基于TCP UDP 协议的聊天小DEMO
2014-04-30 08:40
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利用TCP和UDP协议,实现基于Socket的小聊天程序(初级版)
TCPTCP (Transmission Control Protocol)属于传输层协议。其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输,它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说,TCP支持的应用协议主要有:Telnet、FTP、SMTP等
TCP是面向对象的连接,是安全可靠的,是基于连接的协议,也就是说,在正式收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来,其中的过程非常复杂,我 们这里只做简单、形象的介绍,你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据, 可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:“可以,你什么时候 发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发
送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据。
首先我们来看看用TCP实现聊天程序吧
实现聊天程序我们需要一个服务端一个客户端来模拟实现,我们首先来建立服务器端,直接贴代码,如下:
1 //首先建立一个套接字(服务器端)
2 Socket socketServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
3 //将套接字绑定到本地的IP和端口
4 IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 9999);
5 //绑定套接字
6 socketServer.Bind(endPoint);
7 //输出语句 服务已经启动
8 Console.WriteLine("=====TCP Server Is OK======\r\n ===IP:" + endPoint.Address + " Port:" + endPoint.Port+"===");
9 //开始监听
10 socketServer.Listen(10);
11 //接受消息并返回的新的套接字对象
12 Socket sk = socketServer.Accept();
简要介绍下个别变量,方法的作用:
socketServer:实例化一个服务端的Socket实例
endPoint:网络终结点,定义了IP和Port
Bind方法:用于将Socket实例绑定到该网络终结点上
Listen方法:监听端口,参数为监听序列的长度
Accept方法:接受通信,返回一个新的Socket对象,然后之后的通信就交由该新的对象来进行,socketServer就相当于公司的前台,只负责接待,具体的事务是通过它交由其他人来执行(个人理解)
然后是服务器端接受数据的代码,如下:
1 //接受数据
2
3 //新建一个字节数组
4 byte[] recveMsg=new byte[1024*1024];
5 //使用receive方法接受发送到服务器端的数据
6 int bytes = sk.Receive(recveMsg,SocketFlags.None);
7 //将数据进行编码
8 string receive = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(recveMsg, 0, bytes);
9 //将信息打印到控制台
10 Console.WriteLine(receive);
简要解释下个别变量的作用:
recveMsg:这是一个字节数组,因为在接受数据时,我们需要将接收到的数据存放到字节数组中,所以我们要首先定义一个字节数组,这里我给了它1024*1024的大小
bytes:这是一个int型变量,作用就是用来接收Socket用Receive接受到数据的实际长度,但为什么我们需要这个变量呢,因为在后一行代码中,我们需要将字节数组转换为字符串来进行输出,如果没有这个变量来定义大小,我们每次都会把1024*1024的字节长度转换成字符串,所以往往有时候接收到的长度没有1024*1024大小,
因此会造成无用的转换。
然后就是发送数据,贴上代码:
服务器端发送数据
简要的解释下个别变量的作用:
message:这个很显然,我们用message定义了一个字符串,来模拟要发送的数据
sendMsg:刚上面说了,接受数据时我们会用一个字节数组来接受,然后将数据存到该数组中,同理,发送也一样,发送的数据也要求是字节数组,所以我们同样定义一个字节数组来存放要发送的数据。
sendBytes:同样一个int型的变量,来接受Socket用Send发送数据的实际长度(大小)。
好,这样呢,我们的服务器端就搭建好了,这时我们需要一个客户端,所以下面我们来创建客户端
同样,首先也要新建一个Socket,并绑定IP和Port,再连接到远程主机,代码如下:
客户端Socket
简要解释下个别变量,方法的作用:
socketClient:实例化一个客户端的Socket对象
endPoint:网络终结点,这里用了127.0.0.1这个IP地址(回环地址),端口号必须和服务器端的相同
