TCP/IP基础知识
Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议。简单来说：TCP控制传输数据，负责发现传输的问题，一旦有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地，而IP是负责给因特网中的每一台电脑定义一个地址，以便传输。
七层模型及其协议
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基本过程
现阶段socket(套接字)通信使用TCP、UDP协议，相对应UDP来说，TCP则是比较安全稳定的协议了。本文只涉及到TCP协议来说socket通信。首先讲述TCP/IP的三次握手，在握手基础上延伸socket通信的基本过程。
1.客户端发送syn报文到服务器端，并置发送序号为x。
2.服务器端接收到客户端发送的请求报文，然后向客户端发送syn报文，并且发送确认序号x+1，并置发送序号为y。
3.客户端受到服务器发送确认报文后，发送确认信号y+1，并置发送序号为z。至此客户端和服务器端建立连接。
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连接过程
服务器监听：服务器端socket并不定位具体的客户端socket，而是处于等待监听状态，实时监控网络状态。
客户端请求：客户端clientSocket发送连接请求，目标是服务器的serverSocket。为此，clientSocket必须知道serverSocket的地址和端口号，进行扫描发出连接请求。
连接确认：当服务器socket监听到或者是受到客户端socket的连接请求时，服务器就响应客户端的请求，建议一个新的socket，把服务器socket发送给客户端，一旦客户端确认连接，则连接建立。
注：在连接确认阶段：服务器socket即使在和一个客户端socket建立连接后，还在处于监听状态，仍然可以接收到其他客户端的连接请求，这也是一对多产生的原因。
下图简单说明连接过程：
image.png
Socket TCP通信代码表示
服务端
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
namespace ScoketLesson1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//1.创建Socket(地址族:通常选Inter,套接字通讯类型:流,协议:Tcp)
Socket tcpServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//2.创建Ip和端口号并绑定，因为通讯的软件有很多，故使用端口号来区别
//IPEndPoint是对ip和端口号做了一层封装
IPEndPoint iPEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 2333);
tcpServer.Bind(iPEndPoint);
// 3.开始监听(Tip:这就像为计算机打开了一个“门”，所有向这个“门”发送的请求（“敲门”）都会被系统接收到。)
tcpServer.Listen(100); //参数表示最大连接数
//暂停当前线程，直到有一个客户端连接过来，进行下面的代码，new 一个对象用来和客户端通信
Socket tcpClient= tcpServer.Accept();
Console.WriteLine("有客户端:"+tcpClient.RemoteEndPoint.ToString()+"进来"); //tcpClient.RemoteEndPoint.ToString() 返回ip和端口号的信息
while (true)
{
string msg = Console.ReadLine();
byte[] buffers = Encoding.UTF8.GetBytes(msg); //字符串转字节
//使用返回的客户端进行Send通信
tcpClient.Send(buffers); //传送信息只能传字节
}
}
}
}
客户端
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
namespace SocketLesson2
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//1.创建Socket(地址族:通常选Inter,套接字通讯类型:流,协议:Tcp)
Socket tcpClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//2.发起建立连接的请求，传入IPEndPoint(ip+端口号)
tcpClient.Connect(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 2333));
//3.接收消息
byte[] buffers = new byte[1024]; //消息存在缓冲区，故建立缓冲区，Reveive处用
while (true)
{
int read = tcpClient.Receive(buffers); //Receive也会暂停当前线程，直到接收到消息才会往下执行 read返回值表示接收了多少字节的数据，用于读取时不会读到空字符串。
//只把接收到的数据打印出来，从0开始，最大为read个
Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(buffers, 0, read));
}
}
}
}
上面简便的使用了收发，如若服务器和客户端都需要收发，可自己用Receive和Send方法补充。Send需要转成字节,Receive需要建立缓冲区来读取后转成字符串输出
服务端扩展，使用线程来同时接收多个客户端的信息
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;
namespace Unity_Tcp_Server
{
class Program
{
//保存每个客户端
static List<Client> clients = new List<Client>();
public static void SendMsgToAllClient(string m)
{
//保存已断开连接的客户端，等会移除
List<Client> DieClient = new List<Client>();
foreach (var item in clients)
{
if(item.IsConnect())
{
DieClient.Add(item);
continue;
}
//发送消息
item.SendMsgToClient(m);
}
foreach (var item in DieClient)
