計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn) Socket消息傳輸程序的實(shí)現(xiàn)

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1、河南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)183實(shí)驗(yàn)五Socket消息傳輸程序的實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)掌握高級(jí)語言Socket編程的方法。2、掌握TCP/IP協(xié)議，了解套接字等概念。3、針對(duì)具體的應(yīng)用要求（實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)/文件/圖像/聊天室），編程實(shí)現(xiàn)。二、實(shí)驗(yàn)原理1、網(wǎng)絡(luò)編程的基本模型就是客戶機(jī)到服務(wù)器模型，簡單的說就是兩個(gè)進(jìn)程 之間相互通訊，然后其中一個(gè)必須提供一個(gè)固定的位置，而另一個(gè)則只需要知道 這個(gè)固定的位置。并去建立兩者之間的聯(lián)系，然后完成數(shù)據(jù)的通訊就可以了，這 里提供固定位置的通常稱為服務(wù)器，而建立聯(lián)系的通常叫做客戶端，基于這個(gè)簡 單的模型，就可以進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)編程。2、客戶機(jī)/

2、服務(wù)器模型是一個(gè)應(yīng)用程序開發(fā)框架，該框架是為了將數(shù)據(jù)的表 示與其內(nèi)部的處理和存儲(chǔ)分離開來而設(shè)計(jì)的?？蛻魴C(jī)請(qǐng)求服務(wù)，服務(wù)器為這些請(qǐng) 求服務(wù)。請(qǐng)求通過網(wǎng)絡(luò)從客戶機(jī)傳遞到服務(wù)器。服務(wù)器所進(jìn)行的處理對(duì)客戶機(jī)而 言是隱藏的。一個(gè)服務(wù)器可以為客戶機(jī)服務(wù)。3、一個(gè)服務(wù)器可以同時(shí)和多臺(tái)客戶機(jī)進(jìn)行通訊。三、實(shí)驗(yàn)條件1. 軟件環(huán)境：windows操作系統(tǒng)，VC+ 6.0編程軟件。2. 硬件環(huán)境：1臺(tái)計(jì)算機(jī)。四、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)五、實(shí)驗(yàn)時(shí)間第十四周周二19:00-21:00六、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)工科2軟件一機(jī)房和軟件二機(jī)房七、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與完成情況1. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）掌握TCP原理。（2）用套接字（Socket）編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)文字傳

3、輸。2. 完成情況using System;using System.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Net;using System.Net.Sockets;using System.Text;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;using System.Windows.Forms;namespace jiwangpubli

4、c partial class Form1 : Formpublic Form1 ()InitializeComponent();Thread threadWatch = null;Socket socketWatch = null;private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)private void textBox1_TextChanged(object sender, EventArgs e) private void btnServerConn_Click(object sender, EventArgs e) trysocket

5、Watch = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp)IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(this.txtIP.Text.Trim();IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, int.Parse(this.txtPort.Text.Trim();socketWatch.Bind(endpoint);socketWatch.Listen(20);threadWatch = new Thread

6、(WatchConnecting) threadWatch.IsBackground = true; threadWatch.Start();txtMsg.AppendText(開始監(jiān)聽客戶端傳來的信息! + rn)； this.btnServerConn.Enabled = false;catch (Exception ex)txtMsg.AppendText( 服務(wù)端啟動(dòng)服務(wù)失敗! + rn)； this.btnServerConn.Enabled = true;Socket socConnection = null;/ /監(jiān)聽客戶端發(fā)來的請(qǐng)求/ private void WatchCon

7、necting()while (true)socConnection = socketWatch.Accept();txtMsg.AppendText(客戶端連接成功！ + rn)；ParameterizedThreadStart pts = new ParameterizedThreadStart(ServerRecMsg);Thread thr = new Thread(pts);thr.IsBackground = true;thr.Start(socConnection);/ /發(fā)送信息到客戶端的方法/ / 發(fā)送的字符串信息private void ServerSendMsg(stri

8、ng sendMsg)trybyte arrSendMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);socConnection.Send(arrSendMsg);txtMsg.AppendText( 服務(wù)器+ GetCurrentTime() + rn + sendMsg+ rn)；catch (Exception ex)txtMsg.AppendText(客戶端已斷開連接，無法發(fā)送信息！ + rn)；/ /接收客戶端發(fā)來的信息/ / 客戶端套接字對(duì)象private void ServerRecMsg(object socketClientPara)Socket s

9、ocketServer = socketClientPara as Socket;while (true)byte arrServerRecMsg = new byte1024 * 1024;tryint length = socketServer.Receive(arrServerRecMsg);string strSRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(arrServerRecMsg,0, length);txtMsg.AppendText (天涯+ GetCurrentTime() + rn +strSRecMsg + rn)；catch (Exception

