基于C#的UDP协议的同步通信实现代码

2020-01-24 00:47:04

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供稿：网友

一、摘要

总结基于C#的UDP协议的同步通信。

二、实验平台

Visual Studio 2010

三、实验原理

UDP传输协议同TCP传输协议的区别可查阅相关文档，此处不再赘述。

四、实例

4.1 采用socket实现UDP

由于UDP是一种无连接的协议。因此，为了使服务器应用能够发送和接收UDP数据包，则需要做两件事情：

(1) 创建一个Socket对象；

(2) 将创建的套接字对象与本地IPEndPoint进行绑定。

完成上述步骤后，那么创建的套接字就能够在IPEndPoint上接收流入的UDP数据包，或者将流出的UDP数据包发送到网络中其他任意设备。使用UDP进行通信时，不需要连接。因为异地的主机之间没有建立连接，所以UDP不能使用标准的Send()和Receive()t套接字方法，而是使用两个其他的方法：SendTo()和ReceiveFrom()。

SendTo()方法指定要发送的数据，和目标机器的IPEndPoint。该方法有多种不同的使用方法，可以根据具体的应用进行选择，但是至少要指定数据包和目标机器。如下：

SendTo(byte[] data,EndPoint Remote)

ReceiveFrom()方法同SendTo()方法类似，但是使用EndPoint对象声明的方式不一样。利用ref修饰，传递的不是一个EndPoint对象，而是将参数传递给一个EndPoint对象。

UDP应用不是严格意义上的真正的服务器和客户机，而是平等的关系，即没有主与次的关系。为了简便起见，仍然把下面的这个应用叫做UDP服务器。

服务器端代码：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.Net;using System.Net.Sockets;namespace UDP{ class Program {  static void Main(string[] args)  {   int recv;   byte[] data = new byte[1024];   //得到本机IP，设置TCP端口号      IPEndPoint ip = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 8001);   Socket newsock = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);   //绑定网络地址   newsock.Bind(ip);   Console.WriteLine("This is a Server, host name is {0}", Dns.GetHostName());   //等待客户机连接   Console.WriteLine("Waiting for a client");   //得到客户机IP   IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);   EndPoint Remote = (EndPoint)(sender);   recv = newsock.ReceiveFrom(data, ref Remote);   Console.WriteLine("Message received from {0}: ", Remote.ToString());   Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));   //客户机连接成功后，发送信息   string welcome = "你好 ! ";   //字符串与字节数组相互转换   data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);   //发送信息   newsock.SendTo(data, data.Length, SocketFlags.None, Remote);   while (true)   {    data = new byte[1024];    //发送接收信息    recv = newsock.ReceiveFrom(data, ref Remote);    Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));    newsock.SendTo(data, recv, SocketFlags.None, Remote);   }  } }}

对于接收流入的UDP服务器程序来说，必须将程序与本地系统中指定的UDP端口进行绑定。这就可以通过使用合适的本地IP地址创建一个IPEndPoint对象，以及合适的UDP端口号。上述范例程序中的UDP服务器能够在端口8001从网络上接收任意流入的UDP数据包。

UDP客户机程序与服务器程序非常类似。

因为客户机不需要在指定的UDP端口等待流入的数据，因此，不使用Bind()方法，而是使用在数据发送时系统随机指定的一个UDP端口，而且使用同一个端口接收返回的消息。在开发产品时，要为客户机指定一套UDP端口，以便服务器和客户机程序使用相同的端口号。UDP客户机程序首先定义一个IPEndPoint，UDP服务器将发送数据包到这个IPEndPoint。如果在远程设备上运行UDP服务器程序，在IPEndPoint定义中必须输入适当的IP地址和UDP端口号信息。

