本來(lái)哥們兒是Java開發(fā)，何奈公司需要開發(fā)機(jī)器人后臺(tái)，用C#。就簡(jiǎn)單分享一下C#通訊的編程，希望可以幫到大家！
一：什么是SOCKET
socket的英文原義是“孔”或“插座”。作為進(jìn)程通信機(jī)制，取后一種意思。通常也稱作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一個(gè)通信鏈的句柄（其實(shí)就是兩個(gè)程序通信用的）。
socket非常類似于電話插座。以一個(gè)電話網(wǎng)為例：電話的通話雙方相當(dāng)于相互通信的2個(gè)程序，電話號(hào)碼就是ip地址。任何用戶在通話之前，首先要占有一部電話機(jī)，相當(dāng)于申請(qǐng)一個(gè)socket；同時(shí)要知道對(duì)方的號(hào)碼，相當(dāng)于對(duì)方有一個(gè)固定的socket。然后向?qū)Ψ綋芴?hào)呼叫，相當(dāng)于發(fā)出連接請(qǐng)求。對(duì)方假如在場(chǎng)并空閑，拿起電話話筒，雙方就可以正式通話，相當(dāng)于連接成功。雙方通話的過程，是一方向電話機(jī)發(fā)出信號(hào)和對(duì)方從電話機(jī)接收信號(hào)的過程，相當(dāng)于向socket發(fā)送數(shù)據(jù)和從socket接收數(shù)據(jù)。通話結(jié)束后，一方掛起電話機(jī)相當(dāng)于關(guān)閉socket，撤銷連接。
1、套接字分類
為了滿足不同程序?qū)νㄐ刨|(zhì)量和性能的要求，一般的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都提供了以下3種不同類型的套接字，以供用戶在設(shè)計(jì)程序時(shí)根據(jù)不同需要來(lái)選擇：
流式套接字（SOCK_STREAM）：提供了一種可靠的、面向連接的雙向數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)，無(wú)重復(fù)的發(fā)送，內(nèi)設(shè)流量控制，被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被看做無(wú)記錄邊界的字節(jié)流。在TCP/IP協(xié)議簇中，使用TCP實(shí)現(xiàn)字節(jié)流的傳輸，當(dāng)用戶要發(fā)送大批量數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃杂休^高要求時(shí)使用流式套接字。
數(shù)據(jù)報(bào)套接字（SOCK_DGRAM）：提供了一種無(wú)連接、不可靠的雙向數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。數(shù)據(jù)以獨(dú)立的包形式被發(fā)送，并且保留了記錄邊界，不提供可靠性保證。數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能會(huì)丟失或重復(fù)，并且不能保證在接收端數(shù)據(jù)按發(fā)送順序接收。在TCP/IP協(xié)議簇中，使用UDP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)套接字。
原始套接字（SOCK_RAW）：該套接字允許對(duì)較低層協(xié)議（如IP或ICMP）進(jìn)行直接訪問。一般用于對(duì)TCP/IP核心協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程。
二：SOCKET相關(guān)概念
1、端口
在Internet上有很多這樣的主機(jī)，這些主機(jī)一般運(yùn)行了多個(gè)服務(wù)軟件，同時(shí)提供幾種服務(wù)。每種服務(wù)都打開一個(gè)Socket，并綁定到一個(gè)端口上，不同的端口對(duì)應(yīng)于不同的服務(wù)（應(yīng)用程序），因此，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中使用端口號(hào)識(shí)別主機(jī)上不同的進(jìn)程。
例如：http使用80端口，F(xiàn)TP使用21端口。
2、協(xié)議
2.1 TCP：
TCP是一種面向連接的、可靠的，基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。為兩臺(tái)主機(jī)提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。它可以將源主機(jī)的數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)地傳輸?shù)侥繕?biāo)主機(jī)。當(dāng)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，對(duì)應(yīng)用進(jìn)程送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，以適合于在網(wǎng)絡(luò)層中傳輸；當(dāng)接收到網(wǎng)絡(luò)層傳來(lái)的分組時(shí)，它要對(duì)收到的分組進(jìn)行確認(rèn)，還要對(duì)丟失的分組設(shè)置超時(shí)重發(fā)等。為此TCP需要增加額外的許多開銷，以便在數(shù)據(jù)傳輸過程中進(jìn)行一些必要的控制，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。因此，TCP傳輸?shù)男时容^低。
