C#网络编程基本概念TCP浅析

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C#网络编程基本概念TCP主要向你介绍了面向连接的传输协议的TCP是如何工作的原理,希望对你理解C#网络编程基本概念有所帮助。

C#网络编程基本概念之面向连接的传输协议TCP是什么呢?让我们开始介绍吧:

对于TCP协议我不想说太多东西,这属于大学课程,又涉及计算机科学,而我不是“学院派”,对于这部分内容,我觉得作为开发人员,只需要掌握与程序相关的概念就可以了,不需要做太艰深的研究。

C#网络编程中我们首先知道TCP是面向连接的,它的意思是说两个远程主机(或者叫进程,因为实际上远程通信是进程之间的通信,而进程则是运行中的程序),必须首先进行一个握手过程,确认连接成功,之后才能传输实际的数据。比如说进程A想将字符串“It's a fine day today”发给进程B,它首先要建立连接。在这一过程中,它首先需要知道进程B的位置(主机地址和端口号)。随后发送一个不包含实际数据的请求报文,我们可以将这个报文称之为“hello”。如果进程B接收到了这个“hello”,就向进程A回复一个“hello”,进程A随后才发送实际的数据“It's a fine day today”。

C#网络编程中关于TCP第二个需要了解的,就是它是全双工的。意思是说如果两个主机上的进程(比如进程A、进程B),一旦建立好连接,那么数据就既可以由A流向B,也可以由B流向A。除此以外,它还是点对点的,意思是说一个TCP连接总是两者之间的,在发送中,通过一个连接将数据发给多个接收方是不可能的。TCP还有一个特性,就是称为可靠的数据传输,意思是连接建立后,数据的发送一定能够到达,并且是有序的,就是说发的时候你发了ABC,那么收的一方收到的也一定是ABC,而不会是BCA或者别的什么。

编程中与TCP相关的最重要的一个概念就是套接字。我们应该知道七层网络协议,如果我们将上面的应用程、表示层、会话层笼统地算作一层(有的教材便是如此划分的),那么我们编写的网络应用程序就位于应用层,而大家知道TCP是属于传输层的协议,那么我们在应用层如何使用传输层的服务呢(消息发送或者文件上传下载)?大家知道在应用程序中我们用接口来分离实现,在应用层和传输层之间,则是使用套接字来进行分离。它就像是传输层为应用层开的一个小口,应用程序通过这个小口向远程发送数据,或者接收远程发来的数据;而这个小口以内,也就是数据进入这个口之后,或者数据从这个口出来之前,我们是不知道也不需要知道的,我们也不会关心它如何传输,这属于网络其它层次的工作。

举个C#网络编程例子,如果你想写封邮件发给远方的朋友,那么你如何写信、将信打包,属于应用层,信怎么写,怎么打包完全由我们做主;而当我们将信投入邮筒时,邮筒的那个口就是套接字,在进入套接字之后,就是传输层、网络层等(邮局、公路交管或者航线等)其它层次的工作了。我们从来不会去关心信是如何从西安发往北京的,我们只知道写好了投入邮筒就OK了。可以用下面这两幅图来表示它:

TCP相关举例 

套接字作用展示 

注意在上面C#网络编程图中,两个主机是对等的,但是按照约定,我们将发起请求的一方称为客户端,将另一端称为服务端。可以看出两个程序之间的对话是通过套接字这个出入口来完成的,实际上套接字包含的最重要的也就是两个信息:连接至远程的本地的端口信息(本机地址和端口号),连接到的远程的端口信息(远程地址和端口号)。注意上面词语的微妙变化,一个是本地地址,一个是远程地址。

这里又出现了了一个名词端口。一般来说我们的计算机上运行着非常多的应用程序,它们可能都需要同远程主机打交道,所以远程主机就需要有一个ID来标识它想与本地机器上的哪个应用程序打交道,这里的ID就是端口。将端口分配给一个应用程序,那么来自这个端口的数据则总是针对这个应用程序的。有这样一个很好的例子:可以将主机地址想象为电话号码,而将端口号想象为分机号。

在.NET中,尽管我们可以直接对套接字编程,但是.NET提供了两个类将对套接字的编程进行了一个封装,使我们的使用能够更加方便,这两个类是TcpClient和TcpListener,它与套接字的关系如下:

TcpClient和TcpListener与套接字的关系

从上面图中可以看出TcpClient和TcpListener对套接字进行了封装。从中也可以看出,TcpListener位于接收流的位置,TcpClient位于输出流的位置(实际上TcpListener在收到一个请求后,就创建了TcpClient,而它本身则持续处于侦听状态,收发数据都可以由TcpClient完成。这个图有点不够准确,而我暂时没有想到更好的画法,后面看到代码时会更加清楚一些)。

C#网络编程中我们考虑这样一种情况:两台主机,主机A和主机B,起初它们谁也不知道谁在哪儿,当它们想要进行对话时,总是需要有一方发起连接,而另一方则需要对本机的某一端口进行侦听。而在侦听方收到连接请求、并建立起连接以后,它们之间进行收发数据时,发起连接的一方并不需要再进行侦听。因为连接是全双工的,它可以使用现有的连接进行收发数据。而我们前面已经做了定义:将发起连接的一方称为客户端,另一段称为服务端,则现在可以得出:总是服务端在使用TcpListener类,因为它需要建立起一个初始的连接。

C#网络编程基本概念TCP的基本概念就向你介绍到这里,希望对你了解和学习C#网络编程基本概念TCP有所帮助。

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责任编辑:仲衡 来源: 博客园
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