10、 ex)txtMsg.AppendText(客戶端已斷開連接！ + rn)； break;/ /發(fā)送消息到客戶端/ / / private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)ServerSendMsg(this.txtSendMsg.Text.Trim();this.txtSendMsg.Clear();/ /快捷鍵Enter發(fā)送信息/ / / private void txtSendMsg_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)if (e.KeyCode = Keys.Enter)Serve

11、rSendMsg(txtSendMsg.Text.Trim();this.txtSendMsg.Clear();/ /獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的方法/ / 當(dāng)前時(shí)間private DateTime GetCurrentTime()DateTime currentTime = new DateTime();currentTime = DateTime.Now;return currentTime;/ /獲取本地IPv4地址/ / public IPAddress GetLocalIPv4Address()IPAddress localIpv4 = null;IPAddress IpList = Dns.

12、GetHostAddresses(Dns.GetHostName();foreach (IPAddress IP in IpList)if (IP.AddressFamily = AddressFamily.InterNetwork)localIpv4 = IP;elsecontinue;return localIpv4;/獲取本地IP事件private void btnGetLocalIP_Click(object sender, EventArgs e)IPAddress localIP = GetLocalIPv4Address();this.txtIP.Text = localIP.T

13、oString();using using using usingusing using2.客戶端代碼System;System.Collections.Generic;System.ComponentModel;System.Data;System.Drawing;System.Linq;using System.Net;using System.Net.Sockets;using System.Text;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;using System.Windows.Forms;namespace客戶端pub

14、lic partial class Form1 : Formpublic Form1 ()InitializeComponent();private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)Socket socketClient = null;Thread threadClient = null;/ /連接服務(wù)端事件/ / / private void btnListenServer_Click(object sender, EventArgs e)socketClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwo

15、rk, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(this.txtIP.Text.Trim();IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, int.Parse(this.txtPort.Text.Trim();trysocketClient.Connect(endpoint);this.txtMsg.AppendText(客戶端連接服務(wù)端成功！ + rn)； this.btnListenServer.Enabled = false;th

16、readClient = new Thread(RecMsg);threadClient.IsBackground = true;threadClient.Start();catch (Exception ex)this.txtMsg.AppendText(遠(yuǎn)程服務(wù)端斷開，連接失??！ + rn)； / /接收服務(wù)端發(fā)來信息的方法/ private void RecMsg()while (true)trybyte arrRecMsg = new byte1024 * 1024;int length = socketClient.Receive(arrRecMsg);string strRecMs

17、g = Encoding.UTF8.GetString(arrRecMsg, 0, length);txtMsg.AppendText (服務(wù)端+ GetCurrentTime() + rn + strRecMsg + rn)；catch (Exception ex)this.txtMsg.AppendText(遠(yuǎn)程服務(wù)器已中斷連接！ + rn)； this.btnListenServer.Enabled = true;break;/ /發(fā)送字符串信息到服務(wù)端的方法/ / 發(fā)送的字符串信息private void ClientSendMsg(string sendMsg)trybyte arr

18、ClientSendMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);socketClient.Send(arrClientSendMsg);txtMsg.AppendText (天涯+ GetCurrentTime() + rn + sendMsg +rn)；catch (Exception ex) this.txtMsg.AppendText(遠(yuǎn)程服務(wù)器已中斷連接，無法發(fā)送消息！ +rn)；private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)ClientSendMsg(this.txtClientSen

19、dMsg.Text.Trim();this.txtClientSendMsg.Clear();private void txtClientSendMsg_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)if (e.KeyCode = Keys.Enter)ClientSendMsg(this.txtClientSendMsg.Text.Trim();this.txtClientSendMsg.Clear();/ /獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的方法/ / 當(dāng)前時(shí)間private DateTime GetCurrentTime()DateTime currentTime = ne

20、w DateTime();currentTime = DateTime.Now;return currentTime;網(wǎng) C5ock_ChatServerIF停止辟斤退出I八、實(shí)驗(yàn)分析及總結(jié)1. 實(shí)驗(yàn)分析(1) Socket消息傳輸?shù)墓ぷ髟?？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其實(shí)就是一個(gè)門面模式，它把復(fù)雜的 TCP/IP協(xié)議族隱藏在Socket接口后面，對(duì)用戶來說，一組簡單的接口 就是全部，讓Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。(2) Socket消息傳輸特點(diǎn)是什么？由于通常情況下socket連接就是TCP連接，因此

