《套接字与数据流》PPT课件.ppt

第3章套接字与数据流,3.0IP地址转换与域名解析3.0.1IP地址与端口3.0.2IP地址转换相关类3.0.3域名解析3.1套接字3.1.1面向连接的套接字3.1.2无连接的套接字3.2数据流3.2.1文件流3.2.2内存流3.2.3网络流3.2.4StreamWriter与StreamReader类3.2.5BinaryReader与BinaryWriter类,本章教学目的学习套接字编程的基本方法，以及数据流相关类的用法。本章教学要求（1）掌握套接字的概念及Socket类用法；（2）掌握面向连接套接字编程、无连接套接字编程基本步骤（3）掌握FileStream、MemoryStream、NetworkStream类的用法；（4）掌握StreamReader、StreamWriter、BinaryReader、BinaryWriter类的基本用法。,本章重点,3.0IP地址转换与域名解析,3.0.1IP地址与端口IP地址、端口号的基本概念知识3.0.2IP地址转换相关类IPAddress、IPEndPoint、IPHostEntry类的用法3.0.3域名解析Dns类进行域名解析的方法,3.0.1IP地址与端口,TCP/IP（传输控制协议/网际协议）不是一个协议，而是一组协议的总称，包括IP、TCP、UDP、ICMP、ARP等。它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据交换格式以及传送方式。,3.0.1IP地址与端口（续）,IP地址：是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围内惟一的标识符。一个IP地址主要由两部分组成：网络地址和主机地址。网络地址由因特网权力机构分配，主机地址由各个网络的管理员统一分配。IP地址编制方案有两种：IPV4和IPV6IPV4：二进制表示共32位（4个字节）IPV6：二进制表示共128位（16个字节）在IPV4编制方案中，一般使用点分十进制表示法表示IP地址。例如：,3.0.1IP地址与端口（续）,子网掩码：子网掩码用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识。把所有的网络位（二进制）用1来标识，主机位用0来标识。例如:对于IP地址192.168.0.X，可以将子网掩码设置为，对于IP地址192.168.0.X,其网络标示部分为192.168.0；主机标示为：X,3.0.1IP地址与端口（续）,端口：IP地址仅仅能够具体标识到某台主机，而端口则表示与计算机上的哪个进程通信。根据IP地址找到是与哪台机器通信，根据端口号找到是与该机器的哪个进程通信。(一个进程可能会使用多个端口)端口地址的范围是十进制的065535,3.0.2IP地址转换相关类,IPAddress类(System.Net命名空间下)：常用IPAddress的Parse方法将IP地址字符串转换为IPAddress的实例。例如：IPAddressip=IPAddress.Parse(“”);构造函数有：（1）publicIPAddress(byteaddress)byteiparray=newbyte143,24,20,36;IPAddresslocalIP=newIPAddress(iparray);（2）publicIPAddress(longnewAddress)longip=0 x2414188f;IPAddresslocalIP=newIPAddress(ip);,3.0.2IP地址转换相关类（续）,IPAddress类常用属性Any提供一个IPv4地址，指示服务器应侦听所有网络接口上的客户端活动。（等效于）Broadcast提供IPv4广播地址（等效于55）Loopback表示IPv4回送地址（等效于）None表示Socket不应侦听客户端活动（不使用任何网络接口）。IPv6Any提供可用的IPv6地址IPv6Loopback表示IPv6回送地址IPv6None提供不使用任何网络接口。,3.0.2IP地址转换相关类（续）,IPEndPoint类包含了连接到主机上的服务所需的IP地址和端口信息。IPEndPoint类常用的构造函数为：publicIPEndPoint(IPAddress,int);其中第一个参数指定IP地址，第二个参数指定端口号。,3.0.2IP地址转换相关类（续）,IPHostEntry类的对象中包含了与主机相关的信息。常用属性：（1）AddressList属性:获取或设置与主机关联的IP地址列表，是一个IPAddress类型的数组，包含了指定主机的所有IP地址；（2）HostName属性：包含了服务器的主机名。（3）Aliases属性包含了与主机关联的别名列表。在Dns类中，有一个专门获取IPHostEntry对象的方法。例如：IPAddressips=Dns.GetHostEntry(“).AddressList;,3.0.3域名解析,DNS（DomainNameSystem，域名系统）提供了一系列静态的方法，用于获取提供本地或远程域名等功能,常用方法有：（1）GetHostAddresses方法获取指定主机的IP地址，返回一个IPAddress类型的数组。格式为：publicstaticIPAddressGetHostAddresses(stringhostNameOrAddress);例如：IPAddressips=Dns.GetHostAddresses();注意：如果hostNameOrAddress是IP地址，则不查询DNS服务器，直接返回此地址。,3.0.3域名解析（续）,（2）GetHostEntry方法在DNS服务器中查询与某个主机名或IP地址关联的IP地址。当参数为空字符串时，此方法返回本地主机的IPv4地址和主机名。例如：IPHostEntryhost=Dns.GetHostEntry();listBox1.Items.AddRange(host.AddressList);/本机所有IPv4地址listBox1.Items.Add(host.HostName);/本机主机名（3）GetHostName方法获取本机主机名。例如：stringhostname=Dns.GetHostName();,3.1.3域名解析（续）,【例3-1】演示IPAddress类、Dns类、IPHostEntry类和IPEndPoint类的使用方法，设计界面如图2-1所示。单击“显示本机IP信息”按钮可以显示主机名及相关的IP地址；单击“显示服务器信息”按钮可显示中央电视台服务器的IP地址信息。,3.1套接字,一个连接由它的两个端点标识，这样的端点称为套接字。,3.1套接字（续),套接字是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双向通信的端点。