基於C#的Socket簡單通訊

首先從原理上解釋一下採用Socket介面的網路通訊，這裡以最常用的C/S模式作為範例，首先，服務端有一個進程（或多個進程）在指定的連接埠等待客戶來串連，服務程式等待客戶的串連資訊，一旦串連上之後，就可以按設計的資料交換方法和格式進行資料轉送。用戶端在需要的時刻發出向服務端的串連請求。這裡為了便於理解，提到了一些調用及其大致的功能。使用socket調用後，僅產生了一個可以使用的socket描述符，這時還不能進行通訊，還要使用其他的調用，以使得socket所指的結構中使用的資訊被填寫完。

在使用TCP協議時，一般服務端進程先使用socket調用得到一個描述符，然後使用bind調用將一個名字與socket描述符串連起來，對於Internet域就是將Internet地址聯編到socket。之後，服務端使用listen調用指出等待服務要求隊列的長度。然後就可以使用accept調用等待用戶端發起串連，一般是阻塞等待串連，一旦有用戶端發出串連，accept返回客戶的地址資訊，並返回一個新的socket描述符，該描述符與原先的socket有相同的特性，這時服務端就可以使用這個新的socket進行讀寫操作了。一般服務端可能在accept返回後建立一個新的進程進行與客戶的通訊，父進程則再到accept調用處等待另一個串連。用戶端進程一般先使用socket調用得到一個socket描述符，然後使用connect向指定的伺服器上的指定連接埠發起串連，一旦串連成功返回，就說明已經建立了與伺服器的串連，這時就可以通過socket描述符進行讀寫操作了。

NetFrameWork為Socket通訊提供了System.Net.Socket命名空間，在這個命名空間有以下幾個常用重要類分別是:

 

• ·Socket類這個低層的類用於管理串連，WebRequest，TcpClient和UdpClient在內部使用這個類。
• ·NetworkStream類這個類是從Stream派生出來的，它表示來自網路的資料流
• ·TcpClient類允許建立和使用TCP串連
• ·TcpListener類允許監聽傳入的TCP串連請求
• ·UdpClient類用於UDP客戶建立串連(UDP是另外一種TCP協議，但沒有得到廣泛使用，主要用於本網)

下面我們來看一個基於Socket的雙機通訊代碼的C#版本

首先建立Socket對象的執行個體，這可以通過Socket類的構造方法來實現：

public Socket(AddressFamily addressFamily,SocketType socketType,ProtocolType protocolType);
其中，addressFamily參數指定Socket使用的定址方案，socketType參數指定Socket的類型，protocolType參數指定Socket使用的協議。下面樣本語句建立一個Socket，它可用於在基於TCP/IP的網路（如Internet）上通訊。
Socket temp=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

若要使用UDP而不是TCP，需要更改協議類型，如下面的樣本所示：
Socket temp=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Dgram,ProtocolType.Udp);

一旦建立Socket，在用戶端，你將可以通過Connect方法串連到指定的伺服器（你可以在Connect方法前Bind連接埠，就是以指定的連接埠發起串連，如果不事先Bind連接埠號碼的話，系統會預設在1024到5000隨機綁定一個連接埠號碼），並通過Send方法向遠程伺服器發送資料，而後可以通過Receive從服務端接收資料；而在伺服器端，你需要使用Bind方法綁定所指定的介面使Socket與一個本地終結點相聯，並通過Listen方法偵聽該介面上的請求，當偵聽到使用者端的串連時，調用Accept完成串連的操作，建立新的Socket以處理傳入的串連請求。使用完Socket後，使用Close方法關閉Socket。

可以看出，以上許多方法包含EndPoint類型的參數，在Internet中，TCP/IP使用一個網路地址和一個服務連接埠號碼來唯一標識裝置。網路地址標識網路上的特定裝置；連接埠號碼標識要串連到的該裝置上的特定服務。網路地址和服務連接埠的組合稱為終結點，在.NET架構中正是由EndPoint類表示這個終結點，它提供表示網路資源或服務的抽象，用以標誌網路地址等資訊。.Net同時也為每個受支援的地址族定義了EndPoint的子代；對於IP地址族，該類為IPEndPoint。IPEndPoint　類包含應用程式串連到主機上的服務所需的主機和連接埠資訊，通過組合服務的主機IP地址和連接埠號碼，IPEndPoint類形成到服務的連接點。

