计算机网络是线代通信技术与计算机技术相结合的产物，计算机网络主要可以提供
通信协议一般由三部分组成：一是语义部分，用于决定双方对话类型；二是语法部分，用于决定双方对话的格式；三是变化规则，用于决定通信双方的应答关系。
应用层：与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。有HTTP, FTP , NFS, SMTP, TELNET
表示层：这一层主要是定义数据格式及加密。如加密， ASCII
会话层：它定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的。如 RPC,SQL
传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在泳衣主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能，如 TCP UDP SPX
网络层：这层对端对端的包传输进行定义，它定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。如IP
数据链路层：它定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关
物理层：OSI的物理层规范是有关传输介质的特性，这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。
IP地址用于唯一标识网络中的一个通信实体，这个通信实体既可以是一个主机，也可以是路由器的某个端口，。而在基于IP协议的网络中传输数据包都必须使用IP地址来进行标识。
端口，程序与外界进行交互的出入口。
Tcp/IP通信协议是一种可靠的网络协议，他在通信的两端建立一个socket，从而形成虚拟的网络链路。一旦建立了虚拟网络链路，两端的程序就可以通过该链路进行通信。
IP 是Internet上使用的一个关键协议，通过IP协议，使internet成为一个允许连接不同类型的计算机和不同 *** 作系统的网络。同时还需要TCP协议来提供可靠且无差错的服务。
TCP协议被称为端对端协议，这是因为他在两台计算机的连接中起了非常重要的角色，当一台计算机需要与另外一台计算机连接时，TCP协议会让他们之间建立一个虚拟链路，用于发送和接受数据。
TCP协议负责收集这些数据包，并将其按照适当的顺序传送，接收端收到数据包后将其正确的还原。TCP保证数据包在传送过程中准确无误。TCP协议采用重发机制，当一个通信实体发送一个消息给另外一个通信实体后，需要接收到另外一个通信实体的确认信息，如果没有接收到该确认信息，则会重发信息。
使用socket之前，必须先创建socket对象，可通过该类的构造器来创建socket实例。
socket.socket(family = AF_INET, type= SOCK_STREAM, proto=0, fileno= None)
socket对象常用的方法：
基本步骤
创建客户端的步骤：
小实例：服务端
客户端：
通过这样就可以实现socket之间的通信。
基于C#的socket编程的TCP异步实现一、摘要
本篇博文阐述基于TCP通信协议的异步实现。
二、实验平台
Visual Studio 2010
三、异步通信实现原理及常用方法
3.1 建立连接
在同步模式中，在服务器上使用Accept方法接入连接请求，而在客户端则使用Connect方法来连接服务器。相对地，在异步模式下，服务器可以使用BeginAccept方法和EndAccept方法来完成连接到客户端的任务，在客户端则通过BeginConnect方法和EndConnect方法来实现与服务器的连接。
BeginAccept在异步方式下传入的连接尝试，它允许其他动作而不必等待连接建立才继续执行后面程序。在调用BeginAccept之前，必须使用Listen方法来侦听是否有连接请求，BeginAccept的函数原型为：
BeginAccept(AsyncCallback AsyncCallback, Ojbect state)
参数：
AsyncCallBack：代表回调函数
state：表示状态信息，必须保证state中包含socket的句柄
使用BeginAccept的基本流程是：
(1)创建本地终节点，并新建套接字与本地终节点进行绑定；
(2)在端口上侦听是否有新的连接请求；
(3)请求开始接入新的连接，传入Socket的实例或者StateOjbect的实例。
参考代码：
复制代码
//定义IP地址
IPAddress local = IPAddress.Parse("127.0,0,1")
IPEndPoint iep = new IPEndPoint(local,13000)
//创建服务器的socket对象
Socket server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)
server.Bind(iep)
server.Listen(20)
server.BeginAccecpt(new AsyncCallback(Accept),server)
复制代码
当BeginAccept()方法调用结束后，一旦新的连接发生，将调用回调函数，而该回调函数必须包括用来结束接入连接 *** 作的EndAccept()方法。
该方法参数列表为 Socket EndAccept(IAsyncResult iar)
下面为回调函数的实例：
复制代码
void Accept(IAsyncResult iar)
{
//还原传入的原始套接字
Socket MyServer = (Socket)iar.AsyncState
//在原始套接字上调用EndAccept方法，返回新的套接字
Socket service = MyServer.EndAccept(iar)
}
复制代码
至此，服务器端已经准备好了。客户端应通过BeginConnect方法和EndConnect来远程连接主机。在调用BeginConnect方法时必须注册相应的回调函数并且至少传递一个Socket的实例给state参数，以保证EndConnect方法中能使用原始的套接字。下面是一段是BeginConnect的调用：
Socket socket=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)
IPAddress ip=IPAddress.Parse("127.0.0.1")
IPEndPoint iep=new IPEndPoint(ip,13000)
socket.BeginConnect(iep, new AsyncCallback(Connect),socket)
EndConnect是一种阻塞方法，用于完成BeginConnect方法的异步连接诶远程主机的请求。在注册了回调函数后必须接收BeginConnect方法返回的IASynccReuslt作为参数。下面为代码演示：
复制代码
void Connect(IAsyncResult iar)
{
