第10章-WCF和UDP應(yīng)用編程

工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃教材

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《C#網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程》第3版

第10章WCF和UDP應(yīng)用編程2Ch10WCF和UDP應(yīng)用編程10.1UDP應(yīng)用編程概述10.2利用任務(wù)模型實(shí)現(xiàn)UDP應(yīng)用編程10.3利用WCF實(shí)現(xiàn)UDP應(yīng)用編程10.1UDP應(yīng)用編程概述10.1.1UDP基本知識(shí)10.1.2UDP應(yīng)用編程的技術(shù)選擇410.1.1UDP基本知識(shí)UDP（UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是簡(jiǎn)單的、面向數(shù)據(jù)報(bào)的無(wú)連接協(xié)議，提供了快速但不一定可靠的傳輸服務(wù)。UDP的主要作用是將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)報(bào)的形式，每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)用8個(gè)字節(jié)描述報(bào)頭信息，剩余字節(jié)包含具體的傳輸數(shù)據(jù)。UDP特點(diǎn)：（1）UDP可以一對(duì)多傳輸U(kuò)DP不但支持一對(duì)一通信，而且支持一對(duì)多通信。或者說(shuō)，利用UDP可以使用多播技術(shù)同時(shí)向多個(gè)接收方發(fā)送信息。510.1.1UDP基本知識(shí)（2）UDP傳輸速度比TCP快由于UDP不需要先與對(duì)方建立連接，也不需要傳輸確認(rèn)，因此其數(shù)據(jù)傳輸速度比TCP快得多。（3）UDP有消息邊界使用UDP不需要考慮消息邊界問(wèn)題。（4）UDP不保證有序傳輸U(kuò)DP不確保數(shù)據(jù)的發(fā)送順序和接收順序一致。對(duì)于突發(fā)性的數(shù)據(jù)報(bào)，有可能會(huì)亂序。但是，這種亂序性基本上很少出現(xiàn)，通常只會(huì)在網(wǎng)絡(luò)非常擁擠的情況下才有可能發(fā)生。（5）UDP可靠性不如TCPUDP不提供數(shù)據(jù)傳送的保證機(jī)制。10.1.1UDP基本知識(shí)2．單播、廣播和多播（1）單播單播是指只向某個(gè)指定的遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送信息，這種方式本質(zhì)上屬于一對(duì)一的通信。（2）廣播廣播是指同時(shí)向子網(wǎng)中的多臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送消息，分為本地廣播和全球廣播。本地廣播是指向子網(wǎng)中的所有計(jì)算機(jī)發(fā)送廣播消息，其他網(wǎng)絡(luò)不會(huì)受到本地廣播的影響。全球廣播是指使用所有位全為1的IP地址（對(duì)于Ipv4來(lái)說(shuō)指55），但是，由于路由器默認(rèn)會(huì)自動(dòng)過(guò)濾掉全球廣播，所以使用這個(gè)地址沒(méi)有實(shí)際意義。10.1.1UDP基本知識(shí)IP地址分為兩部分，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)部分和主機(jī)標(biāo)識(shí)部分，這兩部分是靠子網(wǎng)掩碼來(lái)區(qū)分的，我們把主機(jī)標(biāo)識(shí)部分二進(jìn)制表示全部為1的地址稱為本地廣播地址。例如，對(duì)于B類網(wǎng)絡(luò)，使用子網(wǎng)掩碼，則本地廣播地址是55，用二進(jìn)制表示為11000000.10101000.11111111.11111111。其中前兩個(gè)字節(jié)（網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)部分）表示子網(wǎng)編號(hào)，后兩個(gè)字節(jié)（主機(jī)標(biāo)識(shí)部分）全為1表示向該子網(wǎng)內(nèi)的所有用戶發(fā)送消息。仍以為例，如果子網(wǎng)掩碼為，則本地廣播地址是55。192.168.0為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)部分，255表示192.168.0子網(wǎng)中的所有主機(jī)。10.1.1UDP基本知識(shí)（3）多播（組播）多播也叫多路廣播，由于多播是分組的，所以也叫組播。對(duì)于IPv4來(lái)說(shuō)，多播是指在到55的D類IP地址范圍內(nèi)進(jìn)行廣播（第1個(gè)字節(jié)在224～239之間）。或者說(shuō)，發(fā)送方程序通過(guò)這些范圍內(nèi)的某個(gè)地址發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方程序也監(jiān)聽(tīng)并接收來(lái)自這些地址范圍的數(shù)據(jù)。10.1.2UDP應(yīng)用編程的技術(shù)選擇編寫(xiě)UDP應(yīng)用程序時(shí)，可選擇以下技術(shù)。1．用Socket類實(shí)現(xiàn)第1種方式是直接用System.Net.Sockets命名空間下的Socket類來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用這種方式時(shí)，需要程序員編寫(xiě)的代碼最多，所有底層處理的細(xì)節(jié)都需要程序員自己去考慮。