一、摘要
总结一下基于C#的TCP传输协议的涉及到的常用方法及同步实现。
二、实验平台
Visual Studio 2010
三、socket编程的一些常用方法（同步实现）
3.1 命名空间
需要添加的命名空间
using System.Net; using System.Net.Socket;
3.2 构造新的socket对象
socket原型：
public socket (AddressFamily addressFamily,SocketType sockettype,ProtocolType protocolType)
(1) AddressFamily 用来指定socket解析地址的寻址方案，Inte.Network标示需要ip版本4的地址，Inte.NetworkV6需要ip版本6的地址；
(2) SocketType 参数指定socket类型，Raw支持基础传输协议访问，Stream支持可靠，双向，基于连接的数据流；
(3) ProtocolType 表示socket支持的网络协议，如常用的TCP和UDP协议。
3.3 定义主机对象
(1) IPEndPoint类
原型:
a)
public IPEndPoint(IPAddress address,int port)
参数address可以直接填写主机的IP，如"192.168.2.1"；
b)
public IPEndPoint(long address,int port)
参数address整型int64如123456，参数port端口int32，如6655。
(2) 利用DNS服务器解析主机，使用Dns.Resolve方法
原型：
public static IPHostEntry Resolve(string hostname)
参数：待解析的主机名称，返回IPHostEntry类值，IPHostEntry为Inte.Net主机地址信息提供容器，该容器提供存有IP地址列表，主机名称等。
(3) Dns.GetHostByName获取本地主机名称
原型:
public static IPHostEntry GetHostByName(string hostname)
(4) GetHostByAddress
原型：
a)
public static IPHostEntry GetHostByAddress(IPAddress address)
参数：IP地址。
b)
public static IPHostEntry GetHostByAddress(string address)
参数：IP地址格式化字符串。
3.4 端口绑定和监听
同步套接字服务器主机的绑定和端口监听，Socket类的Bind（绑定主机），Listen（监听端口），Accept（接收客户端的连接请求）。
(1) Bind
原型:
public void Bind(EndPoint LocalEP)
参数为主机对象 IPEndPoint
(2) Listen
原型：
public void Listen(int backlog)
参数整型数值，挂起队列最大值
(3) accept
原型：
public socket accept()
返回为套接字对象
3.5 socket的发送和接收方法
(1) 发送数据
a)socket类的send方法
原型一：
public int Send(byte[] buffer)
参数：待发送的字节数组；
原型二：
public int Send(byte[],SocketFlags)
SocketFlags成员列表：
DontRoute不使用路由表发送，
MaxIOVectorLength为发送和接收数据的wsabuf结构数量提供标准值，
None 不对次调用使用标志，
OutOfBand消息的部分发送或接收，
Partial消息的部分发送或接收，
Peek查看传入的消息。
原型三：
public int Send(byte[],int,SocketFlags)
参数二要发送的字节数
原型四：
public int Send(byte[],int,int,SocketFlags)
参数二为Byte[]中开始发送的位置
b) NetWordStream类的Write方法
原型：
public override void write(byte[] buffer,int offset,int size)
参数分别为：字节数组，开始字节位置，总字节数。
(2) 接收数据
a) Socket类Receive方法
原型一：
public int Receive(byte[] buffer)
原型二：
public int Receive(byte[],SocketFlags)
原型三：
public int Receive(byte[],int,SocketFlags)
原型四：
public int Receive(byte[],int,int,SocketFlags)
Socket类Receive方法的相关参数可参看Socket类Send方法中的参数。
b) NetworkStream类的Read方法
public override int Read(int byte[] buffer,int offset,int size)
参数可参看NetworkStream类的Write方法。
四、TCP传输协议的同步实现
4.1 服务器端编程的步骤：
(1) 创建套接字；
(2) 绑定套接字到一个IP地址和一个端口上(bind())；
(3)将套接字设置为监听模式等待连接请求(listen())；
(4)请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept())；
(5)用返回的套接字和客户端进行通信(send()/recv())；
(6)返回，等待另一连接请求；
(7)关闭套接字。
服务器端代码：
