C#UDP编程

一.UDP协议

UDP(User Datagram Protocol)协议就是“用户数据报协议”,它是一种无连接的协议,无连接主要是和TCP协议相比较的。我们知道当利用TCP协议传送数据的时候,首先必须建立连接(也就是所谓的握手)才可以传输数据。而当计算机利用UDP协议进行数据传输的时候,发送方只需要知道对方的IP地址和端口号就可以发送数据,而并不需要进行连接。

由于UDP协议并不需要进行确定的连接,所以编写基于UDP协议的应用程序比起编写基于TCP协议的应用程序要简单些(程序中可以不需要考虑连接和一些异常的捕获工作)。但同时也给基于UDP协议编写的程序带来了一个致命的缺点,UDP由于不提供可靠数据的传输,当计算机之间利用UDP协议传送数据的时候,发送方只管发送数据,而并不确认数据是否被对方接收。这样就会导致某些UDP协议数据包在传送的过程中丢失,尤其网络质量不令人满意的情况下,丢失数据包的现象会更严重。这就是为什么在网络上传输重要数据不采用UDP协议的原因。

可见UDP是一种不面向连接的网络协议,既有其优点,也有其不足,具体如下:

1.基于UDP协议的网络应用程序,实现起来比较简单,并且基于UDP协议的网络应用程序在运行时,由于受到环境影响较小,所以不容易出错。

2.UDP协议占用网络资源较少,数据处理较快,所以在网络中传送对安全性要求不是十分高数据时,其优点比较明显。所谓对安全性要求不高的数据,是指那些不重要的数据,或者是即使丢失若干数据,也不影响其整体的数据,如音频数据等。目前很多流行的网络应用程序都是基于UDP协议的,如OICQ、ICQ等。

3.由于其不是面向连接的网络协议,其缺点也是非常明显的,有些时候甚至是致命的。因为使用UDP协议来传送数据,在数据发送后,在发送方并不确认对方是否接收到。这样就可能导致传送的数据在网络中丢失,尤其在网络条件并不很好的情况下,丢失数据包的现象就更多。所以传送重要数据一般不采用UDP协议。

 

二.C#发送、接收UDP数据包使用的主要类及其用法

用Visual C#实现UDP协议,最为常用,也是最为关键的类就是UdpClient,UdpClient位于命名空间System.Net.Sockets中,Visual C#发送、接收UDP数据包都是通过UdpClient类的。

表-1 UdpClient类中常用方法及其说明

方法

说明

Close

关闭 UDP 连接

Connect

建立与远程主机的连接

DropMulticastGroup

退出多路广播组

JoinMulticastGroup

将 UdpClient 添加到多路广播组

Receive

返回已由远程主机发送的 UDP 数据文报

Send

将 UDP 数据文报发送到远程主机

 

表-2:UdpClient类中常用属性及其说明

属性

说明

Active

获取或设置一个值,该值指示是否已建立了与远程主机的连接

Client

获取或设置基础网络套接字

 

1. C#使用UdpClient类发送UDP数据包

在具体使用中,一般分成二种情况:

(1) 知道远程计算机IP地址:

Send方法的调用语法如下:

publicint Send ( byte[] dgram , int bytes , IPEndPoint endPoint ) ;

 参数说明:

dgram   要发送的 UDP数据文报(以字节数组表示)。

bytes   数据文报中的字节数。

endPoint一个 IPEndPoint类型,它表示要将数据文报发送到的主机IP和端口。

 

返回值 已发送的字节数。

 

下面使用UdpClient发送UDP数据包的具体的调用例子:

 

IPAddressHostIP = new IPAddress.Parse ( "192.168.0.188" ) ;
IPEndPointhost = new IPEndPoint ( HostIP , 10002 ) ;
UdpClient.Send( "发送的字节" , "发送的字节长度" , host ) ;

(2) 知道远程计算机名称

Send方法的调用语法如下:

publicint Send ( byte[ ] dgram , int bytes , string hostname , int port ) ;

参数说明:

 

dgram   要发送的 UDP数据文报(以字节数组表示)。

bytes   数据文报中的字节数。

hostname要连接到的远程主机的名称。

port    要与其通讯的远程端口号。

 

返回值 已发送的字节数。

 

2. C#使用UdpClient类接收UDP数据包:

接收UDP数据包使用的是UdpClient中的Receive方法,此方法的调用语法如下:

publicbyte [] Receive ( ref IPEndPoint remoteEP ) ;

 

参数

 

remoteEP是一个 IPEndPoint类的实例,它表示网络中发送此数据包的节点。

 

下面使用UdpClient接收UDP数据包的具体的调用例子:

server= new UdpClient ( ) ;
receivePoint= new IPEndPoint (new IPAddress(127001), 8080 ) ;
byte[]recData = server.Receive ( ref receivePoint ) ;


三.UDP客户端代码,客户端程序主要就是向服务器端发送数据

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace UDPClient
{
    class UDPClient {
        private UdpClient client;
        private IPEndPoint receivePoint;
        //发送数据函数
        public void start_client() {
            Console.WriteLine("客户端启动");
            client = new UdpClient(8080);//客户端使用8080端口发送数据
            receivePoint = new IPEndPoint(new IPAddress(127001), 10002);
            IPAddress HostIP;
            bool continueLoop = true;
            while(continueLoop){
                System.Text.ASCIIEncoding encode = new System.Text.ASCIIEncoding();
                string sendString = Console.ReadLine();
                byte[] sendData = encode.GetBytes(sendString);
                try {
                    HostIP = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
                    IPEndPoint host = new IPEndPoint(HostIP, 10002); //服务器端套接字,客户端发送数据到此套接字
                    client.Send(sendData, sendData.Length, host);
                    byte[] recData = client.Receive(ref receivePoint);//客户端使用8080端口,接收服务器从10002端口发送过来的数据
                    Console.WriteLine(encode.GetString(recData));
                    continueLoop = false;
                }catch{

                    client.Close();
                    return;
                }
                
            }
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            UDPClient udpClient = new UDPClient();
            udpClient.start_client();
        }
    }
}

四.UDP服务器端代码,服务器端程序主要就是接收客户端发送的数据

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
namespace UdpServer
{
    class UdpServer {
        private UdpClient server;
        private IPEndPoint receivePoint;
       
        private Thread startServer;
        //接受数据函数start_server
        public void start_server() {
            Console.WriteLine("UDPServer启动。。。");
            while (true) {
                ASCIIEncoding encode = new ASCIIEncoding();
                byte[] recData = server.Receive(ref receivePoint);//服务器端从10002端口接收receivePoint发送来的数据包
                string Read_str = encode.GetString(recData);
                Console.WriteLine(Read_str);
                byte[] sendData = encode.GetBytes("OK");
                server.Send(sendData, sendData.Length, receivePoint);//服务器将数据发送到客户端的8080端口
            }
        }
        //创建一个线程
        public void run() {
         
            //利用本地端口号初始化一个UDP网络服务
            server = new UdpClient(10002);//本地端口号,客户端将数据发送到服务器的10002端口,服务器从10002端口接收数据
            receivePoint = new IPEndPoint(new IPAddress(127001),8080); //客户端的套接字
            startServer = new Thread(new ThreadStart(start_server));
            //启动线程
            startServer.Start();
        }
    }
    
    
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            UdpServer udpServer = new UdpServer();
            udpServer.run();
        }
    }
}


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