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使用SOCKET實現TCP/IP協議的通訊
一、原理：
首先要理解基本的原理，2台電腦間實現TCP通訊，首先要建立起連接，在這裏要提到服務器端與客戶端，兩個的區別通俗講就是主動與被動的關係，兩個人對話，肯定是先有人先發起會話，要不然誰都不講，談什麼話題，嗬嗬！一樣，TCPIP下建立連接首先要有一個服務器，它是被動的，它隻能等待別人跟它建立連接，自己不會去主動連接，那客戶端如何去連接它呢，這裏提到2個東西，IP地址和端口號，通俗來講就是你去拜訪某人，知道了他的地址是一號大街2號樓，這個是IP地址，那麼1號樓這麼多門牌號怎麼區分，嗯！門牌號就是端口（這裏提到一點，我們訪問網頁的時候也是IP地址和端口號，IE默認的端口號是80），一個服務器可以接受多個客戶端的連接，但是一個客戶端隻能連接一台服務器，在連接後，服務器自動劃分內存區域以分配各個客戶端的通訊，那麼，那麼多的客戶端服務器如何區分，你可能會說，根據IP麼，不是很完整，很簡單的例子，你一台計算機開3個QQ，服務器怎麼區分？所以準確的說是IP和端口號，但是客戶端的端口號不是由你自己定的，是由計算機自動分配的，要不然就出現端口衝突了，說的這麼多，看下麵的這張圖就簡單明了了。
在上麵這張圖中，你可以理解為程序A和程序B是2個SOCKET程序，服務器端程序A設置端口為81，已接受到3個客戶端的連接，計算機C開了2個程序，分別連接到E和D，而他的端口是計算機自動分配的，連接到E的端口為789，連接到D的為790。
了解了TCPIP通訊的基本結構後，接下來講解建立的流程，首先聲明一下我用的開發環境是Visual Studio2008版的，語言C#，組件System.Net.Sockets，流程的建立包括服務器端的建立和客戶端的建立，如圖所示：
二、實現：
1.客戶端：
第一步，要創建一個客戶端對象TcpClient(命名空間在System.Net.Sockets)，接著，調用對象下的方法BeginConnect進行嚐試連接，入口參數有4個，address(目標IP地址)，port(目標端口號)，requestCallback(連接成功後的返調函數)，state(傳遞參數，是一個對象，隨便什麼都行，我建議是將TcpClient自己傳遞過去)，調用完畢這個函數，係統將進行嚐試連接服務器。
第二步，在第一步講過一個入口參數requestCallback(連接成功後的返調函數)，比如我們定義一個函數void Connected(IAsyncResult result),在連接服務器成功後，係統會調用此函數，在函數裏，我們要獲取到係統分配的數據流傳輸對象(NetworkStream)，這個對象是用來處理客戶端與服務器端數據傳輸的，此對象由TcpClient獲得，在第一步講過入口參數state，如果我們傳遞了TcpClient進去，那麼，在函數裏我們可以根據入口參數state獲得，將其進行強製轉換TcpClient tcpclt = (TcpClient)result.AsyncState，接著獲取數據流傳輸對象NetworkStream ns = tcpclt.GetStream()，此對象我建議弄成全局變量，以便於其他函數調用，接著我們將掛起數據接收等待，調用ns下的方法BeginRead，入口參數有5個，buff(數據緩衝)，offset(緩衝起始序號)，size(緩衝長度)，callback(接收到數據後的返調函數)，state(傳遞參數，一樣，隨便什麼都可以，建議將buff傳遞過去)，調用完畢函數後，就可以進行數據接收等待了，在這裏因為已經創建了NetworkStream對象，所以也可以進行向服務器發送數據的操作了，調用ns下的方法Write就可以向服務器發送數據了，入口參數3個，buff(數據緩衝)，offset(緩衝起始序號)，size(緩衝長度)。
第三步，在第二步講過調用了BeginRead函數時的一個入口參數callback(接收到數據後的返調函數)，比如我們定義了一個函數void DataRec(IAsyncResult result)，在服務器向客戶端發送數據後，係統會調用此函數，在函數裏我們要獲得數據流(byte數組)，在上一步講解BeginRead函數的時候還有一個入口參數state，如果我們傳遞了buff進去，那麼，在這裏我們要強製轉換成byte[]類型byte[] data= (byte[])result.AsyncState，轉換完畢後，我們還要獲取緩衝區的大小int length = ns.EndRead(result)，ns為上一步創建的NetworkStream全局對象，接著我們就可以對數據進行處理了，如果獲取的length為0表示客戶端已經斷開連接。
具體實現代碼，在這裏我建立了一個名稱為Test的類：
usingSystem;
using System.Collections.Generic;
using System.Net.Sockets;
namespace test
{
public class Test
{
protected TcpClient tcpclient = null; //全局客戶端對象
protected NetworkStream networkstream = null;//全局數據流傳輸對象
/// <summary>
/// 進行遠程服務器的連接
/// </summary>
/// <param name="ip">ip地址</param>
/// <param name="port">端口</param>
public Test(string ip, int port)
{
networkstream = null;
tcpclient = new TcpClient(); //對象轉換成實體
tcpclient.BeginConnect(System.Net.IPAddress.Parse(ip), port, new AsyncCallback(Connected), tcpclient); //開始進行嚐試連接