上图连接1的一对套接字为：（3，5000）和（22，8888）上图连接2的一对套接字为：（3，5001）和（22，8888）对于UDP协议尽管两个进程之间没有建立连接，但是也同样存在发送端点，和接收端点，也同样使用套接字的概念。,3.1套接字（续),套接字的类型有：流式套接字：提供了面向连接的、可靠的、数据无错并且无重复的数据发送服务，而且接收数据的顺序和发送数据的顺序是相同的。数据报套接字：提供了面向无连接的服务,它以独立的数据包形式发送数据(数据包长度不能大于32KB)，不提供正确性检查，也不保证各数据包的发送顺序和接收顺序相同，因此，可能出现数据的重发、丢失等现象。原始套接字：用于直接访问协议的较低层。常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备，一般不提倡直接使用原始套接字。,3.1套接字（续),Socket类包含在System.Net.Sockets命名空间中。一个Socket实例包含了一个本地或者一个远程端点的套接字信息。使用Socket类编程，由于很多细节都需要自己考虑，相对来说复杂一些，易出错。一般对套接字编程比较熟悉的人，或者使用非标准协议（自定义的新协议）进行编程的时候，才使用Socket类。Socket类的构造函数为：publicSocket(AddressFamilyaddressFamily,/网络类型SocketTypesocketType,/套接字类型ProtocolTypeprotocolType);/使用的协议,3.1套接字（续),参数含义：（1）addressFamilyaddressFamily表示网络类型，该参数使用AddressFamily枚举指定Socket使用的寻址方案例如AddressFamily.InterNetwork表示IP版本4的地址。,3.1套接字（续),3.1套接字（续),（2）socketTypesocketTyp指定Socket的类型，该参数使用SocketType枚举指定使用哪种套接字。例如:SocketType.Stream表明连接是基于流套接字的SocketType.Dgram表示连接是基于数据报套接字SocketType.Raw表示连接基于原始套接字；,3.1套接字（续),（3）protocolTypeprotocolType指定Socket使用的协议，该参数使用ProtocolType枚举指定使用哪种协议。例如:ProtocolType.Tcp表明连接协议是TCPProtocolType.Udp表明连接协议是UDP,3.1套接字（续),Socket构造函数的三个参数中，对于网络上的IP通信来说，AddressFamily总是使用AddressFamily.InterNetwork枚举值。而SocketType参数则与ProtocolType参数配合使用，不允许其他的匹配形式，也不允许混淆匹配。下表列出了可用于IP通信的组合。,3.1.1面向连接的套接字,IP连接领域有两种通信类型：面向连接的（connection-oriented）无连接的（connectionless）。根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标，套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：服务器监听客户端请求连接确认,3.1.1面向连接的套接字,服务器监听：是指服务器套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态。客户端请求：是指由客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器套接字的地址和端口号，然后再向服务器套接字提出连接请求。连接确认：是指当服务器套接字监听到客户端套接字的连接请求时，它就响应客户端套接字的请求，把服务器套接字的信息发给客户端，一旦客户端确认了此信息，连接即可建立。而服务器套接字继续监听其他客户端套接字的连接请求。,3.1.1面向连接的套接字,3.1.1面向连接的套接字,同步TCP编写服务器端程序的一般步骤为：1)创建一个包含采用的网络类型、数据传输类型和协议类型的本地套接字对象，并将其与服务器的IP地址和端口号绑定。这个过程可以通过Socket类。2)在指定的端口进行监听，以便接受客户端连接请求。3)一旦接受了客户端的连接请求，就根据客户端发送的连接信息创建与该客户端对应的Socket对象。4)根据创建的Socket对象，分别与每个连接的客户进行数据传输。5)根据传送信息情况确定是否关闭与对方的连接。,3.1.1面向连接的套接字,使用同步TCP编写客户端程序的一般步骤为：1)创建一个包含传输过程中采用的网络类型、数据传输类型和协议类型的Socket对象。2)与远程服务器建立连接。3)与服务器进行数据传输。4)完成工作后，向服务器发送关闭信息，并关闭与服务器的连接。,3.1.1面向连接的套接字（续）,1.建立连接（服务器）IPHostEntrylocal=Dns.GetHostByName(Dns.GetHostName();IPEndPointiep=newIPEndPoint(local.AddressList0,1180);SocketlocalSocket=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);localSocket.Bind(iep);locatSocket.Listen(10);SocketclientSocket=localSocket.Accept();,3.1.1面向连接的套接字（续）,1.建立连接（客户端）IPAddressremoteHost=IPAddress.Parse();PEndPointiep=newIPEndPoint(remoteHost,1180);SocketlocalSocket=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);localSocket.Connect(iep);,3.1.1面向连接的套接字（续）,2.发送、接收信息（服务器）SocketclientSocket=localSocket.Accept();/建立连接后，利用Send方法向客户端发送信息clientSocket.Send(Encoding.ASCII.GetBytes(serversendHello);/接收客户端信息bytemyresult=newByte1023;intreceiveNum=clientSocket.Receive(myresult);Console.WriteLine(接收客户端消息:+Encoding.ASCII.GetString(myresult);,3.1.1面向连接的套接字（续）,2.发送、接收信息（客户端）/建立连接成功后，向服务器发送信息stringsendMessage=clientsendMessageHello+DateTime.Now;