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Visual C#.Net 網絡程序開發Socket篇

2013-11-13 12:23:28  來源: .NET編程 
  MicrosoftNet Framework為應用程序訪問Internet提供分層的可擴展的以及受管轄的網絡服務其名字空間SystemNet和SystemNetSockets包含豐富的類可以開發多種網絡應用程序

  Net類采用的分層結構允許應用程序在不同的控制級別上訪問網絡開發人員可以根據需要選擇針對不同的級別編制程序這些級別幾乎囊括了Internet的所有需要從socket套接字到普通的請求/響應更重要的是這種分層是可以擴展的能夠適應Internet不斷擴展的需要

  拋開ISO/OSI模型的層構架單從TCP/IP模型上的邏輯層面上看Net類可以視為包含個層次請求/響應層應用協議層傳輸層WebReqeust和WebResponse 代表了請求/響應層支持HttpTcp和Udp的類組成了應用協議層而Socket類處於傳輸層

  可見傳輸層位於這個結構的最底層當其上面的應用協議層和請求/響應層不能滿足應用程序的特殊需要時就需要使用這一層進行Socket套接字編程

  而在Net中SystemNetSockets 命名空間為需要嚴密控制網絡訪問的開發人員提供了 Windows Sockets (Winsock) 接口的托管實現SystemNet 命名空間中的所有其他網絡訪問類都建立在該套接字Socket實現之上如TCPClientTCPListener 和 UDPClient 類封裝有關創建到 Internet 的 TCP 和 UDP 連接的詳細信息NetworkStream類則提供用於網絡訪問的基礎數據流等常見的許多Internet服務都可以見到Socket的蹤影如TelnetHttpEmailEcho等這些服務盡管通訊協議Protocol的定義不同但是其基礎的傳輸都是采用的Socket

  其實Socket可以象流Stream一樣被視為一個數據通道這個通道架設在應用程序端(客戶端)和遠程服務器端之間而後數據的讀取(接收)和寫入(發送)均針對這個通道來進行

  可見在應用程序端或者服務器端創建了Socket對象之後就可以使用Send/SentTo方法將數據發送到連接的Socket或者使用Receive/ReceiveFrom方法接收來自連接Socket的數據

  針對Socket編程NET 框架的 Socket 類是 Winsock API 提供的套接字服務的托管代碼版本其中為實現網絡編程提供了大量的方法大多數情況下Socket 類方法只是將數據封送到它們的本機Win 副本中並處理任何必要的安全檢查如果你熟悉Winsock API函數那麼用Socket類編寫網絡程序會非常容易當然如果你不曾接觸過也不會太困難跟隨下面的解說你會發覺使用Socket類開發windows 網絡應用程序原來有規可尋它們在大多數情況下遵循大致相同的步驟

  在使用之前你需要首先創建Socket對象的實例這可以通過Socket類的構造方法來實現

public Socket(AddressFamily addressFamilySocketType socketTypeProtocolType protocolType);

  其中addressFamily 參數指定 Socket 使用的尋址方案socketType 參數指定 Socket 的類型protocolType 參數指定 Socket 使用的協議

  下面的示例語句創建一個Socket它可用於在基於 TCP/IP 的網絡(如 Internet)上通訊

Socket s = new Socket(AddressFamilyInterNetwork SocketTypeStream ProtocolTypeTcp);

  若要使用 UDP 而不是 TCP需要更改協議類型如下面的示例所示

Socket s = new Socket(AddressFamilyInterNetwork SocketTypeDgram ProtocolTypeUdp);

  一旦創建 Socket在客戶端你將可以通過Connect方法連接到指定的服務器並通過Send/SendTo方法向遠程服務器發送數據而後可以通過Receive/ReceiveFrom從服務端接收數據而在服務器端你需要使用Bind方法綁定所指定的接口使Socket與一個本地終結點相聯並通過Listen方法偵聽該接口上的請求當偵聽到用戶端的連接時調用Accept完成連接的操作創建新的Socket以處理傳入的連接請求使用完Socket後記住使用 Shutdown 方法禁用Socket並使用 Close 方法關閉 Socket其間用到的方法/函數有

