说明：本随笔主要演示自己给自己发送消息例子，分别使用了TCP协议、UDP协议以及socket套接字通信。使用socket套接字了模拟TCP、UDP通信实现原理。其中有些源码都来自《C#高级编程 第7版》，并附加了自己的理解，有的也进行了一些简单的拓展。
第一次原创随笔，很多地方可能考虑不周或理解有误，希望大家留言指正，与大家共同进步。也希望大家不喜勿喷，给点鼓励还是比较好的~~ 闲话少说，进入主题！
一、TCP 类
TCP是基于连接的一种通信模式，我们需要创建客户端与服务器端来进行通信。在客户端读取文件，并将文件内容发送到服务器端进行显示。
客户端：
1 using System;
2 using System.Windows.Forms;
3 using System.Net;
4 using System.Net.Sockets;
5 using System.IO;
6
7 namespace TcpSender
8 {
9 public partial class Form1 : Form
10 {
11 public Form1()
12 {
13 InitializeComponent();
14 }
15
16 private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
17 {
18 TcpClient tcpClient = new TcpClient("127.0.0.1",2112); // 配置主机号及端口 127.0.0.1 2112
19 NetworkStream nws = tcpClient.GetStream(); // 获取连接流
20 string path = txbFile.Text; // 配置文件路径
21 FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open);
22 int data = fs.ReadByte();
23
24 while (data != -1)
25 {
26 nws.WriteByte((byte)data);
27 data = fs.ReadByte();
28 }
29 fs.Close();
30 nws.Close();
31 tcpClient.Close();
32 }
33 }
34 }
服务器：
1 using System;
2 using System.Net;
3 using System.Net.Sockets;
4 using System.IO;
5 using System.Threading;
6 using System.Windows.Forms;
7
8 namespace TcpReceiver
9 {
10 public partial class Form1 : Form
11 {
12 public Form1()
13 {
14 InitializeComponent();
15 Thread thread = new Thread(new ThreadStart(Listen)); // 防止主线程在监听到请求之前处于卡死状态
16 thread.Start();
17 }
18
19 // 监听功能
20 public void Listen()
21 {
22 IPAddress localAddr = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
23 Int32 port = 2112;
24 TcpListener tcpListener = new TcpListener(localAddr, port); // 也可以仅绑定端口，因为发送者与接收者均是本地
25 tcpListener.Start();
26
27 while (true) // 持续监听
28 {
29 TcpClient tcpClient = tcpListener.AcceptTcpClient(); // 监听到请求前处于阻塞状态
30 NetworkStream nws = tcpClient.GetStream(); // 获取监听流
31
32 StreamReader sr = new StreamReader(nws, System.Text.Encoding.UTF8);
33 string content = sr.ReadToEnd();
34
35 // ★★★ very important ★★★
36 Invoke(new Action<string>(UpdateDisplay), new object[] { content }); // 该线程拥有用户界面的句柄，因此无需从后台线程直接访问对话框
37 tcpClient.Close();
38 }
39 // tcpListener.Stop();
40 }
41
42 // 将接收到内容显示到控件中
43 public void UpdateDisplay(string text)
44 {
45 txbContent.Clear();
46 txbContent.Text = text;
47 }
48 }
49 }
运行效果图：
客户端
服务器
二、UDP
UDP是一个无连接的协议，因此可以在一个程序中实现收发消息。
情形1：使用同一个 UdpClient 实例实现收发消息
1 using System;
2 using System.Net;
3 using System.Net.Sockets;
4 using System.Text;
5 using System.Threading;
6 using System.IO;
7
8 namespace UDPSender
9 {
10 class Program
11 {
12 static void Main(string[] args)
13 {
14 #region 模拟自己发送自己 使用UDPClient（通过）
15 UdpClient client = new UdpClient(11000); //相当于给socket实例指定端口，参见socket模拟UDP实现原理（后续代码）
16 IPEndPoint iep = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 11000); // 服务器网址及端口
17
18 Console.WriteLine("Type in what you want to send :");
19 string sendMsg = Console.ReadLine();
20 byte[] sendBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(sendMsg);
21 client.Send(sendBytes, sendBytes.Length, iep); //将消息推送到 127.0.0.1：11000
22
23
24 byte[] rcvBytes = client.Receive(ref iep); // 接收127.0.0.1：11000 端口消息，非连接的消息需要缓存存放
25 Console.WriteLine("Received the following message:");
26 string rcvMessage = Encoding.ASCII.GetString(rcvBytes, 0, rcvBytes.Length);
27 Console.WriteLine(rcvMessage);
28 Console.ReadKey();
29 #endregion
30 }
31 }
32 }
情形2：使用一个 UdpClient 实例发送消息， 使用另一个 UdpClient 实例接收消息
1 using System;
2 using System.Net;
3 using System.Net.Sockets;
4 using System.Text;
5 using System.Threading;
