TCP協(xié)議是一個基本的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,基本上所有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都是基于TCP協(xié)議的,如HTTP,FTP等等,所以要了解網(wǎng)絡(luò)編程就必須了解基于TCP協(xié)議的編程。然而TCP協(xié)議是一個龐雜的體系,要徹底的弄清楚它的實(shí)現(xiàn)不是一天兩天的功夫,所幸的是在.net framework環(huán)境下,我們不必要去追究TCP協(xié)議底層的實(shí)現(xiàn),一樣可以很方便的編寫出基于TCP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊的程序。

要進(jìn)行基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊,首先必須建立同遠(yuǎn)程主機(jī)的連接,連接地址通常包括兩部分——主機(jī)名和端口,如www.yesky.com:80中,www.yesky.com就是主機(jī)名,80指主機(jī)的80端口,當(dāng)然,主機(jī)名也可以用IP地址代替。當(dāng)連接建立之后,就可以使用這個連接去發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包,TCP協(xié)議的作用就是保證這些數(shù)據(jù)包能到達(dá)終點(diǎn)并且能按照正確的順序組裝起來。

在.net framework的類庫(Class Library)中,提供了兩個用于TCP網(wǎng)絡(luò)通訊的類,分別是TcpClient和TcpListener。由其英文意義顯而易見,TcpClient類是基于TCP協(xié)議的客戶端類,而TcpListener是服務(wù)器端,監(jiān)聽(Listen)客戶端傳來的連接請求。TcpClient類通過TCP協(xié)議與服務(wù)器進(jìn)行通訊并獲取信息,它的內(nèi)部封裝了一個Socket類的實(shí)例,這個Socket對象被用來使用TCP協(xié)議向服務(wù)器請求和獲取數(shù)據(jù)。因?yàn)榕c遠(yuǎn)程主機(jī)的交互是以數(shù)據(jù)流的形式出現(xiàn)的,所以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以使用.net framework中流處理技術(shù)讀寫。在我們下邊的例子中,你可以看到使用NetworkStream類操作數(shù)據(jù)流的方法。

在下面的例子中,我們將建立一個時(shí)間服務(wù)器,包括服務(wù)器端程序和客戶端程序。服務(wù)器端監(jiān)聽客戶端的連接請求,建立連接以后向客戶端發(fā)送當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間。

先運(yùn)行服務(wù)器端程序,下面截圖顯示了服務(wù)器端程序運(yùn)行的狀況:


然后運(yùn)行客戶端程序,客戶端首先發(fā)送連接請求到服務(wù)器端,服務(wù)器端回應(yīng)后發(fā)送當(dāng)前時(shí)間到客戶端,這是客戶端程序的截圖:


發(fā)送完成后,服務(wù)器端繼續(xù)等待下一次連接:


通過這個例子我們可以了解TcpClient類的基本用法,要使用這個類,必須使用System.Net.Socket命名空間,本例用到的三個命名空間如下:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;//從字節(jié)數(shù)組中獲取字符串時(shí)使用該命名空間中的類

首先討論一下客戶端程序,開始我們必須初始化一個TcpClient類的實(shí)例:

TcpClient client = new TcpClient(hostName, portNum);

然后使用TcpClient類的GetStream()方法獲取數(shù)據(jù)流,并且用它初始化一個NetworkStream類的實(shí)例:

NetworkStream ns = client.GetStream();

注意,當(dāng)使用主機(jī)名和端口號初始化TcpClient類的實(shí)例時(shí),直到跟服務(wù)器建立了連接,這個實(shí)例才算真正建立,程序才能往下執(zhí)行。如果因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)不通,服務(wù)器不存在,服務(wù)器端口未開放等等原因而不能連接,程序?qū)伋霎惓2⑶抑袛鄨?zhí)行。

建立數(shù)據(jù)流之后,我們可以使用NetworkStream類的Read()方法從流中讀取數(shù)據(jù),使用Write()方法向流中寫入數(shù)據(jù)。讀取數(shù)據(jù)時(shí),首先應(yīng)該建立一個緩沖區(qū),具體的說,就是建立一個byte型的數(shù)組用來存放從流中讀取的數(shù)據(jù)。Read()方法的原型描述如下:

public override int Read(in byte[] buffer,int offset,int size)

buffer是緩沖數(shù)組,offset是數(shù)據(jù)(字節(jié)流)在緩沖數(shù)組中存放的開始位置,size是讀取的字節(jié)數(shù)目,返回值是讀取的字節(jié)數(shù)。在本例中,簡單地使用該方法來讀取服務(wù)器反饋的信息:

byte[] bytes = new byte[1024];//建立緩沖區(qū)
int bytesRead = ns.Read(bytes, 0, bytes.Length);//讀取字節(jié)流

