c#实现Socket网络编程

时间:2023-03-10 01:42:36
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download或upload,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 IPEndPoint。IPEndPoint 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类: 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 类:  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 = ;//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 = ;//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 = ;//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 += ;
//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[];//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, );//从客户端接收信息,recCount为有效数据的个数
if (recCount != )//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 = ; 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[];
b1[] = 0x55;
b1[] = 0xaa;
b1[] = 0x04;
b1[] = 0x81;
switch (WorkState)
{
case : b1[] = 0x01; break;
case : b1[] = 0x02; break;
case : b1[] = 0x03; break;
case : b1[] = 0x04; break;
}
b1[] = CM_Data.GetParityBit(b1) ;
client.BeginSend(b1, , 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 = ;
public byte[] dataBuffer = new byte[];
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, );
client.BeginConnect(iep, new AsyncCallback(Connect), null);
}
catch { }
} private void Connect(IAsyncResult asy)
{ try
{
client.EndConnect(asy);
client.BeginReceive(dataBuffer, , 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 = ; i < iRx; i++)
{
byte_Receive[i] = dataBuffer[i];
listBox1.Items.Add(Convert.ToString(byte_Receive[i], ));
}
string revStr = System.Text.Encoding.UTF7.GetString(byte_Receive, , iRx); //继续监听下一次的数据接收
client.BeginReceive(dataBuffer, , 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 = ;
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