基于C#的UDP协议的同步通信实现代码

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。