然后顯示到屏幕上:

Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(bytes,0,bytesRead));

最后不要忘記關(guān)閉連接:

client.Close();

下面是本例完整的程序清單:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace TcpClientExample
{
public class TcpTimeClient
{
private const int portNum = 13;//服務(wù)器端口,可以隨意修改
private const string hostName = "127.0.0.1";//服務(wù)器地址,127.0.0.1指本機(jī)

[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
try
{
Console.Write("Try to connect to "+hostName+":"+portNum.ToString()+"\r\n");
TcpClient client = new TcpClient(hostName, portNum);
NetworkStream ns = client.GetStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int bytesRead = ns.Read(bytes, 0, bytes.Length);

Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(bytes,0,bytesRead));

client.Close();
Console.ReadLine();//由于是控制臺程序,故為了清楚的看到結(jié)果,可以加上這句

}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString());
}
}
}
}

上面這個例子清晰地演示了客戶端程序的編寫要點(diǎn),下面我們討論一下如何建立服務(wù)器程序。這個例子將使用TcpListener類,在13號端口監(jiān)聽,一旦有客戶端連接,將立即向客戶端發(fā)送當(dāng)前服務(wù)器的時(shí)間信息。

TcpListener的關(guān)鍵在于AcceptTcpClient()方法,該方法將檢測端口是否有未處理的連接請求,如果有未處理的連接請求,該方法將使服務(wù)器同客戶端建立連接,并且返回一個TcpClient對象,通過這個對象的GetStream方法建立同客戶端通訊的數(shù)據(jù)流。事實(shí)上,TcpListener類還提供一個更為靈活的方法AcceptSocket(),當(dāng)然靈活的代價(jià)是復(fù)雜,對于比較簡單的程序,AcceptTcpClient()已經(jīng)足夠用了。此外,TcpListener類提供Start()方法開始監(jiān)聽,提供Stop()方法停止監(jiān)聽。

首先我們使用端口初始化一個TcpListener實(shí)例,并且開始在13端口監(jiān)聽:

private const int portNum = 13;
TcpListener listener = new TcpListener(portNum);
listener.Start();//開始監(jiān)聽

如果有未處理的連接請求,使用AcceptTcpClient方法進(jìn)行處理,并且獲取數(shù)據(jù)流:

TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
NetworkStream ns = client.GetStream();

然后,獲取本機(jī)時(shí)間,并保存在字節(jié)數(shù)組中,使用NetworkStream.Write()方法寫入數(shù)據(jù)流,然后客戶端就可以通過Read()方法從數(shù)據(jù)流中獲取這段信息:

byte[] byteTime = Encoding.ASCII.GetBytes(DateTime.Now.ToString());
ns.Write(byteTime, 0, byteTime.Length);
ns.Close();//不要忘記關(guān)閉數(shù)據(jù)流和連接
client.Close();

服務(wù)器端程序完整的程序清單如下:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;


namespace TimeServer
{
class TimeServer
{
private const int portNum = 13;

[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
bool done = false;
TcpListener listener = new TcpListener(portNum);
listener.Start();
while (!done)
{
Console.Write("Waiting for connection...");
TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();

Console.WriteLine("Connection accepted.");
NetworkStream ns = client.GetStream();

byte[] byteTime = Encoding.ASCII.GetBytes(DateTime.Now.ToString());

try
{
ns.Write(byteTime, 0, byteTime.Length);
ns.Close();
client.Close();
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString());
}
}

listener.Stop();
}
}
}

把上面兩段程序分別編譯運(yùn)行,OK,我們已經(jīng)用C#實(shí)現(xiàn)了基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊,怎么樣?很簡單吧!

使用上面介紹的基本方法,我們可以很容易的編寫出一些很有用的程序,如FTP,電子郵件收發(fā),點(diǎn)對點(diǎn)即時(shí)通訊等等,你甚至可以自己編制一個QQ來!??