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c#实现Socket网络编程

命名空间:

  在网络环境下,我们最感兴趣的两个命名空间是System.Net和 System.Net.Sockets

  System.Net命名空间通常与较高程的操作有关,例如downloadupload,试用HTTP和其他协议进行Web请求等等

  System.Net.Sockets命名空间所包含的类通常与较低程的操作有关。如果要直接使用Sockets或者 TCP/IP之类的协议

 

Socket对象创建:

  针对Socket编程,.NET 框架的 Socket 类是 Winsock32 API 提供的套接字服务的托管代码版本。Socket可以象流Stream一样被视为一个数据通道,这个通道架设在应用程序端(客户端)和远程服务器端之间,而后,数据的读取(接收)和写入(发送)均针对这个通道来进行。

  Socket 类支持两种基本模式:同步和异步。其区别在于:在同步模式中,对执行网络操作的函数(如 Send 和 Receive)的调用一直等到操作完成后才将控制返回给调用程序。在异步模式中,这些调用立即返回。 

 

  在使用之前,你需要首先创建Socket对象的实例,这可以通过Socket类的构造方法来实现: 

  public Socket(AddressFamily addressFamily,SocketType socketType,ProtocolType protocolType); 

  其中,addressFamily 参数指定 Socket 使用的寻址方案,socketType 参数指定 Socket 的类型,protocolType 参数指定 Socket 使用的协议。 

  下面的示例语句创建一个 Socket,它可用于在基于 TCP/IP 的网络(如 Internet)上通讯。 

Socket temp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); 

  若要使用 UDP 而不是 TCP,需要更改协议类型,如下面的示例所示: 

Socket temp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp); 

一旦创建 Socket,在客户端,你将可以通过Connect方法连接到指定的服务器,并通过Send/SendTo

 

Socket操作流程:

  方法向远程服务器发送数据,而后可以通过 Receive/ReceiveFrom从服务端接收数据;而在服务器端,你需要使用Bind方法绑定所指定的接口使Socket与一个本地终结点相联,并通过Listen方法侦听该接口上的请求,当侦听到用户端的连接时,调用Accept完成连接的操作,创建新的Socket以处理传入的连接请求。使用完 Socket 后,记住使用 Shutdown 方法禁用 Socket,并使用 Close 方法关闭 Socket

 

终结点:

  在Internet中,TCP/IP 使用套接字(一个网络地址和一个服务端口号)来唯一标识设备。网络地址(IP)标识网络上的特定设备;端口号(Port)标识要连接到的该设备上的特定服务。网络地址和服务端口的组合称为终结点,在 .NET 框架中正是由 EndPoint 类表示这个终结点,它提供表示网络资源或服务的抽象,用以标志网络地址等信息。

  .Net同时也为每个受支持的地址族定义了 EndPoint 的子代;对于 IP 地址族,该类为 IPEndPointIPEndPoint 类包含应用程序连接到主机上的服务所需的主机和端口信息

 

IP地址获取方式:

  用到IPEndPoint类的时候就不可避免地涉及到计算机IP地址,System.Net命名空间中有两种类可以得到IP地址实例: 

  IPAddress: 在同一局域网中采用的获取方式。 IPAddress 类包含计算机在 IP 网络上的地址。其Parse方法可将 IP 地址字符串转换为 IPAddress 实例。下面的语句创建一个 IPAddress 实例: 

IPAddress myIP = IPAddress.Parse("192.168.0.1"); 

  Dns :  在互联网中采用的获取方式。 向使用 TCP/IP Internet 服务的应用程序提供域名服务。其Resolve 方法查询 DNS 服务器以将用户友好的域名(如"host.mydomain.com")映射到数字形式的 Internet 地址(如 192.168.0.1)。

  Resolve方法 返回一个 IPHostEnty 实例,该实例包含所请求名称的地址和别名的列表。大多数情况下,可以使用 AddressList 数组中返回的第一个地址。下面的代码获取一个 IPAddress 实例,该实例包含服务器 host.mydomain.com 的 IP 地址。 