}
/// <summary>
/// 發送數據
/// </summary>
/// <param name="data">數據</param>
public void SendData(byte[] data)
{
if (networkstream != null)
networkstream.Write(data, 0, data.Length); //向服務器發送數據
}
/// <summary>
/// 關閉
/// </summary>
public void Close()
{
networkstream.Dispose(); //釋放數據流傳輸對象
tcpclient.Close(); //關閉連接
}
/// <summary>
/// 關閉
/// </summary>
/// <param name="result">傳入參數</param>
protected void Connected(IAsyncResult result)
{
TcpClient tcpclt = (TcpClient)result.AsyncState; //將傳遞的參數強製轉換成TcpClient
networkstream = tcpclt.GetStream(); //獲取數據流傳輸對象
byte[] data = new byte[1000]; //新建傳輸的緩衝
networkstream.BeginRead(data, 0, 1000, new AsyncCallback(DataRec), data); //掛起數據的接收等待
}
/// <summary>
/// 數據接收委托函數
/// </summary>
/// <param name="result">傳入參數</param>
protected void DataRec(IAsyncResult result)
{
int length = networkstream.EndRead(result); //獲取接收數據的長度
List<byte> data = new List<byte>(); //新建byte數組
data.AddRange((byte[])result.AsyncState); //獲取數據
data.RemoveRange(length, data.Count - length); //根據長度移除無效的數據
byte[] data2 = new byte[1000]; //重新定義接收緩衝
networkstream.BeginRead(data2, 0, 1000, new AsyncCallback(DataRec), data2); //重新掛起數據的接收等待
//自定義代碼區域，處理數據data
if (length == 0)
{
//連接已經關閉
}
}
}
}
2.服務器端：
相對於客戶端的實現，服務器端的實現稍複雜一點，因為前麵講過，一個服務器端可以接受N個客戶端的連接，因此，在服務器端，有必要對每個連接上來的客戶端進行登記，因此服務器端的程序結構包括了2個程序結構，第一個程序結構主要負責啟動服務器、對來訪的客戶端進行登記和撤銷，因此我們需要建立2個類。
第一個程序結構負責服務器的啟動與客戶端連接的登記，首先建立TcpListener網絡偵聽類，建立的時候構造函數分別包括localaddr和port2個參數，localaddr指的是本地地址，也就是服務器的IP地址，有人會問為什麼它自己不去自動獲得本機的地址？關於這個舉個很簡單的例子，服務器安裝了2個網卡，也就有了2個IP地址，那建立服務器的時候就可以選擇偵聽的使用的是哪個網絡端口了，不過一般的電腦隻有一個網絡端口，你可以懶點直接寫個固定的函數直接獲取IP地址System.Net.Dns.GetHostAddresses(System.Net.Dns.GetHostName())[0]，GetHostAddresses函數就是獲取本機的IP地址，默認選擇第一個端口於是後麵加個[0]，第2個參數port是真偵聽的端口，這個簡單，自己決定，如果出現端口衝突，函數自己會提醒錯誤的。第二步，啟動服務器，TcpListener.Start()。第三步，啟動客戶端的嚐試連接，TcpListener.BeginAcceptTcpClient，入口2個參數，callback(客戶端連接上後的返調函數)，state(傳遞參數，跟第二節介紹的一樣，隨便什麼都可以，建立把TcpListener自身傳遞過去)，第四步，建立客戶端連接上來後的返調函數，比如我們建立個名為void ClientAccept(IAsyncResult result)的函數，函數裏，我們要獲取客戶端的對象，第三步裏講過我們傳遞TcpListener參數進去，在這裏，我們通過入口參數獲取它TcpListener tcplst = (TcpListener)result.AsyncState，獲取客戶端對象TcpClient bak_tcpclient = tcplst.EndAcceptTcpClient(result)，這個bak_tcpclient我建議在類裏麵建立個列表，然後把它加進去，因為下一個客戶端連接上來後此對象就會被衝刷掉了，客戶端處理完畢後，接下來我們要啟動下一個客戶端的連接tcplst.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(sub_ClientAccept), tcplst)，這個和第三步是一樣的，我就不重複了。
第二個程序結構主要負責單個客戶端與服務器端的處理程序，主要負責數據的通訊，方法很類似客戶端的代碼，基本大同，除了不需要啟動連接的函數，因此這個程序結構主要啟動下數據的偵聽的功能、判斷斷開的功能、數據發送的功能即可，在第一個程序第四步我們獲取了客戶端的對象bak_tcpclient，在這裏，我們首先啟動數據偵聽功能NetworkStream ns= bak_tcpclient.GetStream();ns.BeginRead(data, 0, 1024, new AsyncCallback(DataRec), data);這個跟我在第二節裏介紹的是一模一樣的(第二節第10行),還有數據的處理函數，數據發送函數，判斷連接已斷開的代碼與第二節也是一模一樣的，不過在這裏我們需要額外的添加一段代碼，當判斷出連接已斷開的時候，我們要將客戶端告知第一個程序結構進行刪除客戶端操作，這個方法我的實現方法是在建立第二個程序結構的時候，將第一個程序結構當參數傳遞進來，判斷連接斷開後，調用第一個程序結構的公開方法去刪除，即從客戶端列表下刪除此對象。