客户端代码：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Net;using System.Net.Sockets;namespace UDPClient{ class Program {  static void Main(string[] args)  {   byte[] data = new byte[1024];   string input, stringData;   //构建TCP 服务器   Console.WriteLine("This is a Client, host name is {0}", Dns.GetHostName());   //设置服务IP，设置TCP端口号   IPEndPoint ip = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8001);   //定义网络类型，数据连接类型和网络协议UDP   Socket server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);   string welcome = "你好! ";   data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);   server.SendTo(data, data.Length, SocketFlags.None, ip);   IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);   EndPoint Remote = (EndPoint)sender;   data = new byte[1024];   //对于不存在的IP地址，加入此行代码后，可以在指定时间内解除阻塞模式限制   int recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);   Console.WriteLine("Message received from {0}: ", Remote.ToString());   Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));   while (true)   {    input = Console.ReadLine();    if (input == "exit")     break;    server.SendTo(Encoding.ASCII.GetBytes(input), Remote);    data = new byte[1024];    recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);    stringData = Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv);    Console.WriteLine(stringData);   }   Console.WriteLine("Stopping Client.");   server.Close();  } }}

上述代码的实现逻辑为：相关设置完成后，服务器端先向客户端发送信息，之后客户端通过键盘发送字符串，服务器端收到后再发送给客户端，如此循环。

4.2 采用UDPClient类实现

服务器端代码：

using System;using System.Net;using System.Net.Sockets;using System.Text;public class Custom{ // 设置IP，IPV6 private static readonly IPAddress GroupAddress = IPAddress.Parse("IP地址"); // 设置端口 private const int GroupPort = 11000; private static void StartListener() {  bool done = false;  UdpClient listener = new UdpClient();  IPEndPoint groupEP = new IPEndPoint(GroupAddress, GroupPort);  try  {   //IPV6，组播   listener.JoinMulticastGroup(GroupAddress);   listener.Connect(groupEP);   while (!done)   {    Console.WriteLine("Waiting for broadcast");    byte[] bytes = listener.Receive(ref groupEP);    Console.WriteLine("Received broadcast from {0} :/n {1}/n", groupEP.ToString(), Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytes.Length));   }   listener.Close();  }  catch (Exception e)  {   Console.WriteLine(e.ToString());  } } public static int Main(String[] args) {  StartListener();  return 0; }}

客户端代码：

using System;using System.Net;using System.Net.Sockets;using System.Text;public class Client{ private static IPAddress GroupAddress = IPAddress.Parse("IP地址"); private static int GroupPort = 11000; private static void Send(String message) {  UdpClient sender = new UdpClient();  IPEndPoint groupEP = new IPEndPoint(GroupAddress, GroupPort);  try  {   Console.WriteLine("Sending datagram : {0}", message);   byte[] bytes = Encoding.ASCII.GetBytes(message);   sender.Send(bytes, bytes.Length, groupEP);   sender.Close();  }  catch (Exception e)  {   Console.WriteLine(e.ToString());  } } public static int Main(String[] args) {  Send(args[0]);  return 0; }}

以上代码需要说明的是：

(1) 上述代码是基于IPV6地址的组播模式。IPv4中的广播(broadcast)可以导致网络性能的下降甚至广播风暴(broadcast storm)。在IPv6中就不存在广播这一概念了，取而代之的是组播(multicast)和任意播(anycast)。

(2) IPV6地址表示方法：

a) X:X:X:X:X:X:X:X(每个X代表16位的16进制数字)，不区分大小写；

b) 排头的0可省略，比如09C0就可以写成9C0，0000可以写成0；

c) 连续为0的字段可以以::来代替，但是整个地址中::只能出现一次，比如FF01:0:0:0:0:0:0:1就可以简写成FF01::1。

(3) 如果是采用窗体的形式建议使用这种格式，否则在接收数据时可能会出现死机的现象。

// 创建一个子线程   Thread thread = new Thread(    delegate()    {     try     {      //在这里写你的代码     }     catch (Exception )     {     }    }   );   thread.Start();

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持武林网。

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