2.1.1 TCP的工作過程
TCP是面向連接的協(xié)議，TCP協(xié)議通過三個(gè)報(bào)文段完成類似電話呼叫的連接建立過程，這個(gè)過程稱為三次握手，如圖所示：
第一次握手：建立連接時(shí)，客戶端發(fā)送SYN包（SEQ=x）到服務(wù)器，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認(rèn)。
第二次握手：服務(wù)器收到SYN包，必須確認(rèn)客戶的SYN（ACK=x+1），同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包（SEQ=y），即SYN+ACK包，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。
第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ACK=y+1)，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進(jìn)入Established狀態(tài)，完成三次握手。
2.1.2 傳輸數(shù)據(jù)
一旦通信雙方建立了TCP連接，連接中的任何一方都能向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)和接收對(duì)方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。TCP協(xié)議負(fù)責(zé)把用戶數(shù)據(jù)（字節(jié)流）按一定的格式和長(zhǎng)度組成多個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行發(fā)送，并在接收到數(shù)據(jù)報(bào)之后按分解順序重新組裝和恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)。
利用TCP傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)是以字節(jié)流的形式進(jìn)行傳輸?shù)摹?/p>
2.1.3 連接的終止
建立一個(gè)連接需要三次握手，而終止一個(gè)連接要經(jīng)過四次握手，這是由TCP的半關(guān)閉（half-close）造成的。具體過程如圖所示：
2.1.4 TCP的主要特點(diǎn)
TCP最主要的特點(diǎn)如下。
(1) 是面向連接的協(xié)議。
(2) 端到端的通信。每個(gè)TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，而且只能一對(duì)一通信，不能一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)直接通信。
(3) 高可靠性。通過TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，能保證數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)地準(zhǔn)確到達(dá)接收方，并且保證各數(shù)據(jù)到達(dá)的順序與其發(fā)出的順序相同。
(4) 全雙工方式傳輸。
(5) 數(shù)據(jù)以字節(jié)流的方式傳輸。
(6) 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無(wú)消息邊界。
2.1.5 同步與異步
同步工作方式是指利用TCP編寫的程序執(zhí)行到監(jiān)聽或接收語(yǔ)句時(shí)，在未完成工作（偵聽到連接請(qǐng)求或收到對(duì)方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)）前不再繼續(xù)往下執(zhí)行，線程處于阻塞狀態(tài)，直到該語(yǔ)句完成相應(yīng)的工作后才繼續(xù)執(zhí)行下一條語(yǔ)句。
異步工作方式是指程序執(zhí)行到監(jiān)聽或接收語(yǔ)句時(shí)，不論工作是否完成，都會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行。
2.2 UDP
UDP是一種簡(jiǎn)單的、面向數(shù)據(jù)報(bào)的無(wú)連接的協(xié)議，提供的是不一定可靠的傳輸服務(wù)。所謂“無(wú)連接”是指在正式通信前不必與對(duì)方先建立連接，不管對(duì)方狀態(tài)如何都直接發(fā)送過去。這與發(fā)手機(jī)短信非常相似，只要知道對(duì)方的手機(jī)號(hào)就可以了，不要考慮對(duì)方手機(jī)處于什么狀態(tài)。UDP雖然不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕珨?shù)據(jù)傳輸?shù)男瘦^高。