  IPHostEntry ipHostInfo = Dns.Resolve("host.mydomain.com "); 

  IPAddress ipAddress = ipHostInfo.AddressList[0]; 

  你也可以使用GetHostName方法得到IPHostEntry实例: 

  IPHosntEntry hostInfo=Dns.GetHostByName("host.mydomain.com ") 

  在使用以上方法时,你将可能需要处理以下几种异常: 

  SocketException异常:访问Socket时操作系统发生错误引发 

  ArgumentNullException异常:参数为空引用引发 

  ObjectDisposedException异常:Socket已经关闭引发

 

通信过程示例:

 

服务器端:

 

服务器端接收客户端数据步骤:

 

  1. 创建一个服务器端的实体
  2. 创建服务器端对客户端的监听
  3. EndAccept方法返回客户端实体
  4. 新建线程负责接收客户端的数据

 

 

 public class CM     {         public static bool ISAddSocekt = true;//现在是否继续接收新的客户端连接         public static int AddressIndex = 0;//这是当前与服务器端连接的第几个客户端          //病历号和客户端IP关联表(key:病历号 value:客户端的IP地址,不包含port)         public static Dictionary<string, string> dic_Patient_IP = new Dictionary<string, string>();         //客户端IP和客户端连接顺序关联表(key:病历号 value:客户端的IP地址,不包含port)         public static Dictionary<string, int> dic_IP_Index = new Dictionary<string, int>();         //客户端集合 key:客户端IP地址,Value:客户端实体         public static Dictionary<string, Socket> dic_IP_Socket = new Dictionary<string, Socket>();             private delegate void AcceptDelegete();         private delegate void ReadDelegete(Socket s);         public static int ServerPort = 2000;//服务器端端口         public static Socket serverSocket;//服务器端               //用20个线程分别接受一个设备的数据         public static int ClientCount_Max = 20;//客户端的最大数量         public static void Listen()         {             AcceptDelegete listen = AcceptConnection;             IAsyncResult asy = listen.BeginInvoke(null, null);         }         private static void AcceptConnection()         {             try             {                 serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);                 IPEndPoint localEP = new IPEndPoint(IPAddress.Any, ServerPort);                 //将socket绑定到本地的终结点上                 serverSocket.Bind(localEP);                 //开始监听                 serverSocket.Listen(ClientCount_Max);                 serverSocket.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptCallBack), null);             }             catch (Exception ex)             {             }         }         private static void AcceptCallBack(IAsyncResult iar)         {             try             {                 while (ISAddSocekt)                 {                     // 调用EndAccept完成BeginAccept异步调用,返回一个新的Socket处理与客户的通信                     Socket clientSocket = serverSocket.EndAccept(iar);                     IPEndPoint clientPoint = clientSocket.RemoteEndPoint as IPEndPoint;                     if (!dic_IP_Index.ContainsKey(clientPoint.Address.ToString()))                     {                         dic_IP_Index.Add(clientPoint.Address.ToString(), AddressIndex);                         AddressIndex += 1;                         //去除旧的客户端实体                         dic_IP_Socket.Remove(clientPoint.Address.ToString());                     }                         dic_IP_Socket.Add(clientPoint.Address.ToString(), clientSocket);                                          //开启新线程读取数据                     CM_Data client = new CM_Data(clientSocket);                     Thread thClient = new Thread(new ThreadStart(client.ClientServer));                     thClient.Start();                     //在达到多大的客户端连接限制前,继续监听是否有新的客户端连接                     if (dic_IP_Index.Count < ClientCount_Max)                     {                         serverSocket.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptCallBack), null);                     }                 }             }             catch (Exception ex)             {             }         }     }  //在新线程中不同的循环接收客户端发送过来的数据信息        //  CM_Data类里的代码  public class CM_Data     {         Encoding encoding = Encoding.GetEncoding("GB2312"); //解码器(可以用于汉字)         private Socket client;//当前与服务器端通信的客户端实体         private byte[] receiveBytes = new byte[1024];//服务器端设置缓冲区         private int recCount;         byte[] byte_Data;         //传递连接socket         public CM_Data(Socket ClientSocket)         {             this.client = ClientSocket;         }         public void ClientServer()         {             try             {                 while (true)                 {                     recCount = client.Receive(receiveBytes, receiveBytes.Length, 0);//从客户端接收信息,recCount为有效数据的个数                     if (recCount != 0)//当服务器端的缓冲区接收到的信息不为空时                     {                         byte_Data = new byte[recCount];                         for (int i = 0; i < recCount; i++)                         {                             byte_Data[i] = receiveBytes[i];                         }                         //获取数据后的数据处理                         DataRead(byte_Data);                     }                     else                     {                         break;                     }                 }             }             catch (Exception ex)             {                 MessageBox.Show("数据接收时发生错误:"+ex.Message);             }             client.Close();         }
服务器端接收客户端数据

