UN2L1——Socket的重要API

本章代码关键字

System.Net.Sockets                //Socket所在命名空间
Socket                            //套接字类，用于网络通信
AddressFamily                    //网络寻址枚举类型，决定寻址方案
AddressFamily.InterNetwork        //IPv4寻址
AddressFamily.InterNetwork6        //IPv6寻址
SocketType                        //套接字枚举类型，决定使用的套接字类型
SocketType.Dgram                //支持数据报，最大长度固定的无连接、不可靠的消息(主要用于UDP通信)
SocketType.Stream                //支持可靠、双向、基于连接的字节流（主要用于TCP通信）
ProtocolType                    //协议类型枚举类型，决定套接字使用的通信协议
ProtocolType.Udp                //TCP传输控制协议
ProtocolType.Tcp                //UDP用户数据报协议
//常用属性
socket.Connected                //套接字的连接状态
socket.SocketType                //获取套接字的类型
socket.ProtocolType                //获取套接字的协议类型
socket.AddressFamily            //获取套接字的寻址方案
socket.Available                //获取从网络中获取准备读取的数据数据量
socket.LocalEndPoint            //获取本机EndPoint对象
socket.RemoteEndPoint            //获取远程EndPoint对象
//服务端常用方法
socket.Bind()                    //绑定IP和端口，服务端socket设置
socket.Listen()                    //设置客户端连接的最大数量
socket.Accept()                    //等待客户端连入，会阻塞线程
//客户端常用方法
socket.Connect()                //连接远程服务端
//同步收发消息相关
socket.Send()                    //同步发送消息，会阻塞线程
socket.Receive()                //同步接收消息，会阻塞线程
//关闭Socket相关
sockets.Shutdown()                //停用socket连接，在Close前需要调用，需要传入SocketShutdown枚举
SocketShutdown.Send                //停用socket的发送
SocketShutdown.Receive            //停用socket的接收
SocketShutdown.Both                //停用socket的发送和接收
socket.Close()                    //关闭并释放socket

//TCP流套接字的声明
new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp)
//UDP数据报套接字的声明
new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp)

Socket套接字

它是C#提供给我们用于网络通信的一个类（在其它语言当中也有对应的Socket类）
类名：Socket​
命名空间：System.Net.Sockets​

TCP和UDP两种长连接通信方案都是基于Socket套接字的
我们之后只需要使用其中的各种方法，就可以进行网络连接和网络通信了
这里必须掌握的内容就是如何声明TCP和UDP的Socket​套接字

Socket套接字是支持TCP/IP网络通信的基本操作单位，一个套接字对象包含以下关键信息：

1. 本机的IP地址和端口
2. 对方主机的IP地址和端口
3. 双方通信的协议信息

一个Socket​对象表示一个本地或者远程套接字信息，它可以被视为一个数据通道
这个通道连接与客户端和服务端之间，数据的发送和接受均通过这个通道进行

一般在制作长连接游戏时，我们会使用Socket套接字作为我们的通信方案，我们通过它连接客户端和服务端，通过它来收发消息
你可以把它抽象的想象成一根管子，插在客户端和服务端应用程序上，通过这个管子来传递交换信息

Socket的类型

​Socket​套接字有3种不同的类型

1. 流套接字

   主要用于实现TCP通信，提供了面向连接、可靠的、有序的、数据无差错且无重复的数据传输服务

2. 数据报套接字

   主要用于实现UDP通信，提供了无连接的通信服务，数据包的长度不能大于32KB，不提供正确性检查，不保证顺序，可能出现重发、丢失等情况

3. 原始套接字（不常用，不深入讲解）

   主要用于实现IP数据包通信，用于直接访问协议的较低层，常用于侦听和分析数据包

通过Socket​的构造函数，我们可以申明不同类型的套接字，Socket​的构造函数有三种，我们主要使用第三种重载

public Socket(SocketInformation socketInformation);
public Socket(SocketType socketType, ProtocolType protocolType);
public Socket(AddressFamily addressFamily, SocketType socketType, ProtocolType protocolType);    //主要使用该方法

• 参数一：AddressFamily​：网络寻址 枚举类型，决定寻址方案

  • 常用：

    1. ​InterNetwork​ —— IPv4寻址
    2. ​InterNetwork6​ —— IPv6寻址

  • 做了解：

    1. ​UNIX​ —— UNIX本地到主机地址
    2. ​ImpLink​ —— ARPANETIMP地址
    3. ​Ipx​ —— IPX或SPX地址
    4. ​Iso​ —— ISO协议的地址
    5. ​Osi​ —— OSI协议的地址
    6. ​NetBios​ —— NetBios地址
    7. ​Atm​ —— 本机ATM服务地址

