C# Socket编程笔记，Socket 详解，入门简单

一，网络基础

说到 Socket，需要学习一下TCP/IP的知识，了解一下OSI 网络模。

推荐别人的文章，可以很快地了解这些。

https://www.cnblogs.com/ysyn/p/3399351.html

https://www.cnblogs.com/wangcq/p/3520400.html

二，Socket 对象

无论是服务器还是客户端，都要创建一个 SOCKET 对象，创建方法一致。

以下是常见的 Socket 对象创建实例

Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//监控 ip4 地址，套接字类型为 TCP ，协议类型为 TCP

其有三个构造函数

public Socket(SocketInformation socketInformation);

public Socket(SocketType socketType, ProtocolType protocolType);

public Socket(AddressFamily addressFamily, SocketType socketType, ProtocolType protocolType);

第一个构造函数，SocketInformation 对象保存的是

Socket(SocketType, ProtocolType)

实质上跟第二个构造函数是一样的。就好像你可以直接把( 一个苹果 , 一个梨)直接放进篮子，也可以先给水果包装好再放进篮子里。

下面将解释所有参数的意义。

SocketType

指定 Socket 类的实例表示的套接字类型。

TCP 用主机的IP地址加上主机上的端口号作为 TCP 连接的端点，这种端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字用（IP地址：端口号）表示。

SocketType 是 enum 类型，其字段如下

SocketType	值	对应的ProtocolType	描述
Unknown	-1	Unknown	指定未知的 Socket 类型。
Stream（使用字节流）	1	Tcp	支持可靠、双向、基于连接的字节流
Dgram（使用数据报）	2	Udp	面向无连接
Raw	3	Icmp、lgmp	支持对基础传输协议的访问
Rdm	4		支持无连接、面向消息、以可靠方式发送的消息，并保留数据中的消息边界
Seqpacket	5		在网络上提供排序字节流的面向连接且可靠的双向传输

如需了解更详细的资料，请查阅Microsoft文档

地址： https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.sockets.sockettype?view=netframework-4.7.2

ProtocolType

表示协议类型，是一个 enum 类型。

其所有字段如下

协议类型	值	描述
Ggp	3	网关到网关协议。
Icmp	1	Internet 控制消息协议。
IcmpV6	58	IPv6 的 Internet 控制消息协议。
Idp	22	Internet 数据报协议。
Igmp	2	Internet 组管理协议。
IP	0	Internet 协议。
IPSecAuthenticationHeader	51	IPv6 身份验证标头。有关详细信息，请参阅https://www.ietf.org 上的 RFC 2292，第 2.2.1 节。
IPSecEncapsulatingSecurityPayload	50	IPv6 封装安全负载标头。
IPv4	4	Internet 协议版本 4。
IPv6	41	Internet 协议版本 6 (IPv6)。
IPv6DestinationOptions	60	IPv6 目标选项标头。
IPv6FragmentHeader	44	IPv6 片段标头。
IPv6HopByHopOptions	0	IPv6 逐跳选项标头。
IPv6NoNextHeader	59	IPv6 无下一个标头。
IPv6RoutingHeader	43	IPv6 路由标头。
Ipx	1000	Internet 数据包交换协议。
ND	77	网络磁盘协议（非正式）。
Pup	12	PARC 通用数据包协议。
Raw	255	原始 IP 数据包协议。
Spx	1256	顺序包交换协议。
SpxII	1257	顺序包交换版本 2 协议。
Tcp	6	传输控制协议。
Udp	17	用户数据报协议。
Unknown	-1	未知的协议。
Unspecified	0	未指定的协议。

