C#.Net Socket网络通讯编程总结

1、理解socket
1)、Socket接口是TCP/IP网络的应用程序接口（API）。Socket接口定义了许多函数和例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络应用程序。Socket可以看成是网络通信上的一个端点，也就是说，网络通信包括两台主机或两个进程，通过网络传递它们之间的数据。为了进行网络通信，程序在网络对话的每一端都需要一个Socket。

2)、TCP/IP传输层使用协议端口将数据传送给一台主机的特定应用程序，从网络的观点看，协议端口是一个应用程序的进程地址。当传输层模块的网络软件模块要与另一个程序通信时，它将使用协议端口。Socket是运行在传输层的API，所以在使用Socket建立连接发送数据时，要指定一个端口给它。

3)、根据通信性质的不同，可以把Socket分成3类：
① Stream socket（流套接字）：该类Socket提供双向、有序、无重复的数据流服务，它使用于处理大量网络数据；
② DgramSocket（数据报套接字）：该类Socket支持双向的数据流，但不保证数据传输的可靠性、有序性和无重复性，也就是说一个从DgramSocket接收信息的进程，有可能发现信息重复或和发出时顺序不同的情况；
③ Raw Socket（原始套接字）：该类 Socket可以访问底层的协议。

4)、使用Socket接口进行网络通信的过程如图5-1所示，简要步骤如下：
① 建立一个socket；
② 按要求配置socket，即将socket连接到远程主机或给socket指定一个本地协议端口；
③ 按要求通过socket发送和接收数据；
④ 关闭此socket。

2、C#编程要点
根据上述的步骤，使用C#设计通过Socket实现点对点通信的程序需要掌握4个编程要点：socket的构造、socket的配置和连接、数据的发送和接收、socket的关闭。

1)、命名空间的添加
using System.Net;
using System.Net.Socket; //用于操纵Socket类

2)、构造一个新的socket对象
在C#中，采用socket函数构造一个socket对象，socket函数原型如下：
public Socket (AddressFamily addressFamily, SocketType socketType,ProtocolType protocolType);

AddressFamily成员指定socket用来解析地址的寻址方案。例如，InterNetwork表示需要一个IP版本4的地址，InterNetworkV6表示IP版本6的地址。

SocketType参数指定Socket的类型。例如，Raw支持对基础传输协议的访问，Stream支持可靠、双向、基于连接的数据流。

ProtocolType指定Socket类支持的协议。例如，IP表示网际协议，TCP表示传输控制协议。
注意：3个参数不是独立的，有些地址族会限制可与其一起使用的协议，并且套接字类型在协议中通常是隐式的。如果地址族、套接字类型和协议类型不匹配将导致无效的Socket。

例如，构造一个新的Socket 对象，采用IP版本4的地址，支持可靠、双向、基于连接的数据流，采用TCP协议：
Socket sock=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)

3)、Socket的配置和连接
为了将Socket和主机关联，必须将主机表示成网络端点的形式。在C#中，采用IPEndPoint类表示网络端点，IPEndPoint函数原型如下：
① public IPEndPoint（IPAddress address,int port）
参数：address表示IP地址，port表示提供服务的端口号。
在服务器端将构造socket对象与表示服务器的网络端点绑定，然后开始进行监听，在收到连接请求后建立连接。

主要用语以下3个函数：Bind、Listen和Accept。
函数原型如下：
② public void Bind(EndPoint localEP)
参数localEP为与socket关联的网络端点。

③ public void Listen(int backlog)
参数backlog为挂连接队列的最大长度

④ public Socket Accept()
返回值为socket，用于处理接收的连接请求。

例：构造一个服务器的网络端点，对socket进行绑定，开始监听，接受连接请求。

IPAddress ServerIP=IPAdress.Parse("192.18.16.186");//设定服务器IP地址
IPEndPoint Server=new IPEndPoint(ServerIP,8866); //生成服务器网络端点
Socket Sock=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)// 构造一个socket
Sock.Bind(Server); //将socket和服务器绑定
Sock.Listen(8); //开始监听，允许连接队列的长度为8
Socket connectsock=sock.Accept(); //返回socket，用于同连接请求的socket通信

客户端向服务器端发出连接请求，用到Connect函数，Connect函数原型如下：
⑤ public Connect(EndPoint remoteEP)
参数：remoteEP表示要连接的服务器端点。例如向服务器端发出连接请求，服务器IP为ServerIP，端口为Port。
IPEndPoint Server=new IPEndPoint(ServerIP,Port);//定义要连接的服务器端点
Sock=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)// 构造一个socket
Sock.Connect(Server); // 与服务器连接

4)、数据的传送和接收
使用两个用于传送和接收数据的函数：Send、Receive。函数原型如下：
◆ public int Send(byte[] buffer,int size,SocketFlagsocketFlags)
参数：buffer表示要发送的数据；size表示要发送数据的大小；socketFlags提供Socket消息的常数值，具有允许按位组合其成员值的属性。
返回值为发送到socket的字节数。