Socket client=(Socket)iar.AsyncState
try
{
client.EndConnect(iar)
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString())
}
finally
{
}
}
复制代码
除了采用上述方法建立连接之后，也可以采用TcpListener类里面的方法进行连接建立。下面是服务器端对关于TcpListener类使用BeginAccetpTcpClient方法处理一个传入的连接尝试。以下是使用BeginAccetpTcpClient方法和EndAccetpTcpClient方法的代码：
复制代码
public static void DoBeginAccept(TcpListener listner)
{
//开始从客户端监听连接
Console.WriteLine("Waitting for a connection")
//接收连接
//开始准备接入新的连接，一旦有新连接尝试则调用回调函数DoAcceptTcpCliet
listner.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(DoAcceptTcpCliet), listner)
}
//处理客户端的连接
public static void DoAcceptTcpCliet(IAsyncResult iar)
{
//还原原始的TcpListner对象
TcpListener listener = (TcpListener)iar.AsyncState
//完成连接的动作，并返回新的TcpClient
TcpClient client = listener.EndAcceptTcpClient(iar)
Console.WriteLine("连接成功")
}
复制代码
代码的处理逻辑为：
(1)调用BeginAccetpTcpClient方法开开始连接新的连接，当连接视图发生时，回调函数被调用以完成连接 *** 作；
(2)上面DoAcceptTcpCliet方法通过AsyncState属性获得由BeginAcceptTcpClient传入的listner实例；
(3)在得到listener对象后，用它调用EndAcceptTcpClient方法，该方法返回新的包含客户端信息的TcpClient。
BeginConnect方法和EndConnect方法可用于客户端尝试建立与服务端的连接，这里和第一种方法并无区别。下面看实例：
复制代码
public void doBeginConnect(IAsyncResult iar)
{
Socket client=(Socket)iar.AsyncState
//开始与远程主机进行连接
client.BeginConnect(serverIP[0],13000,requestCallBack,client)
Console.WriteLine("开始与服务器进行连接")
}
private void requestCallBack(IAsyncResult iar)
{
try
{
//还原原始的TcpClient对象
TcpClient client=(TcpClient)iar.AsyncState
//
client.EndConnect(iar)
Console.WriteLine("与服务器{0}连接成功",client.Client.RemoteEndPoint)
}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString())
}
finally
{
}
}
复制代码
以上是建立连接的两种方法。可根据需要选择使用。
3.2 发送与接受数据
在建立了套接字的连接后，就可以服务器端和客户端之间进行数据通信了。异步套接字用BeginSend和EndSend方法来负责数据的发送。注意在调用BeginSend方法前要确保双方都已经建立连接，否则会出异常。下面演示代码：
复制代码
private static void Send(Socket handler, String data)
{
// Convert the string data to byte data using ASCII encoding.
byte[] byteData = Encoding.ASCII.GetBytes(data)
// Begin sending the data to the remote device.
handler.BeginSend(byteData, 0, byteData.Length, 0, new AsyncCallback(SendCallback), handler)
}
private static void SendCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
// Retrieve the socket from the state object.
Socket handler = (Socket)ar.AsyncState
// Complete sending the data to the remote device.
int bytesSent = handler.EndSend(ar)
Console.WriteLine("Sent {0} bytes to client.", bytesSent)
handler.Shutdown(SocketShutdown.Both)
handler.Close()
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString())
}
}
复制代码
接收数据是通过BeginReceive和EndReceive方法：
复制代码
private static void Receive(Socket client)
{
try
{
// Create the state object.
StateObject state = new StateObject()
state.workSocket = client
// Begin receiving the data from the remote device.
client.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReceiveCallback), state)
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString())
}
}
private static void ReceiveCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
// Retrieve the state object and the client socket
// from the asynchronous state object.