AddressFamily

表示使用的网络寻址方案，是一个 enum 类型。

地址类型	值	描述
AppleTalk	16	AppleTalk 地址。
Atm	22	本机 ATM 服务地址。
Banyan	21	Banyan 地址。
Ccitt	10	CCITT 协议（如 X.25）的地址。
Chaos	5	MIT CHAOS 协议的地址。
Cluster	24	Microsoft 群集产品的地址。
DataKit	9	Datakit 协议的地址。
DataLink	13	直接数据链接接口地址。
DecNet	12	DECnet 地址。
Ecma	8	欧洲计算机制造商协会 (ECMA) 地址。
FireFox	19	FireFox 地址。
HyperChannel	15	NSC Hyperchannel 地址。
Ieee12844	25	IEEE 1284.4 工作组地址。
ImpLink	3	ARPANET IMP 地址。
InterNetwork	2	IP 版本 4 的地址。
InterNetworkV6	23	IP 版本 6 的地址。
Ipx	6	IPX 或 SPX 地址。
Irda	26	IrDA 地址。
Iso	7	ISO 协议的地址。
Lat	14	LAT 地址。
Max	29	MAX 地址。
NetBios	17	NetBios 地址。
NetworkDesigners	28	支持网络设计器 OSI 网关的协议的地址。
NS	6	Xerox NS 协议的地址。
Osi	7	OSI 协议的地址。
Pup	4	PUP 协议的地址。
Sna	11	IBM SNA 地址。
Unix	1	Unix 本地到主机地址。
Unknown	-1	未知的地址族。
Unspecified	0	未指定的地址族。
VoiceView	18	VoiceView 地址。

Socket 官方文档地址

https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.sockets.socket?redirectedfrom=MSDN&view=netframework-4.7.2

三，Bind() 绑定与 Connect() 连接

Bind() 用于绑定 IPEndPoint 对象，在服务端使用。

Connect() 在客户端使用，用于连接服务端。

创建 Socket 对象后，接着 绑定本地Socket / 连接服务端。

Bind()

public void Bind (System.Net.EndPoint localEP);

使用方法

        Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

        IPAddress iP = IPAddress.Parse("127.0.0.1");

　　　　　　　　//上面不重要，看下面

　　　　//IPEndPoint iPEndPoint = new IPEndPoint(iP, 2300);
　　　　//serverSocket.Bind(iPEndPoint);

       serverSocket.Bind(new IPEndPoint(iP, ))

你将在在本地创建 IPEndPoint 对象，拥有此 ip:post 的访问权限。目的是绑定本地机器的某个端口，所有经过此端口的数据就归你管了。

Connect()

与远程主机建立连接。Connect() 有四个重载方法，不必关注，只需知道，必需提供 IP 和 Post 两个值。

使用方法

            IPAddress iP = IPAddress.Parse("127.0.0.1");

            IPEndPoint iPEndPoint = new IPEndPoint(iP, );

            Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

　　　　　　　　//创建与远程主机的连接

            serverSocket.Connect(iPEndPoint);

四，Listen() 监听请求连接和 Accept() 接收连接请求

Listen()

监控所有发送到此主机的、特点端口的连接请求。服务端使用，客户端不需要。

public void Listen (int backlog);

使用 Bind() 后，使用 Listen() 方法进行监控，backlog 参数指定可排队等待接受的传入连接的数量,即挂起的连接队列的最大长度。

示例

serverSocket.Listen();    //开始监听

Accept()

Accept() 以同步方式监听套接字，在连接请求队列中提取第一个挂起的连接请求，然后创建并返回一个新的 Socket 对象。

代码示例

            //创建终结点（EndPoint）

            IPAddress ip = IPAddress.Any;

            IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, );

            //创建 socket 并开始监听

            Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

            serverSocket.Bind(ipe);

            serverSocket.Listen(1);//开始监听

            //接受到client连接，为此连接建立新的socket，并接受信息

            Socket temp = serverSocket.Accept();//为新建连接创建新的socket

//关闭连接

temp.Close();

注意的是，每次建立连接是一个 Accept() 对象，如果你要进行服务器-客户端互相通讯，应使用同一个 Accept() 对象。每个 Accept 对象都是从客户端请求建立开始的，期间只要使用同一个 Accept 对象，都可以进行数据传输。

五，Receive() 与 Send()

