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臺電腦間實現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，呵呵！一樣，TCPIP下建立連接首先要有一個服務器，它是被動的，它只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，但是一個客戶端只能連接一臺服務器，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，你一臺計算機開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，看下面的這張圖就簡單明瞭了。

    在上面這張圖中，你可以理解爲程序A和程序B是2個SOCKET程序，服務器端程序A設置端口爲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的端口爲789，連接到D的爲790。

    瞭解了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)，接着，調用對象下的方法BeginConnect進行嘗試連接，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，系統將進行嘗試連接服務器。

      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，系統會調用此函數，在函數裏，我們要獲取到系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，將其進行強制轉換TcpClient tcpclt = (TcpClient)result.AsyncState，接着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，接着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，在這裏因爲已經創建了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，系統會調用此函數，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，在這裏我們要強制轉換成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爲上一步創建的NetworkStream全局對象，接着我們就可以對數據進行處理了，如果獲取的length爲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爲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);  //開始進行嘗試連接
        }
         /// <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;  //將傳遞的參數強制轉換成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>
        /// 數據接收委託函數
        /// </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，因爲前面講過，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啓動服務器、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啓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，有人會問爲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，不過一般的電腦只有一個網絡端口，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面加個[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，啓動服務器，TcpListener.Start()。第三步，啓動客戶端的嘗試連接，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，比如我們建立個名爲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我建議在類裏面建立個列表，然後把它加進去，因爲下一個客戶端連接上來後此對象就會被沖刷掉了，客戶端處理完畢後，接下來我們要啓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，除了不需要啓動連接的函數，因此這個程序結構主要啓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，我們首先啓動數據偵聽功能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);  //啓動偵聽
            tcplistener.Start(); //啓動偵聽
            tcplistener.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(ClientAccept), tcplistener); //開始嘗試客戶端的連接
        }
        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);//啓動數據偵聽
            }
            /// <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：http://hi.baidu.com/des_sky/item/a12969c83801acbc0d0a7bb2