using System; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace net { class Program { static void Main(string[] args) { //定义接收数据长度变量 int recv; //定义接收数据的缓存 byte[] data = new byte[1024]; //定义侦听端口 IPEndPoint ipEnd = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 5566); //定义套接字类型 Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //连接 socket.Bind(ipEnd); //开始侦听 socket.Listen(10); //控制台输出侦听状态 Console.Write("Waiting for a client"); //一旦接受连接，创建一个客户端 Socket client = socket.Accept(); //获取客户端的IP和端口 IPEndPoint ipEndClient = (IPEndPoint)client.RemoteEndPoint; //输出客户端的IP和端口 Console.Write("Connect with {0} at port {1}", ipEndClient.Address, ipEndClient.Port); //定义待发送字符 string welcome = "Welcome to my server"; //数据类型转换 data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome); //发送 client.Send(data, data.Length, SocketFlags.None); while (true) { //对data清零 data = new byte[1024]; //获取收到的数据的长度 recv = client.Receive(data); //如果收到的数据长度为0，则退出 if (recv == 0) break; //输出接收到的数据 Console.Write(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv)); //将接收到的数据再发送出去 client.Send(data, recv, SocketFlags.None); } Console.Write("Disconnect form{0}", ipEndClient.Address); client.Close(); socket.Close(); } } }
4.2 客户端编程的步骤：
(1) 创建套接字；
(2) 向服务器发出连接请求(connect())；
(3) 和服务器端进行通信(send()/recv())；
(4) 关闭套接字。
客户端代码：
using System; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace client { class Program { static void Main(string[] args) { //定义发送数据缓存 byte[] data = new byte[1024]; //定义字符串，用于控制台输出或输入 string input, stringData; //定义主机的IP及端口 IPAddress ip = IPAddress.Parse("127.0.0.1"); IPEndPoint ipEnd = new IPEndPoint(ip, 5566); //定义套接字类型 Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //尝试连接 try { socket.Connect(ipEnd); } //异常处理 catch (SocketException e) { Console.Write("Fail to connect server"); Console.Write(e.ToString()); return; } //定义接收数据的长度 int recv = socket.Receive(data); //将接收的数据转换成字符串 stringData = Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv); //控制台输出接收到的数据 Console.Write(stringData); //定义从键盘接收到的字符串 input = Console.ReadLine(); //将从键盘获取的字符串转换成整型数据并存储在数组中 data = Encoding.ASCII.GetBytes(input); //发送该数组 socket.Send(data, data.Length, SocketFlags.None); while (true) { // //如果字符串是"exit"，退出while循环 if (input == "exit") { break; } //对data清零 data = new byte[1024]; //定义接收到的数据的长度 recv = socket.Receive(data); //将接收到的数据转换为字符串 stringData = Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv); //控制台输出字符串 Console.Write(stringData); //发送收到的数据 socket.Send(data, recv, 0); } Console.Write("disconnect from server"); socket.Shutdown(SocketShutdown.Both); socket.Close(); } } }
上述代码实现了，当连接建立之后，客户端向服务器端发送键盘输入的字符，服务器端收到字符后，显示在控制台并发送给客户端，客户端收到字符后，显示在控制台并再次发送给服务器端，如此循环。
五、实验结果
先后运行服务器端程序和客户端程序，控制台界面如下：
图1 服务器端控制台
当连接建立后，服务器端控制台显示等待客户端的状态"Waiting for a client"，并打印出连接信息。
图2 客户端控制台
当连接建立后，客户端收到来自服务器端发送的字符串"Welcome to my server"。
之后，客户端通过键盘发送数据，二者循环接收并发送，控制台分别如下：
图3 服务器控制台
图4 客户端控制台
六、几点说明
6.1 传输速度
(1) 增大发送和接收的数组可提升传输速度，即增加一次实际发送数据的数量可以提高传输速度，但数组中数据的个数也不能一味的增大。需要说明的，由于地层MIT的限制，底层具体实现的时候每次发送的数据仍是不超过1510个的。
(2) 将控制台界面最小化后，速度也会有翻倍的提升。
6.2 MFC的转换
为了使传输协议更有可观性和使用性，通常做成MFC的样式，具体的使用已在"基于TCP协议的网络摄像头的设计与实现"应用。