C# 2.0 通訊端編程執行個體 UDP TCP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，在這個命名空間裡面有以下幾個常用的重要類分別是:

　　·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，但沒有得到廣泛的使用，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。

　　下面的樣本語句建立一個 Socket，它可用於在基於 TCP/IP 的網路（如 Internet）上通訊。

Socket temp = new Socket(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 = new Socket(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 位址族，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類的時候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 位址字串轉換為 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
using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace socketsample
{
　class Class1
　{
　　static void Main()
　　{
　　　try
　　　{
　　　　int port = 2000;
　　　　string host = "127.0.0.1";
　　　　IPAddress ip = IPAddress.Parse(host);
　　　　IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port);//把ip和連接埠轉化為IPEndPoint執行個體
　　　　Socket c = new Socket(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!This is a socket test";
　　　　byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
　　　　Console.WriteLine("Send Message");
　　　　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("Client Get Message:{0}", recvStr);//顯示伺服器返回資訊
　　　　c.Close();
　　　}
　　　catch (ArgumentNullException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e);
　　　}
　　　catch (SocketException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("SocketException: {0}", e);
　　　}
　　　Console.WriteLine("Press Enter to Exit");
　　　Console.ReadLine();
　　}
　}
}
//server端
using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace Project1
{
　class Class2
　{
　　static void Main()
　　{
　　　try
　　　{
　　　　int port = 2000;
　　　　string host = "127.0.0.1";
　　　　IPAddress ip = IPAddress.Parse(host);
　　　　IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port);
　　　　Socket s = new Socket(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("Wait for connect");
Socket temp = s.Accept();//為建立串連建立新的Socket。
　　　　Console.WriteLine("Get a connect");
　　　　string recvStr = "";
　　　　byte[] recvBytes = new byte[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("Server Get Message:{0}",recvStr);//把用戶端傳來的資訊顯示出來
　　　　string sendStr = "Ok!Client Send Message Sucessful!";
　　　　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 (ArgumentNullException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e);
　　　}
　　　catch (SocketException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("SocketException: {0}", e);
}
　　　Console.WriteLine("Press Enter to Exit");
　　　Console.ReadLine();
　　}
　}
}

　　上面的例子是用的Socket類，System.Net.Socket命名空間還提供了兩個抽象進階類TCPClient和UDPClient和用於通訊流處理的NetWorkStream,讓我們看下例子

　　用戶端

TcpClient tcpClient=new TcpCLient(主機IP,連接埠號碼);
NetworkStream ns=tcp.Client.GetStream();

　　服務端

TcpListener tcpListener=new TcpListener(監聽連接埠);
tcpListener.Start();
TcpClient tcpClient=tcpListener.AcceptTcpClient();
NetworkStream ns=tcpClient.GetStream();

　　服務端用TcpListener監聽,然後把串連的對象執行個體化為一個TcpClient,調用TcpClient.GetStream()方法,返回網路流執行個體化為一個NetworlStream流,下面就是用流的方法進行Send,Receive

　　如果是UdpClient的話,就直接UdpClient執行個體化,然後調用UdpClient的Send和Receive方法,需要注意的事,UdpClient沒有返回網路流的方法,就是說沒有GetStream方法,所以無法流化,而且使用Udp通訊的時候,不要伺服器監聽。

　　現在我們大致瞭解了.Net Socket通訊的流程，下面我們來作一個稍微複雜點的程式，一個廣播式的C/S聊天程式。

用戶端設計需要一個1個ListBox，用於顯示聊天內容，一個TextBox輸入你要說的話，一個Button發送留言，一個Button建立串連。

　　點擊建立串連的Button後出來一個對話方塊，提示輸入串連伺服器的IP，連接埠，和你的暱稱，啟動一個接受線程，負責接受從伺服器傳來的資訊並顯示在ListBox上面。

　　伺服器端2個Button，一個啟動服務，一個T掉已建立串連的用戶端，一個ListBox顯示串連上的用戶端的Ip和連接埠。

　　比較重要的地方是字串編碼的問題，需要先把需要傳送的字串按照UTF8編碼，然後接受的時候再還原成為GB2312，不然中文顯示會是亂碼。

　　還有一個就是接收線程，我這裡簡單寫成一個While(ture)迴圈，不斷判斷是否有資訊流入，有就接收，並顯示在ListBox上，這裡有問題，在.Net2.0裡面，交錯線程修改表單空間屬性的時候會引發一個異常，不可以直接修改，需要定義一個委託來修改。

　　當用戶端需要中斷連線的時候，比如點擊表單右上方的XX，就需要定義一個this.FormClosing += new System.Windows.Forms.FormClosingEventHandler(this.Closing);（.Net2.0是FormClosing系統事件），在Closing()函數裡面，發送Close字元給服務端，伺服器判斷迴圈判斷所有的串連上的用戶端傳來的資訊，如果是以Close開頭，斷開與其的串連。看到這裡，讀者就會問了，如果我在聊天視窗輸入Close是不是也中斷連線呢？不是的，在聊天視窗輸入的資訊傳給伺服器的時候開頭都要加上Ip資訊和暱稱，所以不會衝突。

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