第一個程序結構我們定義一個TSever的類，第二個程序結構我們一個TClient的類，代碼如下：
public class TSever
{
public List<TClient> Clients = new List<TClient>(); //客戶端列表
private TcpListener tcplistener = null; //偵聽對象
/// <summary>
/// 構造函數
/// </summary>
/// <param name="port">偵聽端口</param>
public TSever(int port)
{
tcplistener = new TcpListener(System.Net.Dns.GetHostAddresses(System.Net.Dns.GetHostName())[0], port); //啟動偵聽
tcplistener.Start(); //啟動偵聽
tcplistener.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(ClientAccept), tcplistener); //開始嚐試客戶端的連接
}
private void ClientAccept(IAsyncResult result)
{
TcpListener tcplst = (TcpListener)result.AsyncState;
TcpClient bak_tcpclient = tcplst.EndAcceptTcpClient(result);
TClient bak_client = new TClient(bak_tcpclient, this);
Clients.Add(bak_client);
tcplst.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(ClientAccept), tcplst);
}
}
public class TClient
{
private TcpClient tcpclient = null; //客戶端對象
private NetworkStream networkstream = null; //數據發送對象
private TSever m_Parent=null; //父級類
/// <summary>
/// 構造函數
/// </summary>
/// <param name="tcpclt">客戶端對象</param>
/// <param name="parent">父級</param>
public TClient(TcpClient tcpclt, TSever parent)
{
this.tcpclient = tcpclt;
this.m_Parent = parent;
string ip = ((IPEndPoint)tcpclient.Client.RemoteEndPoint).Address.ToString(); //獲取客戶端IP
string port = ((IPEndPoint)tcpclient.Client.RemoteEndPoint).Port.ToString(); //獲取客戶端端口
this.networkstream = tcpclt.GetStream(); //獲取數據傳輸對象
byte[] data = new byte[1024];
this.networkstream.BeginRead(data, 0, 1024, new AsyncCallback(DataRec), data);//啟動數據偵聽
}
/// <summary>
/// 數據接收
/// </summary>
/// <param name="result"></param>
private void DataRec(IAsyncResult result)
{
int length = networkstream.EndRead(result);
List<byte> data = new List<byte>();
data.AddRange((byte[])result.AsyncState);
byte[] data2 = new byte[1024];
networkstream.BeginRead(data2, 0, MaxRec, new AsyncCallback(DataRec), data2);
if (length == 0)
{
m_Parent.Clients.Remove(this); //告知父類刪除此客戶端
}
else
{
data.RemoveRange(length, data.Count - length);
//數據處理代碼data
}
}
/// <summary>
/// 發送數據
/// </summary>
/// <param name="data">數據</param>
/// <returns></returns>
public bool SendData(byte[] data)
{
networkstream.Write(data, 0, data.Length);
return (true);
}
}
摘自：https://hi.baidu.com/des_sky/item/a12969c83801acbc0d0a7bb2
最後更新：2017-04-03 14:53:48
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