Visual C# 2005中编写Socket网络程序

网络编程中两个主要的问题

一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机，另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。
在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。
而TCP层则提供面向应用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的数据传输机制，这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。
目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提 出申请。服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户请求，就会启动一个服务进程来响应该客户，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户也 能及时得到服务。
两类传输协议：TCP；UDP
TCP是Tranfer Control Protocol的 简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送 或接收操作。
UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。
比较：
UDP：1，每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。
2，UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
3，UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方
TCP：1，面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接
时间。
2，TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的
数据。
3，TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。
应用：
1，TCP在网络通信上有极强的生命力，例如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的，对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽，因此TCP传输的效率不如UDP高。
2，UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用UDP会更合理一些。

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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，而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，这个命名空间的类是非常有用的。

　　在.Net中，System.Net.Sockets 命名空间为需要严密控制网络访问的开发人员提供了 Windows Sockets (Winsock) 接口的托管实现。System.Net 命名空间中的所有其他网络访问类都建立在该套接字Socket实现之上，如TCPClient、TCPListener 和 UDPClient 类封装有关创建到 Internet 的 TCP 和 UDP 连接的详细信息；NetworkStream类则提供用于网络访问的基础数据流等，常见的许多Internet服务都可以见到Socket的踪影，如Telnet、Http、Email、Echo等，这些服务尽管通讯协议Protocol的定义不同，但是其基础的传输都是采用的Socket。

　　其实，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。

　　可见，在应用程序端或者服务器端创建了Socket对象之后，就可以使用Send/SentTo方法将数据发送到连接的Socket,或者使用Receive/ReceiveFrom方法接收来自连接Socket的数据。

　　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。其中为实现网络编程提供了大量的方法，大多数情况下，Socket 类方法只是将数据封送到它们的本机 Win32 副本中并处理任何必要的安全检查。如果你熟悉Winsock API函数，那么用Socket类编写网络程序会非常容易，当然，如果你不曾接触过，也不会太困难，跟随下面的解说，你会发觉使用Socket类开发windows 网络应用程序原来有规可寻，它们在大多数情况下遵循大致相同的步骤。

　　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。

　　可以看出，以上许多方法包含EndPoint类型的参数，在Internet中，TCP/IP 使用一个网络地址和一个服务端口号来唯一标识设备。网络地址标识网络上的特定设备；端口号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，通过组合服务的主机IP地址和端口号，IPEndPoint 类形成到服务的连接点。

　　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：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：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

　　在掌握上面得知识后，下面的代码将该服务器主机（ host.mydomain.com的 IP 地址与端口号组合，以便为连接创建远程终结点：

IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ipAddress,11000);

　　确定了远程设备的地址并选择了用于连接的端口后，应用程序可以尝试建立与远程设备的连接。下面的示例使用现有的 IPEndPoint 实例与远程设备连接，并捕获可能引发的异常：

try { temp.Connect(ipe);//尝试连接 } //处理参数为空引用异常 catch(ArgumentNullException ae) { Console.WriteLine("ArgumentNullException : {0}", ae.ToString()); } //处理操作系统异常 catch(SocketException se) { Console.WriteLine("SocketException : {0}", se.ToString()); }

　　需要知道的是：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。

综合运用以上阐述的使用Visual C#进行Socket网络程序开发的知识，下面的程序是一个简单的Socket通讯实例，client向server发送一段测试字符串，server接收并显示出来，给予client成功相应。

//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); 　　　　Socket c = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); 　　　　c.Connect(ipe); 　　　　string sendStr = "hello!This is a socket test"; 　　　　byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr); 　　　　c.Send(bs, bs.Length, 0); 　　　　string recvStr = ""; 　　　　byte[] recvBytes = new byte[1024]; 　　　　int bytes; 　　　　bytes = c.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0); 　　　　recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes); 　　　　Console.WriteLine(recvStr); 　　　　c.Close(); 　　　} 　　　catch (ArgumentNullException e) 　　　{ 　　　　Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e); 　　　} 　　　catch (SocketException e) 　　　{ 　　　　Console.WriteLine("SocketException: {0}", e); 　　　} 　　　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); 　　　　s.Bind(ipe); 　　　　s.Listen(0); 　　　　Socket temp = s.Accept(); 　　　　string recvStr = ""; 　　　　byte[] recvBytes = new byte[1024]; 　　　　int bytes; 　　　　bytes = temp.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0); 　　　　recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes); 　　　　Console.WriteLine(recvStr); 　　　　string sendStr = "Ok!Sucess!"; 　　　　byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr); 　　　　temp.Send(bs, bs.Length, 0); 　　　　temp.Shutdown(SocketShutdown.Both); 　　　　temp.Close(); 　　　　s.Shutdown(SocketShutdown.Both); 　　　　s.Close(); 　　　} 　　　catch (ArgumentNullException e) 　　　{ 　　　　Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e); 　　　} 　　　catch (SocketException e) 　　　{ 　　　　Console.WriteLine("SocketException: {0}", e); 　　　} 　　　Console.ReadLine(); 　　} 　} }

　　以上程序在VS Express 2005 .Net2.0环境下测试通过。