◆public int Receive(byte[] buffer,int size,SocketFlagesocketFlags)
参数：buffer表示接收到的数据的存储位置；size表示要接收数据的大小；socketFlags提供Socket消息的常数值，具有允许按位组合其成员值的属性。
返回值为接收到socket的字节数。

例：接收来自客户端的数据，同时将该数据返回到客户端。Socket是前面例子中定义和设置好的。

public static string data=null; //定义字符串变量存放接收到的信息
bytes=new byte[1024];
int bytesRec=connectsock.Receive(bytes,bytes.Lentgh,0);//接受来自客户端的数据
Console.WriteLine("Text received:{0}",bytes); //显示接收到的数据
connectsock.Send(bytes,bytes.Length,0); //发送数据到客户端

5)、socket的关闭
在socket关闭之前，要确保已经发送和接收完所有挂起的数据，因此在关闭socket之前，要先调用Shutdown，函数原型如下：
◆public void Shutdown(SocketShutdown how)
参数：SocketShutdown指定不再允许的操作。成员名称：Both禁止socket发送和接收；Receive禁止socket接收数据；Send禁止socket发送数据。

采用close函数强制关闭Socket连接。函数原型如下：
◆public void clsoe()
当该套接字被关闭时，Connected属性将被设置为false。

 

Socket的Send,Recv的长度问题：

       一个包没有固定长度，以太网限制在46－1500字节，1500就是以太网的MTU，超过这个量，TCP会为IP数据报设置偏移量进行分片传输，现在一般可允许应用层设置8k（NTFS系统）的缓冲区，8k的数据由底层分片，而应用层看来只是一次发送。
windows的缓冲区经验值是4k。
Socket本身分为两种，流(TCP)和数据报(UDP)，你的问题针对这两种不同使用而结论不一样。甚至还和你是用阻塞、还是非阻塞Socket来编程有关。
1、通信长度，这个是你自己决定的，没有系统强迫你要发多大的包，实际应该根据需求和网络状况来决定。对于TCP，这个长度可以大点，但要知道，Socket内部默认的收发缓冲区大小大概是8K，你可以用SetSockOpt来改变。但对于UDP，就不要太大，一般在1024至10K。注意一点，你无论发多大的包，IP层和链路层都会把你的包进行分片发送，一般局域网就是1500左右，广域网就只有几十字节。分片后的包将经过不同的路由到达接收方，对于UDP而言，要是其中一个分片丢失，那么接收方的IP层将把整个发送包丢弃，这就形成丢包。显然，要是一个UDP发包佷大，它被分片后，链路层丢失分片的几率就佷大，你这个UDP包，就佷容易丢失，但是太小又影响效率。最好可以配置这个值，以根据不同的环境来调整到最佳状态。
send()函数返回了实际发送的长度，在网络不断的情况下，它绝不会返回(发送失败的)错误，最多就是返回0。对于TCP你可以写一个循环发送。当send函数返回SOCKET_ERROR时，才标志着有错误。但对于UDP，你不要写循环发送，否则将给你的接收带来极大的麻烦。所以UDP需要用SetSockOpt来改变Socket内部Buffer的大小，以能容纳你的发包。明确一点，TCP作为流，发包是不会整包到达的，而是源源不断的到，那接收方就必须组包。而UDP作为消息或数据报，它一定是整包到达接收方。
2、关于接收，一般的发包都有包边界，首要的就是你这个包的长度要让接收方知道，于是就有个包头信息，对于TCP，接收方先收这个包头信息，然后再收包数据。一次收齐整个包也可以，可要对结果是否收齐进行验证。这也就完成了组包过程。UDP，那你只能整包接收了。要是你提供的接收Buffer过小，TCP将返回实际接收的长度，余下的还可以收，而UDP不同的是，余下的数据被丢弃并返回WSAEMSGSIZE错误。注意TCP，要是你提供的Buffer佷大，那么可能收到的就是多个发包，你必须分离它们，还有就是当Buffer太小，而一次收不完Socket内部的数据，那么Socket接收事件(OnReceive)，可能不会再触发，使用事件方式进行接收时，密切注意这点。这些特性就是体现了流和数据包的区别。
补充一点，接收BuffSize >= 发送BuffSize >=实际发送Size，对于内外部的Buffer都适用，上面讲的主要是Socket内部的Buffer大小关系。
3、TCP是有多少就收多少，如果没有当然阻塞Socket的recv就会等，直到有数据，非阻塞Socket不好等，而是返回WSAEWOULDBLOCK。UDP，如果没有数据，阻塞Socket就会等，非阻塞Socket也返回WSAEWOULDBLOCK。如果有数据，它是会等整个发包到齐，并接收到整个发包，才返回。