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网络编程之即时通信程序(聊天室)------（一）通信流程简介及通信协议定制

 3 years ago
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网络编程之即时通信程序(聊天室)------（一）通信流程简介及通信协议定制 - 星星之火116 - 博客园

      在开始讲之前，我想先跟大家描述一下，这个所谓的通信程序具体是一个什么样的东西。该通信程序类似一个弱版本的qq，登录时需要进行注册，登录成功后，可以实现即时的通信，群聊，私聊，同时还可传文件。先上个图

服务端：                                                             客户端登录：                                       客户端主界面：

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        所谓的即时的通信程序，也就是利用TCP和UDP的传输协议，进行信息、文件的传输。那什么是TCP，什么是UDP呢？

     TCP是Transmission Control Protocol（传输控制协议）的简称，是TCP/IP体系中面向连接的运输层协议，在网络中提供全双工的和可靠的服务。TCP协议的主要特点是：基于连接的协议，数据传输比较稳定，且可以保证数据按顺序的准时达。                                                                                                      

    UDP 是User Datagram Protocol（用户数据报协议）的简称，是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP协议的主要特点是：基于无连接协议，数据传送迅速，反应快，同时缺点也很明显，就是数据传输不稳定，不能保证数据到达的顺序，可能会有数据的缺失。                                   

    我们所熟悉的QQ就是一种基于TCP和UDP两种协议结合的一种即时通信程序，在我们进行会话、聊天的时候，采用UDP协议，通过服务器中转方式。大家都知道，UDP 协议是不可靠协议，它只管发送，不管对方是否收到的，但它的传输很高效。但是，作为聊天软件，怎么可以采用这样的不可靠方式来传输消息呢？于是，腾讯采用了上层协议来保证可靠传输：如果客户端使用UDP协议发出消息后，服务器收到该包，需要使用UDP协议发回一个应答包。如此来保证消息可以无遗漏传输。之所以会发生在客户端明明看到“消息发送失败”但对方又收到了这个消息的情况，就是因为客户端发出的消息服务器已经收到并转发成功，但客户端由于网络原因没有收到服务器的应答包引起的。在我们进行文件传输的时候使用的是基于TCP的数据传输协议，因为要保证传输数据的顺序到达，同时还要保证不能有数据的丢失。

     在我们的.NET平台下如果想要实现即时的通信就需要借助于Socket网络编程，Socket（网络套接字）是网络通信的基本构件，它是可以被命名和寻址的通信端口，使用中，每个Socket 都有对应的类型和一个与之相关的进程。在开始介绍Socket创建即时通信之前我们需要先了解下使用TCP进行即时通信的操作流程：

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下边我会结合这个流程图，一步一步跟大家讲通信的具体流程。

1、创建服务端套接字，监听本机的IP和一个特定的端口，把本机作为服务端。（下面的只是一个简单的演示实例）

int  port = 11615;//监听端口，最好设置的大一些，避免和一些特定的端口冲突
IPAddress ipAdd=IPAddress.Parse(“192.168.245.1”);//监听IP，我们通过Dns.GetByHostName().Arrylist[],动态获得本机的IP，这里仅是示例。
TcpListener listener=new TcpListener(ipAdd, port);//创建监听对象

2、监听服务器端口，等待客户端连接请求      

listener.Start();

3、创建客户端的套接字,并向远程服务端发送连接请求     

TcpClient tcpClient=new TcpClient();
int  port = 11615;
IPAddress ipAdd=IPAddress.Parse(“192.168.245.1”);
        tcpClient.Connect(ipAdd, port);

4、服务端确认与客户端的连接，并创建与该客户端对应的Socket对象

Socket clientSocket= listener.AcceptSocket();

5、客户端获取与服务器通信的流通道

NetworkStream stream = tcpClient.GetStream();

6、客户端通过流通道与服务器端进行数据传输

6.1、客户端向服务器端发送数 

string  hello=“Hello World！”;
byte [] buffer=Encoding.Default.GetBytes(hello);
stream.Write(buffer,0,buffer.Length); 

　　6.2、客户端接收从服务器端发来的数据

byte [] buffer=new byte[1024];
int length= stream.Read(buff,0,buff.Length);
string msg = Encoding.Default.GetString(buffer,0,length);

