C#中的Socket编程详解

文章按照 Socket 的创建、连接、传输数据、释放资源的过程来写。给出方法、参数的详细信息。

一，网络基础

说到 Socket，需要学习一下TCP/IP的知识，了解一下OSI 网络模。

推荐别人的文章，可以很快地了解这些。

https://www.jb51.net/article/234633.htm

https://www.jb51.net/article/234653.htm

二，Socket 对象

无论是服务器还是客户端，都要创建一个 SOCKET 对象，创建方法一致。

以下是常见的Socket对象创建实例

Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//监控 ip4 地址，套接字类型为 TCP ，协议类型为 TCP

其有三个构造函数

public Socket(SocketInformation socketInformation);

public Socket(SocketType socketType, ProtocolType protocolType);

public Socket(AddressFamily addressFamily, SocketType socketType, ProtocolType protocolType);

第一个构造函数，SocketInformation 对象保存的是

Socket(SocketType, ProtocolType)

实质上跟第二个构造函数是一样的。就好像你可以直接把( 一个苹果 , 一个梨)直接放进篮子，也可以先给水果包装好再放进篮子里。

下面将解释所有参数的意义。

SocketType

指定 Socket 类的实例表示的套接字类型。

TCP 用主机的IP地址加上主机上的端口号作为 TCP 连接的端点，这种端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字用（IP地址：端口号）表示。

SocketType 是enum 类型，其字段如下

SocketType	值	对应的ProtocolType	描述
Unknown	-1	Unknown	指定未知的 Socket 类型。
Stream（使用字节流）	1	Tcp	支持可靠、双向、基于连接的字节流
Dgram（使用数据报）	2	Udp	面向无连接
Raw	3	Icmp、lgmp	支持对基础传输协议的访问
Rdm	4		支持无连接、面向消息、以可靠方式发送的消息，并保留数据中的消息边界
Seqpacket	5		在网络上提供排序字节流的面向连接且可靠的双向传输

如需了解更详细的资料，请查阅Microsoft文档

地址：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.sockets.sockettype?view=netframework-4.7.2

ProtocolType

表示协议类型，是一个enum 类型。

其所有字段如下

SocketType	值	对应的ProtocolType	描述
Unknown	-1	Unknown	指定未知的 Socket 类型。
Stream（使用字节流）	1	Tcp	支持可靠、双向、基于连接的字节流
Dgram（使用数据报）	2	Udp	面向无连接
Raw	3	Icmp、lgmp	支持对基础传输协议的访问
Rdm	4		支持无连接、面向消息、以可靠方式发送的消息，并保留数据中的消息边界
Seqpacket	5		在网络上提供排序字节流的面向连接且可靠的双向传输

AddressFamily

表示使用的网络寻址方案，是一个 enum 类型。

地址类型	值	描述
AppleTalk	16	AppleTalk 地址。
Atm	22	本机 ATM 服务地址。
Banyan	21	Banyan 地址。
Ccitt	10	CCITT 协议（如 X.25）的地址。
Chaos	5	MIT CHAOS 协议的地址。
Cluster	24	Microsoft 群集产品的地址。
DataKit	9	Datakit 协议的地址。
DataLink	13	直接数据链接接口地址。
DecNet	12	DECnet 地址。
Ecma	8	欧洲计算机制造商协会 (ECMA) 地址。
FireFox	19	FireFox 地址。
HyperChannel	15	NSC Hyperchannel 地址。
Ieee12844	25	IEEE 1284.4 工作组地址。
ImpLink	3	ARPANET IMP 地址。
InterNetwork	2	IP 版本 4 的地址。
InterNetworkV6	23	IP 版本 6 的地址。
Ipx	6	IPX 或 SPX 地址。
Irda	26	IrDA 地址。
Iso	7	ISO 协议的地址。
Lat	14	LAT 地址。
Max	29	MAX 地址。
NetBios	17	NetBios 地址。
NetworkDesigners	28	支持网络设计器 OSI 网关的协议的地址。
NS	6	Xerox NS 协议的地址。
Osi	7	OSI 协议的地址。
Pup	4	PUP 协议的地址。
Sna	11	IBM SNA 地址。
Unix	1	Unix 本地到主机地址。
Unknown	-1	未知的地址族。
Unspecified	0	未指定的地址族。
VoiceView	18	VoiceView 地址。