6 using System.IO;
7
8 namespace UDPSender
9 {
10 class Program
11 {
12 static void Main(string[] args)
13 {
14 #region 模拟自己发送自己 使用UDPClient（通过）
15 UdpClient client = new UdpClient(); // 没有为socket指定端口，则在client.Send（）时，系统默认为socket分配一个端口，参见Socket模拟UDP（后续代码）
16 // IPEndPoint remote = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
17 UdpClient server = new UdpClient(11000); // 在客户端发送之前确保服务器已经进行端口绑定，为客户端发送的消息创建载体
18
19 IPEndPoint iep = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 11000); // 192.168.106.231 服务器网址及端口
20
21 Console.WriteLine("Type in what you want to send :");
22 string sendMsg = Console.ReadLine();
23 byte[] sendBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(sendMsg);
24 client.Send(sendBytes, sendBytes.Length, iep); // 将消息推送到 127.0.0.1：11000
25
26
27 byte[] rcvBytes = server.Receive(ref iep); // 接收127.0.0.1：11000 端口消息，也可以使用 remote 端点，表示接收所有端口消息
28 Console.WriteLine("Received the following message:");
29 string rcvMessage = Encoding.ASCII.GetString(rcvBytes, 0, rcvBytes.Length);
30 Console.WriteLine(rcvMessage);
31 Console.ReadKey();
32 #endregion
33 }
34 }
35 }
运行效果图：
三、Socket 通信
TCP、UDP 底层通信都是通过 socket 套接字实现。
1、模拟 TCP 通信实现
客户端：
1 using System;
2 using System.Net;
3 using System.Net.Sockets;
4 using System.Text;
5
6 namespace SocketSender
7 {
8 // 使用socket类模拟TCP发送原理
9 class Program
10 {
11 static void Main(string[] args)
12 {
13 byte[] ReceiveBytes = new byte[1024];
14 IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 2112); // 创建远程端点
15
16 Console.WriteLine("Starting: Creating Socket Object ");
17 while (true)
18 {
19 // 创建socket对象
20 Socket SocketSender = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
21 // 连接远程端点
22 SocketSender.Connect(ipEndPoint); // 连接到远程端点，如果服务器端没有响应，则此处会挂起。若超时，则抛出远程服务器拒绝的异常。
23
24 Console.WriteLine("Successfully Connected to {0}",SocketSender.RemoteEndPoint);
25
26 Console.WriteLine("Input the Message you want to send :");
27 string SendingMessage = Console.ReadLine();
28 byte[] ForwardMessage = Encoding.ASCII.GetBytes(SendingMessage + "[FINAL]");
29
30 // 发送消息
31 SocketSender.Send(ForwardMessage);
32
33 // 接收从服务器传回相应消息，因为是基于连接的，因此使用同一个socket实例直接接收即可
34 int TotalBytesReceived = SocketSender.Receive(ReceiveBytes);
35
36 // 打印输出接收到的消息
37 Console.WriteLine("Message Provided By Server: {0}", Encoding.ASCII.GetString(ReceiveBytes, 0, TotalBytesReceived));
38 Console.WriteLine(Environment.NewLine);
39 SocketSender.Shutdown(SocketShutdown.Both); // 关闭该socket的发送和接收功能
40 SocketSender.Close();
41 }
42 //Console.ReadKey();
43 }
44 }
45 }
46
服务器端：
1 using System;
2 using System.Text;
3 using System.Net;
4 using System.Net.Sockets;
5
6 namespace SocketReceiver
7 {
8 // 使用socket模拟TCP接收原理
9 class Program
10 {
11 static void Main(string[] args)
12 {
13 // 本实例是一个基于连接的socket通信，模拟 TCPClient 进行通信
14 Console.WriteLine("Starting: Creating Socket object");
15 Socket Listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
16
17 Listener.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 2112)); // 创建了基于本机IP地址的，端口号为任意值的，可用于所有网络接口（网线、电话线及其他形式网络接口）的绑定
18 Listener.Listen(10); // 挂起连接队列的最大长度
19
20 while (true)
21 {
22 Console.WriteLine("Waiting for connetion on port 2112 ");
23 Socket socket = Listener.Accept(); // 若无socket，则处于阻塞状态，等待有效的socket实例
24 string ReceiveValue = string.Empty;
25
26 while (true)
27 {
28 byte[] ReceivedByte = new byte[1024]; // 缓存区
29 int NumBytes = socket.Receive(ReceivedByte); // 接收到的是二进制数据，将接收到的数据放入到缓存中。也可以直接读到流中，使用 Stream stream = new networkstream（socket）
