Visual C# 2005中編寫Socket網絡程序

在網絡環境下，我們最感興趣的兩個命名空間是System.Net和System.Net.Sockets。System.Net命名空間通常與較高程的操作有關，例如download或upload，試用HTTP和其他協議進行Web請求等等，而System.Net.Sockets命名空間所包含的類通常與較低程的操作有關。如果要直接使用Sockets或者TCP/IP之類的協議，這個命名空間的類是非常有用的。

在.Net中，System.Net.Sockets 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。System.Net 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TCPClient、TCPListener 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Telnet、Http、Email、Echo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 Winsock32 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 Win32 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 addressFamily,SocketType socketType,ProtocolType 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 temp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

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 temp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

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。

可以看出，以上許多方法包含EndPoint類型的參數，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 IPEndPoint。IPEndPoint 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，System.Net命名空間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 = IPAddress.Parse("192.168.0.1");

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"host.mydomain.com"）映射到數字形式的 Internet 地址（如 192.168.0.1）。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 host.mydomain.com 的 IP 地址。

IPHostEntry ipHostInfo = Dns.Resolve("host.mydomain.com ");
IPAddress ipAddress = ipHostInfo.AddressList[0];

你也可以使用GetHostName方法得到IPHostEntry實例：

IPHosntEntry hostInfo=Dns.GetHostByName("host.mydomain.com ")

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（ host.mydomain.com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,11000);

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
{
temp.Connect(ipe);//嘗試連接
}
//處理參數為空引用異常
catch(ArgumentNullException ae)
{
Console.WriteLine("ArgumentNullException : {0}", ae.ToString());
}
//處理操作系統異常
catch(SocketException se)
{
Console.WriteLine("SocketException : {0}", se.ToString());
}

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。

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，下面的程序是一個簡單的Socket通訊實例，client向server發送一段測試字符串，server接收並顯示出來，給予client成功相應。

//client端
using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace socketsample
{
　class Class1
　{
　　static void Main()
　　{
　　　try
　　　{
　　　　int port = 2000;
　　　　string host = "127.0.0.1";
　　　　IPAddress ip = IPAddress.Parse(host);
　　　　IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port);
　　　　Socket c = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
　　　　c.Connect(ipe);
　　　　string sendStr = "hello!This is a socket test";
　　　　byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
　　　　c.Send(bs, bs.Length, 0);
　　　　string recvStr = "";
　　　　byte[] recvBytes = new byte[1024];
　　　　int bytes;
　　　　bytes = c.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0);
　　　　recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes);
　　　　Console.WriteLine(recvStr);
　　　　c.Close();
　　　}
　　　catch (ArgumentNullException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e);
　　　}
　　　catch (SocketException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("SocketException: {0}", e);
　　　}
　　　Console.ReadLine();
　　}
　}
}
//server端
using System;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace Project1
{
　class Class2
　{
　　static void Main()
　　{
　　　try
　　　{
　　　　int port = 2000;
　　　　string host = "127.0.0.1";
　　　　IPAddress ip = IPAddress.Parse(host);
　　　　IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port);
　　　　Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
　　　　s.Bind(ipe);
　　　　s.Listen(0);
　　　　Socket temp = s.Accept();
　　　　string recvStr = "";
　　　　byte[] recvBytes = new byte[1024];
　　　　int bytes;
　　　　bytes = temp.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, 0);
　　　　recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, 0, bytes);
　　　　Console.WriteLine(recvStr);
　　　　string sendStr = "Ok!Sucess!";
　　　　byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
　　　　temp.Send(bs, bs.Length, 0);
　　　　temp.Shutdown(SocketShutdown.Both);
　　　　temp.Close();
　　　　s.Shutdown(SocketShutdown.Both);
　　　　s.Close();
　　　}
　　　catch (ArgumentNullException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("ArgumentNullException: {0}", e);
　　　}
　　　catch (SocketException e)
　　　{
　　　　Console.WriteLine("SocketException: {0}", e);
　　　}
　　　Console.ReadLine();
　　}
　}
}

以上程序在VS Express 2005 .Net2.0環境下測試通過。