 

 

服务器端向客户端发送数据:

  1. 获取当前与服务器端通信的客户端(或者要与之通信的目标客户端)
  2. BeginSend 将数据发送,要发送的数据使用的是byte数组的形式。
  3. 示例中向客户端发送的数据也是异步发送的
public void WorkCommand(string clientIP,int WorkState)        {            Socket client = (Socket)CM.dic_IP_Socket[clientIP];            byte[] b1 = new byte[6];            b1[0] = 0x55;            b1[1] = 0xaa;            b1[2] = 0x04;            b1[3] = 0x81;            switch (WorkState)            {                case 1: b1[4] = 0x01; break;                case 2: b1[4] = 0x02; break;                case 3: b1[4] = 0x03; break;                case 4: b1[4] = 0x04; break;            }            b1[5] = CM_Data.GetParityBit(b1) ;            client.BeginSend(b1, 0, b1.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(SendCallBack), client);        }        private void SendCallBack(IAsyncResult iar)        {            Socket workerSocket = (Socket)iar.AsyncState;            workerSocket.EndSend(iar);        }
服务器端向客户端发送数据

 

客户端:

  项目的客户端代码是否下位机完成的(使用C++代码),下面的客户端示例,是我在测试程序中使用到的c#版本的代码示例。

客户端接收服务器端数据步骤:

  1. 创建客户端实体,IPEndPoint 里指定的是服务器端的IP地址和服务器端的端口号。
  2. 客户端等待服务器端的连接。
  3. 客户端循环等待服务器端的发送数据
private int serverPort = 2000;        public byte[] dataBuffer = new byte[10000000];        Socket client;    //连接服务器        private void ServerConnection()        {            try            {                client = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);                IPAddress ip = IPAddress.Parse("192.168.10.188");                IPEndPoint iep = new IPEndPoint(ip, 2000);                client.BeginConnect(iep, new AsyncCallback(Connect), null);            }            catch { }        }        private void Connect(IAsyncResult asy)        {            try            {                client.EndConnect(asy);                client.BeginReceive(dataBuffer, 0, dataBuffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(RecieveCallBack), null);            }            catch { }        }              //接收byte字节方式        private void RecieveCallBack(IAsyncResult iar)        {            try            {                int iRx = client.EndReceive(iar);                byte[] byte_Receive = new byte[iRx];                for (int i = 0; i < iRx; i++)                {                    byte_Receive[i] = dataBuffer[i];                   listBox1.Items.Add(Convert.ToString(byte_Receive[i], 16));                }                string revStr = System.Text.Encoding.UTF7.GetString(byte_Receive, 0, iRx);                               //继续监听下一次的数据接收                client.BeginReceive(dataBuffer, 0, dataBuffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(RecieveCallBack), null);            }            catch { }        }
客户端接收服务器端数据
Void SendMessage(){try                {                byte[] buffer = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(textBox1.Text);                int snLen = 0;                client.BeginSend(buffer, snLen, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(SendCallBack), client);            }            catch { }}
客户端向服务器端发送数据

 

 

c#实现Socket网络编程