• 参数二：SocketType​：套接字枚举类型，决定使用的套接字类型

  • 常用：

    1. ​Dgram​ —— 支持数据报，最大长度固定的无连接、不可靠的消息(主要用于UDP通信)
    2. ​Stream​ —— 支持可靠、双向、基于连接的字节流（主要用于TCP通信）

  • 做了解：

    1. ​Raw​ —— 支持对基础传输协议的访问
    2. ​Rdm​ —— 支持无连接、面向消息、以可靠方式发送的消息
    3. ​Seqpacket​ —— 提供排序字节流的面向连接且可靠的双向传输

• 参数三：ProtocolType​：协议类型枚举类型，决定套接字使用的通信协议

  • 常用：

    1. ​TCP​ —— TCP传输控制协议
    2. ​UDP​ —— UDP用户数据报协议

  • 做了解：

    1. ​IP​ —— IP网际协议
    2. ​Icmp​ —— Icmp网际消息控制协议
    3. ​Igmp​ —— Igmp网际组管理协议
    4. ​Ggp​ —— 网关到网关协议
    5. ​IPv4​ —— Internet协议版本4
    6. ​Pup​ —— PARC通用数据包协议
    7. ​Idp​ —— Internet数据报协议
    8. ​Raw​ —— 原始IP数据包协议
    9. ​Ipx​ —— Internet数据包交换协议
    10. ​Spx​ —— 顺序包交换协议
    11. ​IcmpV6​ —— 用于IPv6的Internet控制消息协议

2、3参数的常用搭配：

• ​SocketType.Dgram​ + ProtocolType.Udp​ = UDP协议通信（常用，主要学习）
• ​SocketType.Stream​ + ProtocolType.Tcp​ = TCP协议通信（常用，主要学习）
• ​SocketType.Raw​ + ProtocolType.Icmp​ = Internet控制报文协议（了解）
• ​SocketType.Raw​ + ProtocolType.Raw​ = 简单的IP包通信（了解）

我们必须要掌握：

• TCP流套接字

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

• UDP数据报套接字

  Socket socketUdp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

Socket的常用属性

1. 套接字的连接状态

   if(socketTcp.Connected) { }

2. 获取套接字的类型

   print(socket.SocketType);

3. 获取套接字的协议类型

   print(socket.ProtocolType);

4. 获取套接字的寻址方案

   print(socket.AddressFamily);

5. 从网络中获取准备读取的数据数据量

   返回的是当前有多少字节准备读取

   print(socket.Available);

6. 获取本机EndPoint​对象（注意 ：IPEndPoint​继承EndPoint​）

   IPEndPoint endPoint = socket.LocalEndPoint as IPEndPoint;

7. 获取远程EndPoint​对象

   IPEndPoint RemoteEndPoint = socket.RemoteEndPoint as IPEndPoint;

Socket的常用方法

1. 主要用于服务端

   1. 绑定IP和端口

      socket.Bind(ipPoint);

   2. 设置客户端连接的最大数量

      socket.Listen(10);

   3. 等待客户端连入

      执行该方法会阻塞线程，直到有客户端连入
      客户端连入后会返回与该客户端连接的socket​对象，通过该对象来收发该客户端数据

      socket.Accept();

2. 主要用于客户端

   1. 连接远程服务端

      执行该方法会阻塞线程，直到连接超时或失败

      socket.Connect(IPAddress.Parse("118.12.123.11"), 8080);

3. 客户端服务端都会用的

   1. 同步发送和接收数据

      • TCP同步发送数据

        传入字节数组byte[]​​​形式的数据，该方法会阻塞线程

        socket.Send()

      • TCP同步接收数据

        返回字节数组byte[]​​​形式的数据，该方法会阻塞线程

        socket.Receive()

      • UDP同步接受发送数据

        详细请见：UDP同步收发消息API

   2. 异步发送和接收数据

      详细请见：TCP异步通信常用方法

   3. 释放连接并关闭Socket，先于Close​​​调用

      该方法不可逆转，一旦关闭就不能重新开启，传入SocketShutdown​​​枚举，枚举各个类型含义如下：

      • ​SocketShutdown.Send​​​：停用在此 socket 上发送数据。
      • ​SocketShutdown.Receive​​​：停用在此 socket 上接收数据。
      • ​SocketShutdown.Both​​​：停用在此 socket 上发送和接收数据。

      sockets.Shutdown(SocketShutdown.Both)

   4. 关闭连接，释放所有Socket关联资源

      socket.Close()