2．用UdpClient和多線程實(shí)現(xiàn)第2種方式是用System.Net.Sockets命名空間下的UdpClient類和Thread類來(lái)實(shí)現(xiàn)。UdpClient類對(duì)基礎(chǔ)Socket進(jìn)行了封裝，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)不必考慮套接字收發(fā)時(shí)必須處理的細(xì)節(jié)問(wèn)題，在一定程度上降低了用Socket編寫(xiě)UDP應(yīng)用程序的難度，提高了編程效率。10.1.2UDP應(yīng)用編程的技術(shù)選擇編寫(xiě)UDP應(yīng)用程序時(shí)，可選擇以下技術(shù)。3．用UdpClient和多任務(wù)實(shí)現(xiàn)第3種方式是用UdpClient類以及基于任務(wù)的編程模型（Task類）來(lái)實(shí)現(xiàn)。用多任務(wù)實(shí)現(xiàn)比直接用多線程實(shí)現(xiàn)更有優(yōu)勢(shì)。4．用WCF實(shí)現(xiàn)第4種方式是用WCF來(lái)實(shí)現(xiàn)。即將WCF和UDP通過(guò)配置綁定在一起，這是對(duì)Socket進(jìn)行的另一種形式的封裝。10.2利用任務(wù)模型實(shí)現(xiàn)UDP應(yīng)用編程10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)10.2.2利用UdpClient實(shí)現(xiàn)群發(fā)功能10.2.3利用UdpClient實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議討論10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)System.Net.Sockets名稱空間下的UdpClient類對(duì)基礎(chǔ)套接字進(jìn)行了一定程度的封裝，同時(shí)還可以用它直接調(diào)用基礎(chǔ)套接字提供的功能。TCP有TcpListener類和TcpClient類，而UDP只有UdpClient類，這是因?yàn)閁DP是無(wú)連接的協(xié)議，所以只需要一種Socket。由于UDP不需要發(fā)送方和接收方先建立連接，因此發(fā)送方可以在任何時(shí)候直接向指定的遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送UDP數(shù)據(jù)報(bào)。在這種模式中，發(fā)送方是客戶端，具有監(jiān)聽(tīng)功能的接收方是服務(wù)端。10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)1．UdpClient類的常用構(gòu)造函數(shù)UdpClient類提供了多種重載的構(gòu)造函數(shù)，分別用于IPv4和IPv6的數(shù)據(jù)收發(fā)。在這些構(gòu)造函數(shù)中，最常用的重載形式就是帶本地終結(jié)點(diǎn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，語(yǔ)法如下。publicUdpClient(IPEndPointlocalEp)用這種構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的UdpClient對(duì)象會(huì)自動(dòng)與參數(shù)中指定的本地終結(jié)點(diǎn)綁定在一起。綁定的目的是為了監(jiān)聽(tīng)來(lái)自其他遠(yuǎn)程主機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)。例如：IPEndPointlocalEndPoint=newIPEndPoint(localAddress,51666);UdpClientclient=newUdpClient(localEndPoint);10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)2．同步發(fā)送和接收數(shù)據(jù)在同步阻塞方式下，可以用UdpClient對(duì)象的Send方法向遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，用Receive方法接收來(lái)自遠(yuǎn)程主機(jī)的數(shù)據(jù)。（1）發(fā)送數(shù)據(jù)用UdpClient對(duì)象的Send方法同步發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，該方法返回已發(fā)送的字節(jié)數(shù)。Send方法有多種重載形式，這里只介紹最常用的重載形式，語(yǔ)法如下。publicintSend(byte[]data,intlength,IPEndPointremoteEndPoint)10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（2）接收數(shù)據(jù)UdpClient對(duì)象的Receive方法用于獲取來(lái)自遠(yuǎn)程主機(jī)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)，語(yǔ)法如下。publicbyte[]Receive(refIPEndPointremoteEndPoint)例如：Task.Run(()=>

{while(true)