Connect方法:已经定义好了Socket对象和网络终结点了,这里就用Connect方法来实现和远程主机建立连接了
同样客户端也要进行发送和接受数据,由于两个方法和服务器端端的收发数据方法一致,这里就不再重复赘述了,直接贴上代码:
发送数据:
客户端发送数据
接受数据:
客户端接受数据
这样,我们的客户端也就搭建好了,所以至此,我们的小聊天程序的客户端和服务器端都搭建完毕,可以来运行看效果了,运行时,我们必须首先运行服务器端,然后再开启客户端进行远程连接,首先开启服务器端:显示【TCP Server Is OK】并显示了IP和Port,表示服务器端服务已成功开启,图如下:
接下来运行客户端程序,客户端已开启就会连上服务器端,并接受到服务器发送过来的数据,运行效果如图:
此时,服务器端也应该接受到了来自客户端的数据,查看,果然收到了数据,如图:
至此,一个基于TCP的Socket的简单通信就完成了,,,,下面我们要开看看,用UDP同样来实现这个效果。。。
UDP
UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议,是 一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,与TCP不同的是,UDP是面向无连接的,它没有TCP传输前的“三次握手”的机制,是一种不可靠的传输机制。。
我们再来看看用UDP实现小聊天程序吧,,,
同TCP一样,UDP同样需要一个服务器端和一个客户端来模拟对话,我们就用两个控制台应用程序实现,首先我们来搭建服务器端,贴上代码:
//第一步 定义一个Socket
Socket socketServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
//第二步 设置一个网络节点
IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 8888);
//将socketServer绑定到网络节点上
socketServer.Bind(endPoint);
//【Tcp的时候需要监听 但DUP不需要监听】
//socketServer.Listen(10);
//输出一句话 提示服务已开启
Console.WriteLine("===UDP Server Is OK===\r\n IP:" + endPoint.Address + " Port:" + endPoint.Port);
【解释】:与TCP一样,实例化一个Socket对象,然后新建一个网络终结点,并指定IP和Port,然后将Socket对象绑定到该终结点上
【不同】:由于UDP是面向无连接的,所以在UDP中并不需要监听机制
大家还记得上面TCP接受到通信时是怎样处理的么??是的,Accept方法返回了一个新的Socket对象,之后由该对象进行通信,那UDP呢?先看代码吧。。
新网络地址
原来在UDP中,我们首先会实例化一个新的网络地址(该地址的IP为任意IP,端口号为0,表示由系统分配端口),在收发数据时,将该网络地址引用到主机的网络地址上,之后我们就可以通过这个网络地址来收发数据了
接下来开始收发数据,首先接受数据的代码:
UDP接受数据
【解释】:同样,我们在接受数据的时候要将数据存放到一个字节数组中,所以我们仍然会定义一个字节数组data
【不同】:1).我们除了存放接收到的数据,我们还要将远程主机的通信节点信息存储下来,注意参数类型ref ,为引用类型,也就是将该类型用指针指向了主机节点类型的地址。
2).接受数据的方法,TCP中为Receive方法,UDP中为ReceiveFrom方法
接下来看看发送数据的代码,如下:
UDP发送数据
【解释】:我们发送数据时,定义了一个字符串作为模拟发送数据,当然,它发送数据也是要求为字节数组,同样的我们做了转换
【不同】:1).在TCP中我们发送数据,直接将字节数组作为参数发送就可以了,但在UDP中,我们多了一个参数,就是我们之前指定的新的终结点,由于在前面的接收数据代码中,我们已经用
该参数保存了远程主机通信节点的信息了,所以我们在这里发送数据的时候,直接将数据发送到该网络节点就可以了
2).TCP中的发送方法为Send,而在UDP中为SendTo。
同时我们还实现循环收发数据,思路很简单,就是把收发数据放在了一个死循环中,代码如下:
循环收发数据
好,,这样我们UDP的服务器端也搭建完成了,,接下来同理,搭建客户端。。
实现原理和服务器端一样,所以就不解释了,直接上代码吧:
UDP客户端
好了,,这样服务器端和客户端都搭建完毕,接下来就是看看运行效果了,直接上图
首先开启服务器端:
我们看到【UDP Server Is Ok】和IP,Port,证明此时UDP服务器端已成功开启了,,,
接下来开启客户端:
客户端开启成功,提示按任意键开始发送数据。。
接下来我们在客户端连续给服务器发送三条消息
客户端:
服务器端:
接下来我们在客户端输入“exit”请求停止通信,效果:
输入"exit“ 之后,客户端就提示 "Stopping Client”,这样就停止通信了,,,
哈哈,,就这样,通过TCP和UDP实现通信聊天程序就完成了,,当然这个是最基础的通信例子,,在下一篇博客中将用窗体程序和多线程来实现聊天程序,尽请关注,,,,
这里附上小Demo的源代码:
/Files/holyknight-zld/SocketDemo/SocketDemo.rar
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