2.1.1 UDP與TCP的區(qū)別
(1) UDP可靠性不如TCP
TCP包含了專門的傳遞保證機(jī)制，當(dāng)數(shù)據(jù)接收方收到發(fā)送方傳來(lái)的信息時(shí)，會(huì)自動(dòng)向發(fā)送方發(fā)出確認(rèn)消息；發(fā)送方只有在接收到該確認(rèn)消息之后才繼續(xù)傳送其他信息，否則將一直等待直到收到確認(rèn)信息為止。與TCP不同，UDP并不提供數(shù)據(jù)傳送的保證機(jī)制。如果在從發(fā)送方到接收方的傳遞過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)的丟失，協(xié)議本身并不能做出任何檢測(cè)或提示。因此，通常人們把UDP稱為不可靠的傳輸協(xié)議。
(2) UDP不能保證有序傳輸
UDP不能確保數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收順序。對(duì)于突發(fā)性的數(shù)據(jù)報(bào)，有可能會(huì)亂序。
2.1.2 UDP的優(yōu)勢(shì)
(1) UDP速度比TCP快
由于UDP不需要先與對(duì)方建立連接，也不需要傳輸確認(rèn)，因此其數(shù)據(jù)傳輸速度比TCP快得多。對(duì)于強(qiáng)調(diào)傳輸性能而不是傳輸完整性的應(yīng)用（比如網(wǎng)絡(luò)音頻播放、視頻點(diǎn)播和網(wǎng)絡(luò)會(huì)議等），使用UDP比較合適，因?yàn)樗膫鬏斔俣瓤?，使通過網(wǎng)絡(luò)播放的視頻音質(zhì)好、畫面清晰。
(2) UDP有消息邊界
發(fā)送方UDP對(duì)應(yīng)用程序交下來(lái)的報(bào)文，在添加首部后就向下直接交付給IP層。既不拆分，也不合并，而是保留這些報(bào)文的邊界。使用UDP不需要考慮消息邊界問題，這樣使得UDP編程相比TCP，在對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的處理方面要方便的多。在程序員看來(lái)，UDP套接字使用比TCP簡(jiǎn)單。UDP的這一特征也說(shuō)明了它是一種面向報(bào)文的傳輸協(xié)議。
(3) UDP可以一對(duì)多傳輸
由于傳輸數(shù)據(jù)不建立連接，也就不需要維護(hù)連接狀態(tài)（包括收發(fā)狀態(tài)等），因此一臺(tái)服務(wù)器可以同時(shí)向多個(gè)客戶端傳輸相同的消息。利用UDP可以使用廣播或組播的方式同時(shí)向子網(wǎng)上的所有客戶進(jìn)程發(fā)送消息，這一點(diǎn)也比TCP方便。
其中，速度快是UDP的首要優(yōu)勢(shì)
由于TCP協(xié)議中植入了各種安全保障功能，在實(shí)際執(zhí)行的過程中會(huì)占用大量的系統(tǒng)開銷，無(wú)疑使速度受到嚴(yán)重影響。反觀UDP，由于拋棄了信息可靠傳輸機(jī)制，將安全和排序等功能移交給上層應(yīng)用完成，極大地降低了執(zhí)行時(shí)間，使速度得到了保證。簡(jiǎn)而言之，UDP的“理念”就是“不顧一切，只為更快地發(fā)送數(shù)據(jù)”。
三：socket一般應(yīng)用模式：
四：SOCKET通信基本流程圖：
根據(jù)socket通信基本流程圖，總結(jié)通信的基本步驟：
服務(wù)器端：
第一步：創(chuàng)建一個(gè)用于監(jiān)聽連接的Socket對(duì)像；
第二步：用指定的端口號(hào)和服務(wù)器的ip建立一個(gè)EndPoint對(duì)像；
第三步：用socket對(duì)像的Bind()方法綁定EndPoint；
第四步：用socket對(duì)像的Listen()方法開始監(jiān)聽；
第五步：接收到客戶端的連接，用socket對(duì)像的Accept()方法創(chuàng)建一個(gè)新的用于和客戶端進(jìn)行通信的socket對(duì)像;
第六步：通信結(jié)束后一定記得關(guān)閉socket;
客戶端：
第一步：建立一個(gè)Socket對(duì)像；
第二步：用指定的端口號(hào)和服務(wù)器的ip建立一個(gè)EndPoint對(duì)像；
第三步：用socket對(duì)像的Connect()方法以上面建立的EndPoint對(duì)像做為參數(shù)，向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求；
第四步：如果連接成功，就用socket對(duì)像的Send()方法向服務(wù)器發(fā)送信息；
第五步：用socket對(duì)像的Receive()方法接受服務(wù)器發(fā)來(lái)的信息 ;
第六步：通信結(jié)束后一定記得關(guān)閉socket；
Socket類
System.Net.Sockets命名空間的Socket類為網(wǎng)絡(luò)通信提供了一套豐富的方法和屬性， 表6-6和表6-7列舉了Socket類的一些常用方法和屬性。
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