C#高效能大容量SOCKET並發（八）：通訊協議

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協議種類

開發Socket程式有兩種協議類型，一種是用文本描述的，類似HTTP協議，定義字元集，好處是相容性和調試方便，缺點是解析文本會損耗一些效能；一種是用Code加結構體，定義位元組順序，好處是效能高，缺點是相容性和調試不方便。這個可以根據應用情境靈活選擇，如果您的應用相對穩定，需求變化少，效能要求高，則可以使用Code加結構體的方式。如果您的應用需要不停的擴充功能，但是對效能要求不苛刻，則可以使用文本解析的方式。這兩種協議有兩個比較典型的應用情境，Code加結構體更多應用在中介軟體上，因為協議的封裝都是透明的，不需要聯調，而且效能要求較高；文本解析則更多應用在外部互動上，如和裝置、手機通訊，需要聯調，但是效能要求沒那麼高。

我們Demo是採用文本解析的方式，具體可以根據應用靈活選擇。

定義協議有以下注意點（方便不同平台接入）。

位元組順序

不同硬體平台或作業系統下，位元組順序是不一致的，有的是高位在前，低位在後，有的則是低位在前。Windows是低位在前，高位在後，每個平台下都有函數實現位元組轉換。TCP/IP定義的位元組順序是高位在前、低位在後，可以使用IPAddress類的

 

        //        // 摘要:        //     將整數值由網路位元組順序轉換為主機位元組順序。        //        // 參數:        //   network:        //     以網路位元組順序表示的要轉換的數字。        //        // 返回結果:        //     以主機位元組順序表示的整數值。        [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]        public static int NetworkToHostOrder(int network);        //        // 摘要:        //     將長值由網路位元組順序轉換為主機位元組順序。        //        // 參數:        //   network:        //     以網路位元組順序表示的要轉換的數字。        //        // 返回結果:        //     以主機位元組順序表示的長值。        [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]        public static long NetworkToHostOrder(long network);        //        // 摘要:        //     將短值由網路位元組順序轉換為主機位元組順序。        //        // 參數:        //   network:        //     以網路位元組順序表示的要轉換的數字。        //        // 返回結果:        //     以主機位元組順序表示的短值。        [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]        public static short NetworkToHostOrder(short network);

 

來實現網路位元組順序轉為本地位元組順序，反之可以調用

 

        //        // 摘要:        //     將整數值由主機位元組順序轉換為網路位元組順序。        //        // 參數:        //   host:        //     以主機位元組順序表示的要轉換的數字。        //        // 返回結果:        //     以網路位元組順序表示的整數值。        public static int HostToNetworkOrder(int host);        //        // 摘要:        //     將長值由主機位元組順序轉換為網路位元組順序。        //        // 參數:        //   host:        //     以主機位元組順序表示的要轉換的數字。        //        // 返回結果:        //     以網路位元組順序表示的長值。        public static long HostToNetworkOrder(long host);        //        // 摘要:        //     將短值由主機位元組順序轉換為網路位元組順序。        //        // 參數:        //   host:        //     以主機位元組順序表示的要轉換的數字。        //        // 返回結果:        //     以網路位元組順序表示的短值。        public static short HostToNetworkOrder(short host);

來實現本地位元組順序轉為網路位元組順序。

 

 

更流行的做法是使用網路位元組順序，這樣規範統一。我們這裡使用Windows位元組順序，即低位在前、高位在後，和網路位元組順序剛好相反。

字元集

字元集最合適的就是使用UTF-8，這個編碼是免費的，對於某些不支援中文的嵌入式系統，全英文可以不需要轉換就是UTF-8格式，對於跨平台具有優勢。

資料包格式

Code加結構體、文本解析兩種協議風格都是統一使用相同的資料包格式，即先發一個4位元組的長度，後面跟著是內容，下一個也是先發一個4位元組長度，接著是內容。結構體可以定義為檔案流結構體，採用位元組對齊。

協議樣本

 

Active：檢測串連（心跳包）

用戶端->伺服器 { [Request] Command=Active } 伺服器->用戶端 { [Response] Command= Active Code= Error Code#錯誤碼 Message=Message#如果出錯，返回錯誤描述資訊 }

C#高效能大容量SOCKET並發（八）：通訊協議