30 Console.WriteLine("Receiving . . .");
31 ReceiveValue += Encoding.ASCII.GetString(ReceivedByte, 0, NumBytes);
32 if (ReceiveValue.IndexOf("[FINAL]") > -1)
33 {
34 break;
35 }
36 }
37 Console.WriteLine("Received Value: {0}", ReceiveValue);
38 Console.WriteLine(Environment.NewLine);
39 string ReplyValue = "Message successfully Received.";
40 byte[] ReplyByte = Encoding.ASCII.GetBytes(ReplyValue);
41 socket.Send(ReplyByte); // 发送的是二进制数据
42
43 // 对于面向连接的协议，建议先调用 Shutdown，然后再调用 Close。 这可以确保在已连接的套接字关闭之前，已发送和接收该套接字上的所有数据。
44 socket.Shutdown(SocketShutdown.Both); // 关闭该socket的关闭和接收功能
45 socket.Close();
46 }
47 // Listener.Close();
48 }
49 }
50 }
运行效果图：
客户端
服务器端
说明：基于链接的通信，应先启动服务器端程序进行监听，后启动客户端程序。否则客户端在尝试连接时，没有服务器进行相应，尝试一定的时间后，若一直无响应，则抛出远程主机拒绝的异常。
2、模拟 UDP 通信实现
不基于连接的通信，只需要一个程序端即可。
1 using System;
2 using System.Net;
3 using System.Net.Sockets;
4 using System.Text;
5 using System.Threading;
6 using System.IO;
7
8 namespace UDPSender
9 {
10 class Program
11 {
12 static void Main(string[] args)
13 {
14 #region 模拟自己发送给自己，使用socket模拟UDP实现原理（通过）
15
16 // Server
17 Thread server = new Thread(new ThreadStart(ReceiveServer));
18 server.Start();
19
20 // ★★★确保服务端已建立网络监听★★★
21 Thread.Sleep(50);
22
23 // Client
24 IPHostEntry ipHostEntry = Dns.GetHostEntry("127.0.0.1");
25 IPAddress ipAddress = ipHostEntry.AddressList[0];
26 IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 2112);
27
28 while (true)
29 {
30 // UDP 的socket类型不支持stream
31 Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
32 //socket.Bind(ipEndPoint);
33 socket.Connect(ipEndPoint); // 若在此之前不给socket手动绑定一个端口，则程序会在此时默认给socket随机绑定一个端口
34 Console.WriteLine("Type in what you want to send:");
35 string SendString = Console.ReadLine();
36 byte[] SendBytes = Encoding.Default.GetBytes(SendString);
37 //Thread.Sleep(3000);
38 socket.Send(SendBytes);
39 // 网络接收有延时，因此需要等待服务器进行接收
40 socket.Close(100);//等待 timeout 秒以发送所有剩余数据，然后关闭该套接字。
41 // 等同于socket.Close(100) 的效果
42 //Thread.Sleep(100);
43 //socket.Close();
44
45 }
46 #endregion
47 }
48
49 public static void ReceiveServer()
50 {
51 IPHostEntry ipHostEntry = Dns.GetHostEntry("127.0.0.1");
52 IPAddress ipAddress = ipHostEntry.AddressList[0];
53 IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 2112);
54
55 #region 使用缓存接收数据
56 // Receive Message
57 Socket socketListen = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp); // set the protocol
58 socketListen.Bind(ipEndPoint); // binding to the local point which need be listened
59
60 try
61 {
62 // UDP 协议不需要监听，直接接收消息即可
63 //socketListen.Listen(5); // 最多监听到5个队列的请求
64 while (true)
65 {
66 string result = string.Empty;
67 if (socketListen.Available < 1) // 判断是否有数据，若没有数据而直接进行receive，则会使线程阻塞等待数据的到来。return 无：0 有：>0
68 {
69 Thread.Sleep(20);
70 }
71 else
72 {
73 byte[] data = new byte[1024];
74 int NumBytes = socketListen.Receive(data); // 如果网络监听不到数据，则该语句会使线程处于阻塞状态而等待消息，因此要添加判断语句判断数据是否有效
75 Console.WriteLine("Receiving..");
76 if (NumBytes > 0)
77 {
78 result = Encoding.Default.GetString(data, 0, NumBytes);
79 Console.WriteLine("Server Received the follow message:");
80 Console.WriteLine(result);
81 Console.WriteLine(Environment.NewLine);
82 //Thread.Sleep(50000);
83 }
84 }
85 }
86 }
87 catch (SocketException e)
88 {
89 string a = e.ErrorCode.ToString();
90 Console.WriteLine(e.Message + e.ErrorCode);
91 }
92 #endregion
93 }
94 }
95 }
运行效果图：
注意：对于非连接的通信，在服务器端socket绑定端口（Bind()方法，而非Receive()方法，注意区分）之前，若客户端发送了消息A，则在服务器端口绑定后收不到该消息A，只能收到在绑定端口后客户端发送来的消息！
时间： 2024-10-29 05:35:56