C#網(wǎng)絡(luò)編程基本概念TCP淺析
C#網(wǎng)絡(luò)編程基本概念之面向連接的傳輸協(xié)議TCP是什么呢？讓我們開始介紹吧：
對(duì)于TCP協(xié)議我不想說(shuō)太多東西，這屬于大學(xué)課程，又涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)，而我不是“學(xué)院派”，對(duì)于這部分內(nèi)容，我覺得作為開發(fā)人員，只需要掌握與程序相關(guān)的概念就可以了，不需要做太艱深的研究。
C#網(wǎng)絡(luò)編程中我們首先知道TCP是面向連接的，它的意思是說(shuō)兩個(gè)遠(yuǎn)程主機(jī)（或者叫進(jìn)程，因?yàn)閷?shí)際上遠(yuǎn)程通信是進(jìn)程之間的通信，而進(jìn)程則是運(yùn)行中的程序），必須首先進(jìn)行一個(gè)握手過(guò)程，確認(rèn)連接成功，之后才能傳輸實(shí)際的數(shù)據(jù)。比如說(shuō)進(jìn)程A想將字符串“It's a fine day today”發(fā)給進(jìn)程B，它首先要建立連接。在這一過(guò)程中，它首先需要知道進(jìn)程B的位置（主機(jī)地址和端口號(hào)）。隨后發(fā)送一個(gè)不包含實(shí)際數(shù)據(jù)的請(qǐng)求報(bào)文，我們可以將這個(gè)報(bào)文稱之為“hello”。如果進(jìn)程B接收到了這個(gè)“hello”，就向進(jìn)程A回復(fù)一個(gè)“hello”，進(jìn)程A隨后才發(fā)送實(shí)際的數(shù)據(jù)“It's a fine day today”。
C#網(wǎng)絡(luò)編程中關(guān)于TCP第二個(gè)需要了解的，就是它是全雙工的。意思是說(shuō)如果兩個(gè)主機(jī)上的進(jìn)程（比如進(jìn)程A、進(jìn)程B），一旦建立好連接，那么數(shù)據(jù)就既可以由A流向B，也可以由B流向A。除此以外，它還是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的，意思是說(shuō)一個(gè)TCP連接總是兩者之間的，在發(fā)送中，通過(guò)一個(gè)連接將數(shù)據(jù)發(fā)給多個(gè)接收方是不可能的。TCP還有一個(gè)特性，就是稱為可靠的數(shù)據(jù)傳輸，意思是連接建立后，數(shù)據(jù)的發(fā)送一定能夠到達(dá)，并且是有序的，就是說(shuō)發(fā)的時(shí)候你發(fā)了ABC，那么收的一方收到的也一定是ABC，而不會(huì)是BCA或者別的什么。
編程中與TCP相關(guān)的最重要的一個(gè)概念就是套接字。我們應(yīng)該知道七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如果我們將上面的應(yīng)用程、表示層、會(huì)話層籠統(tǒng)地算作一層（有的教材便是如此劃分的），那么我們編寫的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序就位于應(yīng)用層，而大家知道TCP是屬于傳輸層的協(xié)議，那么我們?cè)趹?yīng)用層如何使用傳輸層的服務(wù)呢（消息發(fā)送或者文件上傳下載）？大家知道在應(yīng)用程序中我們用接口來(lái)分離實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用層和傳輸層之間，則是使用套接字來(lái)進(jìn)行分離。它就像是傳輸層為應(yīng)用層開的一個(gè)小口，應(yīng)用程序通過(guò)這個(gè)小口向遠(yuǎn)程發(fā)送數(shù)據(jù)，或者接收遠(yuǎn)程發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)；而這個(gè)小口以內(nèi)，也就是數(shù)據(jù)進(jìn)入這個(gè)口之后，或者數(shù)據(jù)從這個(gè)口出來(lái)之前，我們是不知道也不需要知道的，我們也不會(huì)關(guān)心它如何傳輸，這屬于網(wǎng)絡(luò)其它層次的工作。
