c#网络通信实验教程

1、理解socket
1)、Socket接口是TCP/IP网络的应用程序接口（API）。Socket接口定义了许多函数和例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络应用程序。Socket可以看成是网络通信上的一个端点，也就是说，网络通信包括两台主机或两个进程，通过网络传递它们之间的数据。为了进行网络通信，程序在网络对话的每一端都需要一个Socket。
2)、TCP/IP传输层使用协议端口将数据传送给一台主机的特定应用程序，从网络的观点看，协议端口是一个应用程序的进程地址。当传输层模块的网络软件模块要与另一个程序通信时，它将使用协议端口。Socket是运行在传输层的API，所以在使用Socket建立连接发送数据时，要指定一个端口给它。
3)、根据通信性质的不同，可以把Socket分成3类：
① Stream socket（流套接字）：该类Socket提供双向、有序、无重复的数据流服务，它使用于处理大量网络数据；
② Dgram Socket（数据报套接字）：该类Socket支持双向的数据流，但不保证数据传输的可靠性、有序性和无重复性，也就是说一个从Dgram Socket接收信息的进程，有可能发现信息重复或和发出时顺序不同的情况；
③ Raw Socket（原始套接字）：该类 Socket可以访问底层的协议。
4)、使用Socket接口进行网络通信的过程如图5-1所示，简要步骤如下：
① 建立一个socket；
② 按要求配置socket，即将socket连接到远程主机或给socket指定一个本地协议端口；
③ 按要求通过socket发送和接收数据；
④ 关闭此socket。



 

2、C#编程要点
根据上述的步骤，使用C#设计通过Socket 实现点对点通信的程序需要掌握4个编程要点：socket的构造、socket的配置和连接、数据的发送和接收、socket的关闭。
1)、命名空间的添加
using System.Net;
using System.Net.Socket; //用于操纵Socket类
2)、构造一个新的socket对象
在C#中，采用socket函数构造一个socket对象，socket函数原型如下：
public Socket (AddressFamily addressFamily, SocketType socketType, ProtocolType protocolType);
AddressFamily成员指定socket用来解析地址的寻址方案。例如，InterNetwork表示需要一个IP版本4的地址，InterNetworkV6表示IP版本6的地址。
SocketType参数指定Socket的类型。例如，Raw支持对基础传输协议的访问，Stream支持可靠、双向、基于连接的数据流。
ProtocolType指定Socket类支持的协议。例如，IP表示网际协议，TCP表示传输控制协议。
注意：3个参数不是独立的，有些地址族会限制可与其一起使用的协议，并且套接字类型在协议中通常是隐式的。如果地址族、套接字类型和协议类型不匹配将导致无效的Socket。例如，构造一个新的Socket 对象，采用IP版本4的地址，支持可靠、双向、基于连接的数据流，采用TCP协议：
sock=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)
3)、Socket的配置和连接
为了将Socket和主机关联，必须将主机表示成网络端点的形式。在C#中，采用IPEndPoint类表示网络端点，IPEndPoint函数原型如下：
① public IPEndPoint（IPAddress address,int port）
参数：address表示IP地址，port表示提供服务的端口号。
在服务器端将构造socket对象与表示服务器的网络端点绑定，然后开始进行监听，在收到连接请求后建立连接。主要用语以下3个函数：Bind、Listen和Accept。函数原型如下：② public void Bind（EndPoint localEP） 参数localEP为与socket关联的网络端点。
③ public void Listen（int backlog） 参数backlog为挂连接队列的最大长度
④ public Socket Accept（） 返回值为socket，用于处理接收的连接请求。
例：构造一个服务器的网络端点，对socket进行绑定，开始监听，接受连接请求。
IPAddress ServerIP=IPAdress.Parse（” 192.18.16.186”）; //设定服务器IP地址
IPEndPoint Server=new IPEndPoint（ServerIP,8866）; //生成服务器网络端点
Sock=new Socket（AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,
ProtocolType.Tcp） // 构造一个socket
Sock.Bind（Server）; //将socket和服务器绑定
Sock.Listen（8）; //开始监听，允许连接队列的长度为8
Socket connectsock=sock.Accept（）； //返回socket，用于同连接请求的socket通信
客户端向服务器端发出连接请求，用到Connect函数，Connect函数原型如下：
⑤ public Connect（EndPoint remoteEP）
参数：remoteEP表示要连接的服务器端点。例如向服务器端发出连接请求，服务器IP为ServerIP，端口为Port。
IPEndPoint Server=new IPEndPoint（ServerIP,Port）; //定义要连接的服务器端点
Sock=new Socket（AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,
ProtocolType.Tcp） // 构造一个socket
Sock.Connect（Server）; // 与服务器连接
4)、数据的传送和接收
使用两个用于传送和接收数据的函数：Send、Receive。函数原型如下：
◆ public int Send（byte[] buffer,int size,SocketFlag socketFlags）
参数：buffer表示要发送的数据；size表示要发送数据的大小；socketFlags提供Socket消息的常数值，具有允许按位组合其成员值的属性。
返回值为发送到socket的字节数。
◆public int Receive（byte[] buffer,int size,SocketFlage socketFlags）
参数：buffer表示接收到的数据的存储位置；size表示要接收数据的大小；socketFlags提供Socket消息的常数值，具有允许按位组合其成员值的属性。
返回值为接收到socket的字节数。
例如：接收来自客户端的数据，同时将该数据返回到客户端。Socket是前面例子中定义和设置好的。
public static string data=null; //定义字符串变量存放接收到的信息
bytes=new byte[1024];
int bytesRec=connectsock.Receive（bytes,bytes.Lentgh,0）; //接受来自客户端的数据
Console.WriteLine（”Text received:{0}”,bytes）; //显示接收到的数据
connectsock.Send（bytes,bytes.Length,0）; //发送数据到客户端
5)、socket的关闭
在socket关闭之前，要确保已经发送和接收完所有挂起的数据，因此在关闭socket之前，要先调用Shutdown，函数原型如下：
◆public void Shutdown（SocketShutdown how）
参数：SocketShutdown指定不再允许的操作。成员名称：Both禁止socket发送和接收；Receive禁止socket接收数据；Send禁止socket发送数据。
采用close函数强制关闭Socket连接。函数原型如下：
◆public void clsoe（）
当该套接字被关闭时，Connected属性将被设置为false。