第10章-WCF和UDP應用編程

工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃教材

普通高等學?！笆濉币?guī)劃教材

《C#網(wǎng)絡應用編程》第3版

第10章WCF和UDP應用編程2Ch10WCF和UDP應用編程10.1UDP應用編程概述10.2利用任務模型實現(xiàn)UDP應用編程10.3利用WCF實現(xiàn)UDP應用編程10.1UDP應用編程概述10.1.1UDP基本知識10.1.2UDP應用編程的技術選擇410.1.1UDP基本知識UDP（UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）是簡單的、面向數(shù)據(jù)報的無連接協(xié)議，提供了快速但不一定可靠的傳輸服務。UDP的主要作用是將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)報的形式，每一個數(shù)據(jù)報用8個字節(jié)描述報頭信息，剩余字節(jié)包含具體的傳輸數(shù)據(jù)。UDP特點：（1）UDP可以一對多傳輸UDP不但支持一對一通信，而且支持一對多通信?；蛘哒f，利用UDP可以使用多播技術同時向多個接收方發(fā)送信息。510.1.1UDP基本知識（2）UDP傳輸速度比TCP快由于UDP不需要先與對方建立連接，也不需要傳輸確認，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題。（4）UDP不保證有序傳輸UDP不確保數(shù)據(jù)的發(fā)送順序和接收順序一致。對于突發(fā)性的數(shù)據(jù)報，有可能會亂序。但是，這種亂序性基本上很少出現(xiàn)，通常只會在網(wǎng)絡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)傳送的保證機制。10.1.1UDP基本知識2．單播、廣播和多播（1）單播單播是指只向某個指定的遠程主機發(fā)送信息，這種方式本質上屬于一對一的通信。（2）廣播廣播是指同時向子網(wǎng)中的多臺計算機發(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)中的所有計算機發(fā)送廣播消息，其他網(wǎng)絡不會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（對于Ipv4來說指55），但是，由于路由器默認會自動過濾掉全球廣播，所以使用這個地址沒有實際意義。10.1.1UDP基本知識IP地址分為兩部分，網(wǎng)絡標識部分和主機標識部分，這兩部分是靠子網(wǎng)掩碼來區(qū)分的，我們把主機標識部分二進制表示全部為1的地址稱為本地廣播地址。例如，對于B類網(wǎng)絡，使用子網(wǎng)掩碼，則本地廣播地址是55，用二進制表示為11000000.10101000.11111111.11111111。其中前兩個字節(jié)（網(wǎng)絡標識部分）表示子網(wǎng)編號，后兩個字節(jié)（主機標識部分）全為1表示向該子網(wǎng)內的所有用戶發(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)絡標識部分，255表示192.168.0子網(wǎng)中的所有主機。10.1.1UDP基本知識（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。對于IPv4來說，多播是指在到55的D類IP地址范圍內進行廣播（第1個字節(jié)在224～239之間）。或者說，發(fā)送方程序通過這些范圍內的某個地址發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方程序也監(jiān)聽并接收來自這些地址范圍的數(shù)據(jù)。10.1.2UDP應用編程的技術選擇編寫UDP應用程序時，可選擇以下技術。1．用Socket類實現(xiàn)第1種方式是直接用System.Net.Sockets命名空間下的Socket類來實現(xiàn)。采用這種方式時，需要程序員編寫的代碼最多，所有底層處理的細節(jié)都需要程序員自己去考慮。2．用UdpClient和多線程實現(xiàn)第2種方式是用System.Net.Sockets命名空間下的UdpClient類和Thread類來實現(xiàn)。UdpClient類對基礎Socket進行了封裝，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時不必考慮套接字收發(fā)時必須處理的細節(jié)問題，在一定程度上降低了用Socket編寫UDP應用程序的難度，提高了編程效率。10.1.2UDP應用編程的技術選擇編寫UDP應用程序時，可選擇以下技術。3．用UdpClient和多任務實現(xiàn)第3種方式是用UdpClient類以及基于任務的編程模型（Task類）來實現(xiàn)。用多任務實現(xiàn)比直接用多線程實現(xiàn)更有優(yōu)勢。4．用WCF實現(xiàn)第4種方式是用WCF來實現(xiàn)。即將WCF和UDP通過配置綁定在一起，這是對Socket進行的另一種形式的封裝。10.2利用任務模型實現(xiàn)UDP應用編程10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)10.2.2利用UdpClient實現(xiàn)群發(fā)功能10.2.3利用UdpClient實現(xiàn)網(wǎng)絡會議討論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類對基礎套接字進行了一定程度的封裝，同時還可以用它直接調用基礎套接字提供的功能。