21、socket連接一 旦建立，通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開.但在 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，客戶端到服務(wù)器之間的通信往往需要穿越多個(gè)中間節(jié) 點(diǎn)，例如路由器/網(wǎng)關(guān)/防火墻等，大部分防火墻默認(rèn)會(huì)關(guān)閉長時(shí)間處于 非活躍狀態(tài)的連接，從而導(dǎo)致socket連接斷連，因此需要通過輪詢告 訴網(wǎng)絡(luò)，該鏈接處于活躍狀態(tài).然而http連接使用的是請(qǐng)求-響應(yīng)方式.不僅在請(qǐng)求時(shí)需要建立連接, 而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求后，服務(wù)器才能回復(fù)數(shù)據(jù).在很多情況下，需要服務(wù)器端主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)，保持客戶端與 服務(wù)器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與同步.此時(shí)若雙方建立的是socket連接，服務(wù)器就可以直接將數(shù)據(jù)傳送給客戶端;若雙方建

22、立的是http連接，則服務(wù)器需 要等到客戶端發(fā)送一次請(qǐng)求后才能將數(shù)據(jù)傳回給客戶端，因此，客戶端定 時(shí)向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)求，不僅可以保持在線，同時(shí)也是在詢問服務(wù) 器是否有新的數(shù)據(jù)，如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端。（3）TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的區(qū)別？1）TCP協(xié)議面向連接.UDP協(xié)議面向非連接（有無鏈接）2）TCP協(xié)議傳輸速度慢.UDP協(xié)議傳輸速度快（傳輸速度）3）TCP協(xié)議保證數(shù)據(jù)順序.UDP協(xié)議不保證（數(shù)據(jù)的有序性.在IP層 時(shí).數(shù)據(jù)包會(huì)變得無序）4）TCP協(xié)議保證數(shù)據(jù)正確性.UDP協(xié)議可能丟包（TCP保證數(shù)據(jù)的可靠 性）5）TCP協(xié)議對(duì)系統(tǒng)資源要求多.UDP協(xié)議要求少（TCP和UDP占用的資 源

23、）2. 實(shí)驗(yàn)心得socket即套接字，用于描述地址和端口，是一個(gè)通信鏈的句柄。應(yīng)用程序 通過socket向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者回應(yīng)。sockets（套接字）編程有三種，流式套接字（SOCK_STREAM），數(shù)據(jù)報(bào)套接字 （SOCK_DGRAM），原始套接字（SOCK_RAW）；前兩種較常用?；赥CP的socket 編程是采用的流式套接字。（1）SOCK_STREAM表示面向連接的數(shù)據(jù)傳輸方式。數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確無誤地到 達(dá)另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，如果損壞或丟失，可以重新發(fā)送，但效率相對(duì)較慢。常用的 HTTP協(xié)議就使用SOCK_STREAM傳輸數(shù)據(jù)，因?yàn)橐_保數(shù)據(jù)的正確性，否則網(wǎng)頁 不能正常解析。（2）SOCK_

24、DGRAM表示無連接的數(shù)據(jù)傳輸方式。計(jì)算機(jī)只管傳輸數(shù)據(jù)，不作 數(shù)據(jù)校驗(yàn)，如果數(shù)據(jù)在傳輸中損壞，或者沒有到達(dá)另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，是沒有辦法補(bǔ) 救的。也就是說，數(shù)據(jù)錯(cuò)了就錯(cuò)了，無法重傳。因?yàn)镾OCK_DGRAM所做的校驗(yàn)工 作少，所以效率比SOCK_STREAM高。QQ視頻聊天和語音聊天就使用SOCK_DGRAM傳輸數(shù)據(jù)，因?yàn)槭紫纫ＷC通信 的效率，盡量減小延遲，而數(shù)據(jù)的正確性是次要的，即使丟失很小的一部分?jǐn)?shù)據(jù)， 視頻和音頻也可以正常解析，最多出現(xiàn)噪點(diǎn)或雜音，不會(huì)對(duì)通信質(zhì)量有實(shí)質(zhì)的影 響。服務(wù)端：建立socket，聲明自身的端口號(hào)和地址并綁定到socket，使用listen 打開監(jiān)聽，然后不斷用accept去查看是否有連接，如果有，捕獲socket，并通 過recv獲取消息的內(nèi)容，通信完成后調(diào)用closeSocket關(guān)閉這個(gè)對(duì)應(yīng)accept 到的socket，如果不再需要等待任何客戶端連接，那么用closeSocket關(guān)閉掉 自身的socket?？蛻舳耍航ocket，通過端口號(hào)和地址確定目標(biāo)服務(wù)器，使用Connect連接 到服務(wù)器，send發(fā)送消息，等待處理，通信完成后調(diào)用closeSocket關(guān)閉socket。