{IPEndPointremote=null;byte[]bytes=client.Receive(refremote);

strings=Encoding.Unicode.GetString(bytes);}});10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)2．異步發(fā)送和接收數(shù)據(jù)對(duì)于執(zhí)行時(shí)間可能較長(zhǎng)的任務(wù)，或者無(wú)法預(yù)測(cè)用時(shí)到底有多長(zhǎng)的任務(wù)，最好用基于任務(wù)的異步編程來(lái)實(shí)現(xiàn)（調(diào)用UdpClient對(duì)象的SendAsync方法和ReceiveAsync方法）。使用這種辦法的好處是收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，用戶界面不會(huì)出現(xiàn)停頓現(xiàn)象。異步發(fā)送數(shù)據(jù)，例如：awaitclient.SendAsync(bytes,bytes.Length,remoteEndPoint);10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)2．異步發(fā)送和接收數(shù)據(jù)異步接收數(shù)據(jù)，例如：publicasyncvoidReceiveDataAsync(){while(true){varresult=awaitclient.ReceiveAsync();strings=Encoding.Unicode.GetString(result.Buffer);textBlock1.Dispatcher.Invoke(()=>{textBlock1.Text+=string.Format("來(lái)自{0}：{1}\n",result.RemoteEndPoint,s);

});}}10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)3．基本用法示例【例10-1】演示用UdpClient收發(fā)數(shù)據(jù)的基本用法，運(yùn)行效果如圖10-1所示。10.2.2利用UdpClient實(shí)現(xiàn)群發(fā)功能1．加入和退出多播組多播組可以是永久的，也可以是臨時(shí)的。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)多播組都是臨時(shí)的，即僅在多播組中有成員的時(shí)候才存在。凡是加入到多播組的接收端都可以接收來(lái)自多播發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。但是，如果不加入多播組，則無(wú)法接收多播數(shù)據(jù)。向多播組發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，需要先創(chuàng)建一個(gè)UdpClient對(duì)象。例如：UdpClientclient=newUdpClient("",8001);使用多播時(shí)，應(yīng)注意的是該對(duì)象TTL值的設(shè)置。利用UdpClient對(duì)象的Ttl屬性可修改TTL的默認(rèn)值，例如：UdpClientudpClient=newUdpClient();udpClient.Ttl=50;10.2.2利用UdpClient實(shí)現(xiàn)群發(fā)功能（1）加入多播組利用UdpClient對(duì)象的JoinMulticastGroup方法可加入到指定的多播組中，例如：//創(chuàng)建UdpClient的實(shí)例并設(shè)置本地監(jiān)聽(tīng)的端口號(hào)UdpClientudpClient=newUdpClient(8001);udpClient.JoinMulticastGroup(IPAddress.Parse(""));（2）退出多播組利用UdpClient的DropMulticastGroup方法可以退出多播組。參數(shù)中指出要退出多播組的IPAddress對(duì)象。例如：udpClient.DropMulticastGroup(IPAddress.Parse(""));10.2.2利用UdpClient實(shí)現(xiàn)群發(fā)功能2．是否允許接收多播利用UdpClient對(duì)象的MulticastLoopback屬性可控制是否允許接收多播信息。該屬性默認(rèn)為true，即允許接收多播。3．基本用法示例【例10-2】演示用UdpClient實(shí)現(xiàn)多播的基本用法，運(yùn)行效果如圖10-2所示。10.2.3利用UdpClient實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議討論【例10-3】演示用多播技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議討論的基本用法，運(yùn)行效果如圖10-3所示。10.2.3利用UdpClient實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議討論1．定義消息格式在這個(gè)例子中，消息由命令和參數(shù)兩大部分組成，命令與參數(shù)之間用逗號(hào)分隔。（1）Login，用戶名含義：用戶請(qǐng)求進(jìn)入會(huì)議室。（2）List，會(huì)議室現(xiàn)有人員列表含義：接收方收到List消息之后，將該用戶添加到“會(huì)議室現(xiàn)有成員”中。（3）Logout，用戶名含義：用戶請(qǐng)求退出會(huì)議室。（4）Say，用戶名，發(fā)言信息含義：與會(huì)人員發(fā)出的談話內(nèi)容。10.3利用WCF實(shí)現(xiàn)UDP應(yīng)用編程在面向服務(wù)的分布式應(yīng)用程序中，建議用WCF實(shí)現(xiàn)UDP應(yīng)用編程，而不是用傳統(tǒng)的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)。WCF中與UDP相關(guān)的綁定只有<udpBinding>，