TCP有TcpListener類和TcpClient類，而UDP只有UdpClient類，這是因為UDP是無連接的協(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)送方可以在任何時候直接向指定的遠程主機發(fā)送UDP數(shù)據(jù)報。在這種模式中，發(fā)送方是客戶端，具有監(jiān)聽功能的接收方是服務端。10.2.1利用UdpClient類發(fā)送和接收數(shù)據(jù)1．UdpClient類的常用構造函數(shù)UdpClient類提供了多種重載的構造函數(shù)，分別用于IPv4和IPv6的數(shù)據(jù)收發(fā)。在這些構造函數(shù)中，最常用的重載形式就是帶本地終結點參數(shù)的構造函數(shù)，語法如下。publicUdpClient(IPEndPointlocalEp)用這種構造函數(shù)創(chuàng)建的UdpClient對象會自動與參數(shù)中指定的本地終結點綁定在一起。綁定的目的是為了監(jiān)聽來自其他遠程主機的數(shù)據(jù)報。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對象的Send方法向遠程主機發(fā)送數(shù)據(jù)，用Receive方法接收來自遠程主機的數(shù)據(jù)。（1）發(fā)送數(shù)據(jù)用UdpClient對象的Send方法同步發(fā)送數(shù)據(jù)時，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對象的Receive方法用于獲取來自遠程主機的UDP數(shù)據(jù)報，語法如下。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)對于執(zhí)行時間可能較長的任務，或者無法預測用時到底有多長的任務，最好用基于任務的異步編程來實現(xiàn)（調用UdpClient對象的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，用戶界面不會出現(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，運行效果如圖10-1所示。10.2.2利用UdpClient實現(xiàn)群發(fā)功能1．加入和退出多播組多播組可以是永久的，也可以是臨時的。在實際應用中，大多數(shù)多播組都是臨時的，即僅在多播組中有成員的時候才存在。凡是加入到多播組的接收端都可以接收來自多播發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。但是，如果不加入多播組，則無法接收多播數(shù)據(jù)。向多播組發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要先創(chuàng)建一個UdpClient對象。例如：UdpClientclient=newUdpClient("",8001);使用多播時，應注意的是該對象TTL值的設置。利用UdpClient對象的Ttl屬性可修改TTL的默認值，例如：UdpClientudpClient=newUdpClient();udpClient.Ttl=50;10.2.2利用UdpClient實現(xiàn)群發(fā)功能（1）加入多播組利用UdpClient對象的JoinMulticastGroup方法可加入到指定的多播組中，例如：//創(chuàng)建UdpClient的實例并設置本地監(jiān)聽的端口號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對象。例如：udpClient.DropMulticastGroup(IPAddress.Parse(""));10.2.2利用UdpClient實現(xiàn)群發(fā)功能2．是否允許接收多播利用UdpClient對象的MulticastLoopback屬性可控制是否允許接收多播信息。該屬性默認為true，即允許接收多播。3．基本用法示例【例10-2】演示用UdpClient實現(xiàn)多播的基本用法，運行效果如圖10-2所示。10.2.3利用UdpClient實現(xiàn)網(wǎng)絡會議討論【例10-3】演示用多播技術實現(xiàn)網(wǎng)絡會議討論的基本用法，運行效果如圖10-3所示。10.2.3利用UdpClient實現(xiàn)網(wǎng)絡會議討論1．定義消息格式在這個例子中，消息由命令和參數(shù)兩大部分組成，命令與參數(shù)之間用逗號分隔。（1）Login，用戶名含義：用戶請求進入會議室。（2）List，會議室現(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“會議室現(xiàn)有成員”中。（3）Logout，用戶名含義：用戶請求退出會議室。（4）Say，用戶名，發(fā)言信息含義：與會人員發(fā)出的談話內容。10.3利用WCF實現(xiàn)UDP應用編程在面向服務的分布式應用程序中，建議用WCF實現(xiàn)UDP應用編程，而不是用傳統(tǒng)的技術去實現(xiàn)。WCF中與UDP相關的綁定只有<udpBinding>，對應的類為UdpB