7、服务端接受客户端请求

7.1、服务端向客户端发送数据

string  hello=“Hello World！”;
byte [] buffer=Encoding.Default.GetBytes(hello);
stream.Write(buffer,0,buffer.Length);

7.2、服务端接收从客户器端发来的数据

byte [] buffer=new byte[1024];
int length= stream.Read(buff,0,buff.Length);
string msg = Encoding.Default.GetString(buffer,0,length);

8、服务端断开与客户端的连接

clientSocket.Close();

9、客户端断开与服务端的连接

tcpClient.Close();

10、服务端关闭服务套接字

tcpClient.Close();

       大体的通信流程就是这样子，但是到具体的实际应用中还有不同 ，因为我们要涉及到多个客户端之间的交互，而服务端只是相当于一个中间的媒介，接收客户端传递的消息，并将消息转发给另一个客户端，如果有多个客户端，同时进行通信，而这个时候就需要用到多线程进行通信的管理和控制。

具体的流程如下：

      首先，我们在需要服务端创建一个TCPLister对象，启用一个线程，专门负责监听客户端的请求。

      其次，只要有一个客户端进行请求 ，则TCPLister对象会马上创建一个专门负责通信的Socket与客户端请求的套接字，

      同时再启用一个新的线程专门负责与客户端进行通信。

      在客户端，我们只需要创建一个TCPClient对象，启用一个新的线程来专门的负责信息的接受即可。

      在具体的通过过程中，我们还需要定制一些列的消息通信协议，在消息内部用“|”管道符将其内容进行分割，通过对协议的解析我们可以对不同的消息做不同的处理。在本应用才程序中，具体的通信协议如下：

      在服务端接收协议如下：

接收到客户端发送的通信流的字节数组中的首字节Msg[0]

1、如果Msg[0]则说明发送的是文件，则遍历在线用户列表，像用户在线用户逐一发送该字节数组

2、如果Msg[0]!=0,则说明发送过来的信息字符串，则直接进行Encoding将字节数组转换为字符串，并对字符串进行如下的分析，根据不同的分析结果执行不同的命令。

ON|发送者的用户名|

1、该命令在客户端与服务器端建立连接后由客户端自动发送

2、服务器端收到该命令后，将“用户名”添加到在线用户列表并向所有在线用户发送消息“***上线啦！"

Off|发送者的用户名|

1、该命令是在用户上线、或者离开时执行的，用于向客户端发送在线人员名单，客户端接受到该信息后就会对在线列表进行更新。

MSG|接收者姓名|发送者姓名|发送内容|

MSGALL|发送者的用户名|发送内容|

1、该命令是用户点击发送消息按钮时，发送的信息，前提是用户必须选定要发送的对象

2、服务端收到该消息后，对消息进行解析，从中取得接受者用户名，并从在线列表中取得相应的通讯Socket，将“发送者用户名说“发送内容“这样格式的消息发送回客户端

3、如果是MSGALL，则为群发消息，服务器端收到该命令后，将遍历在线用户列表的用户，并逐一向在线用户发送”发送者的用户名说‘发送内容’”这样的信息发送给所有的在线用户

          在客户端接收协议如下：

接受服务端发送的通信流字节数组中的首字节Msg[0]

如果Msg[0]==0则说明服务端发送的是文件，直接新建文件流从接收到的字节数组中的第二个字节开始读取，读取长度为字节数组长度减一个字节，并在本地保存文件。

如果Msg[0]!=0则说明服务端发送的是消息字符串，然后再根据下面的命令格式进行解析，进而做出不同的操作

OnLine|刚登录的用户名|

客户端收到该命令后，在聊天串口中看到“****”上线了的通知！

Off|用户1、用户2、用户3、|

该命令是在服务器端收到客户端发来的Off和On命令，回发给客户端的命令，然后客户端解析命令，更新在线人员列表。

        以上这些就是该即时通信程序的通信格式，在下一节中，我会带领大家一步一步的构建该即时通信程序的服务端，在构建的过程中会逐步向大家演示TCPLister的应用，以及相关的涉及的多线程的知识。

       好了，这一节就到这里了，希望能给大家带来些许帮助，同时也希望大家多多指点。                                                                                                                 


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