方法很类似客户端的代码,基本大同,除了不需要启动连接的函数,因此这个程序结构主要启动下数据的侦听的功能、判断断开的功能、数据发送的功能即可,在第个程序第四步我们获取了客户端的对象bak_tcpclient,在这里,我们首先启动数据侦听功能NetworkStream ns= bak_tcpclient.GetStream();ns.BeginRead(data, 0, 1024, new AsyncCallback(DataRec), data);这个跟我在第二节里介绍的是样的(第二节第10行),还有数据的处理函数,数据发送函数,判断连接已断开的代码与第二节也是样的,不过在这里我们需要额外的添加段代码,当判断出连接已断开的时候,我们要将客户端告知第个程序结构进行删除客户端操作,这个方法我的实现方法是在建立第二个程序结构的时候,将第个程序结构当参数传递进来,判断连接断开后,调用第个程序结构的公开方法去删除,即从客户端列表下删除此对象。 第个程序结构我们定义个TSever的类,第二个程序结构我们个TClient的类,代码如下:TSever类
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