【.NET】网络编程总结

1、首先说下计算机网络中的TCP/IP参考模型

　　TCP/IP把网络分为5层，每一层负责完成不同的功能

　　　　1）应用层：传输报文，提供各种网络应用，有FTP、SMTP、HTTP等协议

　　　　2）运输层：传输报文段，为应用程序的客户机和服务器之间提供传输应用层报文服务，协议有TCP，UDP

　　　　3）网络层：传输数据包，协议有IP协议，选路协议

　　　　4）链路层：传输数据帧，以太网就属于这个层

　　　　5）物理层：在节点之间传输比特流

　　应用程序是通过套接字访问网络下层的服务的，套接字是网络运输层和应用层的一个编程接口，在程序中通过套接字来进行TCP和UDP传输，运输层以下的层对程序员透明

TCP和UDP是最基本的传输协议，应用层的所有协议都是基于这两个协议进行封装扩展的

　　TCP：可靠的，面向连接的连接数据传输服务，传输的是字节流，能保证数据的有序性

　　　　1）建立连接（三次握手）　　2）传输数据　　3）断开连接（四次握手）

　　UDP：不可靠，面向数据报的无连接的数据传输服务，传输的是是数据包，不保证数据的有序性

　　　　广播：可以向同一个子网内的所有主机发送广播数据

　　　　组播：可以向所有加入组网的主机发送组播数据

2、编程(本节由于篇幅太长，这里只说TCP)

　　.NET 框架提供了下面几个类对实现网络通信：

　　　　Socket：提供最基本的TCP和UDP服务

　　　　TcpListener/TcpClient 和 UdpClient：对Socket类进行了基本封装

　　　　NetworkStream：网络流，对网络数据的写入和读取

　　使用套接字的步骤

　　　　TCP：服务器：创建套接字 -》 绑定套接字Bind -》 监听套接字Listen -》 接受连接Accept -》 发送/接受Send/Receive -》 关闭套接字CLose

　　　　　　：客户端：创建套接字 -》 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 连接 -》　　　　　　发送/接受Send/Receive -》 关闭套接字CLose

　　　　UDP：创建套接字 -》 绑定套接字Bind -》  发送/接受SendTo/ReceiveFrom -》 关闭套接字CLose

　　1）Socket（使用异步方式连接和收发信息，因为等待连接和等待数据的时候会让主线程阻塞）

 　　　　这里就不贴代码了，跟下面的差不多，后面下载的代码有（我用的VS2012，低版本不能查看可以直接看源文件的代码）

　　2）TcpListener/TcpClient（这里也使用异步方式来连接和接收信息）

　　　　首先创建一个异步用的数据对象

        public class StateObject
        {
            public NetworkStream networkstream = null;
            public byte[] buffer = new byte[1024];
            public StateObject(NetworkStream netstream)
            {
                this.networkstream = netstream;
            }
        }

　　　　1）服务器端（异步监听，当收到连接，则异步读取数据，注意捕获连接断开时的异常）

        TcpListener listener;
        NetworkStream networkstream;

        private void btnBind_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //绑定，启动异步接受连接
            try
            {
                int port = int.Parse(tbPort.Text);
                IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(tbIP.Text);
                IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, port);
                
                listener = new TcpListener(endpoint);
                listener.Start(10);        //监听数位10
                //开始异步接收连接请求
                listener.BeginAcceptTcpClient(DoAcceptTcpClientCallback, listener);
                btn.Text = "Close";
            }
            catch (ArgumentNullException) { }
            catch (SocketException) { }
        }
        //异步接收请求函数
        public void DoAcceptTcpClientCallback(IAsyncResult ar)
        {
            TcpListener listener = (TcpListener)ar.AsyncState;
            try
            {
                TcpClient client = listener.EndAcceptTcpClient(ar);
                //收到连接
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //收到连接请求，这里可以让主线程更新UI
                }));
                networkstream = new NetworkStream(client.Client);
                StateObject so = new StateObject(networkstream);
                
                //开始异步读取数据
                networkstream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);

                //如果需要继续监听，则继续异步接收
                listener.BeginAcceptTcpClient(DoAcceptTcpClientCallback, listener);
            }
            catch (ObjectDisposedException)
            {
                //Socket关闭
            }
        }
        //异步读取数据函数
        public void ReadCallback(IAsyncResult ar)
        {
            StateObject so = (StateObject)ar.AsyncState;
            try
            {
                NetworkStream myNetworkStream = so.networkstream;
                int length = myNetworkStream.EndRead(ar);
                string receivemsg = Encoding.UTF8.GetString(so.buffer, 0, length);
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //收到数据，在这里可以让主线程更新UI
                }));
                so.buffer = new byte[1024];
                //继续接收数据
                myNetworkStream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);
            }
            catch (IOException)
            {
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //连接断开
                }));
                networkstream = null;
            }
        }

　　　　这样，服务器端就完成了监听

　　2）客户端（同样通过异步实现）

        TcpClient client;
        NetworkStream networkstream;
        private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int port = int.Parse(tbPort.Text);
            IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(tbIP.Text);
            IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, port);

            if (client == null)
            {
                //开始异步连接
                client = new TcpClient();
                client.BeginConnect(ipaddress, port, ConnectCallback, client);
            }
        }
        private void ConnectCallback(IAsyncResult ar)
        {

            TcpClient t = ar.AsyncState as TcpClient;
            try
            {
                t.EndConnect(ar);
                networkstream = t.GetStream();
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {      
                    //连接成功                
                }));
                //开始异步接受数据
                StateObject so = new StateObject(networkstream);
                networkstream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);
            }
            catch (SocketException)
            { 
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() => 
                {
                    //连接失败，让UI更新
                }));
            }
        }
        public void ReadCallback(IAsyncResult ar)
        {
            StateObject so = (StateObject)ar.AsyncState;
            try
            {
                NetworkStream myNetworkStream = so.networkstream;
                int length = myNetworkStream.EndRead(ar);
                string receivemsg = Encoding.UTF8.GetString(so.buffer, 0, length);
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //更新UI
                }));
                //继续异步接受数据
                so.buffer = new byte[1024];
                myNetworkStream.BeginRead(so.buffer, 0, so.buffer.Length, ReadCallback, so);
            }
            catch (IOException)
            {
                this.BeginInvoke(new ThreadStart(() =>
                {
                    //连接断开
                }));
                networkstream = null;
            }
        }

　　3）接下来是发送数据

        private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (networkstream != null)
            {
                byte[] sendbyte = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("你好：）");
                networkstream.Write(sendbyte, 0, sendbyte.Length);
            }
            else
            {
                tbMsg.AppendText("未连接\n");
            }
        }

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