StateObject state = (StateObject)ar.AsyncState
Socket client = state.workSocket
// Read data from the remote device.
int bytesRead = client.EndReceive(ar)
if (bytesRead >0)
{
// There might be more data, so store the data received so far.
state.sb.Append(Encoding.ASCII.GetString(state.buffer, 0, bytesRead))
// Get the rest of the data.
client.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReceiveCallback), state)
}
else
{
// All the data has arrivedput it in response.
if (state.sb.Length >1)
{
response = state.sb.ToString()
}
// Signal that all bytes have been received.
receiveDone.Set()
}
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString())
}
}
复制代码
上述代码的处理逻辑为：
(1)首先处理连接的回调函数里得到的通讯套接字client，接着开始接收数据；
(2)当数据发送到缓冲区中，BeginReceive方法试图从buffer数组中读取长度为buffer.length的数据块，并返回接收到的数据量bytesRead。最后接收并打印数据。
除了上述方法外，还可以使用基于NetworkStream相关的异步发送和接收方法，下面是基于NetworkStream相关的异步发送和接收方法的使用介绍。
NetworkStream使用BeginRead和EndRead方法进行读 *** 作，使用BeginWreite和EndWrete方法进行写 *** 作，下面看实例：
复制代码
static void DataHandle(TcpClient client)
{
TcpClient tcpClient = client
//使用TcpClient的GetStream方法获取网络流
NetworkStream ns = tcpClient.GetStream()
//检查网络流是否可读
if(ns.CanRead)
{
//定义缓冲区
byte[] read = new byte[1024]
ns.BeginRead(read,0,read.Length,new AsyncCallback(myReadCallBack),ns)
}
else
{
Console.WriteLine("无法从网络中读取流数据")
}
}
public static void myReadCallBack(IAsyncResult iar)
{
NetworkStream ns = (NetworkStream)iar.AsyncState
byte[] read = new byte[1024]
String data = ""
int recv
recv = ns.EndRead(iar)
data = String.Concat(data, Encoding.ASCII.GetString(read, 0, recv))
//接收到的消息长度可能大于缓冲区总大小，反复循环直到读完为止
while (ns.DataAvailable)
{
ns.BeginRead(read, 0, read.Length, new AsyncCallback(myReadCallBack), ns)
}
//打印
Console.WriteLine("您收到的信息是" + data)
}
复制代码
3.3 程序阻塞与异步中的同步问题
.Net里提供了EventWaitHandle类来表示一个线程的同步事件。EventWaitHandle即事件等待句柄，他允许线程通过 *** 作系统互发信号和等待彼此的信号来达到线程同步的目的。这个类有2个子类，分别为AutoRestEevnt(自动重置)和ManualRestEvent(手动重置)。下面是线程同步的几个方法：
(1)Rset方法：将事件状态设为非终止状态，导致线程阻塞。这里的线程阻塞是指允许其他需要等待的线程进行阻塞即让含WaitOne()方法的线程阻塞；
(2)Set方法：将事件状态设为终止状态，允许一个或多个等待线程继续。该方法发送一个信号给 *** 作系统，让处于等待的某个线程从阻塞状态转换为继续运行，即WaitOne方法的线程不在阻塞；
(3)WaitOne方法：阻塞当前线程，直到当前的等待句柄收到信号。此方法将一直使本线程处于阻塞状态直到收到信号为止，即当其他非阻塞进程调用set方法时可以继续执行。
复制代码
public static void StartListening()
{
// Data buffer for incoming data.
byte[] bytes = new Byte[1024]
// Establish the local endpoint for the socket.
// The DNS name of the computer
// running the listener is "host.contoso.com".
//IPHostEntry ipHostInfo = Dns.Resolve(Dns.GetHostName())
//IPAddress ipAddress = ipHostInfo.AddressList[0]
IPAddress ipAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1")
IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 11000)
// Create a TCP/IP socket.
Socket listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp)
// Bind the socket to the local
//endpoint and listen for incoming connections.
try
{
listener.Bind(localEndPoint)
listener.Listen(100)
while (true)
{
// Set the event to nonsignaled state.
allDone.Reset()
// Start an asynchronous socket to listen for connections.
Console.WriteLine("Waiting for a connection...")
listener.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptCallback),listener)
// Wait until a connection is made before continuing.
allDone.WaitOne()
}
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString())
}
Console.WriteLine("\nPress ENTER to continue...")
Console.Read()
}
复制代码
上述代码的逻辑为：
(1)试用了ManualRestEvent对象创建一个等待句柄，在调用BeginAccept方法前使用Rest方法允许其他线程阻塞；
(2)为了防止在连接完成之前对套接字进行读写 *** 作，务必要在BeginAccept方法后调用WaitOne来让线程进入阻塞状态。
当有连接接入后系统会自动调用会调用回调函数，所以当代码执行到回调函数时说明连接已经成功，并在函数的第一句就调用Set方法让处于等待的线程可以继续执行
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