Socket 官方文档地址

https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.sockets.socket?redirectedfrom=MSDN&view=netframework-4.7.2

三，Bind() 绑定与 Connect() 连接

Bind() 用于绑定IPEndPoint 对象，在服务端使用。

Connect() 在客户端使用，用于连接服务端。

创建 Socket 对象后，接着绑定本地Socket / 连接服务端。

Bind()

public void Bind (System.Net.EndPoint localEP);

使用方法

        Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
        IPAddress iP = IPAddress.Parse("127.0.0.1");

　　　　　　　　//上面不重要，看下面
　　　　//IPEndPoint iPEndPoint = new IPEndPoint(iP, 2300);
　　　　//serverSocket.Bind(iPEndPoint);

       serverSocket.Bind(new IPEndPoint(iP, 2300))

你将在在本地创建IPEndPoint 对象，拥有此 ip:post 的访问权限。目的是绑定本地机器的某个端口，所有经过此端口的数据就归你管了。

Connect()

与远程主机建立连接。Connect() 有四个重载方法，不必关注，只需知道，必需提供 IP 和 Post 两个值。

使用方法

            IPAddress iP = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
            IPEndPoint iPEndPoint = new IPEndPoint(iP, 2300);
            Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

　　　　　　　　//创建与远程主机的连接
            serverSocket.Connect(iPEndPoint);

四，Listen() 监听请求连接和 Accept() 接收连接请求

Listen()

监控所有发送到此主机的、特点端口的连接请求。服务端使用，客户端不需要。

public void Listen (int backlog);

使用 Bind() 后，使用 Listen() 方法进行监控，backlog 参数指定可排队等待接受的传入连接的数量,即挂起的连接队列的最大长度。

示例

serverSocket.Listen(10);    //开始监听

Accept()

Accept() 以同步方式监听套接字，在连接请求队列中提取第一个挂起的连接请求，然后创建并返回一个新的 Socket 对象。

代码示例

            //创建终结点（EndPoint）
            IPAddress ip = IPAddress.Any;             
            IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, 8000);

            //创建 socket 并开始监听
            Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            serverSocket.Bind(ipe);
            serverSocket.Listen(10);//开始监听

            //接受到client连接，为此连接建立新的socket，并接受信息
            Socket temp = serverSocket.Accept();//为新建连接创建新的socket

//关闭连接
temp.Close();

注意的是，每次建立连接是一个 Accept() 对象，如果你要进行服务器-客户端互相通讯，应使用同一个 Accept() 对象。每个 Accept 对象都是从客户端请求建立开始的，期间只要使用同一个 Accept 对象，都可以进行数据传输。

五，Receive() 与 Send()

Receive() 接收信息
Send() 发送信息

在服务端和客户端都使用这两个方法。

Receive()

使用示例

string recvStr = "";
byte[] recvBytes = new byte[1024];
int bytes;
bytes = temp.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0);//从客户端接受信息
recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes);

直接从微软那复制来的。

Receive(Byte[], Int32, Int32, SocketFlags, SocketError)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区。
Receive(Byte[], Int32, Int32, SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收指定的字节数，存入接收缓冲区的指定偏移量位置。
Receive(IList<ArraySegment<Byte>>, SocketFlags, SocketError)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区列表中。
Receive(Byte[], Int32, SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收指定字节数的数据，并将数据存入接收缓冲区。
Receive(Byte[], SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区。
Receive(IList<ArraySegment<Byte>>, SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区列表中。
Receive(IList<ArraySegment<Byte>>)	从绑定的 Socket 接收数据，将数据存入接收缓冲区列表中。
Receive(Byte[])	从绑定的 Socket 套接字接收数据，将数据存入接收缓冲区。

