許銳炮

（民航汕頭空管站 技術(shù)保障部，廣東 揭東515558）

0 引言

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信日益應(yīng)用廣泛，以民航汕頭空管站為例，單業(yè)務(wù)網(wǎng)就超過(guò)5 個(gè)，而信息化集中程度越來(lái)越多的同時(shí)，分布式系統(tǒng)之間的信息傳輸也成為一個(gè)研究課題。 而對(duì)于傳統(tǒng)的TCP/IP 協(xié)議來(lái)說(shuō)，TCP能提供一種可靠的、有連接的數(shù)據(jù)流服務(wù)，IP 協(xié)議則能通過(guò)識(shí)別IP 地址實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)個(gè)體的互相通信， 相關(guān)文獻(xiàn)也將兩者稱為底層網(wǎng)絡(luò)通信。而對(duì)比之下，已經(jīng)成熟應(yīng)用的Socket 中間件便可以以應(yīng)用程序的方式存在于各大網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)，應(yīng)用日趨廣泛。因此，探討Socket 的運(yùn)行機(jī)制及應(yīng)用對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)編程和技術(shù)維護(hù)有一定意義。本文將從實(shí)際出發(fā)，介紹其在C# 程序編寫(xiě)中的相關(guān)技術(shù)及特點(diǎn)。

1 Socket 運(yùn)行機(jī)制

Socket 是應(yīng)用層與TCP/IP 協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。 在設(shè)計(jì)模式中，Socket 作為一個(gè)門(mén)面模式把復(fù)雜的TCP/IP 協(xié)議族隱藏在Socket 接口后面，對(duì)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，一組簡(jiǎn)單的接口就是全部，讓Socket 去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。 它主要由IP 地址和端口號(hào)組成。 在TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中， 基于服務(wù)器客戶端模式的通信上，建立Socket 連接至少需要一對(duì)套接字，其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端，稱為ClientSocket ， 另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端， 稱為ServerSocket 。 對(duì)于ServerSocket 來(lái)說(shuō)主要用于服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)， 服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字，而是處于等待連接的狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，等待客戶端的連接請(qǐng)求。一旦有請(qǐng)求或者相關(guān)命令信息，立即響應(yīng)。而對(duì)于ClientSocket 來(lái)說(shuō)將主動(dòng)向服務(wù)器端套接字發(fā)出連接請(qǐng)求。因此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號(hào)， 然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請(qǐng)求。當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽(tīng)到或者說(shuō)接收到客戶端套接字的連接請(qǐng)求時(shí)，就響應(yīng)客戶端套接字的請(qǐng)求，建立一個(gè)新的線程，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端，一旦客戶端確認(rèn)了此描述，雙方就正式建立連接。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請(qǐng)求。

2 Socket 在C# 編程中的機(jī)制

2.1 C# 中的Socket 類

C# Socket 類為網(wǎng)絡(luò)通信提供了一套豐富的方法和屬性。 Socket類允許開(kāi)發(fā)人員使用ProtocolType 枚舉中所列出的任何一種協(xié)議執(zhí)行異步和同步數(shù)據(jù)傳輸。 如果應(yīng)用程序在執(zhí)行期間只需要一個(gè)線程。對(duì)于面向連接的協(xié)議的TCP 協(xié)議通信， 服務(wù)器可以使用Listen 方法偵聽(tīng)連接。 Accept 方法則處理任何傳入的連接請(qǐng)求，并返回可用于與遠(yuǎn)程主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的Socket。 同時(shí)可以使用此返回的Socket 來(lái)調(diào)用Send 或Receive 方法。 調(diào)用Bind 方法后便可以要指定本地IP地址和端口號(hào)。連接偵聽(tīng)主機(jī)，則可以調(diào)用Connect 方法。在數(shù)據(jù)通信上，主要用Send 或Receive 方法。

對(duì) 于TCP/IP 的 通 信 在C# 中 可 使 用 Socket、BeginConnect 和EndConnect 方法來(lái)連接偵聽(tīng)主機(jī)。 通過(guò)使用BeginSend 和EndSend方法，或者使用BeginReceive 和EndReceive 方法，可以進(jìn)行異步數(shù)據(jù)通信。 與此同時(shí)，使用BeginAccept 和EndAccept 處理傳入的連接請(qǐng)求。

而在實(shí)際應(yīng)用中，C# 的Socket 經(jīng)常需要與多線程配合以解決異步傳輸問(wèn)題。C# 支持通過(guò)多線程并行地執(zhí)行代碼，一個(gè)線程有它獨(dú)立的執(zhí)行路徑，能夠與其它的線程同時(shí)地運(yùn)行。一個(gè)C# 程序開(kāi)始于一個(gè)單線程，這個(gè)單線程是被CLR 和操作系統(tǒng)（也稱為“主線程”）自動(dòng)創(chuàng)建的，并具有多線程創(chuàng)建額外的線程。

2.2 實(shí)際應(yīng)用

作為典型的C/S 模式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般情況下包括服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)和客戶端軟件設(shè)計(jì)，因此服務(wù)器端軟件與客戶端軟件不可避免需要對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信編程。以客戶端軟件設(shè)計(jì)為例，Socket 在C# 中則可以通過(guò)以下實(shí)現(xiàn)：

private IPEndPoint ServerInfo;

private Socket ClientSocket;

private Byte[] MsgBuffer;//信息接收緩存

private Byte[] MsgSend; //信息發(fā)送存儲(chǔ)

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

MsgBuffer = new Byte[65535];

MsgSend = new Byte[65535];

this.UserName.Text =Environment.MachineName;

ServerInfo = new IPEndPoint (IPAddress.Parse(this.ServerIP.Text),Convert.ToInt32(this.ServerPort.Text));

ClientSocket.Connect(ServerInfo);

ClientSocket.Send (Encoding.Unicode.GetBytes (" 用 戶： " + this.UserName.Text + " 進(jìn)入系統(tǒng)！ "));

ClientSocket.BeginReceive (MsgBuffer, 0, MsgBuffer.Length,SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveCallBack), null);

3 結(jié)束語(yǔ)

本文討論了Socket 的運(yùn)行機(jī)制以及其在C# 編程中的設(shè)計(jì)以及相關(guān)技術(shù)功能，Socket 作為一種應(yīng)用程序接口其在實(shí)際應(yīng)用中將底層的相關(guān)通信協(xié)議等各種技術(shù)封裝在程序背后， 為開(kāi)發(fā)人員提供了快速、高效的開(kāi)發(fā)方式。 討論其運(yùn)行機(jī)制，對(duì)開(kāi)發(fā)和技術(shù)維護(hù)有實(shí)際意義。

［1］胡晶晶,魯漫紅.基于Java Socket 的聊天室系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微處理機(jī),2010,5:66-70.

［2］周譚凱，馬玉祥.網(wǎng)絡(luò)通信編程架構(gòu)研究[J].電子科技，2005（12）.

［3］寇海洲，宗慧.利用Socket 實(shí)現(xiàn)被動(dòng)方式實(shí)時(shí)提醒系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（03）.