Receive() 接收信息
Send() 发送信息

在服务端和客户端都使用这两个方法。

Receive()

使用示例

            string recvStr = "";

            byte[] recvBytes = new byte[];

            int bytes;

            bytes = temp.Receive(recvBytes, recvBytes.Length, );//从客户端接受信息

            recvStr += Encoding.ASCII.GetString(recvBytes, , bytes);

直接从微软那复制来的。

Receive(Byte[], Int32, Int32, SocketFlags, SocketError)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区。
Receive(Byte[], Int32, Int32, SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收指定的字节数，存入接收缓冲区的指定偏移量位置。
Receive(IList<ArraySegment<Byte>>, SocketFlags, SocketError)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区列表中。
Receive(Byte[], Int32, SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收指定字节数的数据，并将数据存入接收缓冲区。
Receive(Byte[], SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区。
Receive(IList<ArraySegment<Byte>>, SocketFlags)	使用指定的 Socket，从绑定的 SocketFlags 接收数据，将数据存入接收缓冲区列表中。
Receive(IList<ArraySegment<Byte>>)	从绑定的 Socket 接收数据，将数据存入接收缓冲区列表中。
Receive(Byte[])	从绑定的 Socket 套接字接收数据，将数据存入接收缓冲区。

参数

Byte[] buffer

Byte 类型的数组，它是存储接收到的数据的位置。

Int32 offset

buffer 参数中的位置，用于存储所接收的数据。

Int32 size

要接收的字节数。

SocketFlags socketFlags

SocketFlags 值的按位组合。

SocketError errorCode

一个 SocketError 对象，它存储套接字错误。

socketFlags 默认值为 0 或 None ，笔者没有搞懂 socketFlags 的应用场景。

返回已成功读取的字节数。

Send()

send()跟Receive()用法相似，

示例代码如下

            string str = "hello";

            byte[] a = Encoding.UTF8.GetBytes(str);

            send = socket.Send(a, );

发送/接收都是使用 byte[] 字节流，所以接收时要进行转换。

六，释放资源

有 Accept 释放和 Socket 的释放。

Accept 是连接对象，一个 Socket 可能有数十个 Accept 连接。

使用 Shutdown( ) 方法可以禁止 Asscpt 对象的操作(禁用某个 Socket 对象的发送和接收)。

public void Shutdown (System.Net.Sockets.SocketShutdown how);

SocketShutdown 是一个 enum 类型。

实例

            temp.Shutdown(SocketShutdown.Receive);

            //禁止接收

值	使用	描述
发送	Send	禁止对此发送Socket。
接收	Receive	禁用对此接收Socket。
消息和传送	Both	禁用发送和接收对此Socket。

close()

会直接释放资源，Accept 和 Socket 对象都可以使用。使用后对象将彻底释放。

七，IPAddress 和 IPEndPoint

//引入
using System.Net;

IPAddress 用来处理IP地址、转换IP地址

IPAddress.Parse() 方法可以把以小数点隔分的十进制 IP 表示转化成 IPAddress 类。

IPAddress ip = IPAddress.Parse("127.0.0.1");//把ip地址字符串转换为IPAddress类型的实例

IPAddress提供4个只读字段

Any 用于代表本地系统可用的任何IP地址
Broadcase用于代表本地网络的IP广播地址
Loopback用于代表系统的回送地址
None用于代表系统上没有网络接口

关于其类型的使用和全部方法、构造函数等，请查看文档Microsoft文档。

地址 https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.ipaddress?view=netframework-4.7.2

IPEndPoint 表示IPAddress对象与端口的绑定

            IPAddress ip = IPAddress.Any;              //把ip地址字符串转换为IPAddress类型的实例

            IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, );//用指定的端口和ip初始化IPEndPoint类的新实例

上面的代码，创建一个监控点，端口是 8000，对象是 本地所有IP。

另外，此类能够获取查看端口的值范围，除此外，此类没有太大意义。

Microsoft 文档地址 https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.ipendpoint?view=netframework-4.7.2

SocketType