参数

Byte[] buffer

Byte类型的数组，它是存储接收到的数据的位置。

Int32 offset

buffer参数中的位置，用于存储所接收的数据。

Int32 size

要接收的字节数。

SocketFlags socketFlags

SocketFlags值的按位组合。

SocketError errorCode

一个SocketError对象，它存储套接字错误。

socketFlags 默认值为0 或 None ，笔者没有搞懂socketFlags 的应用场景。

返回已成功读取的字节数。

Send()

send()跟Receive()用法相似，

示例代码如下

string str = "hello";
byte[] a = Encoding.UTF8.GetBytes(str);
send = socket.Send(a, 0);

发送/接收都是使用 byte[] 字节流，所以接收时要进行转换。

六，释放资源

有 Accept 释放和 Socket 的释放。

Accept 是连接对象，一个 Socket 可能有数十个 Accept 连接。

使用 Shutdown( ) 方法可以禁止 Asscpt 对象的操作(禁用某个 Socket 对象的发送和接收)。

public void Shutdown (System.Net.Sockets.SocketShutdown how);

SocketShutdown 是一个 enum 类型。

实例

temp.Shutdown(SocketShutdown.Receive);
            //禁止接收

值	使用	描述
发送	Send	禁止对此发送Socket。
接收	Receive	禁用对此接收Socket。
消息和传送	Both	禁用发送和接收对此Socket。

close()

会直接释放资源，Accept 和 Socket 对象都可以使用。使用后对象将彻底释放。

七，IPAddress 和IPEndPoint

//引入
using System.Net;

IPAddress 用来处理IP地址、转换IP地址

IPAddress.Parse() 方法可以把以小数点隔分的十进制 IP 表示转化成 IPAddress 类。

IPAddress ip = IPAddress.Parse("127.0.0.1");//把ip地址字符串转换为IPAddress类型的实例

IPAddress提供4个只读字段

Any 用于代表本地系统可用的任何IP地址
Broadcase用于代表本地网络的IP广播地址
Loopback用于代表系统的回送地址
None用于代表系统上没有网络接口

关于其类型的使用和全部方法、构造函数等，请查看文档Microsoft文档。

地址https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.ipaddress?view=netframework-4.7.2

IPEndPoint 表示IPAddress对象与端口的绑定

IPAddress ip = IPAddress.Any;              //把ip地址字符串转换为IPAddress类型的实例
IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, 8000);//用指定的端口和ip初始化IPEndPoint类的新实例

上面的代码，创建一个监控点，端口是 8000，对象是本地所有IP。

另外，此类能够获取查看端口的值范围，除此外，此类没有太大意义。

Microsoft 文档地址https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.ipendpoint?view=netframework-4.7.2

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C#中的Socket编程详解

目录

一，网络基础

二，Socket 对象

SocketType

ProtocolType

AddressFamily

三，Bind() 绑定与 Connect() 连接

Bind()

Connect()

四，Listen() 监听请求连接和 Accept() 接收连接请求

Listen()

Accept()

五，Receive() 与 Send()

Receive()

参数

返回

Send()

六，释放资源

close()

七，IPAddress 和IPEndPoint

IPAddress 用来处理IP地址、转换IP地址

IPEndPoint 表示IPAddress对象与端口的绑定

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SocketType

ProtocolType

AddressFamily

三，Bind() 绑定与 Connect() 连接

Bind()

Connect()

四，Listen() 监听请求连接 和 Accept() 接收连接请求

Listen()

Accept()

五，Receive() 与 Send()

Receive()

参数

返回

Send()

六，释放资源

close()

七，IPAddress 和IPEndPoint

IPAddress 用来处理IP地址、转换IP地址

IPEndPoint 表示IPAddress对象与端口的绑定

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