舉個(gè)C#網(wǎng)絡(luò)編程例子，如果你想寫封郵件發(fā)給遠(yuǎn)方的朋友，那么你如何寫信、將信打包，屬于應(yīng)用層，信怎么寫，怎么打包完全由我們做主；而當(dāng)我們將信投入郵筒時(shí)，郵筒的那個(gè)口就是套接字，在進(jìn)入套接字之后，就是傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層等（郵局、公路交管或者航線等）其它層次的工作了。我們從來(lái)不會(huì)去關(guān)心信是如何從西安發(fā)往北京的，我們只知道寫好了投入郵筒就OK了。可以用下面這兩幅圖來(lái)表示它：
注意在上面C#網(wǎng)絡(luò)編程圖中，兩個(gè)主機(jī)是對(duì)等的，但是按照約定，我們將發(fā)起請(qǐng)求的一方稱為客戶端，將另一端稱為服務(wù)端。可以看出兩個(gè)程序之間的對(duì)話是通過(guò)套接字這個(gè)出入口來(lái)完成的，實(shí)際上套接字包含的最重要的也就是兩個(gè)信息：連接至遠(yuǎn)程的本地的端口信息(本機(jī)地址和端口號(hào))，連接到的遠(yuǎn)程的端口信息(遠(yuǎn)程地址和端口號(hào))。注意上面詞語(yǔ)的微妙變化，一個(gè)是本地地址，一個(gè)是遠(yuǎn)程地址。
這里又出現(xiàn)了了一個(gè)名詞端口。一般來(lái)說(shuō)我們的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行著非常多的應(yīng)用程序，它們可能都需要同遠(yuǎn)程主機(jī)打交道，所以遠(yuǎn)程主機(jī)就需要有一個(gè)ID來(lái)標(biāo)識(shí)它想與本地機(jī)器上的哪個(gè)應(yīng)用程序打交道，這里的ID就是端口。將端口分配給一個(gè)應(yīng)用程序，那么來(lái)自這個(gè)端口的數(shù)據(jù)則總是針對(duì)這個(gè)應(yīng)用程序的。有這樣一個(gè)很好的例子：可以將主機(jī)地址想象為電話號(hào)碼，而將端口號(hào)想象為分機(jī)號(hào)。
在.NET中，盡管我們可以直接對(duì)套接字編程，但是.NET提供了兩個(gè)類將對(duì)套接字的編程進(jìn)行了一個(gè)封裝，使我們的使用能夠更加方便，這兩個(gè)類是TcpClient和TcpListener，它與套接字的關(guān)系如下：
從上面圖中可以看出TcpClient和TcpListener對(duì)套接字進(jìn)行了封裝。從中也可以看出，TcpListener位于接收流的位置，TcpClient位于輸出流的位置（實(shí)際上TcpListener在收到一個(gè)請(qǐng)求后，就創(chuàng)建了TcpClient，而它本身則持續(xù)處于偵聽狀態(tài)，收發(fā)數(shù)據(jù)都可以由TcpClient完成。這個(gè)圖有點(diǎn)不夠準(zhǔn)確，而我暫時(shí)沒(méi)有想到更好的畫法，后面看到代碼時(shí)會(huì)更加清楚一些）。
C#網(wǎng)絡(luò)編程中我們考慮這樣一種情況：兩臺(tái)主機(jī)，主機(jī)A和主機(jī)B，起初它們誰(shuí)也不知道誰(shuí)在哪兒，當(dāng)它們想要進(jìn)行對(duì)話時(shí)，總是需要有一方發(fā)起連接，而另一方則需要對(duì)本機(jī)的某一端口進(jìn)行偵聽。而在偵聽方收到連接請(qǐng)求、并建立起連接以后，它們之間進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)起連接的一方并不需要再進(jìn)行偵聽。因?yàn)檫B接是全雙工的，它可以使用現(xiàn)有的連接進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)。而我們前面已經(jīng)做了定義：將發(fā)起連接的一方稱為客戶端，另一段稱為服務(wù)端，則現(xiàn)在可以得出：總是服務(wù)端在使用TcpListener類，因?yàn)樗枰⑵鹨粋€(gè)初始的連接。
C#網(wǎng)絡(luò)編程基本概念TCP的基本概念就向你介紹到這里，希望對(duì)你了解和學(xué)習(xí)C#網(wǎng)絡(luò)編程基本概念TCP有所幫助。
【編輯推薦】