SocketConnect方法:建立到遠程設備的連接
public void Connect(EndPoint remoteEP)(有重載方法)
SocketSend 方法:從數據中的指示位置開始將數據發送到連接的 Socket
public int Send(byte[] int SocketFlags);(有重載方法)
SocketSendTo 方法 將數據發送到特定終結點
public int SendTo(byte[] EndPoint);(有重載方法)
SocketReceive方法:將數據從連接的 Socket 接收到接收緩沖區的特定位置
public int Receive(byte[]intSocketFlags);
SocketReceiveFrom方法接收數據緩沖區中特定位置的數據並存儲終結點
public int ReceiveFrom(byte[] int SocketFlags ref EndPoint);
SocketBind 方法使 Socket 與一個本地終結點相關聯
public void Bind( EndPoint localEP );
SocketListen方法將 Socket 置於偵聽狀態
public void Listen( int backlog );
SocketAccept方法:創建新的 Socket 以處理傳入的連接請求
public Socket Accept();
SocketShutdown方法:禁用某 Socket 上的發送和接收
public void Shutdown( SocketShutdown how );
SocketClose方法:強制 Socket 連接關閉
public void Close();

  可以看出以上許多方法包含EndPoint類型的參在Internet中TCP/IP 使用一個網絡地址和一個服務端口號來唯一標識設備網絡地址標識網絡上的特定設備端口號標識要連接到的該設備上的特定服務網絡地址和服務端口的組合稱為終結點

  在 NET 框架中正是由 EndPoint 類表示這個終結點它提供表示網絡資源或服務的抽象用以標志網絡地址等信息Net同時也為每個受支持的地址族定義了 EndPoint 的子代對於 IP 地址族該類為 IPEndPointIPEndPoint 類包含應用程序連接到主機上的服務所需的主機和端口信息通過組合服務的主機IP地址和端口號IPEndPoint 類形成到服務的連接點

  用到IPEndPoint類的時候就不可避免地涉及到計算機IP地址Net中有兩種類可以得到IP地址實例
   IPAddress類IPAddress 類包含計算機在 IP 網絡上的地址其Parse方法可將 IP 地址字符串轉換為 IPAddress 實例下面的語句創建一個 IPAddress 實例

IPAddress myIP = IPAddressParse();


Dns 類向使用 TCP/IP Internet 服務的應用程序提供域名服務其Resolve 方法查詢 DNS 服務器以將用戶友好的域名(如hostcontosocom)映射到數字形式的 Internet 地址(如 Resolve方法返回一個 IPHostEnty 實例該實例包含所請求名稱的地址和別名的列表大多數情況下可以使用 AddressList 數組中返回的第一個地址下面的代碼獲取一個 IPAddress 實例該實例包含服務器 hostcontosocom 的 IP 地址

IPHostEntry ipHostInfo = DnsResolve(hostcontosocom);
IPAddress ipAddress = ipHostInfoAddressList[];


  你也可以使用GetHostName方法得到IPHostEntry實例

IPHosntEntry hostInfo=DnsGetHostByName(hostcontosocom)


  在使用以上方法時你將可能需要處理以下幾種異常

  SocketException異常訪問Socket時操作系統發生錯誤引發

  ArgumentNullException異常參數為空引用引發

  ObjectDisposedException異常Socket已經關閉引發

  在掌握上面得知識後下面的代碼將該服務器主機( hostcontosocom的 IP 地址與端口號組合以便為連接創建遠程終結點

IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ipAddress);


  確定了遠程設備的地址並選擇了用於連接的端口後應用程序可以嘗試建立與遠程設備的連接下面的示例使用現有的 IPEndPoint 實例與遠程設備連接並捕獲可能引發的異常

try {
sConnect(ipe);//嘗試連接
}
//處理參數為空引用異常
catch(ArgumentNullException ae) {
ConsoleWriteLine(ArgumentNullException : {} aeToString());
}
//處理操作系統異常
catch(SocketException se) {
ConsoleWriteLine(SocketException : {} seToString());
}
catch(Exception e) {
ConsoleWriteLine(Unexpected exception : {} eToString());
}


  需要知道的是Socket 類支持兩種基本模式同步和異步其區別在於在同步模式中對執行網絡操作的函數(如 Send 和 Receive)的調用一直等到操作完成後才將控制返回給調用程序在異步模式中這些調用立即返回