{
//移除已经断开的客户端
clients.Remove(item);
}
}
static void Main(string[] args)
{
//1.创建Socket(地址族:通常选Inter,套接字通讯类型:流,协议:Tcp)
Socket tcpServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//2.绑定ip并监听
tcpServer.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 2333));
tcpServer.Listen(100);
Console.WriteLine("服务端启动");
while (true)
{
Socket tcpClient = tcpServer.Accept();
Console.WriteLine(tcpClient.RemoteEndPoint+" 已进入");
//跟每个客户端进行通讯，需要单独创建类进行通讯逻辑
Client client = new Client(tcpClient);
//添加到总客户端里去
clients.Add(client);
}
}
}
class Client
{
Thread thread;
Socket clientSocket;
byte[] buffer = new byte[1024]; //缓冲区
string msg="";
public Client(Socket socket)
{
//绑定客户端
clientSocket = socket;
//因为需要接收很多客户端的信息，故使用线程实现异步
Thread t = new Thread(ReceiveMes);
t.Start();
}
public void ReceiveMes()
{
//使用while重复接收
while (true)
{
//判断10毫秒内是否还活着，不能使用Connected判断,Connected属性只表示最后一次I/O操作的状态
if(clientSocket.Poll(10,SelectMode.SelectRead))
{
clientSocket.Close();
break;
}
try
{
int length = clientSocket.Receive(buffer); //获取接收了多少的长度
msg = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, length);//转换成字符串
Program.SendMsgToAllClient(msg);//广播发到每个客户端
Console.WriteLine("接收到" + clientSocket.RemoteEndPoint + "消息:" + msg); //返回Ip和端口信息
}
catch (Exception)
{
Program.clients.Remove(this);//移除断开的客户端
Console.WriteLine(clientSocket.RemoteEndPoint+" 已断开");
}
}
}
public void SendMsgToClient(string m)
{
clientSocket.Send(Encoding.UTF8.GetBytes(m));
}
//判断是否在连接
public bool IsConnect()
{
if (clientSocket.Poll(10, SelectMode.SelectRead) || clientSocket.Poll(10, SelectMode.SelectWrite))
return false;
return true;
}
}
}
客户端扩展，使用线程来接收服务端的信息(Unity)
using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
public class ChatManager : MonoBehaviour
{
public string ipaddress = "192.168.0.112";
public int port = 7788;
public UIInput textInput;
public UILabel chatLabel;
private Socket clientSocket;
private Thread t;
private byte[] data = new byte[1024];//数据容器
private string message = "";//消息容器
void Start () {
ConnectToServer();
}
void Update () {
if (message != null && message != "")
{
chatLabel.text += "\n" + message;
message = "";//清空消息
}
}
void ConnectToServer()
{
clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//跟服务器端建立连接
clientSocket.Connect( new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ipaddress),port) );
//创建一个新的线程 用来接收消息
t = new Thread(ReceiveMessage);
t.Start();
}
/// <summary>
/// 这个线程方法 用来循环接收消息
/// </summary>
void ReceiveMessage()
{
while (true)
{
if (clientSocket.Connected == false)
break;
int length = clientSocket.Receive(data);
message = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, length);
//chatLabel.text += "\n" + message; //unity中线程不能直接操作游戏对象
}
}
void SendMessage(string message)
{
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
clientSocket.Send(data);
}
public void OnSendButtonClick()
{
string value = textInput.value;
SendMessage(value);
textInput.value = "";
}
void OnDestroy()
{
clientSocket.Close();//关闭连接
}
}