用到IPEndPoint類時就不可避免地涉及到電腦IP地址，System.Net命名空間中有兩種類可以得到IP地址執行個體：
·IPAddress類：IPAddress類包含電腦在IP網路上的地址。其Parse方法可將IP地址字串轉換為IPAddress執行個體。下面的語句建立一個IPAddress執行個體：
IPAddress myIP=IPAddress.Parse("192.168.0.1");

需要知道的是：Socket類支援兩種基本模式：同步和非同步。其區別在於：在同步模式中，按塊傳輸，對執行網路操作的函數（如Send和　Receive）的調用一直等到所有內容傳送操作完成後才將控制返回給調用程式。在非同步模式中，是按位傳輸，需要指定發送的開始和結束。同步模式是最常用的模式，我們這裡的例子也是使用同步模式。

下面看一個完整的例子，client向server發送一段測試字串，server接收並顯示出來，給予client成功響應。

//client端

usingSystem;
usingSystem.Text;
usingSystem.IO;
usingSystem.Net;
usingSystem.Net.Sockets;
namespacesocketsample
{
   classClass1
　 {
      staticvoidMain()
　　 {
　　　 try
　　　 {
　　　　 int port=2000;
　　　　 string host="127.0.0.1";
　　　　 IPAddress ip=IPAddress.Parse(host);
　　　　 IPEndPoint ipe=newIPEndPoint(ip,port);//把ip和連接埠轉化為IPEndPoint執行個體
　　　　 Socket c=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
         //建立一個Socket
　　　　 Console.WriteLine("Conneting...");
　　　　 c.Connect(ipe);//串連到伺服器
　　　　 string sendStr="hello!Thisisasockettest";
　　　　 byte[] bs=Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
　　　　 Console.WriteLine("SendMessage");
　　　　 c.Send(bs,bs.Length,0);//發送測試資訊
　　　　 string recvStr="";
　　　　 byte[] recvBytes=new byte[1024];
　　　　 int bytes;
　　　　 bytes=c.Receive(recvBytes,recvBytes.Length,0);//從伺服器端接受返回資訊
　　　　 recvStr+=Encoding.ASCII.GetString(recvBytes,0,bytes);
　　　　 Console.WriteLine("ClientGetMessage:{0}",recvStr);//顯示伺服器返回資訊
　　　　 c.Close();
　　　 }
　　　 catch(ArgumentNullExceptione)
　　　 {
　　　　 Console.WriteLine("ArgumentNullException:{0}",e);
　　　 }
　　　 catch(SocketExceptione)
　　　 {
　　　　 Console.WriteLine("SocketException:{0}",e);
　　　 }
　　　 Console.WriteLine("PressEntertoExit");
　　　 Console.ReadLine();
　　 }
　 }

}

//server端

using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespaceProject1
{
　 classClass2
　 {
　　 staticvoidMain()
　　 {
　　　 try
　　　 {
　　　　 int port=2000;
　　　　 string host="127.0.0.1";
　　　　 IPAddress ip=IPAddress.Parse(host);
　　　　 IPEndPoint ipe=newIPEndPoint(ip,port);
　　　　 Socket s=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
         //建立一個Socket類
　　　　 s.Bind(ipe);//綁定2000連接埠
　　　　 s.Listen(0);//開始監聽
　　　　 Console.WriteLine("Waitforconnect");
　　　　 Socket temp=s.Accept();//為建立串連建立新的Socket。
　　　　 Console.WriteLine("Getaconnect");
　　　　 string recvStr="";
　　　　 byte[] recvBytes=newbyte[1024];
　　　　 int bytes;
　　　　 bytes=temp.Receive(recvBytes,recvBytes.Length,0);//從用戶端接受資訊
　　　　 recvStr+=Encoding.ASCII.GetString(recvBytes,0,bytes);
　　　　 Console.WriteLine("ServerGetMessage:{0}",recvStr);//把用戶端傳來的資訊顯示出來
　　　　 stringsendStr="Ok!ClientSendMessageSucessful!";
　　　　 byte[]bs=Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
　　　　 temp.Send(bs,bs.Length,0);//返回用戶端成功資訊
　　　　 temp.Close();
　　　　 s.Close();
　　　 }
　　　 catch(ArgumentNullExceptione)
　　　 {
　　　　 Console.WriteLine("ArgumentNullException:{0}",e);
　　　 }
　　　 catch(SocketExceptione)
　　　 {
　　　　 Console.WriteLine("SocketException:{0}",e);
　　　 }
　　　 Console.WriteLine("PressEntertoExit");
　　　 Console.ReadLine();
　　 }
　 }
}