  另外很多時候Socket編程視情況不同需要在客戶端和服務器端分別予以實現在客戶端編制應用程序向服務端指定端口發送請求同時編制服務端應用程序處理該請求這個過程在上面的闡述中已經提及當然並非所有的Socket編程都需要你嚴格編寫這兩端程序視應用情況不同你可以在客戶端構造出請求字符串服務器相應端口捕獲這個請求交由其公用服務程序進行處理以下事例語句中的字符串就向遠程主機提出頁面請求

string Get = GET / HTTP/\r\nHost: + server + \r\nConnection: Close\r\n\r\n;


  遠程主機指定端口接受到這一請求後就可利用其公用服務程序進行處理而不需要另行編制服務器端應用程序

  綜合運用以上闡述的使用Visual C#進行Socket網絡程序開發的知識下面的程序段完整地實現了Web頁面下載功能用戶只需在窗體上輸入遠程主機名(Dns 主機名或以點分隔的四部分表示法格式的 IP 地址)和預保存的本地文件名並利用專門提供Http服務的端口就可以獲取遠程主機頁面並保存在本地機指定文件中如果保存格式是htm格式你就可以在Internet浏覽器中打開該頁面適當添加代碼你甚至可以實現一個簡單的浏覽器程序


實現此功能的主要源代碼如下

//開始按鈕事件
private void button_Click(object sender SystemEventArgs e) {
//取得預保存的文件名
string fileName=textBoxTextTrim();
//遠程主機
string hostName=textBoxTextTrim();
//端口
int port=IntParse(textBoxTextTrim());
//得到主機信息
IPHostEntry ipInfo=DnsGetHostByName(hostName);
//取得IPAddress[]
IPAddress[] ipAddr=ipInfoAddressList;
//得到ip
IPAddress ip=ipAddr[];
//組合出遠程終結點
IPEndPoint hostEP=new IPEndPoint(ipport);
//創建Socket 實例
Socket socket=new Socket(AddressFamilyInterNetworkSocketTypeStreamProtocolTypeTcp);
try
{
//嘗試連接
socketConnect(hostEP);
}
catch(Exception se)
{
MessageBoxShow(連接錯誤+seMessage提示信息
MessageBoxButtonsRetryCancelMessageBoxIconInformation);
}
//發送給遠程主機的請求內容串
string sendStr=GET / HTTP/\r\nHost: + hostName +
\r\nConnection: Close\r\n\r\n;
//創建bytes字節數組以轉換發送串
byte[] bytesSendStr=new byte[];
//將發送內容字符串轉換成字節byte數組
bytesSendStr=EncodingASCIIGetBytes(sendStr);
try
{
//向主機發送請求
socketSend(bytesSendStrbytesSendStrLength);
}
catch(Exception ce)
{
MessageBoxShow(發送錯誤:+ceMessage提示信息
MessageBoxButtonsRetryCancelMessageBoxIconInformation);
}
//聲明接收返回內容的字符串
string recvStr=;
//聲明字節數組一次接收數據的長度為字節
byte[] recvBytes=new byte[];
//返回實際接收內容的字節數
int bytes=;
//循環讀取直到接收完所有數據
while(true)
{
bytes=socketReceive(recvBytesrecvBytesLength);
//讀取完成後退出循環
if(bytes<=)
break;
//將讀取的字節數轉換為字符串
recvStr+=EncodingASCIIGetString(recvBytesbytes);
}
//將所讀取的字符串轉換為字節數組
byte[] content=EncodingASCIIGetBytes(recvStr);
try
{
//創建文件流對象實例
FileStream fs=new FileStream(fileNameFileModeOpenOrCreateFileAccessReadWrite);
//寫入文件
fsWrite(contentcontentLength);
}
catch(Exception fe)
{
MessageBoxShow(文件創建/寫入錯誤:+feMessage提示信息MessageBoxButtonsRetryCancelMessageBoxIconInformation);
}
//禁用Socket
socketShutdown(SocketShutdownBoth);
//關閉Socket
socketClose();
}
}


  程序在WindowsXP中文版Net Frameworkd 中文正式版Visual StudioNet中文正式版下調試通過


From:http://tw.wingwit.com/Article/program/net/201311/15809.html
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